考虑软矿物纵横比的页岩岩石物理建模及其应用

以往针对页岩储层的岩石物理建模常忽略孔隙类型与软矿物纵横比对弹性模量的影响。本文同时考虑孔隙类型、孔隙形状与软矿物纵横比,建立横向各向同性页岩岩石物理模型:将固体矿物分为硬矿物与软矿物两类,考虑软矿物的各向异性特征与形状变化;基于储层实际情况将孔隙分为粒内孔、有机孔与粒间孔三类,孔隙形状分为硬孔隙与软孔隙两种;最后,利用粒子群法反演输入参数,进一步计算纵横波速度、各向异性参数与岩石力学参数。结合实际资料应用,用已知测井横波速度与各向同性岩石力学计算结果进行对比,结果表明该模型的应用效果较好。

BZ29-4S油田软泥页岩钻井液技术研究

针对BZ29-4S油田预探井和评价井软泥页岩地层钻井过程中起下钻不畅、起泥球现象严重、机械钻速低、钻井液流变性难以调控以及维护困难的问题,通过抑制作用机理分析,优选了NaCl作为该油田软泥页岩钻井液的抑制剂;根据泥球形成条件和形成机理,研制了一种不影响钻井液性能的防泥球剂。通过抑制剂和防泥球剂加量优选,构建了适用于BZ29-4S油田软泥页岩地层的钻井液体系。现场应用表明,该钻井液体系能够有效防止钻屑形成泥球,缩短了起下钻时间,降低了倒划眼难度,提高了机械钻速。

BZ25-1油田软泥页岩井壁稳定机理及其应用

针对BZ25-1油田一期开发过程中活性软泥页岩地层出现的井壁稳定和起下钻问题,对井壁失稳的物理化学因素进行了分析。结果表明,传统的KCl等无机盐抑制剂并不适用于稳定活性软泥页岩地层,提出用软抑制及高的膜效率来稳定井壁,并构建了相应的有机正电胶钻井液。在该油田二期开发的3个平台的现场应用表明,该钻井液明显减少了憋钻具现象,降低了倒划眼起钻难度,使倒划眼时间由30～60min缩短为10min左右,使平均机械钻速提高了30%,使钻井整体时效提高了12h。

构皮滩软岩流变模型原位载荷蠕变试验研究

针对构皮滩水电站破碎页岩进行2点原位刚性承压板载荷蠕变试验,采用1级循环加载方式,试验压力为工程应力水平,试验历时1686,2299 h。试验揭示了该软岩如下蠕变特性:在工程应力下,岩体经历起始阶段减速蠕变和682,910 h较长时间的等速蠕变后,蠕变速率趋于零,总体呈衰减蠕变,并不发生塑性流动;卸荷后,经历瞬时回弹、弹性后效,存在较大的残余变形,残余变形大于总变形的50%。提出一种加载呈弹性、卸载不回弹的单向弹簧元件[HI]描述残余变形,将其与广义Kelvin模型串联组成变异广义Kelvin模型,该模型结构简单,可综合描述软岩加载呈衰减蠕变、卸载存在较大残余变形的蠕变特性。视岩体体积变形为弹性、畸变遵循变异广义Kelvin模型,基于相应性原理推导了岩体表面蠕变方程,以岩体蠕变方程拟合试验蠕变曲线,得到了模型参数。

适合海洋钻井无土相强抑制性钻井液体系的研究

在渤海湾盆地,由于沉积地层存在大段活性软泥页岩,普通聚合物钻井液体系的包被抑制能力不够,封堵能力不强,剪切稀释能力差,在钻遇该泥页岩井段时,经常出现井下复杂情况,并且油层受到一定程度的伤害。为此,研制了无土相强抑制性钻井液体系。从体系中处理剂的防塌抑制机理出发,确定了强抑制性钻井液体系构建的最优组合。研究结果表明该钻井液体系具有强的抑制性,岩屑滚动回收率达到95.6%,接近于油基泥浆;并且具有良好的润滑性、抗温性、抗钻屑污染、抗CaCl2污染、抗MgCl2污染以及良好的储层保护性能,渗透率恢复值能达到85%以上,能够满足大段软泥页岩等复杂地层的钻井要求,具有广阔的应用前景。

稳定页岩土基层干缩特性研究

通过对水泥稳定页岩土、二灰稳定页岩土、固化剂稳定页岩土、掺入软质集料的水泥稳定页岩土和掺入软质集料的二灰稳定页岩土基层材料进行干燥收缩特性的试验研究,得出在缺乏硬质石料的地区用掺入软质集料的水泥稳定页岩土和二灰稳定页岩土比水泥类稳定和固化剂稳定页岩土具有更好的干缩特性,作为缺乏硬质石料地区的县乡道路的路面基层材料是可行的,有较好的应用推广价值.

稳定页岩土基层的温缩特性研究

通过对水泥稳定页岩土、二灰稳定页岩土、固化剂稳定页岩土、掺入软质集料的水泥稳定页岩土和掺入软质集料的二灰稳定页岩土基层材料进行温度收缩特性的试验研究,得出在缺乏硬质石料的地区用掺入软质集料的水泥稳定页岩土和二灰稳定页岩土比水泥类稳定和固化剂稳定页岩土具有更好的变形特性,作为缺乏硬质石料地区的县乡道路的路面基层材料是可行的,有较好的应用推广价值.

软弱泥质页岩隧道衬砌受力特征探讨

通过对关口垭隧道泥质页岩条件下软弱地段支护系统的现场测试,得到了钢支撑、喷射混凝土和二次衬砌等支护构件的受力状况与软弱泥质页岩地质状况之间的关系,建立相应的模型,进行了三维有限元数值分析,并对测试与计算结果进行了分析。结果表明:围岩应力前期释放较快,而后期变形压力延续时间长,除钢支撑承担了较大的围岩初始释放压力外,二次衬砌也承担了较大比例的长期变形压力,为了有效地约束围岩早期的快速变形和后期的长期变形,初期支护和二次衬砌都应具有足够的强度和刚度;现行《公路隧道设计规范》所推荐的围岩松动压力计算方法,对于软弱泥质页岩隧道并不完全适用,在进行围岩类别划分时应适当降低围岩类别;施工掘进时必须控制好各工序的施工距离,尽快使初期支护体系形成封闭环,并加设锁脚锚杆等辅助措施,以便有效地改善围岩地受力状况。

钻井过程中泥球形成的影响因素探讨

针对在钻遇大段活性软泥页岩过程中由于钻速快导致钻屑形成大量泥球问题,室内研究了钻井过程中泥球形成的影响因素。结果发现,除了钻屑的粘土矿物组成和钻屑的表面性质等固有因素外,钻屑的颗粒级配、钻井液中钻屑和膨润土的含量、钻井液的抑制性能等是影响泥球形成的外部因素。

基于塑性损伤理论的软泥页岩地层井壁稳定性分析

软泥页岩在地层高压、流体环境下独有的力学变形特性一直是井壁稳定性控制工程领域的研究热点。针对软泥页岩低强度、高塑性的特点,考虑孔隙渗流、塑性损伤引起的渗透率变化等因素,建立了渗流-应力耦合形式的井壁稳定性评价数值模型,研究了流体渗流、泥浆压力、水平应力差的影响。结果表明,对过平衡钻井,当泥浆压力超过地层孔隙压力10%时,渗流-应力耦合效应导致井壁塑性损伤区扩大至少65%,需予以考虑。水平应力差的增大会促进井壁塑性损伤区向最小水平主应力方向集中,且损伤区深度增大。

贵州页岩对公路工程的危害及防治措施

已有的工程实践表明,页岩在大气环境或干湿循环作用下,极易风化、碎落,对公路建设有很大的危害。本文通过对贵州省一条山区公路20年来的观察记录,在查阅大量资料的基础上,认为页岩作为软质岩,在公路工程活动中对公路危害很大。但由于长期以来人们对页岩的工程性质认识不足,导致公路通过页岩地段病害频频出现。因此,掌握页岩的工程特性,正确选择针对危害的防治措施,将可以减少公路后期的维护和病害的治理。

HIBDRILL高密度钻井液在伊拉克Missan油田群高压盐层中的应用

针对伊拉克Missan油田群包含大段泥岩、石膏层、硬石膏、盐层和塑性泥岩等复杂地层,使用了一种密度高达2.30g/cm3,且具有低活度、强抑制性,以及优良流变性能的HIBDRILL钻井液体系,该钻井液成功地解决了钻头泥包、高压盐水侵、软泥岩的蠕动和盐膏层的蠕变造成的缩径等复杂问题。

大型地下洞室高边墙无盖重固结灌浆试验研究

研究布置在薄层、陡倾角灰岩、夹软弱页岩层状中的大型地下洞室高边墙在无盖重条件下,通过固结灌浆加固处理,验证固结灌浆施工工艺,以确定合适的灌浆压力及浆液配比;验证无盖重固结灌浆加固处理措施对洞室高边墙围岩稳定性的影响。所取得的研究成果填补了大型地下洞室高边墙布置在薄层、陡倾角灰岩、夹软弱页岩层状中实施无盖重固结灌浆加固处理尚无成功经验的空白,对类似工程的设计、施工具有重要的参考和借鉴作用。

膏盐岩地层地质特征与录井技术

石油勘探实践和研究结果表明,许多油气藏的形成都与膏盐岩地层有关,也常与膏盐岩地层伴生,成功钻穿膏盐岩地层是钻井难题之一,录井技术成为钻进安全监测、膏盐岩地层准确预报的重要手段。针对上述情况,介绍了膏盐岩地层的主要类型、沉积模式以及与油气的关系,归纳总结了膏盐岩地层的录井技术经验,包括：在随钻录井过程中熟悉地质设计与邻井资料；在没有预测钻遇膏盐岩地层的情况下,通过钻井液中Cl^-的变化判定是否钻遇膏盐岩地层；预计钻遇膏盐岩地层时,使用饱和盐水钻井液；钻遇膏盐岩地层后观察盐岩是否以岩屑形式返出；同时,把握膏盐岩地层的岩性、岩性组合、层位、顶底界和厚度是非常重要的。通过S1井实例分析,论述了在膏盐岩地层中钻进时,防卡、防漏是录井人员监测和预报的重点。

深部红页岩地质特性及其巷道掘进地压控制技术（英文）

软岩是一种对地质工程有危害的岩体。本文主要研究在深部开采时红页岩的实验室与实际应用中的地质特性。通过成分分析,显微结构,强度特性等测试,尤其是水软化实验,揭示在原岩应力环境中或开采扰动下特定巷道中红页岩的失稳机理。实验结果表明,红页岩在失稳时具有膨胀性,抗剪强度变低,遇水易软化且失去粘土矿物作为充填介质的特性。随着软弱面与水平线的夹角不断增大,在单轴抗压强度图像上可明显见到其曲线呈U型,红页岩的失稳模式与这个角有很大的关联。强度实验中红页岩的抗拉强度随这个角度的增大而单调减小,抗剪强度也比完整红页岩的低。当使用摩尔库伦强度理论时,内聚力也会随这个角度的增大而减小。红页岩在浸水72 h后,单轴抗压强度比原始状态的减少91.9%。通过现场声发射实验,由于层理面的存在,当巷道沿主应力方向布置时会观察到一个明显的不对称断裂面。根据研究与实验结果,红页岩为地质软岩,在深部开采地压控制或相同地质情况下应严格控制水流量,在变形较大的巷道中使用预应力锚杆。

Furongian(upper Cambrian) Guole Konservat-Lagersttte from South China

The Guole biota contains common shelly fossils and some exceptionally well-preserved softbodied fossils. Stratigraphically, it is located in the mudstones and siltstones of the Sandu Formation near Guole Town, Jingxi County, Guangxi, South China. It is the first Furongian （late Cambrian） Burgess Shale-type biota found in the world, thereby filling the gap between middle Cambrian and Lower Ordovician Burgess Shale-type Lagerstaitten. Preliminary studies suggest that the Guole biota includes approximately seven metazoan groups as well as algae. These will provide important new evolutionary and ecological information.

伊拉克M油田A-25井盐膏层侧钻技术

伊拉克M油田的A-25井是A区块构造南部的一口开发井。该井盐膏层钻进至中完井深后,发生井漏及卡钻事故,必须进行侧钻钻进。在克服盐膏层蠕变、缩径、坍塌以及盐岩溶解等诸多困难的情况下,现场精心组织施工,顺利完成盐膏层侧钻作业,满足后续作业要求,为以后类似作业提供借鉴与参考。

威远页岩气储层水平井轨迹优化设计与分析

威远页岩气田开发过程中,合理的井身剖面设计对降低钻井施工难度、保证井筒质量、提高经济效益至关重要。由威远地区地质条件对井身剖面设计的影响出发,通过计算分析目前威远常用的3种井身剖面类型,从现场可操作性、降低实钻难度、减小钻柱摩阻和扭矩以及钻井提速等方面,将二维+三维复合剖面模式与双二维剖面模式相对比。结果表明:采用修正软杆模型计算,二维+三维复合剖面模式在相同条件下摩阻和扭矩及侧向力均较小,现场可操作性更强,施工难度更低。因此,采用二维+三维复合剖面模式可有效提高钻井速度、降低钻井成本,有助于实现威远页岩气田安全、优快、高效开发。

利用常规测井曲线定量预测裂缝型孔隙度

为利用常规测井曲线定量表征裂缝的发育程度,运用拓展的SPM软孔隙度模型,建立了适合页岩储层的岩石物理模型,并求取了裂缝型孔隙度曲线,通过FMI成像测井信息和岩心照片证实了裂缝型孔隙度结果的可靠性。研究认为:SPM软孔隙度模型更适合于致密页岩储层岩石物理建模;通过岩石物理图版建立了裂缝型孔隙度与纵波速度的关系,相比于硬孔隙和基质孔隙,裂缝型孔隙体积的增加能引起纵波速度的迅速下降,两者之间具有一定的相关性,可利用岩石物理图版实现裂缝型孔隙与速度的定量解释。该研究对页岩储层定量解释具有重要的意义,后续可进一步研究通过地震反演预测裂缝型孔隙的横向分布特征。

页岩气井防窜柔性水泥浆体系研究及应用

页岩气井关键技术是"长水平段+分段压裂技术",固井质量要求高。根据对水泥浆的性能要求,经过页岩气井防窜柔性水泥浆体系的室内研究,优选了水泥浆配方,现场应用较好满足了生产要求。