安徽省宣城地区龙潭组页岩孔隙发育特征及其影响因素

安徽省宣城地区上二叠统龙潭组页岩气资源潜力大,已有钻井揭示其页岩含气性差异大,页岩气赋存富集机理复杂。通过总有机碳含量分析、岩石热解实验、X衍射、低温液氮吸附、二氧化碳吸附和场发射扫描电镜观测等手段,研究宣城地区龙潭组页岩中孔隙的大小、结构及类型,探讨影响其孔隙发育的主要因素。研究表明:(1)宣城地区龙潭组页岩中孔隙主要为半开放型,并且存在一定量的细颈瓶孔。其中,矿物孔较发育,主要为微米孔,孔隙数量多;有机孔发育数量较少,孔径为纳米级—微米级。(2)龙潭组页岩BET比表面积为4.2601~10.3068 m^(2)/g,平均为7.4290 m^(2)/g。介孔+宏孔体积为0.0049~0.0179 cm^(3)/g,平均为0.0089 cm^(3)/g;微孔体积为0.0019~0.0038 cm^(3)/g,平均为0.0026 cm^(3)/g。孔径大于10 nm的孔隙是页岩孔隙体积的主要贡献者。(3)高演化、矿物含量差异大等使得宣城地区龙潭组页岩孔隙发育规律性变得复杂,TOC含量和矿物含量明显影响着宣城地区龙潭组页岩孔隙体积,但与孔隙比表面积没有明显线性相关性。在宣城地区龙潭组页岩气后续勘探开发中,应注重较高TOC含量、较高碳酸盐矿物含量和较低黏土矿物含量的页岩。

下扬子宣城地区二叠系孤峰组页岩气勘查方法研究

针对下扬子宣城地区复杂地质条件下二叠系页岩气勘查难度大的问题,基于岩石物性测试,运用高精度重力、高精度磁法、复电阻率法(CR法)进行联合勘查,探讨复杂地质条件下有效的页岩气勘查方法。研究表明:宣城地区孤峰组页岩具有“弱磁、低密度、中低阻、高极化”特征,含炭硅质页岩具有明显的低电阻率、高极化率特征,主要影响孤峰组的侵入岩体(花岗斑岩)具有“弱磁、低密度、低阻、低极化”特征。在宣城地区魏墩一带孤峰组页岩气勘查过程中,应用高精度重力、高精度磁法寻找弱磁、低重力地区,推断岩体分布情况;然后在岩浆岩不发育区布设CR法剖面,选择低电阻率(小于1000.00Ω·m)、高极化率(大于4.00%)的位置来布设钻井进行验证,共钻遇视厚度达50.89 m孤峰组含炭硅质页岩、硅质泥岩,取得了良好的应用效果。研究内容对宣城地区乃至下扬子复杂地质条件区富有机质页岩层段识别和页岩气“甜点”区优选具有重要的指导意义。

纳米淀粉粒子的高效制备及其对钻井液性能的影响

为了高效率、低成本制备小尺寸的纳米淀粉颗粒,将超声处理与沉降法相结合,用50 g/L高浓度淀粉溶液制备纳米淀粉颗粒,研究了纳米淀粉颗粒对钻井液相关性能的影响。结果表明,通过超声处理可以降低高浓度淀粉溶液的黏度,再利用沉降法制备的纳米淀粉颗粒的粒度分布在10~100 nm,主要集中于30 nm左右。对比原淀粉的A型结构,所形成的纳米淀粉颗粒为C型结构,其溶液在常温下能抗盐至20 g/L NaCl。随着基浆中纳米淀粉颗粒加量的增大,钻井液的表观黏度、塑性黏度和动切力增加,滤失量降低。纳米淀粉颗粒可提高钻井液的耐温性,含10 g/L纳米淀粉颗粒的钻井液在150℃下老化16 h后的滤失量仅为10.0 mL。即使老化时间增至72 h,钻井液的流变性能变化也较小。超声处理与沉降法相结合的方法操作简易,形成的纳米淀粉颗粒钻井液添加剂性能优异,成本相对低廉,易于推广应用。

基于裂缝介质转变为多孔颗粒介质的调剖方法与矿场应用

为了实现对大裂缝水窜通道的高效封堵,提高低渗透油藏的水驱效果,开展了凝胶颗粒与聚合物本体凝胶联合封堵技术研究。先利用凝胶颗粒将大裂缝通道转变为多孔颗粒介质通道,再利用聚合物本体凝胶封堵颗粒介质间的通道。结果表明:对于开度为1.8 mm的裂缝,凝胶颗粒在粒径为2.5 mm、质量浓度为8000 mg/L、注入速度为1.0 mL/min的注入参数条件下,可密集均匀地分布在裂缝通道中,并呈活塞式均匀向前推进;当凝胶颗粒充填整条裂缝后,所形成的多孔颗粒介质的渗透率为2300.0×10^(-3)μm^(2)。基于裂缝性岩心基质的渗透率,要求优选的聚合物本体凝胶在渗透率为2300.0×10^(-3)μm^(2)的多孔颗粒介质中的封堵压力梯度应大于3.3 MPa/m,从而启动基质中的流体。以此为依据,所需聚合物本体凝胶的强度应大于66 Pa,所用的聚合物本体凝胶的组成为质量浓度4000 mg/L的HPAM+质量浓度150 mg/L的Cr^(3+)。这一调剖方法在延长油田5088-3井组取得了较好的增油效果,可以为裂缝性低渗透油藏的可持续高效开发提供技术支撑。

不同边界条件下的渗吸驱动因素

建立不同边界条件下的渗吸数学模型,分别研究在单一边界(OEO边界条件)和混合边界条件(TEO-OW边界条件)下重力和毛管压力对渗吸作用的驱动。结果表明:OEO边界条件下,只存在逆向渗吸,并且当开启端面在下端时,重力抑制渗吸进行;当开启端面在上端时,重力促进渗吸进行;TEO-OW边界条件下,同时存在逆向渗吸和同向渗吸,对于逆向渗吸,重力是阻力,对于同向渗吸,重力是动力,当Bond数倒数较小时,重力在渗吸作用中占主导地位,当Bond数倒数较大时,毛管力占主导地位。对比OEO开启端面在上端时和TEO-OW边界条件下重力和毛管力对渗吸作用的大小。结果显示,在相同Bond数倒数下,OEO边界条件下重力作用的渗吸排油比例要高于TEO-OW边界条件下重力作用的渗吸排油比例。对比不同Bond数倒数下OEO和TEO-OW渗吸速度发现,当Bond数倒数较小时,重力起主导作用,OEO边界渗吸速度更快;当Bond数倒数较大时,毛管力起主导作用,TEO-OW边界条件渗吸速度更快。