碳酸盐岩溶蚀实验热力学模型及工程地质意义

开展了碳酸盐岩 (灰岩、白云岩 )溶蚀作用实验室模拟研究 ,建立了溶蚀作用的热力学模型方程 ,对 3种不同温压条件下 (348.15K ,2 0MPa ;373.15K ,2 5MPa ;4 0 3.15K ,30MPa)碳酸盐岩溶蚀作用进行了定量研究 ,提出了白云岩较灰岩更易溶解并形成孔隙、孔洞等古溶蚀构造 ,这为油气生成提供了地下空间 ;同时提出了在城市、铁路及隧道选址等方面充分考虑地下工程地质概貌 ,以免发生重大的地质灾害及其隐患。

低渗致密砂岩渗透率应力敏感性试验研究

储层岩石中孔隙流体压力的变化会引起有效应力发生变化,进而导致渗透率的改变,引发储层岩石渗透率应力敏感现象。以试验研究了不同围压下渗透率随孔隙流体压力的变化规律,试验包含了老化处理和升降内压4个回路,每个回路是在围压不变降低和增加孔隙流体压力下实现的,采用稳态法采集每个测试点的数据。试验结果表明,渗透率随着孔隙流体压力的降低而减小,随着孔隙流体压力的增加而增加;在低围压下渗透率的变化幅度较大,在高围压下,则变化幅度较小;在不同围压回路下,净应力相等的点对应的渗透率不相等;渗透率在随孔隙流体压力的变化中呈现出"台阶式"变化。根据Bernabe的模型计算了渗透率有效应力系数,结合Bernabe的观点分析计算结果发现渗透率呈"台阶式"变化是微裂缝随应力的变化而发生变形的表现。对试验岩样进行了储层岩石应力敏感性评价,结果表明,该低渗致密砂岩储层表现为中等应力敏感。

龙门山北段天井山构造演化及其对油气聚集的控制

龙门山褶皱冲断带位于四川克拉通以东,被围限在扬子、华北和羌塘三大陆块拼贴构造间.以全工区地震精细解释为基础,结合野外调查,选取近东西向的剖面06fsc0003—02tjs1111线,利用平衡剖面法恢复天井山构造带的造山过程.结果表明:天井山构造带的演化可划分为伸展拉张成盆阶段(震旦纪—中三叠世末)、陆隆伸展演化阶段(晚三叠世—中侏罗世末)、挤压抬升剥蚀阶段(晚侏罗世—现今)3期.根据生储盖组合和油气运移条件,认为自元古代以来最大主应力性质发生多次改变,控制构造变形、生储盖组合分布及厚度、断裂特征和油气运聚.印支期冲断带下盘(现今天井山背斜前翼下部)发育形成于印支期晚期的冲起构造,其内断层发育,将二叠系、志留系及寒武系烃源岩与二叠系储层和圈闭串通,有利于烃类的运聚,且有飞仙关组泥岩作为直接盖层,保存条件较好,是油气集聚的有利部位.该研究能够加深对龙门山褶皱冲断带油气分布预测的认识,对油气勘探具有指导意义.

储气库注采过程中有效应力变化模拟试验

储气库周期注采过程中有效应力变化会使储层发生应力敏感,为了了解应力敏感对储气库储层渗透率的影响程度,为优化储气库注采制度提供依据,开展了考虑与不考虑有效应力作用时间的碳酸盐岩应力敏感试验,测试了试验过程中岩样的渗透率,并运用扫描电镜等手段,观测了考虑有效应力作用时间试验前后岩样裂缝的壁面。试验结果表明:不考虑有效应力作用时间时,碳酸盐岩裂缝岩样和基块岩样的应力敏感程度分别为弱—中等偏弱和无;考虑有效应力作用时间时,碳酸盐岩裂缝岩样和基块岩样的应力敏感程度分别为中等偏强和弱;随着有效应力作用时间增长,岩石裂缝壁面微凸体的破碎与微裂纹的萌生和扩展会强化岩样的应力敏感性。研究表明,为了弱化储气库储层的应力敏感程度,应合理控制储气库的注采压力。

微流量控制钻井气液两相流量调控试验研究

为了解决深井窄密度窗口钻井过程钻遇的漏喷等复杂问题,研制了微流量控制(MFC)钻井节流仿真系统,设计了节流橇和电控液压控制系统,制订了监测策略。试验结果表明,MFC钻井节流仿真系统液相目标流量的调整时间可控制在25 s之内,节流阀动作引发的超调率可控制在25.0%之内;气液两相目标流量调整时间可控制在60 s之内,其超调率控制在35.0%之内,可满足现场微流量控制需要。目标流量的调控效果不仅与节流阀和传感器有关,也取决于自动化PID参数设置及管道中流体类型。在相同控制条件下,气液两相的可压缩性比液相大,液相流量比气液两相流量更易控制,流量调控速度快,控制精度较高,超调率大大降低。研究结果对于提高钻井安全性和降低钻井成本具有一定的参考作用。

川西须家河组致密砂岩高温后的物理力学特征参数试验研究

为了在井下加热改善近井区域渗流能力以提高低渗透油气藏开采效率的同时保证井壁稳定,研究了高温对四川隆昌须家河组须二段致密砂岩微观结构、力学性质及渗透性的影响,对26~1000℃高温处理后的试样进行了热重分析、电镜扫描分析(SEM)、声波测试、物理参数测定、单轴压缩试验及渗透率测试,分析高温后试样的组分、微观结构、力学参数及渗透率与温度的相关性。结果表明:在26~1000℃范围内,致密砂岩试样随温度升高不断脱去内部水分,粘土矿物含量分阶段减少,进而造成试样质量减小、视密度降低;致密砂岩岩石性能在400℃左右存在一个阈值温度,当致密砂岩高于400℃时,其抗压强度及抗变形能力急剧降低;内部裂缝网络随着温度的增高,裂缝数量不断增多,裂缝网络规模不断增大,导致高温后岩样渗透率不断增加,且增速随温度不断增大,表明将油气井加热温度控制在400℃以上并增大加热范围有利于提高单井产能。研究结果可为致密砂岩气藏中实施电加热增产技术时判断井筒安全性及单井产能增产效果提供一定参考。

油管磨损量的试验研究及预测

油田现场有杆抽油井杆管偏磨日益严重,为预防并减少井下事故,有必要对油管磨损量进行预测。利用自主研发的摩擦磨损试验机,模拟油田生产的实际工况开展了杆管偏磨试验,得到了多种工况下的油管磨损量,验证了硬质合金扶正器的防磨效果;同时分析油管在不同工况下的磨损规律,并结合偏磨引发的油管失效案例,推导出了油管磨损量的预测模型,且该模型的准确性和可靠性得到了本试验结果的验证。该研究成果可为油田采取科学有效的油管偏磨防治措施提供理论依据。

四川盆地长芯1井下志留统龙马溪组页岩气储层特征研究

四川盆地东南部地区长宁构造长芯1井下志留统龙马溪组泥(页)岩,厚度约147m。该套泥(页)岩组合以纹层状泥(页)岩、纹层状含灰质泥(页)岩、纹层状粉砂质泥(页)岩为主,见钙质结核及黄铁矿条带。龙马溪组底部30m以富有机质的黑色纹层状泥(页)岩为主,其石英、长石和黄铁矿总量平均51.9%,粘土矿物含量平均24.7%,方解石和白云石含量平均23.4%,与美国典型页岩储层有相似性。总有机碳含量底部为3.9%～6.7%,上部为1.0%～2.1%。龙马溪组页岩岩心平均孔隙度为5.68%,平均渗透率为5.96×10-3μm2,与孔隙度成明显正相关。扫描电镜下龙马溪组泥(页)岩微孔隙主要包括矿物晶间(溶)孔、晶间隙、晶内孔,有机质内微孔和微裂缝等。根据压汞分析,泥(页)岩孔喉中值半径最大为33nm,平均为10nm。研究表明,长芯1井龙马溪组海相页岩气储层微孔隙发育的受控因素有岩性、成岩演化程度和有机质发育特征等。富有机质泥(页)岩的物性好于粉砂质泥(页)岩和钙质泥(页)岩;成岩阶段晚期,矿物组合发生变化,蒙脱石向伊利石转变,形成新的微孔隙,增加了储层孔隙度;TOC是控制龙马溪组页岩气储层的主要内在因素,也是提供页岩气储存空间的重要物质。

利用动态数据计算相渗曲线的新方法

相对渗透率资料主要由实验测定,针对因地层非均质性使得岩心无法反映油田整体状况、取心污染使实验测定的相对渗透率存在误差等问题,利用油水相对渗透率关系和含水率与地下水油比关系,运用最小二乘法进行曲线拟合,得出一种利用油田动态数据计算相渗曲线的简捷、方便、应用广泛的新方法。通过实例分析可知,该方法较实验室测定的相对渗透率资料更能反映油田的整体特性。

弱凝胶流动规律及其提高采收率机理新认识

为了研究弱凝胶在多孔介质中的流动规律及其提高采收率机理,采用线性填砂模型、平面填砂模型和微观透明填砂模型进行了宏观和微观的系统试验研究。线性填砂模型的研究结果表明,弱凝胶在多孔介质中有较强的流动性能和传播性能。由平面填砂模型试验得出,弱凝胶主要是通过降低高渗透层的渗透率来提高注入水的波及系数,从而提高采收率的。在微观透明填砂模型试验中,运用数字显微镜观察了弱凝胶在岩心薄片中的运移过程,发现弱凝胶受到岩石颗粒的拉伸和剪切作用及水的稀释作用,存在弥散现象;在弱凝胶注入大孔道初期,高渗透区域的渗透率暂时降低,但随着水驱的继续,弱凝胶的强度降低,并被水驱出大孔道或高渗透区域。分析了弱凝胶在孔隙介质中的运移过程和形态变化,认为弱凝胶的主要作用是驱,而调只是前期或暂时作用。

弹性波提高原油采收率机理研究

作者在文中利用粘弹性波动理论来定量研究了人工振动采油的机理 ,首次推导出弹性波引起流体和固体振动强弱之比与储层属性的关系。理论计算表明 ,人工振动采油的方法对低孔、低渗和高粘度储油层作用效果最好 ,而且频率越高 ,效果越佳。为进一步优选激振参数 ,提高原油采收率打下了坚实的理论基础。

无隔板底水油藏中堵剂位置的确定

根据李传亮提出开发底水油藏的新思维——"隔板理论",对底水油藏油井的"李氏隔板"问题进行了研究,并推导出堵剂注入的合理位置。对进一步做好底水油藏油井的稳产措施制定和科学开发底水油藏有一定的指导意义。

温度对N80钢在饱和CO_(2)模拟地层水下腐蚀行为的影响及机理

目的研究N80钢在饱和CO_(2)模拟油田地层水中于不同温度下的腐蚀行为及腐蚀特征,探究N80钢在饱和CO_(2)模拟油田地层水中的腐蚀规律及机理。方法利用高温高压釜对N80钢在不同温度(60、90、120℃)的饱和CO_(2)模拟油田地层水中浸泡96 h的失重腐蚀进行测试,并用电化学分析仪对其进行相同条件下的宏观电化学测试。采用XRD、SEM、EDS对N80钢腐蚀后的腐蚀产物物相结构、表面形貌、元素组成及腐蚀产物去除后基体表面的腐蚀形貌进行分析。结果N80钢在饱和CO_(2)模拟油田地层水中所形成的腐蚀产物主要由FeCO_(3)和溶液介质中的结晶盐CaCO_(3)组成。温度影响腐蚀产物膜的形貌特征、晶粒尺寸及其致密度变化,导致基体发生不同程度的腐蚀。60℃时,表面生成的腐蚀产物膜均匀覆盖于基体表面,产物膜膜层平整、致密,去除腐蚀产物后,表面有少量点蚀坑;温度升至90℃时,基体表面覆盖的腐蚀产物凹凸不平,晶粒粗大,排列较乱,规则性差于60℃下的腐蚀产物,腐蚀产物去除后,发现基体表面有大片蚀坑群,发生连片腐蚀;120℃时,腐蚀产物晶粒减少,覆盖不均,具有明显蚀孔和裂纹,部分腐蚀产物脱落,去除腐蚀产物后的基体表面出现大面积蚀坑,发生严重腐蚀。N80钢的腐蚀速率由60℃时的0.0210 g/(m^(2)·h)增至90℃时的0.0360 g/(m^(2)·h),至120℃时的0.0444 g/(m^(2)·h)。N80钢的自腐蚀电流密度由60℃时的1.3623×10^(-6)A/cm^(2)增至90℃时的1.4273×10^(-6)A/cm^(2),至120℃时的1.7851×10^(-6)A/cm^(2),但其自腐蚀电位则随温度的增加而减小。结论随腐蚀温度增加,N80钢表面所生成的腐蚀产物膜变得较疏松,且膜层含较多微孔与裂纹,腐蚀速率持续增加,N80钢腐蚀加重。

龙门山北段天井山构造特征及成因模拟

根据地震资料、钻井和野外调查等研究,认为天井山构造带广泛发育重力滑动构造、断层转折褶皱、倒转背斜和双重构造等构造样式.天井山构造带变形具有垂向分层特点:上部构造主要为断层转折褶皱,02tjs10测线附近变形强度最大,向两端变形逐步减弱;下部构造为多个逆冲岩片叠置所构成的双重构造.通过构造物理模拟实验,证实天井山构造带在北西—南东向挤压应力作用下变形序列为前展式逆冲叠瓦式构造组合;天井山构造带存在多个滑脱层系,才会形成分层变形、垂向叠置的不协调收缩构造变形.该研究可以为天井山构造带乃至龙门山油气勘探提供指导.

气体钻井井口腐蚀(冲蚀)检测装置设计与应用

为了提前预知气体钻井工况下可能引起的腐蚀(冲蚀)危险,研制了适用于气体钻井的井口腐蚀(冲蚀)检测装置。该装置克服了现有技术的不足,安装在气体钻井排砂管线(或测试管线)上,可快速真实监测气体钻井腐蚀(冲蚀)速率,为现场实施气体钻井提供指导,降低井控风险。现场监测结果表明,用该装置测得S135腐蚀棒的平均腐蚀(冲蚀)速率为9.5 mm/a,其表面光滑,局部有细小凹坑,属于典型的高速气流携带钻屑的冲蚀行为;P110腐蚀棒平均腐蚀速率为1.58 mm/a,其表面腐蚀均匀,有细小凹坑,主要为CO2的腐蚀产物FeCO3以及地层岩屑的主要成分SiO2,此外还夹杂少许地层水中的无机盐,符合CO2冲刷腐蚀特征。建议采用抗CO2腐蚀的管材或向环空添加缓蚀剂的方法预防腐蚀。

黔北地区温泉分布特征与页岩气保存条件

以黔北地区下寒武统牛蹄塘组和下志留统龙马溪组(含上奥陶统五峰组有机质页岩)有机质页岩层段为研究对象,分析温泉发育分布特征,从而揭示区域内断裂开启程度,继而推测构造断裂对页岩气保存的影响。

宏观模型在管网优化运行中的应用

介绍了宏观模型基本概念、在管网中的应用背景,分析了不同宏观模型的特点与适用条件以及各种模型自身存在的缺陷。阐述了不同类型的宏观模型在管网中的具体应用条件,提出了宏观模型在管网运用中亟待解决的问题。

水泥环缺损时套管损坏有限元分析

针对中东某油田X油藏异常高温、高压下套管受力环境以及水泥环缺损,基于弹塑性有限元的基本理论,根据X油藏储层层段水泥环、岩石以及地应力参数等,建立了水泥环缺损时套管损坏的有限元力学模型。分析了在不同井筒内压作用下,水泥环缺损时套管的力学损坏过程,得出了固井质量是影响该油藏套管损坏的重要因素之一。为预防套管损坏和强度设计提供了理论依据。

地震图像的振幅共生矩阵分析及其应用

介绍了地震图像的振幅共生矩阵分析方法及其在地震属性提取等方面的应用。详细讨论了地震图像振幅共生矩阵分析的实现方法和时-空窗等参数的选择。基于实际资料处理的试验结果表明,振幅共生矩阵分析获得的均一性剖面能在一定程度上提高地震图像的纵向分辨率,增强同相轴的连续性。

恩洪-老厂区块中高阶煤岩微观结构特征及物性分析

为了进一步认识恩洪-老厂区块中高阶煤岩的微观结构及物性特征,分煤阶开展了扫描电镜试验、基础物性测试、巴西劈裂试验及三轴压缩试验,分析了研究区煤岩的微观结构特征,物性分布特征,变形破坏特征及强度特征。结果表明:研究区块焦煤发育有气孔及植物细胞残留孔,微观裂隙以张性裂隙为主,无烟煤主要发育有张性裂隙,张裂纹较粗糙、延伸不稳定,裂隙中可见方解石充填;研究区块无烟煤密度高于焦煤,焦煤平均孔隙度大于无烟煤,焦煤渗透率高于无烟煤,焦煤纵波和横波时差高于无烟煤;抗张试验中,焦煤煤样破坏断面呈锯齿形,主裂缝外还存在多条裂缝,破坏程度更加剧烈,无烟煤煤样断面更为平直光滑;随着围压增大,煤岩压缩破坏由多位置、高角度的原生结构面扩展破坏转变为煤岩基质的剪切破坏,峰值应变逐渐增大,抗压强度逐渐增大。