分形几何理论在屏蔽暂堵剂优选中的应用

针对现有暂堵剂优选理论精确化、定量化程度不足的情况 ,在继承传统屏蔽暂堵剂优选理论的基础上引入分形几何理论 ,提出用分维数来定量描述储层岩心孔隙尺寸分布和暂堵剂粒度分布特征。以岩心孔隙尺寸分布与暂堵剂粒度分布分维数相近作为优选暂堵剂的原则 ,从而在继承传统理论的基础上建立起了屏蔽暂堵分形理论。利用此理论对新疆莫北地区储层岩心进行了暂堵剂优选和室内暂堵试验 ,取得了较好的效果 ,初步验证了理论的正确性。     

理想充填暂堵型钻井完井液的设计及室内评价

传统的暂堵方法主要是依据储层的平均孔喉直径优选暂堵剂的颗粒尺寸,对具有较大尺寸的孔喉封堵效果较差.对根据储层孔喉尺寸分布确定暂堵剂颗粒粒度分布的理想充填暂堵新方法进行了阐述,并依据该方法设计出理想充填暂堵型钻井完井液,在室内对其进行了性能评价.实验结果表明,理想充填暂堵型钻井完井液可有效地封堵同一储层中不同粒径的孔喉,尤其是较大尺寸的孔喉.与传统方法相比,该方法设计的钻井完井液对储层岩样的侵入深度较浅,可获得更高的岩心渗透率恢复值及更低的突破压力梯度,具有显著的储层保护效果.     

理想充填暂堵型钻井完井液的设计及室内评价

传统的暂堵方法主要是依据储层的平均孔喉直径优选暂堵剂的颗粒尺寸，对具有较大尺寸的孔喉封堵效果较差。对根据储层孔喉尺寸分布确定暂堵剂颗粒粒度分布的理想充填暂堵新方法进行了阐述，并依据该方法设计出理想充填暂堵型钻井完井液，在室内对其进行了性能评价。实验结果表明，理想充填暂堵型钻井完井液可有效地封堵同一储层中不同粒径的孔喉，尤其是较大尺寸的孔喉。与传统方法相比，该方法设计的钻井完井液对储层岩样的侵入深度较浅，可获得更高的岩心渗透率恢复值及更低的突破压力梯度，具有显著的储层保护效果。     

吐孜3井裂缝性储层保护技术

针对塔里木油田吐孜地区裂缝性储层的特点 ,采用复配的屏蔽暂堵技术对重点勘探井吐孜 3井的钻井液体系进行了实验研究。选取与该井地层构造相似的具有代表性的岩心进行了暂堵评价实验 ,并对暂堵方案进行了优选。室内实验及对现场井浆的分析结果表明 ,钻井液配方中加入复配的暂堵剂后 ,其性能无明显变化。但采用优选的复配暂堵技术后 ,裂缝性岩心的渗透率恢复值显著提高 ,说明这种暂堵技术能较好地保护裂缝性油气藏的储层。     

吐孜3井裂缝性储层保护技术

针对塔里木油田吐孜地区裂缝性储层的特点,采用复配的屏蔽暂堵技术对重点勘探井吐孜3井的钻井液体系进行了实验研究。选取与该井地层构造相似的具有代表性的岩心进行了暂堵评价实验,并对暂堵方案进行了优选。室内实验及对现场井浆的分析结果表明,钻井液配方中加入复配的暂堵剂后,其性能无明显变化。但采用优选的复配暂堵技术后,裂缝性岩心的渗透率恢复值显著提高,说明这种暂堵技术能较好地保护裂缝性油气藏的储层。     

钻井过程中暂堵剂颗粒尺寸优选研究

如果钻井液能够在井壁上形成渗透率近于零的泥饼,则具有更好的储层保护效果,因此需要依据暂堵剂粒径与储层孔隙尺寸之间的最佳匹配关系,寻找一种更合理的暂堵剂优选方法。应用颗粒堆积效率最大值原理,提出了一种利于储层保护的暂堵剂优选新方法,能够更加快速、准确地得出不同粒径的暂堵剂产品之间的最佳配比组合。结果表明:与传统方法相比,新方法具有更高的岩芯渗透率恢复值,能够更有效地阻止固相颗粒和滤液侵入油气层,利于保护储层。现场试验证实,利用新方法可取得理想的储层保护效果。     

光散射法粒度测量技术在钻(完)井液屏蔽暂堵配方设计中的应用

为了使屏蔽暂堵钻(完)井液在井壁上形成渗透率接近零的泥饼,需要测量暂堵颗粒的粒度.介绍了光散射法粒度测量技术的原理、特点,并介绍了它在储层保护钻井液配方设计中的应用.与其他传统的粒度测量方法相比,它具有测量速度快、样品用量少、测量范围宽,无需用标准物进行标定等特点,是定量设计屏蔽暂堵钻(完)井液配方、优选暂堵颗粒的好方法,在石油行业及其它领域有着广阔的应用前景.利用该技术成功地为塔里木、青海、长庆等油田设计屏蔽暂堵型钻(完)井液配方.     

烧结矿分形特征

概括了分形理论的基本概念和分形维数的计算方法,总结了在显微分析中的分形模型和分析方法,利用分形分析方法研究了烧结矿材料的粒度分布、孔隙结构,结果发现:烧结矿的粒度分布和孔隙结构具有分性特征,粒度的分维值是评价烧结矿粒度组成情况的一个定量指标,也是材料破碎过程中断裂阻力的一种量度:烧结矿的微孔隙具有多层次的自相似性,烧结矿的分形特征与烧结过程中孔隙的形成机理有关.     

砂岩储层孔隙结构分形特征描述

在前人对孔隙结构分形特征研究的基础上,利用分形几何理论,建立了描述储层孔径分布的分形几何公式和储层毛管压力曲线的分形几何公式;利用岩心压汞测试资料,建立了描述孔隙结构的分形几何模型,探讨了砂岩孔隙结构的分形特征.研究表明孔隙的分形特征是分区域的,分形维数可以定量描述孔隙的非均质性,分形维数大,砂岩孔隙分布的非均质性强.依据建立的孔隙分形模型,在考虑孔隙结构、润湿性变化的基础上,根据函数公式和毛管束模型,推导出了油水相对渗透率的理论预测公式.根据所得到的理论预测公式,进行了相对渗透率曲线预测.预测结果表明,预测曲线与理论曲线是一致的.同时,可用于长期水驱后油水相对渗透率的预测和不同储层相渗曲线的归类,指导油田开发.     

烧结矿分形特征

概括了分形理论的基本概念和分形维数的计算方法，总结了在显微分析中的分形模型和分析方法，利用分形分析方法研究了烧结矿材料的粒度分布、孔隙结构，结果发现：烧结矿的粒度分布和孔隙结构具有分性特征，粒度的分维值是评价烧结矿粒度组成情况的一个定量指标，也是材料破碎过程中断裂阻力的一种量度：烧结矿的微孔隙具有多层次的自相似性，烧结矿的分形特征与烧结过程中孔隙的形成机理有关。     

碳酸盐岩储层岩心T2谱分形特征探究——以安岳气田为例

碳酸盐岩储层发育裂缝、溶蚀孔洞等孔隙结构,非均质性极强。核磁共振T2谱曲线可较为全面、准确地表征碳酸盐岩储层不同类型的孔隙结构。研究T2谱曲线分形特征实现不同孔隙结构的定量区分是碳酸盐岩储层表征的有效方法。此次研究选取了四川安岳气田龙王庙组气藏和灯影组碳酸盐岩气藏共计30块岩心,在饱和盐溶液条件下核磁共振测试结果,编制基于计盒维数法的自动化处理程序计算其T2谱曲线分段分维值。结果表明:碳酸盐岩储层岩心T2谱曲线具有自相似性;不同弛豫时间段信号强度差异较明显,而分维值差异很小,分布规律相近;分维值Ds是T2谱曲线的固有特征,与信号强度相关性较差。     

伊拉克S油田碳酸盐岩油藏裂缝封堵

伊拉克S油田主力开发层系为中高孔、中低渗的孔隙-裂缝型碳酸盐岩油藏,酸化压裂是该碳酸盐岩储层改造的主要技术手段之一。由于储层裂缝溶洞发育,非均质强,酸液滤失量大,作用距离有限,需要结合裂缝暂堵技术,实现对非均质储层的均匀改造。根据该油田储层地质油藏资料,对裂缝尺寸进行分析,并将储层裂缝划分为微缝和常规缝。实验通过巴西劈裂,对储层标准岩心进行劈裂造缝,模拟了真实粗糙微缝(0.03 mm、0.05 mm、0.08 mm),然后采用3D打印岩板模拟了常规粗糙裂缝(1 mm、2 mm、3 mm),最后将粉末、纤维、颗粒合理配比作为暂堵剂对裂缝进行封堵,优选了裂缝封堵配方。实验结果表明：针对微缝,纤维和粉末均能有效封堵裂缝,纤维相比粉末更易封堵微缝,封堵后承压均超过30 MPa;针对常规缝,采用纤维或纤维与颗粒组合可有效堵裂缝,封堵后承压均超过30 MPa。通过裂缝封堵实验,探索了碳酸盐岩缝内封堵规律,优选了暂堵剂配方,可为现场裂缝封堵施工提供理论依据。     

工艺参数对FGH95合金粉末粒度分布分维数的影响

讨论了粉末粒度分布的分形表示方法,并利用分形几何理论研究了用等离子旋转电极雾化法制取的FGH95合金粉末粒度分布分维数与工艺参数之间的关系.研究结果表明,FGH95合金粉末粒度呈分形分布,电极转速ω与粉末粒度分布分维数D之间的关系为ω=755.04 322.37D,而等离子体枪与电极棒之间的距离对分维数的影响不大.     

软土路基微结构扫描电镜图像的分形

根据分形模型的构造方法,提出了用于描述软土孔隙变化的孔隙度分维、孔隙分布分维和孔隙边缘形状分维,并以珠江三角洲地区某高速公路软土路基加固为例,用分形维数对土体扫描电镜(SEM)图像进行分析。研究发现,加固后3种分形维数均有不同程度降低,表明加固后孔隙的分布面积减小,结构单元体之间排列紧密,孔隙尺寸分布趋于均匀,孔隙边缘形状变得规整光滑。结果表明,软土中孔隙分布及形状具有分形特征,不同的分形维数,可以从不同角度反映土体的加固效果及力学特性变化。     

裂缝-孔隙型储层保护钻完井液体系研究

针对裂缝－孔隙型储层特征和钻井施工要求，从储层潜在损害因素分析入手，确定了裂缝暂堵剂，即以超细碳酸钙和改性石棉纤维为主复配而成的纤维状暂堵剂LF－1，以及以油溶性树脂和液体石蜡为主复配而成的油溶性软化封堵剂EP－1，并优选出了钻完井配方。现场试验表明，该钻完井液体系基本满足钻井施工要求，储层保护效果明显，可使表皮系数下降54．4％。     

数字岩心孔隙结构的分形表征及渗透率预测

基于多孔介质孔隙结构的分形理论,对9种数字岩心样品的孔隙相和固体相结构进行了分形表征.计算结果表明固体相的分形维数通常要大于孔隙相的分形维数,其分形标度区间的宽度要小于孔隙相的标度区间宽度.这表明数字岩心是一种近似两相分形多孔介质.在此基础上,对9种数字岩心样品的孔隙度、体积分数和渗透率进行了预测.预测结果表明数字岩心孔隙结构的分形理论在描述介质的孔隙度和渗透率方面是有效的.而且在近似两相分形介质中,对固相的分形描述似乎更加有效.当用分形理论对数字岩心样品的渗透率进行预测时,其准确地确定最大孔隙尺寸至关重要.最后,通过对比发现,在预测渗透率方面,采用的FT方法要比目前国际上通用的PNEM方法更加准确,也更加具有普适性和计算成本更低.     

鄂尔多斯盆地煤储层孔隙分形特征研究

在分析鄂尔多斯盆地煤储层压汞孔隙分布的基础上,定量计算了各煤样的分维数,并分析了煤的孔容分维数特征。研究结果表明,煤储层孔容分维数在3.0741-3.4371之间。随着分维数的增加,煤变程度和压汞效率减小。而储层孔隙率的增加,储层渗透率变大。提出孔隙分维数可作为煤层气储层渗透性评价的指标之一。     

基于分形理论的粉煤灰渗透率研究

以冻干法制作的粉煤灰不扰动试样为对象,研究粉煤灰的孔隙结构,利用显微数码成像技术、专业图像处理技术,结合分形理论得到了粉煤灰孔隙半径分布分维数,并分析了粉煤灰孔隙结构具有多重分形的原因.利用毛细管束模型和Poiseuille方程推导了粉煤灰的渗透率与孔隙半径分布分维数之间的定量化函数式.由参数分析可知粉煤灰的渗透率随最大孔隙半径及拐点孔隙半径的增大而增大、并且随区间Ⅰ和区间Ⅱ的孔隙半径分布分维数的增大而减小.     

ASS－1屏蔽暂堵钻井完井液体系的实验研究

根据现场实际钻井过程,在实验室模拟ASS-1钻井完井液体系对储层岩芯进行动、静态伤害,岩芯渗透率平均恢复率可达到89%,经高压气体反向驱排之后恢复率可以提高到93%,滤饼的脱落压力小于1.0MPa,表明该体系只对储层产生轻微伤害,暂堵颗粒与储层孔隙直径相匹配,变形材料与暂堵剂、储层等配伍性良好,还可以通过储层自身压力实现解堵;岩芯从伤害端切除长约1cm后,岩芯渗透率的恢复率大幅度上升,平均可达137%,表明钻井液对岩芯的伤害深度在1cm以内;最后对岩芯不同部位通过电镜扫描,发现岩芯内部孔隙或喉道内没有任何固相颗粒侵入,进一步证明ASS-1体系的暂堵保护只发生在岩芯表面。研究认为,ASS-1钻井完井液体系选用适当粒度级别的碳酸钙作为暂堵剂是合理的,暂堵只是在井壁表面,达到了保护储层的目的,并且进一步拓宽了ASS-1体系的使用范围。     

露天矿排土场散体岩石粒度分布的分形特征

应用分形几何理论研究了露天矿排土场散体岩石粒度分布的分维特征。研究表明:排土场岩石块度分布具有良好的分形结构,分维数大小随着排土场高度的增加而增加,但不超过3。当分形量测尺度一定时,分维数越大,散体中细颗粒含量越多,平均粒径也越小;当维数D一定时,粒级粗细将随分形量测尺度范围发生变化。分维数与散体剪切强度参数之间存在一定的相关关系。分维数是定量描述岩块粒度粗细含量的一个重要的参数,可用于排土场粒度资料的统计分析。图2,表3,参10。