页岩储层钻井液-压裂液复合损害机理及保护对策

为了分析钻井液与压裂液复合作用导致的储层损害,考虑油基钻井液侵蚀页岩矿物诱发的裂缝延伸,建立钻井液动态侵入深度预测方法,评价页岩裂缝面力学性质弱化、裂缝闭合与岩粉堵塞导致的天然/水力裂缝损害,提出钻井液-压裂液复合作用储层损害模式,揭示页岩油气层钻完井损害机理并提出保护对策。研究表明,钻开储层过程中,钻井液通过页岩诱导裂缝和天然裂缝深度侵入储层,侵蚀页岩矿物并导致侵入带页岩力学性质普遍弱化;水力压裂过程中,钻井液-压裂液复合作用进一步弱化页岩力学性质,导致生产过程裂缝更易闭合并发生岩粉脱落,诱发天然/水力裂缝应力敏感损害和固相堵塞损害,造成钻井液-压裂液复合作用带裂缝导流能力大幅降低,制约页岩油气井高产稳产。提出了防塌防漏加速储层段钻进、化学成膜防止页岩裂缝面力学性质弱化、强化页岩裂缝封堵减少钻井液侵入范围、优化压裂液体系保护裂缝导流能力的页岩储层保护对策。

我国钻井液技术难题、新进展及发展建议

系统地梳理了超深/特深层、非常规、深水、干热岩、极地、天然气水合物等复杂地层钻探过程中面临的钻井液技术难题,探讨了关键科学问题与核心工程难题,结合近年来的钻井液技术进展,介绍了钻井液技术最新进展。针对复杂地层钻井过程中遇到的高温高压高盐、泥页岩水化严重、井壁失稳、大温差、井漏、储层损害,以及钻井液维护自动化程度低等问题,国内外学者研发了抗高温高盐水基/油基钻井液、恒流变钻井液、抗超高温泡沫钻井液、环境友好型超低温钻井液、智能温压响应承压堵漏材料、可降解储层保护材料、钻井液在线监测与自动加料系统等关键材料、体系与装备。但随着地质、工程环境愈加复杂,钻井液材料仍面临抗超高温高盐、超长时间稳定、防塌固壁、恶性漏失以及钻井液性能自动化调控等重大技术瓶颈。为满足复杂地层钻探过程中钻井液性能需求,未来还需深入研究钻井液处理剂在极端条件下的起效/失效机理,钻井液处理剂在微观-介观-宏观等不同尺度下的构效关系变化及作用机制,建立安全高效的钻井液多功能一体化调控方法,构建智能钻井液理论与技术,为实现复杂地层安全高效经济环保钻井提供关键技术支撑。

两级固结堵漏井筒压力的变化规律

常规固结堵漏浆体驻留性差、井筒留塞难。现场采用两级固结堵漏工艺,在固结堵漏浆体前向漏失层注入高黏稠浆体,以提高浆体驻留性。但对堵漏作业过程中井筒压力变化规律认识不清,井筒压力精细控制不足,工艺参数如排量、浆体体积等的确定缺乏理论指导,这些仍然是固结堵漏工艺优化面临的关键问题之一。基于浆体在裂缝中一维径向流动模型,建立了多级固结堵漏动力学模型,提出临界压差和压差比两个参数表征浆体的驻留性。以高黏稠凝胶浆+水泥浆两级固结堵漏工艺为例,分析裂缝宽度、排量、浆体体积及比例对井筒压力的影响,厘清堵漏过程中与环空液面高度变化与井筒压力的关系。研究表明:裂缝宽度越小,堵漏过程中井筒与地层压差、临界压差越大,浆体更容易驻留。增加浆体体积和高黏稠浆体比例,有助于浆体驻留,但实际堵漏应综合考虑浆体驻留、漏层裂缝封固以及成本等多因素。浆体排量越大,压差比越大,不利于浆体驻留。环空液面高度变化可以判断漏失地层井筒压力变化,现场应加强环空液面高度的监测。

1种未知输入观测器的推广设计方法

为使未知输入观测器的应用范围更广,提出1种解决在未知输入观测器(UIO)设计过程中对象测量输出线性相关问题的方法。通过对测量输出的线性相关性分析,测量输出可以被合理分组,使得各组内包含部分互相线性无关的测量输出并且保证这些分组涵盖了所有需要诊断的测量输出传感器;以这种方式来满足设计UIO的存在条件,并在此基础上针对不同分组来设计UIO以进行关于传感器的故障诊断算法设计。针对1个工程实例,使用UIO进行传感器的故障诊断设计验证了该方法的可行性。

平江县耕地土壤有效态微量元素养分及施肥策略

为探明湖南省平江县耕地土壤微量元素的丰缺水平及分布状况,在平江县设置406个采样点,测定耕层(0~20 cm)土壤有效铁、有效锰、有效铜、有效锌、有效硼、有效钼含量,为当地实行测土配方施肥提供科学依据。结果表明,全县土壤中有效铁、有效铜、有效锌含量丰富且分布较均匀,较丰富以上水平的样本均占比95%以上,全县不缺乏耕地占比99%以上;有效锰、有效钼含量整体丰富,较丰富以上水平的样本占比分别为66.75%,79.50%,但分布不均,缺乏耕地面积占比4.60%,19.90%;有效硼整体缺乏,样本缺乏和极缺乏水平占比为76.35%,缺乏耕地面积占比为81.80%。因此,当地应适当减少含铁、铜、锌的肥料及农用化学物品的施用,增加硼肥施用,合理施用锰、钼肥。

UPLC-MS/MS法测定岳阳黄茶中6种农药残留

应用超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS)建立吡虫啉、多菌灵、苯醚甲环唑、啶虫脒、甲拌磷、氧乐果6种农药的分析方法,为岳阳黄茶中农药多残留检测提供参考。结果表明:参照基质效应评价方法,多菌灵和氧乐果没有基质效应,吡虫啉和啶虫脒属于强基质抑制效应,苯醚甲环唑和甲拌磷属于中等基质抑制效应,RSD为0.57 %-7.40 %;基质标准曲线在5-500 μg/L质量浓度范围内,6种农药的仪器响应值与质量浓度呈良好线性关系(线性回归系数R>0.998 8);3个添加水平(0.01、0.05、0.10 mg/kg)下6种农药的平均回收率为77.17 %-101.28 %,RSD(n=5)为0.97 %-9.97 %,定量限为0.1-1.0 μg/kg。该方法在国家标准方法的基础上优化,具有高效、便捷、准确,重复性好的特点,适用于岳阳黄茶中6种农药的残留量检测。