南堡油田硬脆性泥页岩地层井壁失稳原因实验

冀东南堡油田中深层硬脆性泥页岩地层钻井过程中,井壁垮塌现象频发。为充分认识中深层硬脆性泥页岩井壁失稳机理,减少此类事故的发生,通过开展研究目标微观结构、理化特征以及钻井液对其力学特性影响的实验研究,定量研究了该区块影响井壁失稳的因素。结果表明:东二段至沙河街组泥页岩的矿物以黏土、石英为主,具有一定的脆性特征;阳离子交换容量高,岩石水化能力较强;宏观层理、裂缝、微观裂纹均较发育,应力释放及钻具扰动易使岩石发生劈裂或滑移;液相沿裂缝侵入地层导致岩石水化膨胀,降低泥页岩结构强度;在钻井液正压差作用下,产生水力尖劈作用,导致地层破碎,诱发井壁失稳。因此,预防此类泥页岩地层井壁失稳需严格控制钻井液滤失量,加强钻井液的封堵能力。针对该区块的室内实验研究,为该区块硬脆性泥页岩的安全、高效钻进提供了理论支撑,同时也为同类型地层的井壁失稳机理研究提供了技术参考。     

塔木素高放废物预选区断层泥石英表面扫描电镜特征及断层活动性分析

断层泥是断层活动信息的良好载体,通过解析断层泥信息,可以对其活动时代及运动方式进行更深入的研究。本文利用扫描电镜（SEM）对塔木素研究区的塔木素断裂（F2）和那仁哈拉断裂（F7）断层泥的溶蚀微形貌和应力痕迹微形貌进行观察和分析。结果表明：（1）F2断裂断层泥石英微形貌主要为Ⅰa类、Ⅱ类和Ⅲ类,F7断裂断层泥石英微形貌主要为为Ⅰa类、Ⅰc类、Ⅱ类和Ⅲ类;（2）F2和F7断裂溶蚀微形貌显示两条断裂均经历了多期次的活动过程,F2断裂活动时间主要在晚更新世、早更新世早期和上新世,活动最强烈时期在早更新世早期,F7断裂活动主要在晚更新世、早更新世、上新世,活动最强烈时期在晚更新世,F2和F7断裂全新世至今基本没有活动。预选区断裂构造晚第四纪的活动性影响着有利地段的最终确定,而研究区断裂活动时代的研究对研究区未来地震发生趋势及危险分析无疑有重要的现实意义。     

泥页岩夹层对SAGD开发效果的影响

SAGD开发效果对储层非均质性十分敏感,泥页岩夹层对双水平井SAGD的泄油通道有一定的影响。以新疆风城某SAGD区块为研究目标区,建立了表征注采井间及井对上方夹层的多因素油藏数模模型,分别模拟了不同夹层展布形态、水平及垂向位置下的SAGD开发效果并进行对比研究,得到了夹层非均质油藏SAGD部署的临界夹层展布形态特征参数。同时可通过产油曲线所展现的典型特征,反推出诸如泥页岩夹层长度以及垂向位置等夹层展布情况,从而进一步掌握目标层系的地质体系结构,对指导下一步双水平井SAGD部署,规避地质风险,实现SAGD高效开发具有重要指导意义。     

西南红层地区泥化夹层演化过程中的微观特征研究

西南红层地区地质灾害频发,通常造成严重的人员伤亡和财产损失。泥化夹层在西南红层地区分布广泛,是斜坡岩体中工程特性最差的结构面,也是控制西南红层地区斜坡地质灾害的关键因素,常常引发各种工程地质问题。通过对不同期次不同水化作用强度的泥化夹层取样,进行室内试验研究分析,获取了西南红层地区泥质岩层~泥化夹层演化过程中矿物成分、化学元素和微观结构变化规律。根据试验结果将演化过程划分为三个阶段:离子交换吸附阶段、矿物溶解阶段、软化崩解阶段。     

偏铝酸四(4-羧基)苯基铁卟啉催化氧化环己烷

为考察偏铝酸[MAA]负载四(4-羧基)苯基铁卟啉[Fe TCPP]选择性催化氧化环己烷生成环己酮和环己醇(K/A油)的能力,采用溶胶-凝胶-煅烧法制备了偏铝酸负载四(4-羧基)苯基铁卟啉[Fe TCPP/MAA]催化剂,采用紫外(UV-Vis)、傅立叶红外(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)以及透射电镜(TEM)等技术手段对该固体催化材料进行结构表征。研究其在无外加溶剂和助催化剂的条件下选择性催化空气氧化环己烷生成K/A油的产率。结果显示:在较优的催化条件下(155℃和0.8 MPa),用仅含1.14×10-6mol四(4-羧基)苯基铁卟啉的负载催化剂,既可回收又可重复有效催化11次,平均的环己烷转化率达到13.6%,K/A油的产率为10.8%,转化数为2.4×105,比未负载的四(4-羧基)苯基铁卟啉催化效率高11倍,也比当今工业用钴盐催化空气氧化环己烷生产环己酮和环己醇的收率(3.2%)高。     

岷江上游某水电工程边坡典型失稳模式及发育条件研究

通过详实的野外地质调查,从岩体结构条件及岩性组合研究入手,对岷江上游一个水电站枢纽区边坡结构特征和典型失稳破坏模式作了精细阐述.从影响边坡稳定性的主要因素和加固处理目的出发,对工程区边坡岩体结构和地质结构类型分别进行4大类9亚类与6大类11亚类的详细划分.在此基础上,提出和建立了4大类9亚类工程区边坡主要变形破坏的模式机理,从而为施工期的边坡安全反馈分析及边坡加固防治对策的采取和支护设计优化提供了重要的理论依据.     

渤海油田渤中区域中深部泥页岩地层井壁稳定性

渤中区域资源潜力巨大,是目前渤海油田勘探开发的重点区块.前期探井钻井过程中中深部东营组、沙河街组泥岩地层井壁坍塌失稳现象频发,出现蹩压、阻卡等复杂事故.为揭示渤中区域中深部泥页岩井壁失稳机理,指导开发井钻井设计,对取自渤中区域东营组泥岩岩心开展了电镜扫描、矿物组分测试、泥浆浸泡以及岩石力学等系列实验,定量刻画了该地层的理化特性、岩石力学特性以及钻井液对力学性质的影响规律.实验结果表明,该区块中深部泥页岩处于由水化膨胀性泥页岩向硬脆性泥页岩转化的过程,既具有硬脆性泥页岩层理、裂隙发育的特征,又仍表现出一定的水化膨胀和分散特征.在实验结果的基础上,利用线弹性理论和单一弱面准则,建立了考虑弱面结构和水化作用的井壁稳定模型,对渤中区域定向开发井坍塌压力及其随井斜角和井斜方位角的变化规律进行了分析,揭示了钻井液作用对坍塌压力的影响.研究结果对于渤中区域开发井安全钻井具有一定的指导意义.     

富水全强风化花岗岩隧道突水突泥灾害机制与帷幕注浆技术

为研究富水全强风化花岗岩隧道突水突泥灾害机制与帷幕注浆技术,以广西均昌隧道富水全强风化花岗岩地段突水突泥灾害处治实践为例,对隧道突水水泥灾害特征、诱发机制及防治措施进行深入研究分析。结果表明：富水全强风化花岗岩隧道突水突泥灾害突发性强,演变速度快,次生灾害严重,影响范围大;隧道突水突泥灾害的孕险环境因素有长条状谷地汇水负地形、水资源丰富、导水通道发育、岩层水稳定性差,而超前勘探工作不充分、注浆效果不到位及施工扰动是灾害的主要致灾因子,岩体受地下水浸泡软化,岩层在静水压力作用下被击穿,掌子面发生局部渗流失稳,形成突水通道,渗流转变为管道流,形成突泥通道,在静水压力和动水冲刷的共同作用下迅速演化发展成突水突泥灾害,同时引发地表塌陷、河流断流、池塘干涸等次生灾害;通过修正帷幕注浆参数,隧道注浆治理段开挖面整体稳定性显著增强,稳定渗流量减少53.78%~80.19%,对隧道堵水加固效果明显,能有效防治了突水突泥灾害,确保工程施工安全,缩短建设工期,增大工程效益。研究成果对全强风化花岗岩隧道防治突水突泥灾害具有一定指导意义。     

南水北调工程对长江口盐水入侵和淡水资源的影响

南水北调工程为跨流域调水工程,其对于长江口淡水资源变迁的影响是当今研究热点之一.本文应用三维数学模型,研究南水北调东线和中线工程短期和远期调水方案对长江河口盐水入侵和淡水资源的影响.结果表明,在2月中下旬一个大小潮周期中,东风西沙水库、陈行水库和青草沙水库取水口盐度大于0.45的不宜取水时间分别为7.74、3.08和2.72 d.同时,在东线和中线工程短期调水1 000 m3/s情况下,长江河口盐水入侵加剧,尤其在北港、北槽和南槽拦门沙区域及其北支上段盐度上升最为明显,出现了量值超过0.5的大面积区域,南支淡水区域减小.在2月中下旬一个大小潮周期中东风西沙水库、陈行水库和青草沙水库不宜取水的时间分别增长了1.43、2.14和2.13 d.在东线和中线工程远期调水1 600 m3/s情况下,整个河口盐度的上升更为明显,在北港、北槽和南槽拦门沙出现了盐度超过1的大范围区域,小范围区域盐度超过了1.5,南水淡水范围进一步减小.在2月中下旬一个大小潮周期中东风西沙水库、陈行水库和青草沙水库不宜取水的时间分别增加了1.49、3.08和3.08 d.     

高贝利特硫铝酸盐水泥水化过程的电化学阻抗谱

利用电化学阻抗谱法研究高贝利特硫铝酸盐水泥水化过程,得到不同水灰比下(0.6、0.8、1.0)的电化学阻抗谱曲线,并提出一种考虑弥散效应和水泥/电极界面扩散过程的等效电路模型,分析水泥水化过程中电化学阻抗参数和分形维数的变化规律.研究表明:不同水灰比下,高贝利特硫铝酸盐水泥的电化学阻抗谱具有相同的变化趋势.在整个水化过程中,随着龄期的增加和水灰比的减小,阻抗参数值和孔体积的分形维数增大,水泥的总孔隙率减小,结构变得密实;孔表面的分形维数则随着龄期的增加和水灰比的减小而减小.