莺歌海盆地泥底辟构造动力学成因机制的高温高压模拟实验

新的高温高压实验研究证实莺歌海盆地泥底辟构造是在热动力作用下形成和演化的，在0－300℃条件下，饱和水泥质实验材料（高岭土）产生了0－1500×10^-6应变量，干的中粒度砂质材料的应变量仅仅为0－150×10^-6，饱和水中粒度砂质材料的应变量大约为0－590×10^-6。新的实验结果证明，热动力可以产生热应变，热能可以转换为应变能，高压对于泥底辟构造的形成和演化起到了促进作用。

柴西下干柴沟组咸化湖盆碳酸盐岩溶蚀模拟试验

为研究地层条件下有机酸对湖相碳酸盐岩基质微孔的改造作用及咸化环境沉积盐类矿物溶蚀对碳酸盐岩储层的影响,以柴达木盆地西部地区下干柴沟组湖相碳酸盐岩为例,采用高温高压模拟、扫描电镜及离子浓度测试等试验手段,依据岩心样品溶蚀模拟过程中矿物组分、物性、孔隙特征及反应液离子浓度的变化对咸化湖盆碳酸盐岩在有机酸作用下的溶蚀规律及控制因素进行研究。结果表明:酸性流体作用后碳酸盐岩样品物性均有一定改善,其渗透率增长明显;溶蚀过程中低温条件下发生与碳酸盐共生的石膏、芒硝及长石的溶解,方解石较白云石容易发生溶解,碳酸盐的溶解程度随温度升高具有先增强、后减弱的特点,存在“溶蚀窗”,相对封闭条件下,石膏等盐类矿物溶解产生同离子效应抑制碳酸盐的溶解;温度和水岩比是控制碳酸盐溶解的关键因素,水岩比决定发生反应的体系,不同体系下温度对溶蚀强度影响存在差异,低水岩比情况下温度升高碳酸盐趋于沉淀,中等水岩比情况下溶解强度随着温度升高先增强、后减弱,较高水岩比情况下温度升高利于碳酸盐溶蚀。

煤变质作用的构造物理化学机理实验研究进展

煤作为对温度、压力等地质环境条件极敏感的有机岩,地质历史演化过程中各种构造-热事件必然导致煤发生一系列物理、化学、结构和构造变化,物理模拟实验则是揭示煤变质作用机理的重要手段。本文基于煤变质热模拟实验、高温高压模拟实验方面的研究成果,着重对煤变质作用机理、演化进程及煤变质作用模拟实验的应用和发展趋势进行阐述。煤变质作用包含煤化作用和石墨化作用两个阶段,体现为多尺度、多阶段的物理化学结构演化,基本特征趋向于分子结构有序化和化学成分单一化。温度是煤变质的主导因素,而力的作用方式同样约束着煤变质作用。热模拟实验基于“时间-温度补偿原理”,采用开放、半开放和封闭等不同实验体系,模拟不同温压条件和构造-热环境下的热解过程。高温高压模拟实验基于相似性原理,在热模拟基础上加入压力变量,模拟不同温压条件和应力-应变环境,以全面模拟煤在各种构造物理化学条件下所发生的物理化学变化,探究不同温压耦合条件下煤变质作用机理、影响因素与演化途径。煤变质的热模拟及高温高压模拟实验在油气生成、煤储层评价、煤成石墨化及煤中战略性金属元素迁移等多个领域得到广泛应用,今后将朝多学科交叉融合和多场耦合模拟实验方向发展,以期更精确地模拟地层构造作用下的复杂地质条件,为深入探究煤变质作用的构造物理化学机理提供更有效的技术手段。

缓蚀剂HYH-9在模拟丽水36-1海底管道内部工况下的缓蚀性能

采用电化学试验、腐蚀模拟试验和挥发性测试试验等方法研究了缓蚀剂HYH-9在模拟丽水36-1海底管道内部工况下的缓蚀行为。结果表明:HYH-9是一种以二亚乙基三胺及其衍生物为主要成分,适用于二氧化碳和硫化氢条件下的油田专用缓蚀剂;缓蚀剂HYH-9具有较好的挥发性,能够与水很好地混溶,少量分散溶解于油中,可同时抑制X65钢腐蚀反应的阴阳极过程,属于偏阳极型的混合控制型缓蚀剂;缓蚀剂HYH-9对管道底部积水腐蚀和顶部冷凝结液腐蚀都能够起到较好的抑制作用。

史141井酸化改造试验研究

史141井3400.35m-3400.90m井段岩性为岩屑长石砂岩,填隙物成分主要为泥质和铁白云石。通过对此井段内的样品进行酸化改造试验,发现土酸(12%HCl+3%HF)改造效果优于盐酸(12%的HCl)改造效果。在酸液改造过程中,方解石、白云石等碳酸盐岩矿物为主要受侵蚀对象,粘土矿物基本不受酸液影响。

滑溜水压裂液与页岩储层化学反应及其对孔隙结构的影响

为探究页岩气井压裂作业过程中,滑溜水压裂液对不同沉积环境(海相、陆相、海陆过渡相)页岩储层孔隙结构的影响,利用盆地深层流体-岩石相互作用模拟仪,模拟地层条件(100℃,50 MPa)下滑溜水压裂液注入过程中与不同沉积环境页岩的相互作用实验。通过对比反应前与反应72 h后3套页岩样品矿物组成、孔体积和比表面积的变化,对不同类型页岩孔隙结构的变化进行剖析。结果表明,滑溜水压裂液处理后的不同沉积环境页岩矿物组成和孔隙结构都发生了变化。海相页岩反应之后,碳酸盐矿物发生溶蚀,形成大量直径为2~8μm左右的溶蚀孔,导致纳米孔孔体积和比表面积减小。因含有较多的伊/蒙混层矿物,陆相和海陆过渡相页岩遇压裂液容易发生膨胀、分散作用,导致其孔体积及比表面积减小。该实验结果为研究滑溜水压裂液对不同沉积环境页岩储层的物理、化学作用,以及为压裂液的改造提供了一定的科学依据。

人工熟化过程中可溶有机质对页岩孔隙特征的影响

有机质成熟过程中,可溶有机质在页岩中赋存状态的演化规律对于深入了解页岩油气的储集空间具有重要意义。采用压机半封闭体系,对低成熟的鄂尔多斯长7段页岩进行了不同温度条件下的高压热模拟实验研究,获取了一系列成熟度梯度(0.7%<VRo<3.5%)的页岩样品。通过混合溶剂(CH_2CL_2﹕CH_3OH=93﹕7)进行索氏抽提,结合低压N_2和CO_2气体吸附实验对抽提前后页岩孔隙特征进行了对比研究,得出以下认识:去除可溶有机质的页岩的TOC含量、吸附烃S_1、热解烃S_2、氢指数IH在成熟阶段(VRo<2.0%)都有明显的降低,但在过成熟阶段(VRo>2.0%)差异较小且相对稳定;可溶有机质对微孔的影响可能以覆盖遮掩为主,对页岩孔体积的影响主要集中在介孔和大孔部分,但对页岩比表面积的影响主要集中在微孔和介孔范围。

缝洞型碳酸盐岩气藏多层合采供气能力实验

在孔隙型、孔洞型和缝洞型岩心CT扫描、压汞资料分析储集层微观孔隙结构特征的基础上,建立多层合采物理模拟实验模型,研究了层间非均质性、生产压差、含水饱和度和水侵等因素对供气能力的影响,并采用Eclipse软件建立多层合采径向流模型对实验结果进行了验证。研究表明:缝洞型储集层渗流能力强,前期产气贡献大,孔洞型和孔隙型储集层渗流能力较弱,产气贡献主要体现在中后期;储集层渗透率的绝对大小影响自身的产能贡献率,相对大小影响多层合采总采收率;合理的生产压差下各类储集层之间可以达到"动态补给平衡"供气状态;缝洞型储集层产气能力受边底水影响较小,但会优先见水并封堵其他储集层,大幅降低合采供气能力与采收率。

“高温-结盐-CO_(2)/O_(2)”多因素耦合环境下热浸铝镀层腐蚀行为研究

通过微观形貌观察、极化曲线测试、240℃-结盐-CO_(2)/O_(2)多因素耦合环境下的模拟实验,明确了热浸铝镀层在油田重沸器管束中的适用性。热浸铝试样主要由纯Al层和舌状Fe_(2)Al_(5)合金层组成,厚度在150~200μm。模拟油田水中的极化曲线对比结果表明,在30℃时,热浸铝试样相比20#钢腐蚀电流密度降低约300倍,具有很好的耐蚀性能。采用高温高压反应釜模拟现场管束服役工况,高温高压模拟工况结果表明,240℃-结盐-CO_(2)/O_(2)多因素耦合环境下,20#钢的均匀腐蚀速率为0.68±0.04 mm/a,点蚀深度达到70.5μm,表面的腐蚀产物主要为Fe_(3)O_(4)和Fe_(2)O_(3),产物膜内存在大量裂纹等缺陷;而热浸铝镀层腐蚀速率为0.08±0.02 mm/a,腐蚀主要出现在纯Al层,对应的腐蚀产物为Al(OH)_(3)。综合结果表明,热浸铝镀层在240℃-结盐-CO_(2)/O_(2)多因素耦合环境下呈现良好的防腐性能。