评价钻井液完井液对裂缝性地层封堵效果的新方法

泥页岩比表面积测定方法,泥页岩水化膨胀测定方法、钻井液泥饼压缩性评价方法等现有诸多评价方法,都是针对泥页岩地层垮塌进行的研究,而对如何稳定破碎性地层及裂缝发育地层,目前还没有一种可行性的评价的方法。探讨了利用387-42型泥浆失水仪来评价钻井液、完井液的封堵效果,实验结果表明:该法是现场评价钻井液、完井液封堵的评价方法。     

几种有机盐溶液活度及抑制性实验研究

井壁失稳一般都发生在泥页岩、盐岩、弱胶结或未胶结的砂岩及其他破碎性岩石的地层, 最常见且影响严重的是泥页岩地层,导致泥页岩地层失稳的最重要的原因是泥页岩的水化。针对泥页岩在水溶液中的水化程度取决于水溶液的活度,分析了活度与泥页岩水化膨胀的相互关系, 认为对防止泥页岩井壁失稳非常重要。通过吸附等温线的方法测定了Weigh2、Weigh3、YJS-1、YJS-2、KCOOH、NaCOOH、NaCl、KCl、CaCl₂ 的活度,测定了上述产品的抑制膨胀性和抑制分散性,对比分析了盐溶液活度和抑制性的关系。结果表明,根据盐溶液的活度和抑制性,可以通过调节钻井液中不同的盐及其浓度,控制泥页岩水化,达到井壁稳定的目的。     

泥页岩水化膨胀的非线性蠕变模型

泥页岩井壁岩石受到地下流体与入井流体的影响,具有明显的流变效应。根据泥页岩水化膨胀的流变力学行为,借鉴经典元件组合模型的建模思路,提出一种新的膨胀模型,将泥页岩水化膨胀蠕变过程的膨胀元件与黏性元件并联,结合非线性黏塑性体,能有效地模拟泥页岩水化膨胀的蠕变过程。该模型既能反映岩石水化膨胀后的衰减蠕变阶段和稳定蠕变阶段,又能反映岩石在高应力下的加速蠕变阶段的水化膨胀非线性蠕变过程。文中取长7泥页岩进行了蠕变试验,通过实验数据拟合发现,该模型可以很好地描述泥页岩水化膨胀后岩石的蠕变特性。     

马朗凹陷芦草沟组泥页岩储层微观孔隙特征及地质意义

通过CT扫描、比表面积及孔径分析、脉冲渗透率测试等实验手段,对马朗凹陷芦草沟组泥页岩储层微观特征及其地质意义进行研究。芦草沟组泥页岩微观储集空间类型多样,大小在几纳米到十几微米不等,其中以宏孔为主,无机矿物和有机质中均可发育较大孔隙;芦草沟组二段中部的微孔隙开放程度最高,岩石基质渗透性也相对最好;黏土矿物可明显增加岩石的比表面积,碳酸盐岩、长石的质量含量与比表面积成反比,有利于分布集中、直径较大的孔隙形成。石英(包含自生石英)可通过增强泥页岩的脆性形成微裂缝,抵抗压实作用保护微孔隙,明显改善了泥页岩物性,其有利作用要大于因自生石英形成而阻塞孔隙产生的不利影响。马朗凹陷芦草沟组泥页岩的微观地质条件有利于游离态页岩油的富集与渗流,是该区建成页岩油产能的重要微观地质原因。     

渤海中部BZ34-2EW区块防塌钻井液试验研究

对ＢＺ３４２ＥＷ区块地层岩样进行了理化性能分析和电镜分析,结果表明,该区块属于层理、裂隙发育的易剥落坍塌的硬脆性页岩地层。无机盐几乎不能抑制岩样水化膨胀,而合适的钻井液可以抑制其水化膨胀,且具有较高的页岩回收率。加入硅酸钠的低粘土相海水聚合物钻井液体系的流变性能好,抑制能力强,泥饼质量好,可用于层理、裂隙发育的硬脆性页岩地层的钻进。     

柴东石炭系页岩微观孔隙结构与页岩气等温吸附研究

基于柴达木盆地东部石炭系泥页岩的孔隙结构分析,结合甲烷和二氧化碳在泥页岩中的高压等温吸附实验,对超临界条件下页岩气等温吸附特征进行研究,探讨页岩气的吸附机制。结果表明:柴达木盆地东部石炭系泥页岩具有多尺度孔隙结构,微孔比较发育,微孔比表面积对BET比表面积有较大的贡献;甲烷Langmuir吸附量随微孔比表面积或微孔体积的增加而增加,两者呈正相关性,同时受到微孔大小分布的影响;在超临界条件下,简单的Langmuir方程可近似拟合甲烷吸附的实验数据,而修改的微孔充填(Dubinin Radushkevich,D-R+K)超临界吸附模型对甲烷和二氧化碳吸附数据的拟合效果最好;吸附气可能主要以微孔充填的方式存在,而微孔为吸附气的主要储集空间。     

四川盆地超深层泥页岩纳米孔隙特征及其地质意义

利用SEM-PCAS孔隙定量表征技术与低压N_2等温吸附实验研究X井深度为6 875~8 042m超深层泥页岩的纳米孔隙特征,并选取四川盆地及周缘地区从地表到5km左右的样品组作为对比,探索深埋藏作用对泥页岩孔隙系统的影响。研究发现,X井志留系龙马溪组、奥陶系五峰组及下寒武统筇竹寺组超深层泥页岩32个样品的孔隙特征相似,孔隙类型以有机质孔、粒间孔为主,孔隙形态以狭长-裂缝型为主。N_2等温吸附线类型为IV-H3型,QSDFT孔径分布显示其纳米孔隙主要分布于4~16nm段,BET比表面积为8.63~16.13m2/g。与对照组样品相比,X井超深层泥页岩的孔径分布更加分散,微孔体积和微孔比表面积更小,介孔/微孔的体积比值及介孔/微孔的比表面积比值比非超深层泥页岩均具有数量级的优势。X井超深层泥页岩的孔隙特征主要受埋藏深度控制,深埋藏作用会使泥页岩孔径缩小并改变孔隙的形态。     

锦州25-1油田井壁稳定问题

 锦州25-1油田沙河街组地层井壁失稳严重,为解决该油田的井壁失稳问题,对该油田的泥页岩矿物组分进行了分析,开展了泥页岩的力学及水化特性实验,分析了锦州25-1油田沙河街组泥页岩的岩石力学特性和井壁失稳机制.研究发现,沙河街组地层层理性泥页岩和水敏性泥页岩共同发育;层理性泥页岩具有显著的各向异性,易发生沿层理面的剪切滑移,造成井壁失稳;水敏性泥页岩在钻井液作用下会发生水化膨胀,导致井周地层的力学性质和应力状态发生变化,表现为坍塌压力随井眼钻开时间的改变而改变;两种地层相互影响造成油田复杂事故频发.结合室内实验结果,建立了合理钻井液密度的确定方法,研究了锦州25-1油田层理性泥页岩坍塌压力随井眼轨迹的分布规律和水敏性泥页岩的水化坍塌周期,给出了保证安全钻进的工程对策,该油田的井壁失稳问题必须在优化井眼轨迹和选择合理钻井液密度基础上,并增强钻井液的封堵性和抑制性才能解决.     

南堡凹陷古近系泥页岩孔隙结构特征

对南堡凹陷古近系泥页岩采用岩石热解、X衍射矿物分析、扫描电镜观察、氮气吸附测试等实验方法,探讨主要目的层段泥页岩孔隙结构特征。结果表明,南堡凹陷古近系泥页岩具有低孔致密的储层特征,部分样品具有较高的脆性矿物含量,有利于形成裂缝网络;微观孔隙类型主要包括有机质孔隙、粒间孔、粒内孔和微裂缝;微孔和中孔提供了绝大部分比表面积与孔体积,是气体吸附和存储的主要场所;泥页岩孔隙结构主要有细颈长体的墨水瓶孔型、四面开放的平行板型,其中以有利于气体吸附存储的墨水瓶型为主;有机碳含量是控制南堡凹陷古近系泥页岩中纳米级孔隙体积及其比表面积的主要内在因素;石英含量与孔体积有较好的正相关性;脆性矿物对于孔隙有积极的建设作用;有机碳含量是影响页岩吸附气体能力的主要因素。     

力—化耦合作用下泥页岩井眼动态破坏分析

为进一步研究中深层硬脆性泥页岩在水化条件下的井眼失稳问题,基于泥页岩矿物组成、微观结构及力学试验研究,考虑泥页岩吸水扩散、强度弱化、化学势变化以及流体流动对固体变形的影响,建立了泥页岩井壁稳定流—固—化耦合模型,提出了模拟泥页岩井眼动态破坏过程方法,并应用建立的模型计算实例井井眼动态破坏过程。结果表明:开挖后井眼围岩渗流场的变化不足以引起井眼继续破坏,水化效应对井眼扩大率的影响起决定作用,井眼扩大率随钻井液浸泡时间的增大而增大。提出的模型可有效模拟硬脆性泥页岩井眼动态破坏过程,计算出的井眼动态破坏过程与实际钻井基本一致。     

挤出流动的力学行为——第二报:牛顿流体的模口膨化

作者继第一报证明了模口处的横向剪切应力是产生出口弯角的根源之后,进一步对牛顿流体的模口膨化效应进行了研究。从理论上证明了模口处的横向剪切应力也是影响牛顿流体模口膨化比的重要因素。另外三个影响牛顿流体模口膨化比的力是:流体流出狭缝后外层流体对内层流体作用的粘性拖曳力,流体的惯性力和表面张力。推导出这4种力与模口膨化比的定量关系式,由这一关系式可明显看出粘性、惯性和表面张力是如何影响模口膨化的,从而解释了许多别人的实验结果和数值计算结果。     

金沙江白鹤滩水电站旱谷地料场灰岩工程性状弱化成因

二叠系下统栖霞+茅口组灰岩通常风化程度低、强度高,但白鹤滩水电站旱谷地料场灰岩却出现工程性状弱化现象。为揭示白鹤滩水电站旱谷地料场灰岩工程性状弱化特征及成因,通过对料场及周边地质环境调查,结合钻探、声波测试、室内试验等手段可得:旱谷地料场灰岩弱化后强度仅为新鲜岩体强度的1/2～1/4;料场区弱化岩体可分为强风化带、弱风化带上段、裂隙构造带、溶蚀带;分别分布在泥质含量较高的灰岩透镜体和灰白色灰岩夹泥质微晶灰岩条带、地表P_1q+m-①层、裂隙构造密集带、岩溶溶蚀带;料场灰岩弱化是受灰岩物质成分、构造挤压、岩溶溶蚀作用和风化耦合作用而成。     

用Wagner本构方程对聚合物挤出胀大的三维有限元分析

采用有限元方法分析粘弹性聚合物熔体的三维挤出胀大。采用积分型本构方程 Wagner模型描述聚合物熔体的粘弹性记忆特性 ,并引入了非线性衰减函数。对于本构方程中偏应力张量给出了计算方法 ,采用迭代方法求解非线性方程组。并根据自由面处的边界条件 ,确定出口处自由面的最终位置。对圆形流道进行分析 ,结果与轴对称分析和实验相吻合 ,最后对矩型流道进行计算 ,得出挤出物的形状     

风浪与涌浪相互影响的实验

大自然的海浪往往是风浪与涌浪混合在一起,为此研究了实验室的风浪水槽中模拟风浪与涌浪的相互影响,用脉动风模拟风浪及风与浪的耦合作用,用造波机产生不规则波模拟周期相对较长的涌浪．通过单独风浪、单独涌浪、先风浪后涌浪和先涌浪后风浪4种情况的模拟,从波谱的角度分析风浪与涌浪相互影响的规律．发现影响风能输入的主要因素是波浪是否充分发展,而与波陡、风速、波速等没有直接关系,为风浪对海上建筑物的耦合作用研究提供了依据．     

The relationship between dolomitization and organic matter occurrence in Lower Paleozoic carbonate in the Ordos Basin

Based on observations on the core and surface sections of Lower Paleozoic carbonate in the Ordos Basin, petrography research and measurements of TOC, TOS , Ro, XRD, and comparative study with dolomite in modern Coorong Lake, it has been revealed that: (i)dolomitization may occur in micrite limestone, gypsum-halite and argillaceous sandstone, and it can be divided into three types: sedimentary penecontemporaneous-early diagenesis, late diagenesis of deep burial and catagenesis of uplift period. However, the crystal cell of the second type less than 35 μ m in size is most closely associated with gas pool; (ii) the highest content of organic matter (OM) is produced in samples from the argillic dolomite which may be formed by argillaceous fluid through gypsum-halite; (iii) in the evolution process from penecontemporaneous dolomite into stoichiometric dolomite, the crystal order of dolomite and the porosity of its host rock tend to increase, which is favorable to the formation of an available migration network. When the power of the fluid is high enough, the network is mainly favorable to the migration and transport of heat, but when the power of the fluid goes down, the network system is favorable, due to its large space, to OM deposition in it.     

基于敏感负荷的电压暂升影响度评估方法

随着敏感负荷在电网中所占比重的增加,电力用户对电能质量的要求越来越高,电压暂升对敏感负荷的影响不容忽视。考虑电压暂升幅值和持续时间对敏感负荷的影响,基于ITIC电压暂升耐受曲线特点以及逻辑斯蒂函数单调性和连续性,利用耐受曲线的关键点确定电压暂升幅值和持续时间影响度对应的控制变量,从而提出一种基于敏感负荷的电压暂升影响度评估方法。在算例中考虑继电保护配置方式以及电网结构与故障位置对电压暂升持续时间的影响,设置不同场景并采用所提方法对敏感负荷的电压暂升影响程度进行评估,验证了该方法的合理性和可行性,为敏感负荷的电压暂升评估和治理提供指导。     

南通沿海文蛤暴发性疾病的组织病理学研究

采用常规石腊切片法、以正常样品作对照,对2003年5月南通沿海发生暴发性疾病的文蛤不同组织进行了组织病理学观察。结果表明,患病文蛤各组织都发生了不同程度的病理变化,主要表现为:外套膜、鳃、消化管、足等上皮细胞肿胀、变性、破裂或脱落,结缔组织增生、变性或溶解,血淋巴细胞增多,肌纤维结构松散、断裂,组织中嗜碱性细胞增多;鳃组织发生坏死崩解;消化盲囊腺泡广泛受损,导管上皮及结缔组织发生溶解。文蛤的这些组织发生了严重病变,使其功能遭到破坏,是导致文蛤发病死亡的病理学基础。     

裂隙倾角对泥质白云岩强度影响试验研究

地下岩体中普遍存在的裂隙是影响岩体拉压性能的重要因素之一。依托贵阳轨道交通工程,采集泥质白云岩,开展劈裂试验和单轴压缩试验,分析了不同裂隙角度对泥质白云岩拉、压性能的影响。结果表明:(1)劈裂试验中,泥质白云岩抗拉强度为3～7 MPa,平均值为5. 03 MPa,抗拉强度随裂隙角度的增大呈下降趋势,劈裂模量为0. 1～2. 84 GPa,整体呈幂函数下降趋势;(2)泥质白云岩的抗压强度较高,分布在60～130 MPa之间,平均抗压强度为87. 25 MPa;随裂隙角度的增大,试样抗压强度呈先减小后增大趋势;通过理论推导,得出岩体中最易破裂裂隙角度为22. 5°～45°,与试验结果相符;弹性模量随裂隙倾角整体呈上升趋势;(3)通过对泥质白云岩拉压强度对比,得出泥质白云岩抗压强度平均值与抗拉强度平均值之比为18. 97。     

沾化凹陷罗家地区沙四段顶部至沙三段泥质岩裂缝特征及其影响因素

利用岩心观察、岩石薄片鉴定和扫描电镜分析等技术手段 ,结合岩相古地理分析和古构造应力场模拟试验成果 ,对沾化凹陷罗家地区泥质岩裂缝的类型、特征、受控因素以及对油气储集的有效性进行了研究。结果表明 ,以张裂缝为主的顺层缝的长度、密度和开度大于切层缝 ,且为烃类的主要储集空间 ;包括张裂缝和剪裂缝在内的切层裂缝作为主要连通顺层裂缝的通道 ,很少储油。成岩收缩缝在泥质岩层中是极有利的油气储集空间 ,特别是在构造裂缝不太发育的地区 ,由成岩收缩造成的层间缝会成为主要的储集空间。裂缝发育的受控因素有区域构造应力、构造部位及其与断裂带的距离、岩性、岩相、地层厚度、物性、埋深和地层压力。预测研究区地层埋深为 2 2 0 0～ 340 0m ,在距离断裂带较近地区、断层转换带、凹陷斜坡坡度突变区、地层厚度和 /或砂岩厚度突变区、三角洲前缘亚相、湖底扇相砂体与湖相泥质岩交界过渡带 ,泥质灰岩、灰质泥岩、油页岩和油泥岩最有可能形成有效的裂缝储集空间。     

印度洋的风浪、涌浪和混合浪的时空特征

为了展现印度洋的海浪特征,利用来自欧洲中期天气预报中心的ERA-40海浪再分析资料,对印度洋的海表风场、风浪、涌浪、混合浪场进行研究,主要分析了季节特征、月变化特征、风速和波高的变化趋势、涌浪指标,定义了南印度洋西风指数和涌浪北伸脊点。结果表明:印度洋的风浪场与海表风场整体上对应较好,尤其是季风期间的北印度洋,涌浪场与混合浪场对应较好;从波高来看,阿拉伯海在1-5月和9-12月的涌浪以及孟加拉湾全年的涌浪对混合浪的贡献大于风浪;印度洋海表风速呈显著递增的区域主要集中在咆哮西风带和30°S以北,风浪波高变化趋势的分布与风速大体一致,大部分海域的涌浪波高、混合浪波高表现显著性逐年递增;印度洋的涌浪在混合浪中占据主导地位,40°S以北的涌浪常年向北传播,且南印度洋西风带西南季风的强度直接决定着涌浪北传的程度。