复杂盐膏层定向井固井工艺探讨

伊拉克某油田盐膏层定向井的9-5/8″套管固井面临诸多技术难题:定向井段复合盐膏层段长且蠕变压力高,漏失压力当量密度和钻井液密度仅相差0.1 g/cm3左右,极易发生井漏;该井段下部压力系数高达2.25的高压盐水固井期间外窜导致固井质量差、溢流频发及技术套管环空带压;高密度水泥浆配置难度高,可泵性差;固井前循环排量受限,清洗效果差;盐膏层在定向段暴露面积增大,加大了清洗难度;高密度饱和盐水钻井液和高压盐水氯根含量高,与水泥浆接触后,水泥浆存在超缓凝现象。现场通过选用合适的水泥浆体系及加重材料,并采用了双压稳固井技术和其他一系列技术措施,保障了固井作业的安全顺利完工,且固井质量良好。本井的固井作业经验可以为M油田复合盐膏层地层定向井固井及其他类似井的作业提供参考。

无为盆地周冲村组膏盐层地震响应特征研究及其油气地质意义

膏盐层作为油气田的主要盖层,对油气藏封存具有重要意义。文章在无为盆地开展二维地震勘探工作的基础上,运用井震联合对比分析方法,总结区域内膏盐层的地震响应特征,较细致地刻画无为盆地周冲村组膏盐层的厚度和空间分布规律。研究结果表明:膏盐层厚度与地震振幅属性具有一定的正相关性,地震振幅越强,膏盐层厚度越大;无为盆地膏盐层在纵向上厚度变化范围为45~540 m,横向上在盆地核心区和凹陷区膏盐层发育较厚,主体介于300~500 m之间,在盆地构造高点位置膏盐层发育较薄,主体介于50~150 m之间,膏盐层分布特征与无为盆地构造总体呈现“低厚高薄”规律。文章为无为盆地天然气和页岩气勘探突破提供了技术保障。

Ca基LDO复合材料的制备及其对磷酸盐的吸附性能研究

未经处理的过量磷酸盐释放到水系统会导致非常严重的环境问题。为了去除水体中超标的磷酸盐,将固废烟气脱硫石膏与镁铝水滑石的原料按初始物质的量比进行混合,然后使用水热合成法和焙烧法制备了高效除磷吸附剂,采用XRD、FT-IR、SEM、BET、TGA对其进行表征。将磷酸盐作为目标污染物,考察了吸附剂用量、时间、初始浓度、温度、初始溶液pH和共存离子对吸附容量的影响及吸附剂的循环吸附能力。结果表明:Freundlich吸附等温模型、准二级动力学模型能较好地描述磷酸盐的吸附过程;在25℃、p H=12、吸附剂用量为10 mg的条件下,吸附量可以达到209.02 mg/g,且在pH为4~11时表现出较为稳定的吸附行为;吸附机制包括内扩散、配体交换和沉淀反应。该研究不仅为制备用于固体废物高效利用的吸附剂提供了方法,而且为控制水体富营养化和实现废物循环利用提供了理论意义。

伊拉克Missan油田BU区块钻遇盐膏层超高压流体圈闭的钻井技术探讨

伊拉克Missan油田复合盐膏层段含高压盐水层,其中BU区块某井12-1/4"井段钻遇含有超高压流体圈闭,使得本井段作业无安全钻井液密度窗口,作业中气侵、盐水溢流、井漏、缩径等井下复杂频出。后续钻进期间采取严格的ECD控制技术,简化钻具组合并优化参数;非钻进期间分层浆柱稳定井眼,分段控制起下管柱速度等措施,避免了局部超高压流体地层导致的涌、漏、卡等井下复杂,保障了井眼作业安全,积累了油田内相同井况的作业经验,同时也为其他油田同类地层提供了作业思路。

高密度饱和盐水钻井液在DN2-29H井的应用

库车山前深部巨厚盐膏层地质特征复杂,地层压力变化大,预测难度高。盐膏层钻井过程中,钻井液性能恶化,喷、漏、卡等复杂事故频发,严重影响安全快速钻井。针对以上难点,DN2-29H井以高密度饱和盐水钻井液体系为基础,引入新型材料稀释稳定剂,并优化了钻井液维护措施。实践证明,引入新型稀释稳定剂后,体系在盐膏层钻进过程中性能稳定,复杂工况明显降低,工期缩短,起下钻顺畅,电测、下套管均一次成功。本井经验对钻遇巨厚盐膏层具有重要的参考意义。

固化剂与水泥稳定工业副产石膏路用性能试验分析

针对工业副产石膏用于路面底基层的力学性能分析,通过6%水泥与0.3 L/m^(3)固化组合稳定工业副产石膏,开展无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量及单轴压缩弹性模量的力学性能评价,并与常规底基层类型12%灰土进行对比分析。结果表明:随着养生时间的增加,12%灰土和水泥与固化剂稳定工业副产石膏的抗压强度随着养生时间的增加而逐渐增大,增长速率先快后慢,7 d内强度增长速度最快,不浸水的条件下,两种材料均达到了28 d强度的75%左右,表明两种材料的强度形成主要在前期;随着浸水时间的增加,两种材料的无侧限抗压强度和劈裂强度逐渐减小,浸水48 h条件下的无侧限抗压强度、劈裂强度损失率大,水泥与固化剂稳定工业副产石膏的抗压强度和劈裂强度受浸水的影响小于12%灰土,其水稳定性更好。12%灰土和水泥与固化剂稳定工业副产石膏的抗压回弹模量分别为391 MPa和1207 MPa,弹性模量分别378 MPa和2247 MPa。水泥与固化剂稳定工业副产石膏的模量优于12%灰土,主要是由于固化剂与水泥的加入,增加了颗粒之间的黏结力,赋予了石膏较强的抵抗竖向变形的能力。

渤海湾盆地沾化凹陷渤南洼陷古近系深层优质储层形成机制

随着勘探程度的提高,渤海湾盆地渤南洼陷油气勘探的主要对象逐渐由中浅层转向中深层。深层勘探的关键问题是优质储层,其发育取决于沉积充填和地层流体的相互作用。古近系沙河街组四段沉积时期,该区发育了咸化环境湖相碎屑岩与膏盐层沉积。利用钻井、实验等基础资料,分析储层沉积环境、地层水特征、岩石学特征及成岩作用类型,探讨深层优质储层发育演化机制。研究结果表明:(1)在分布面积广、沉积厚度大的膏盐层的封闭下,咸化湖泊环境的沙四段碎屑岩,早成岩期经历了碱性成岩环境,形成的碳酸盐胶结物充填原生孔隙,并有效阻滞压实作用的发生;(2)随着烃源岩中的有机质趋于成熟,中成岩期有机酸在异常高压的驱动下向地层中运移,早期碳酸盐胶结物以及长石、岩屑普遍被溶蚀,形成次生孔隙,酸碱交替作用是深层优质储层发育的主要机制;(3)优质储层的发育受到膏盐层分布、烃源岩发育、断裂体系与碎屑沉积体展布的控制,受酸碱流体影响强烈的缓坡扇三角洲和陡坡近岸水下扇中前端砂体,是渤南洼陷沙四段优质储层发育区。

推力可控的投球式液压随钻扩眼器

随着我国油气勘探开发向地球深部进军,由深井超深井环空间隙小及大段盐膏层的存在带来的塑性地层卡钻、钻井液安全密度窗口窄等钻井工程难题对井身结构设计、钻井施工和固井质量提升带来了严峻挑战。为此,在分析国产扩眼器结构和功能局限性的基础上,通过结构设计、安全性模拟、流场分析及室内实验,研发了一种投球激活液压式可控随钻扩眼器并开展了现场试验。研究结果表明:①工具在极限钻压、极限扭矩、极限提拉工况下的安全系数分别为2.42、1.70、1.23,安全性能满足现场需求;②工具通过调节钻井液排量来控制刀翼推力,可以满足不同地层的扩眼需求;③工具在小排量时压耗变化更为明显,可通过投球后小排量憋压以判断工具在井下的工作状态;④室内及现场试验表明,工具投球后能够稳定执行刀翼展开和收回动作,试验井段目标扩眼井径241.30 mm,实际平均扩眼井径241.49 mm,相比扩眼前井径平均扩大14.53 mm,扩大率6.4%,与预定目标吻合。结论认为,可控随钻扩眼器有效缓解了地层缩颈导致的电测遇阻、挂卡等问题,为解决盐膏层缩颈、非常规套管作业提供了重要技术手段。

石膏矿护顶膏层顶板支护控制研究

石膏矿层开采时,为了避免膏层上方泥质岩层的风化潮解及保证矿房稳定,通常需要保留至少1.5 m的石膏作为护顶膏层。石膏矿层具有层理结构,为了保证矿房开采或采后空区的稳定,在保留护顶膏层时通常选择较厚的分层作为底分层。分析护顶膏层在不同的分层结构时底分层的承载特征,并对不同分层结构的护顶膏底分层载荷进行计算,确定底分层承受的最大载荷和保证矿房稳定的最小底分层厚度,制定满足最小底分层厚度的矿房顶板控制方案,为石膏矿的开采和采空区稳定提供了安全保障。

基于二维螺旋周向涡流的破碎性油气层固井新技术

固井质量直接影响油气产量,优良的顶替效率是保证固井质量的先决条件。针对破碎性窄密度窗口地层固井存在大排量顶替易漏、小排量顶替效率低的技术难题,提出了螺旋顶替提高破碎性窄密度窗口固井质量的理念,用水平集法构建了水泥浆顶替前置液的追踪顶替界面数学模型,以典型固井工况参数为例,通过数值模拟方法研究了周向速度对顶替界面、顶替效率和接触时间的影响,形成了裸眼段二维螺旋(螺旋刚性扶正器)顶替固井技术。研究结果表明:①二维螺旋顶替时,顶替界面受周向速度的影响,“凸进”现象减缓,顶替界面较稳定,水泥浆接触地层时间延长,顶替效率提高;②相对于一维轴向顶替,二维螺旋顶替在原轴向波及范围内,增加了水泥浆周向波及,有助于将不规则井段内的被顶替液“旋出”,缩小滞留区,提高水泥浆胶结环境,驱净效果明显。结论认为,该技术在伊拉克米桑油气田现场应用,固井质量优质率从40%提升到60%,二维螺旋顶替固井技术稳定顶替界面和提高井壁驱净效果,二维螺旋周向波及顶替机理为解决破碎性窄密度窗口地层固井顶替的技术难题及研发螺旋注水泥工具提供理论支撑。

封固超深巨厚高压膏盐层用TP155TB高强高韧套管的开发应用

针对超深、巨厚、大地层倾角的高压膏盐层,研制了一种横向冲击韧性大于80 J、非API规格的Φ265.13 mm×22.00 mm TP155TB套管。总结了该套管的总体设计原则、扣型和材料性能设计要求,分析了生产制造工艺要点,检测了实际质量水平,介绍了实际应用情况。该套管采用带金属密封面的TP-FJ内外平直连型特殊接头,通过与Φ244.5 mm套管的复合管柱结构设计,间隙量充足,确保了在原311.20 mm井眼中入井顺利及固井质量。

成都市含石膏及钙芒硝盐红层主要工程地质问题及对策

本文全面总结成都市含石膏及钙芒硝盐红层的主要工程地质问题,并提出开发利用对策。通过收集整理和深入研究现有成果,提出该红层存在的主要工程地质问题:在雨水淋滤溶蚀作用下,硫酸盐腐蚀钢筋砼,并对地表水及地下水造成污染等。针对上述问题,本文提出了加强地质勘查及试验工作、动态设计、信息化施工、对出现的溶孔与空洞及时进行充填注浆等工程措施处治,以及提高砼标号、采用抗酸腐蚀水泥防腐蚀、对抽取的地下水进行处理等一系列应对措施。

鄂尔多斯盆地东部气田盐下高含硫储层安全高效钻井技术

鄂尔多斯盆地东部气田盐下高含硫储层主要为奥陶系马家沟组,其碳酸盐岩-膏盐岩互层发育,存在破碎屑岩层、大段膏盐层及压力异常地层,钻井过程中易出现井壁垮塌、井眼缩径、含H2S高压天然气侵、井漏及卡钻等井下故障及复杂情况,导致机械钻速低、安全高效钻进难度较大。为此,开展了“储层专打”井身结构设计,集成高抗H2S井控装备、防喷工具及工具的标准配套,研究应用了“高效PDC钻头+大扭矩单弯螺杆+MWD+随钻震击器”的储层复合钻井防斜防卡打快技术,探索性应用了精细控压钻井技术,优选复配出具有强“抗盐、抗钙、抗泥”能力的高密度饱和盐水钻井液,形成了鄂尔多斯盆地东部气田盐下高含硫井储层安全高效钻井技术。鄂尔多斯盆地东部气田的5口井应用了该技术,平均钻井周期54.3 d,平均机械钻速8.35 m/h,其中三开储层段平均钻井周期11.67 d,较前期完钻的MT1井缩短了52.03%,储层段平均机械钻速6.85 m/h,较MT1井提高了69.97%,平均井径扩大率6.16%,电测一次成功率100%,未发生井下故障和复杂情况。该技术为鄂尔多斯盆地东部气田盐下高含硫气藏安全高效勘探开发提供了技术支撑。

高压膏盐层定向井钻井关键技术研究

针对高压膏盐层定向井钻井问题,本次研究首先对高压膏盐层定向井钻井难度进行分析,从钻井轨迹设计和钻井液优化两个角度出发,开展高压膏盐层定向井钻井关键技术研究,为推动高压膏盐层定向井钻井技术的全面发展奠定基础。

中国中西部典型前陆盆地超压体系形成机制与大气田关系

基于实测地层压力、重点探井钻井液密度、测井计算压力等资料的研究,结合天然气地质条件分析,探讨不同前陆盆地地层流体超压体系特征与形成机制以及超压体系与大规模天然气聚集的关系。研究结果表明,①不同前陆盆地地层超压形成机制存在较大差异,库车前陆盆地主要是塑性盐膏层超压封闭与深层—超深层的生烃增压,准南前陆盆地主要是生烃增压与欠压实封闭,川西前陆盆地主要是生烃增压与古流体超压封存;②前陆盆地存在多类型超压与多层位超压叠置发育、封闭性前陆冲断构造带发育强超压—极强超压、前陆隆起区深层发育强超压—极强超压等3个方面的共性特征;③存在塑性盐膏层超压、生烃增压形成的超压、喜马拉雅期隆升剥蚀后的封存超压、欠压实超压等4种对大气田起重要控制作用的区域性超压封盖与封存机制;④区域性超压是大气田形成的重要保障,超压体系中充足的气源、大规模储集体与圈闭发育是大气田形成的基本条件,超压体系有利于深层—超深层大气田的形成。

耐温耐盐深井钻井液技术

通过对胜利油田地质情况的分析.提出了一套高固相容量的耐温、耐盐聚磺钻井液体系和一套适合于钻深层古生界地层的无粘土低固相体系。试验和现场应用结果表明:在聚磺钻井液基础上,通过应用新型硅氟类处理剂、聚合醇处理剂,能够大幅度地改善体系在高温下对高粘土、高固相的容纳能力,极大地改善了高温下对体系流变性和滤失量的控制能力,提高了体系的整体热稳定性,降低了钻井液成本。无粘土低固相耐温钻井液体系可用于井温为140～179℃的深部潜山储层的钻探,该体系不仅满足安全钻井需要,而且为解放油气层提供了工程技术手段。

库车山前巨厚盐膏层提速技术探索与应用

库车山前是塔里木油田增储上产的重点区域,但该地区深部巨厚盐膏层工程地质特征复杂,强度软硬交替,井斜难以控制,一直制约着该区钻井速度。为此,塔里木油田开展了库车山前巨厚盐膏层钻井提速增效的探索与实践,打破Power-V垂直钻井工具不适用于盐膏层钻进的固有思维,率先将垂直钻井工具、油基钻井液、高效PDC钻头等技术工艺进行集成配套并试验,解决了库车山前巨厚盐膏层防斜打快的难题。试验表明,深部盐膏层使用油基钻井液配合Power-V垂直钻井工具钻进能有效控制井斜角,大幅度提高机械钻速,缩短钻井周期。该技术的成功应用对国内外同类油气田钻井提速具有重要的借鉴意义。

新疆库车新生代前陆褶皱冲断带的变形特征、时代和机制

库车前陆褶皱冲断带自北向南可分为基底冲断带、箱状背斜带、梳状背斜带和挠曲褶皱带,东西方向上可分为西段、中段和东段。本文分段叙述了各变形带的变形特征,指出东段箱状背斜带不发育,秋里塔格山脉(构造带)东延未进入东段,因而总体看自西向东变形强度减弱,地形上趋于夷平。该冲断带的形成经历了两次重大的冲断活动,分别发生在中新世和早(-中)更新世;相应地,该带可分为南、北两个"盆""山"亚系统,两者在地层记录、变形期次和变形机制上尚有若干差异。库车前陆褶皱冲断带的发育,除了受南天山的冲断和向南扩展引起的近南北向挤压应力场控制外,还受到基底断裂在新生代的活化和膏盐层底辟的制约,前者以近北西向的构造变换带及其共轭发育的近北东向断层最为重要,后者既控制了秋里塔格山脉的形成(主要受垂直的挤压应力场作用),也在库车前陆褶皱冲断带东西方向的变形分段中起了重要作用。文章还讨论了变形与地貌发育的关系和在油气勘探中的指导意义。

安徽庐枞盆地泥河铁矿床与膏盐层的成因联系及矿床成矿模式

安徽庐枞盆地位于长江中下游断陷带内,地处扬子板块北缘,是长江中下游成矿带中重要的铁铜多金属成矿区和玢岩型铁矿的集中产地。庐枞盆地西北部勘探发现了大型泥河铁矿床,其硫铁矿和硬石膏矿床也达到了中大型规模,矿床中硬石膏在不同蚀变-矿化阶段均广泛发育,具有鲜明的成矿特色。深部勘探揭示庐枞盆地深部存在含石膏沉积地层(膏盐层),但目前膏盐层与成矿作用关系尚未引起研究重视。本文总结和分析了泥河铁矿床的地质地球化学特征,着重分析了膏盐层与铁矿床形成的关系,并在阐明成矿流体系统演化过程和成矿机理的基础上,提出泥河矿床的形成与三叠系膏盐层有着重要的成因关系,膏盐层是泥河铁矿床形成的重要地质条件之一。铁矿床及蚀变围岩中的大量硬石膏主要来自膏盐层;膏盐层为铁的成矿作用提供了大部分硫和矿化剂元素。在此基础上,建立了泥河铁矿床的两期成矿模式,即中晚三叠世含膏盐地层的沉积作用期(预备成矿期)和早白垩世的岩浆热液成矿期。

膏盐层在库车秋里塔格构造带构造变形及成藏中的作用

库车坳陷秋里塔格构造带发育古近系库姆格列木群和新近系吉迪克组两套膏盐层,这两套膏盐层对该区构造变形和油气成藏起了重要的作用。地震剖面揭示盐层的存在使得秋里塔格构造带构造上、下分层,盐上层主要形成盐推覆构造、逆冲断层、断层传播褶皱和盐核背斜等构造;膏盐层主要形成盐枕、盐焊接或断层焊接等构造;盐下层主要发生断层转折褶皱、背冲断块和逆冲断层等变形。膏盐层组成了该区主要的盖层,并与盐下储层组成了优质的储盖组合,对盐下油气藏的保存极为有利。膏盐层可以改善盐下储层的储集性能,而且膏盐层的塑性流动还可以吸收盐下构造应力,使得盐下构造圈闭在强烈的构造挤压中得以保存。