CO_(2)-水作用对层状页岩拉伸破坏影响的微观损伤研究

CO_(2)压裂页岩储层时CO_(2)−水作用损伤页岩微观结构,改变拉伸破坏特征与裂缝扩展模式。为研究CO_(2)−水影响层状页岩拉伸破坏的微观损伤原因,设计了矿物含量测定、扫描电镜观察与巴西劈裂试验,对CO_(2)−水作用前后龙马溪与长7段页岩试件的微观损伤、破坏特征与裂缝扩展进行研究。结果表明:CO_(2)−水对层理的微观损伤作用较基质显著,层理黏土矿物脱水而体积减小,有机质被萃取收缩,纹层内产生沿层理分布的大尺寸(长度为10~30μm,开度为1~5μm)微裂缝,基质碳酸盐、长石等矿物被溶蚀,产生随机分布的小尺寸(长度小于1μm,开度小于0.5μm)微裂纹;CO_(2)−水作用后页岩抗拉强度降低且各向异性增强,破坏模式变为拉剪混合破坏,垂直层理加载试件的剪切作用更强;CO_(2)−水作用后层理对裂缝扩展的影响更大,垂直层理加载裂缝延伸被层理限制,裂缝沿层理方向水平扩展,平行加载裂缝扩展轨迹受层理约束,裂缝仅在层理扩展。

姬塬油田延长组致密油储层可动流体特征及水驱油微观机理

微观水驱油试验可以直观展示油水在致密储层中分布情况。以鄂尔多斯盆地西部姬塬油田T区块延长组致密油储层为例,利用该地区大量核磁共振、相渗及水驱油测试结果,对可动流体饱和度及水驱油微观机理进行了系统研究。根据T_(2)谱分布,研究区目的层致密油储层可分为4类:Ⅰ类(右偏双峰型)、Ⅱ类(单峰或不明显双峰型)、Ⅲ类(左偏双峰型,右峰不显著)、Ⅳ类(左偏双峰型,右峰显著)。油水相渗曲线类型被分为3类:Ⅰ类(K_(w)、K_(o)线下凹)、Ⅱ类(K_(o)线斜直下降、K_(w)线顶拐点斜直上升)、Ⅲ类(K_(w)线缓慢上升、K_(o)线陡直下降)。油水两相渗流区间内,油水两相含水饱和度宽度平均值为27.5%,样品呈现出较窄的油水两相渗流区;此外,共渗点处对应的平均值含水饱和度为49.5%,其相对渗透率平均值为0.138;当仅剩残余油时,样品平均含油饱和度为41.6%,高于束缚水饱和度。镜下观察结果显示,目的层中主要存在4类典型的残余油分布状态,即油膜态、角隅态、绕流态和孤岛态。根据驱油效率计算结果,目的层注入倍数为1 PV时的驱油效率平均值为17.6%,注入倍数为2 PV时的驱油效率平均值为38.5%。

分子动力学在页岩气吸附研究中的应用进展与展望

为了深入了解页岩不同矿物的微观吸附机理,从分子动力学模拟角度,简要分析了页岩吸附分子间的势能模型。以组成页岩的不同矿物为研究对象,分析页岩非黏土矿物石英、不同黏土矿物和有机质吸附的机理和影响因素,最后,针对页岩气目前的开发现状,分析了页岩气未来的研究方向,为页岩气开发应用分子动力学模拟研究提供了指导和借鉴。

苏里格致密砂岩气藏流体微观分布规律及影响因素

苏里格气田东区下石盒子组含水较高,流体赋存特征对致密砂岩气藏开采影响较大。通过岩矿鉴定、孔隙率以及渗透率分析等实验,结合核磁-离心技术,分析了孔隙率、渗透率、岩性、孔喉非均质性与连通性及其对流体赋存规律的影响。结果表明:①研究区致密砂岩储层孔隙的流动能力较差,束缚水饱和度较高,其流动能力与气体流动压差(离心力)密切相关。②填隙物对流动能力有关键的控制作用,丰富的高岭石含量代表着储层具有较好的连通性、较大的孔径,整体孔隙水流动能力较强;伊利石持水能力很强,容易造成毛管阻碍、限制流动能力。③气体流动压差(离心力)与储层孔隙水可流动的孔径具有较好的幂关系。④苏里格气田东区下石盒子组有效储集空间临界孔喉半径为0.089μm,可动水饱和度为23.95%。

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。