微生物-CMC无固相钻井液固壁作用与机理初探

松散破碎性地层孔壁失稳一直是困扰钻探工程界的难题之一,增强该类地层的胶结性,提高其力学性能是有效解决孔壁失稳的技术关键。本文将微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）技术与CMC无固相钻井液相结合,构建微生物-CMC无固相钻井液体系。通过岩心浸泡实验、X射线衍射实验（XRD）以及扫描电镜分析两种微观分析手段对微生物-CMC无固相钻井液的固壁作用与机理进行了初探。结果表明：微生物-CMC无固相钻井液对松散破碎性地层具有较明显的加固作用,且作用时间越长,初始菌种浓度越高,钙源浓度越大,固壁效果越好。在固壁过程中,微生物随钻井液渗透进入试样内部,在松散颗粒之间诱导生成碳酸钙晶体,填充孔隙空间,将松散颗粒胶结成整体,并具有一定的力学强度,从而达到加固孔壁的目的。本研究结果为解决松散破碎性地层孔壁失稳提供了新的钻井液技术方案。     

微生物无固相钻井液体系构建及其固壁作用机理研究

钻探过程中,常遇到破碎性地层,容易发生井壁失稳而诱发井下复杂事故。增强破碎块之间的胶结力,提升井壁围岩力学强度,是解决该类地层井壁失稳的有效途径之一,微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术为实现这一途径提供了很好的借鉴。为此,通过实验研究,分析了巴氏芽孢杆菌在无固相钻井液体系中的生长情况,得到适合巴氏芽孢杆菌生长的无固相钻井液,由此构建微生物无固相钻井液体系。利用岩心浸泡实验和扫描电镜(SEM)分析方法,探讨了微生物无固相钻井液体系的固壁效果及其作用机理。结果表明：巴氏芽孢杆菌在由植物胶、聚丙烯酰胺(PAM)、羧甲基纤维素钠(CMC)组成且含有培养基的无固相钻井液中的生长情况最好,经过24 h的生长,600 nm波长处的吸光值(OD600)达到1.54。故确定微生物无固相钻井液体系的配方为：0.1%植物胶+0.1%PAM+0.1%CMC+巴氏芽孢杆菌(OD600=0.8)+0.25%氯化钠+1%尿素+0.75%酪蛋白胨+0.25%大豆蛋白胨。在微生物无固相钻井液体系中添加钙源,可以获得更好的固壁效果,固结后试样的抗压强度达到0.183 MPa。该体系的固壁机理是微生物在松散颗粒间诱导生成...     

温度对煤层气井固井二界面胶结强度的影响

固井二界面胶结质量是煤层气井高效开采一个亟待解决的工程难题,温度是影响固井二界面胶结强度的一个重要因素。为此,基于取自沁水盆地HD012井的相关样品,实验评价了温度对固井二界面胶结强度的影响规律,并结合环境扫描电镜(ESEM)方法对比分析了不同温度条件下泥饼的断面特征和孔隙结构特征,进而探讨了温度对固井二界面胶结强度的影响机理。实验结果表明,在无泥饼条件下,固井二界面胶结强度,随温度升高而增大,而在有泥饼条件下,则随温度升高而减小;有泥饼存在时,温度升高,泥饼黏土颗粒结合水膜变薄,粒间作用力减小,泥饼中孔洞增大、增多,导致泥饼渗透性增大,固井二界面胶结强度降低。     

嵩县某金矿区复杂地层强抑制防塌泥浆技术

嵩县某金矿区钻遇地层复杂,岩石破碎,部分地层绿泥石化、高岭石化严重,钻进过程中缩径、垮塌、漏失、涌水等多种复杂情况频发,断钻杆、粘卡、烧钻等事故层出不穷。在对比邻近矿区施工经验的基础上,总结了本地区钻孔施工的技术难点,对比分析了分散泥浆、无固相聚乙烯醇泥浆、低固相聚合物泥浆的使用效果。结果表明,高浓度膨润土浆具有防塌、防漏、胶结松散岩石等多种功能,配制简单且使用方便,可用于上部覆盖层钻进。对于下部复杂地层,常规分散泥浆体系抑制性不足,难以应对该矿区复杂工况;无固相聚乙烯醇泥浆前期防塌能力强,但是处理坍塌事故能力不足;低固相聚合物泥浆体系抑制性强,流变性良好,防塌能力强,取得了良好的使用效果。     

PVM聚合物型无固相钻井液研究与应用

根据钻进地层、井深、井温、涌水、漏失等因素,通过正交实验优选出PVM聚合物型无固相钻井液主剂与交联剂组分,确定了合理的配制工艺。该钻井液性能指标优良:漏斗粘度20～35s;API失水量8～18ml/30min;属于假塑性幂律流体,具有良好的剪切稀释作用;在岩石表面吸附速度快,对松散砂及风化碎石层的胶结能力强,能起到"下套管"的固壁作用;具有良好的絮凝钻屑聚沉的能力,维持体系无固相;能显著提高破碎地层的岩矿心采取率。     

抑制性泥浆在新疆淖毛湖煤田东部勘查区中的应用

新疆淖毛湖煤田东部勘查区,煤系地层多为灰色、淡黄色砾岩、砂岩,泥岩,泥岩与砂砾岩互层,泥岩夹煤层、煤线等,其中泥岩、泥岩与砂砾岩互层地层水敏性强,胶结性差,在钻进过程中易造成水化膨胀、缩径、坍塌等问题,护壁困难。针对该矿区的地层特征,采用抑制性无固相和低固相泥浆钻进,成功地维持了孔壁稳定,高效、安全地完成了钻孔,为今后施工类似钻孔取得了宝贵经验。     

鄂尔多斯盆地川口地区长81油层段成岩相划分

对鄂尔多斯盆地川口地区长8储层的储层特征和成岩相分析,研究储层成岩相对油气开发的主要影响;通过岩心观察对宏观储层特征和成岩相进行分析,扫描电镜和偏光显微镜对岩石微观储层特征和成岩相进行鉴定。结果认为川口地区长8油层段可划分4个主要成岩相：绿泥石胶结及残余孔隙相;高岭石胶结及溶蚀孔隙相;碳酸盐胶结相;压实致密相四个成岩相带;绿泥石胶结及残余孔隙相、高岭石胶结及溶蚀孔隙相为有利成岩相,储层物性相对较好,原油产量高;碳酸盐胶结相和压实致密相为不利成岩相,储层物性差,原油产量较低或无产量。     

交联型低固相泥浆在桩基工程中的应用

结合武汉绿地中心超高建筑桩基工程钻孔施工中所遇到的松散砂及风化泥岩、风化砂岩等破碎层中出现的孔壁坍塌问题,进行了交联型低固相泥浆的现场应用试验。交联型低固相泥浆性能指标优良:密度1.02～1.05g/cm3、漏斗黏度25～40s、API失水量(0.7MPa压差)8～20ml/30min;动切力2.5～4.0Pa、动塑比0.48左右,属于宾汉型流体,具有良好的剪切稀释作用,对松散砂及泥岩、风化砂岩等破碎层的胶结能力强,能起到"下套管"的固壁作用,具有良好絮凝钻屑聚沉的能力,维持体系无固相。使用该泥浆能显著提高风化、破碎、水敏性等复杂地层桩孔的钻进效率、成孔质量与单桩承载力。     

交联型低固相泥浆在武汉绿地中心桩基工程中应用

[摘 要]结合武汉绿地中心超高建筑桩基工程钻孔施工中所遇到的松散砂及风化泥岩、风化砂岩等破碎层出现的孔壁坍塌问题,进行了交联型低固相泥浆的现场应用试验。交联型低固相泥浆性能指标优良：密度1.02~1.05g/cm3、漏斗黏度25~40s、API失水量（0.7MPa压差）8~20ml/30min;动切力2.5~4.0Pa、动塑比0.48左右,属于宾汉型流体,具有良好的剪切稀释作用,对松散砂及泥岩、风化砂岩等破碎层的胶结能力强,能起到“下套管”的固壁作用,具有良好絮凝钻屑聚沉的能力,维持体系无固相。使用该泥浆能显著提高风化、破碎、水敏性等复杂地层桩孔的钻进效率、成孔质量与单桩承载力。     

成膜防塌无固相钻井液体系在金鹰矿区ZK1146井中的应用研究

甘肃肃北县金鹰矿区ZK1146井是在甘肃祁连山金矿实施的一口科学钻探井,矿区地层包括砂岩、泥岩、炭质板岩和千枚岩。地层成岩性、胶结性差,倾角大,层理紊乱,井壁强度低。针对现场情况,研制了成膜防塌无固相钻井液体系。该体系主要是针对破碎、坍塌掉块及水敏性地层的钻进施工中遇到的主要难题,具有护壁性、抑制性和胶结性。通过在ZK1146井中的应用,取得了较好的护壁、护心效果,有效地防止了泥岩的分散,保证了该项目的顺利施工。     

PAA无固相冲洗液在水敏岩层钻进中的应用

分析了PAA无固相冲洗液对坍塌层胶结护壁的作用机理，介绍了该冲洗液在吉林镍业公司富家矿千米钻使用过程中，酸性和含水合铁离子水质对PAA冲洗配制及使用的影响及应对措施，同时，介绍了PAA无固相冲洗液强防塌性能的发挥及使用。     

应用成岩岩相分析法评价和预测非均质性储层及其含油性--以塔里木盆地哈得逊地区为例

经镜下成岩特征分析,哈得逊地区石炭系含油气储集层,可划分为六种成岩岩相。其中,薄砂层由致密混合型胶结相和非致密混合型胶结相组成;东河砂岩由溶蚀相、原生孔隙相、溶蚀-原生孔隙相和碳酸盐胶结相组成。其储集性能也随成岩相的不同而变化,椐物性分析评价,溶蚀相为Ⅰ1类特好储集层,原生孔隙相和溶蚀-原生孔隙相为Ⅰ2 类好储集层,非致密混合型胶结相与碳酸盐胶结相中的非致密型为Ⅱ类中等储集层,致密混合型胶结相和碳酸盐胶结相中的致密型为Ⅲ类较差储集层。在此基础上,依据相应的测井参数模式,对全区八口井进行了分析研究,除了获得各成岩岩相及储层类型在纵横方向上的展布特征外,应用溶蚀相的展布、成因及油气运移机理等特点,对新含油区进行了预测。     

非离子聚合物稳定水敏岩层的应用研究

水敏岩层机械破碎出露的新鲜岩面遇水侵蚀产生软化或泥化现象,致使孔(槽)壁变形量增大而失稳。实验表明,低聚合度、非离子型、结晶性好的高分子聚合物无固相稳定液,能以较快的竞争吸附速度在岩石的内、外表面产生渗析胶结和吸附胶结,并在不可逆的作用力下成膜,因而能抑制由水引起的岩石软化、泥化和崩解,可用以解决使用各类泥浆自由水滤失量大且泥皮易脱落而造成的孔(槽)壁坍塌问题。      

陕北地区延长组长10_1储层成岩作用与成岩相

通过大量野外地质调查、钻井岩心观察和室内分析测试,对陕北地区长101储层的成岩作用和成岩相进行了研究。结果表明,研究区长101储层处于中成岩A期阶段,压实作用与碳酸盐、粘土(高岭石、伊利石)矿物胶结、浊沸石胶结和硅质胶结作用是造成储层原生孔隙丧失的主要原因;绿泥石胶结抑制孔隙充填,长石、浊沸石矿物的溶蚀作用使孔隙间的连通性得到改善,储层物性得到提高。成岩相类型可划分为8种,优质储层与成岩相关系密切,其中压实相、碳酸盐胶结相、粘土矿物胶结相、石英加大相、浊沸石充填相不利于储层的发育,而长石溶蚀相、绿泥石膜胶结相、浊沸石溶蚀相对储层物性的改善具有重要作用。     

辽河坳陷古近系碎屑岩储层孔隙演化特征探讨

辽河坳陷古近系的沉积特征是物源多、沉积体系多、砂岩成熟度低及砂体规模小。通过成岩作用和成岩相研究，储层成岩相可划分为4种,即碳酸盐胶结相、自生粘土矿物胶结相、石英胶结相和粘土矿物转化相。这4个相可进一步划分为7个亚相：自生粘土膜胶结亚相、晶粒状碳酸盐胶结亚相、自生高岭石胶结亚相、石英胶结亚相、嵌晶状碳酸盐胶结亚相、伊/蒙混层亚相和伊利石亚相。不同成岩相分布明显受深度控制，具有在垂向相连的展布特征，垂向上可组成6个成岩相带。通过大量的砂岩和泥岩孔渗数据统计分析，建立了6个对应的高孔渗带（ABCDEF）与6个低孔渗带（abcdef），它们与6个成岩相带在空间分布上具有一一对应关系，即A－a、B－b、C－c、D－d、E－e和F－f分别与晶粒状碳酸盐相带、自生高岭石相带、石英胶结相带、嵌晶状碳酸盐相带、伊／蒙混层粘土矿物相带和伊利石相带相对应。可见,不同成岩相带对应不同孔隙度发育带的孔隙演化，并从有机质演化的角度解释了上述对应关系。应用这一规律在鸳鸯沟地区有利储层孔隙预测中取得了较好效果，验证了该区储层孔隙演化特征及其对油气运聚的影响。     

川西前陆盆地上三叠统须家河组成岩相研究

通过成岩分析,将川西前陆盆地须家河组储层分为压实-压溶成岩相、碳酸岩胶结交代成岩相、粘土矿物（伊利石）胶结交代成岩相、绿泥石环边胶结成岩相、不稳定组分溶蚀成岩相和破碎裂缝成岩相、石英次生加大成岩相、有机质充填成岩相等8种单因素成岩相,并从构造、沉积和成岩作用三类储层要素入手分析其成因及展布,在此基础上划分出须家河组综合成岩相。冲断带发育的压实-破碎-硅质胶结成岩相、近前渊三角洲相砂体中发育强压实-溶蚀-绿泥石衬边胶结成岩相和前隆带三角洲相中发育的中压实-溶蚀-绿泥石衬边胶结相均可形成较好的储层。     

川西南部须二段储层成岩作用与成岩相研究

成岩作用和成岩相对致密砂岩储层发育的控制及其分布具有重要意义。利用岩石薄片、铸体薄片、物性分析等资料,对川西南部地区上三叠统须家河组二段储层岩石学特征、成岩作用和成岩相以及储层成岩演化史进行了研究,划分出六大成岩相类型:少量硅质-绿泥石胶结成岩相、硅质胶结-溶蚀成岩相、方解石胶结成岩相、压实相、杂基充填-压实成岩相、硅质胶结成岩相;结果表明,研究层段储层经历了复杂的成岩演化,目前处于中成岩A-B期;压实作用及胶结作用是储层致密化最主要的因素,溶蚀作用形成的次生孔隙改善了储层的物性条件;硅质胶结-溶蚀成岩相为该区最有利的成岩相。     

江苏盐田钻井冲洗液的选择

作者论述了含盐地层钻井中出现泥浆的固相污染,页岩水化,盐侵等现象的原因,提出了处理方法,指出无固相和低固相冲洗液适用于江苏盐田地层钻进。     

介绍一种新型无固相钻井液

无固相钻井液不含固相物质,主要成分为高分子聚合物,其综合流变性能、防塌护壁、降滤失性能均优于普通钻井液,是钻井液的发展方向。新型无固相钻井液是优质处理剂的复配产品,具有推广价值。     

Q型聚类分析在四川盆地南部上三叠统须二段成岩相研究中的应用

上三叠统须家河组二段是四川盆地南部主要的勘探层位之一。对川南须二段储集砂岩进行的铸体薄片观察、物性资料研究表明,须二段储集岩石类型主要为长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩和岩屑砂岩,先后经历了压实作用、胶结作用、溶蚀作用、破裂作用和交代作用等成岩作用。在计算区内须二段储集岩石压实系数、胶结系数和溶蚀系数等成岩系数的基础上,结合Q型聚类分析方法对储集岩石的各成岩系数进行了变量因子的归类,划分出强压实强胶结相、强压实中胶结相、强压实弱胶结相、中压实弱胶结相及弱压实弱胶结相。成岩相的分布明显受到沉积相展布的影响,储层质量较好的成岩相主要发育于三角洲前缘亚相的水下分流河道等高能环境中,同时成岩相的分布还受到填隙物、塑性岩屑的控制。