溶蚀程度随高程分布特征的定量分析方法

在讨论现有岩溶发育特征描述指标的基础上,将某高程范围内的溶蚀高度与其地层厚度之比定义为溶蚀率,建立了溶蚀率计算及误差分析方法,最后通过典型的工程案例验证了基于溶蚀率建立的溶蚀程度定量分析方法的先进合理性。研究结果表明:溶蚀率综合考虑了场地岩面溶蚀和洞隙发育情况,具有良好的数值稳定性;各高程点的溶蚀率误差不大于其遇洞率误差,故一定高程以下的溶蚀率误差可转化为遇洞率误差进行分析;基于溶蚀率建立的溶蚀程度定量分析方法能合理刻画建筑地基溶蚀程度随深度增大而衰减的规律,其数据主要来源于场地勘察报告,数据丰富可靠,成本低廉,具有明显的工程针对性和技术可行性。     

酸岩反应动力学关键问题及其进展

酸岩反应动力学研究是酸化酸压设计的基础,目前多以旋转岩盘动态模拟方法为主。现有旋转岩盘装置酸岩反应的溶蚀形态是面溶蚀,而实际酸化过程中常产生蚓孔溶蚀,采用面溶蚀下测得的酸岩反应动力学参数用于蚓孔溶蚀下的酸化工艺设计,这是导致酸化设计不合理的重要原因之一,也是酸岩反应动力学研究中亟待解决的关键问题。通过对国内外酸岩反应动力学研究进展进行了系统的总结,分析了酸岩反应动力学研究中存在的问题,例如CO2等反应产物、面容比、氢离子浓度分布等因素对酸岩反应动力学参数的准确测定带来的影响,并针对关键问题指出了酸岩反应动力学研究的发展趋势。     

柴西下干柴沟组咸化湖盆碳酸盐岩溶蚀模拟试验

为研究地层条件下有机酸对湖相碳酸盐岩基质微孔的改造作用及咸化环境沉积盐类矿物溶蚀对碳酸盐岩储层的影响,以柴达木盆地西部地区下干柴沟组湖相碳酸盐岩为例,采用高温高压模拟、扫描电镜及离子浓度测试等试验手段,依据岩心样品溶蚀模拟过程中矿物组分、物性、孔隙特征及反应液离子浓度的变化对咸化湖盆碳酸盐岩在有机酸作用下的溶蚀规律及控制因素进行研究。结果表明：酸性流体作用后碳酸盐岩样品物性均有一定改善,其渗透率增长明显;溶蚀过程中低温条件下发生与碳酸盐共生的石膏、芒硝及长石的溶解,方解石较白云石容易发生溶解,碳酸盐的溶解程度随温度升高具有先增强、后减弱的特点,存在“溶蚀窗”,相对封闭条件下,石膏等盐类矿物溶解产生同离子效应抑制碳酸盐的溶解;温度和水岩比是控制碳酸盐溶解的关键因素,水岩比决定发生反应的体系,不同体系下温度对溶蚀强度影响存在差异,低水岩比情况下温度升高碳酸盐趋于沉淀,中等水岩比情况下溶解强度随着温度升高先增强、后减弱,较高水岩比情况下温度升高利于碳酸盐溶蚀。     

基于模拟实验的原位观察对碳酸盐岩深部溶蚀的再认识

结合川东北地区古地温梯度, 利用金刚石压腔(DAC)技术, 针对碳酸盐岩设计了一套全新的随埋深增加的水-岩作用模拟实验。模拟实验结果表明, 随着地层温度、压力升高, 灰岩表现为明显的胶结(沉淀), 白云岩在高温高压的酸性地层流体条件下不比灰岩更易溶蚀, 说明在封闭-半封闭的埋藏过程中碳酸盐岩不存在大范围的“溶蚀窗”。实验结果可能导致对碳酸盐岩深部储层发育机理的重新认识。     

渤中22-1构造碳酸盐岩储层岩溶识别及影响因素

以渤中22-1潜山构造为研究目标,通过岩芯、薄片、成像测井等资料,研究潜山碳酸盐岩储层基础特征、岩溶识别及影响因素.结果表明,研究区岩性主要为白云岩类、灰岩类及过渡岩类,储集空间以溶蚀孔、洞、缝为主,平均孔隙度为4.1％,储层主要受沉积相、裂缝作用和岩溶作用的控制.沉积微相影响溶蚀程度,研究区发育局限台地相和开阔台地相...     

磷石膏渗滤液对碳酸盐岩的溶蚀试验

磷石膏渗滤液对碳酸盐岩及岩溶地下水产生重要影响,但其影响机制尚不清楚。本文开展了磷石膏渗滤液对碳酸盐岩的溶蚀试验,对比分析了不同p H值、水动力条件及溶蚀时间对研究区不同碳酸盐岩样品的溶蚀效果,探讨各试验条件对溶蚀作用的影响机制。结果表明:岩样失重率呈现对数型增长趋势;渗滤液pH值为1.86的试验组中岩样失重率大小依次为娄山关组、法郎组、青岩组,pH值为2.71的试验组中岩样失重率大小依次为:法郎组、青岩组、娄山关组;动态试验失重率明显高于静态试验。渗滤液pH值和水动力条件与其他变量的交互作用均表现强烈,渗滤液pH值、水动力条件及二者间交互作用对岩样溶蚀的影响在试验前期作用较大而在后期减弱,岩石层组类别在试验后期作用凸显。整体上看,试验变量对岩样失重率的影响作用大小依次为渗滤液p H值、溶蚀时间、水动力条件、岩石层组类别。     

不同种类微生物对碳酸盐岩溶蚀普遍性

表生溶蚀作用是碳酸盐岩储层形成的重要因素.从岩石表面中筛选3种典型微生物,芽孢杆菌Q1、链霉菌Q2和曲霉菌Q3.通过比较不同种类微生物的产酸、溶蚀速率以及在多孔介质中溶蚀的动态模拟实验,研究了微生物对碳酸盐岩的表生溶蚀作用的普遍性.结果 表明,各实验体系中pH、钙离子浓度均发生了有规律的变化,其中曲霉菌Q3的产酸能力与...     

母岩成分对残积红土形成及分带的影响

本文运用地质成因观点,通过对比碳酸盐岩、花岗岩、玄武岩三种不同母岩残积红土的地质削面和分带特征,分析母岩对红土形成及分带的影响,认为可溶性岩石形成红土的过程不同于非可溶性岩石。碳酸盐岩红土剖面完全不同于其它红土剖面的根本原因就是母岩的溶蚀性。本文还提出碳酸盐岩红土属溶蚀残积的成因观点,并建议按母岩成分划分残积红土亚类。     

基于细胞自动机的断控岩溶过程数值模拟方法

断溶体作为一种特殊的碳酸盐岩储集体类型,其形成过程尚缺乏一种定量的模拟方法.根据断溶体地质研究认识,断控岩溶以断裂破碎带为核心发生溶蚀扩大,其溶蚀程度的差异受断裂分布、裂缝密度、地层岩性差异、大气淡水或底部热液接触时间等综合因素影响.提出一种基于细胞自动机模拟断控岩溶过程的方法,以走滑断裂形成的裂缝网络为初始条件,以一定酸浓度的大气水注入为边界条件,综合考虑地层岩性差异、裂缝发育密度、重力作用,建立了基于酸扩散、连通性和传导率共同控制的模拟规则,并最终形成由累积酸溶蚀定量表征溶蚀演化程度的模拟方法.通过塔河10区典型断溶体单元实例模拟,验证了该方法的可行性.     

水—岩作用模型及其在水—玄武岩反应研究中的应用

采用线性规划的方法模拟地下水与岩石之间的作用，计算地下水与岩石之间的矿物溶蚀量是水－岩作用研究的一个新方法。本以江苏六合玄武岩地区水－岩作用研究为例讨论了水－岩作用模型的应用，并对其目前仍存在的问题进行了探讨。     

石膏岩溶蚀与强度特性试验研究

石膏岩在工程中使用广泛,其具有特殊的物理化学性质,常引发工程问题,因此研究石膏岩的溶蚀特性以及溶蚀前后强度、塑性、脆性等性质变化显得尤为重要。通过室内溶蚀试验分析其溶蚀机理,利用电镜扫描观察其微观结构,分析强度劣化机理,并通过单轴压缩试验,研究石膏岩在不同溶液条件下的软化性质。结果表明,不同溶液对石膏岩的影响不同。以石膏岩浸泡在纯水中为参照,NaCl溶液促进石膏岩的溶蚀量,使试样的强度降低,为纯水溶蚀后试样强度的40%,塑性变强,脆性减弱;冰醋酸溶液减少石膏岩的溶蚀量,强度少许增加,塑性变弱,脆性变强;氢氧化钠溶液可与石膏岩发生反应生成氢氧化钙,因此在前期可促进石膏岩的溶蚀,后期生成较多的氢氧化钙络合物附着在岩样表面阻止石膏岩继续溶蚀并使其强度变大、塑性变强。微观电镜图片显示,不同溶液对石膏岩的溶蚀程度以氯化钠溶液最为严重,其次分别为纯水、冰醋酸溶液、氢氧化钠溶液。单轴压缩试验时声发射活动发生次数与溶蚀量相一致。     

优质白云岩储层形成的重要机制——差异溶蚀作用

碳酸盐岩的溶蚀是指在水-岩作用过程中由于Ca~(2+)、Mg~(2+)流失所导致的岩石的质量亏损。温度、压力、水溶液介质(酸碱度)是影响碳酸盐岩溶蚀的主要因素。在同样条件下,碳酸盐岩因为岩石成分(灰岩和白云岩的相对含量)和结构的差异也会表现出不同的溶蚀速率。碳酸盐岩由于岩石成分和岩石结构的不同所导致的溶蚀速率的差别定义为"差异溶蚀"。结合川东北地区飞仙关组储层的研究,指出岩石结构、成分的非均质性导致的差异性或选择性溶蚀是该区优质储层形成主要原因,灰质云岩是优质储层形成的重要物质基础。     

基于束波变换的叠后缝洞精细成像处理技术

碳酸盐岩储层中溶蚀孔洞和断裂的精确成像是地震油气勘探和开发的关键。以塔里木盆地塔河油田某区块奥陶系碳酸盐岩缝洞型储层为例,在精细的叠前预处理和逆时偏移的基础之上,利用束波变换技术,对研究区的地震数据进行了不同尺度的分解和重构,并对处理结果进行了对比分析。结果表明:束波变换技术可以有效改善溶蚀孔洞和断裂的成像效果,小尺度的束波变换适用于溶蚀孔洞信息的提取,而大尺度的束波变换更有利于增强断裂的清晰度,实际应用中应根据地质体的大小来选择合理的尺度参数。     

ICPA水凝胶的电致溶胀/溶蚀行为研究

以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和甲基丙烯酸二乙胺基乙酯(DEAEM)形成的离子复合物,通过自由基共聚反应制备了新型离子交联聚两性电解质(ICPA),并获得ICPA水凝胶.ICPA水凝胶在电场作用下具有溶胀/溶蚀的双重响应行为,该行为受电压、电解质种类和浓度等多种因素影响.扫描电镜表征在溶胀阶段,凝胶网络保持完整,不发生溶蚀;而在溶蚀阶段,凝胶的网络结构解体.实验结果表明:凝胶的溶蚀行为与溶胀行为响应程度呈同一变化趋势,凝胶网络的紧密程度(即交联的密度和强度)是其溶胀/溶蚀行为的主要决定因素.     

碳酸盐矿物随埋深增加的溶蚀响应机制及其储层意义

以化学热力学为基础,利用数值模拟方法,研究不同埋深情况下碳酸盐矿物方解石(CaCO3)和白云石(CaMg(CO3)2)在含CO2流体及含H2S流体中的溶蚀响应机制。模拟结果表明,在流体系统不发生改变的前提下,随着埋深的增加,相同条件下方解石的溶蚀量始终大于白云石。同时,除温度、压力、酸性气体分压、流体成分之外,封闭在溶蚀体系中的气体总量是影响碳酸盐矿物溶蚀的另一重要因素。当封闭气体总量相对较高时,随着深度的增加,这两种矿物的溶蚀量表现为先增大后减少,此时白云石中溶蚀孔隙比方解石更为发育;当气体总量较低时,两种矿物的溶蚀量曲线单调性减少。     

雪峰山西侧地区震旦系灯影组储层发育特征与控制因素分析

近年来,四川盆地等地区在震旦系灯影组地层中的重大突破,为我国的南方海相碳酸盐岩油气勘探展示了良好前景。灯影组在雪峰山西侧地区分布广泛、厚度大,古岩溶以深埋有机溶蚀作用及热液岩溶作用为主,岩溶缝洞系统以溶蚀裂缝、溶孔为主,一般不发育大型溶洞系统。文中重点考虑了古今构造、沉积相、岩性特征等因素,综合分析了雪峰山西侧地区震旦系灯影组储层的发育特征及控制因素。     

大民屯凹陷沈257块潜山储层特征及测井评价

在对潜山地层准确对比的基础上,对潜山储层地质特征进行分析研究,并研究了常规测井方法在碳酸盐岩、石英岩储层识别以及评价潜山储层中的应用。沈257块潜山岩性有白云岩、石英岩及泥质岩三大类,白云岩为主要储层发育岩性,储集空间以构造裂缝和溶蚀孔洞为主,储层发育程度受岩性及地应力等多种因素控制。常规测井在潜山岩性识别及储层划分中具有较高的符合率。     

川西南龙门硐地区雷口坡组成岩作用及其对储层的影响

雷口坡组地层是四川盆地主要的含油气层系之一,目前对雷口坡组地层的研究主要集中在川东北、川中地区。为了明确川西南峨眉龙门硐地区雷口坡组地层的储层特征和成岩作用类型,通过实地踏勘考察和光学显微镜岩石薄片鉴定,对龙门硐地区雷口坡组地层的优质储层发育段和成岩作用对储层发育的影响进行研究。结果表明:雷一段以泥晶碳酸盐岩为主,储集性能差;雷二段的颗粒滩相碳酸盐岩、雷三段的灰质泻湖相灰岩和颗粒滩相碳酸盐岩,雷四段的岩溶角砾岩为优质储集层;不同的有利储集层段所经历的主要成岩作用不同。研究认为:雷口坡组二段、三段的有利储集层段所经历的主要建设性成岩作用为埋藏期溶蚀作用、渗透回流白云石化和埋藏期白云石化作用,白云石化作用为后期溶蚀作用的发生提供了有利条件;主要破坏性成岩作用为埋藏期胶结作用。雷口坡组四段的主要建设性成岩作用为表生期溶蚀作用。     

川东北碳酸盐岩气藏酸—岩反应特征研究

对川东北普光气田飞仙关组、嘉陵江组、长兴组碳酸盐岩进行了酸—岩溶蚀性试验和酸—岩刻蚀形态实验。并采用旋转岩盘仪,进行了碳酸盐岩酸—岩反应动力学研究。结果表明,不同的碳酸盐岩储层,由于岩石矿物的非均质性,造成酸对碳酸盐岩的溶蚀性和酸—岩刻蚀形态具有明显的差异,导致酸—岩反应速度不同,因此所建立的反应动力学方程也不同。实验成果完善了川东北区块碳酸盐岩储层酸—岩反应特征研究,为川东北碳酸盐岩储层现场酸化工艺设计和决策提供了科学依据。     

储层岩石矿物成分对酸蚀裂缝导流能力的影响

储层岩石矿物成分是酸压改造效果影响因素之一。研究认为,在储层岩石矿物成分中易溶物的含量及分布方式决定了酸蚀裂缝导流能力大小,易溶蚀物的含量越多,岩石溶蚀速率越快。室内测试了不同溶蚀速率下的灰岩和白云岩的酸蚀裂缝导流能力,研究了岩石溶蚀速率、易溶蚀物含量对酸蚀裂缝导流能力的影响,对酸压工艺设计方案提出了指导性建议。研究结果表明,储层岩石溶蚀速率与酸蚀裂缝导流能力增加倍比存在抛物线关系,易溶蚀物占30%40% 时酸蚀裂缝导流能力保持较好。