低渗碳酸盐岩储层深度酸化酸液体系优选与评价

叙利亚碳酸盐岩稠油油藏储层渗透率低,冷采产量低,达不到经济开采界限,热采注汽困难,效率低。针对这些问题,开展了深度酸化研究,研制了一种多组分缓速转向酸酸液体系,并测试了其酸岩反应速度,同时采用双源CT扫描仪、扫描电镜、透射电镜、压汞分析以及酸溶薄片法分析了酸化前后岩心的变化。结果显示新研制出的多组分缓速转向酸的酸岩反应速度比常规盐酸小了一个数量级,具有较好的缓速效果,酸化后的岩心孔隙度、渗透率、孔喉半径均有大幅的提高,酸蚀溶孔明显,喉道能够贯穿整个岩心。     

提高煤储层渗透率的酸化实验

为了研究酸化对煤储层渗透率的影响,进行了室内酸化实验。采取山西沁水盆地南部晋城矿区3号煤层中裂隙发育的煤样,分别将其制成60~80目的干燥煤粉和直径为50 mm的煤心,用不同的酸液体系对煤粉和煤心进行处理,测量煤粉酸化后的溶蚀率以及煤心酸化前后的渗透率和孔隙度。实验结果发现,经酸化后煤心渗透率由原来的0.5×10-3 μm2左右提高到3.0×10-3 μm2左右,孔隙度增加了5.5%左右。对煤心进行酸化处理能极大的提高其渗透性,为煤层气酸化现场施工提供实验支撑。      

煤储层酸化增渗影响因素及酸化压裂选井原则

为了明确酸化压裂对煤储层增产改造的适应性,通过煤样碳酸岩含量测试和酸液浸泡前后渗透率实验,得到了酸液对煤样渗透率的影响规律,提出了酸化压裂工艺选井原则并开展现场实施。结果表明,6块煤样在酸液中浸泡后渗透率增加了1.34～11.73倍,表明酸化压裂确实能够有效提高煤样渗透率,且碳酸盐矿物含量越高,渗透率增加倍数越大,酸化效果越好。酸化压裂应该选择碳酸盐含量大于1%,黏土矿物含量低于2%,含气量大于16m3/t,储层渗透率为0.1～0.2mD的井,才能获得较好的效果。实践表明研究内容对煤层气井酸化压裂增产工艺实施具有指导意义。     

不同酸液作用下牛蹄塘组页岩孔隙结构演化特征试验研究

孔隙结构是制约页岩气赋存与运移的重要因素.页岩致密、低渗,其孔隙度极低.酸液可溶蚀页岩中的部分矿物,使其孔隙增加,促进页岩内部的气体流动.论文利用稀盐酸、氢氟酸、混合酸分别对页岩试样进行了不同时间的酸化处理,应用扫描电镜(SEM)观测了酸化前后湖南牛蹄塘组页岩试样表面的孔隙.基于MATLAB对页岩酸化前后的电镜扫描结果...     

化学刺激法提高花岗岩类岩石裂隙渗透性的实验研究

增强型地热系统(EGS)用于通过人工形成地热储层的方法从深部低渗透性岩体中开采地热能;国际上常采用水力压裂辅以化学刺激的方法改造EGS 储层以提高其渗透率。本文以采自青海共和盆地的花岗闪长岩样品为对象,选用3种不同化学刺激剂(氢氧化钠、盐酸和土酸),在3组不同注入流速条件下开展了系统化学刺激实验。结果表明:注入盐酸和土酸后样品渗透率均有提高,且采用土酸时渗透率提高幅度明显大于盐酸;但注入氢氧化钠后,样品渗透率反而降低。在3类化学刺激剂中,土酸对长石类矿物的溶蚀能力最强,而氢氧化钠溶液对石英的溶蚀能力最强,但氢氧化钠溶液在溶解岩石样品裂隙表面矿物后极易形成非定形态二氧化硅或非定形态铝硅酸盐蚀变矿物并阻塞裂隙,反而对化学刺激效果造成负面影响。总体来看,土酸是青海共和盆地干热岩体的最佳化学刺激剂。在中等注入速度(3 mL·min^-1)条件下,土酸对岩石样品的溶蚀程度就可达到最高;在此基础上进一步降低流速,则可能使溶解组分更易从液相中沉淀而充填于样品裂隙,导致样品渗透率有所下降。     

模拟污水对碳酸盐岩的溶蚀作用及其潜在的环境意义

碳酸盐岩是个巨大的碳源和钙源,在地球表面分布极广。随着近年来污水排放量的增加,对地表碳酸盐岩的溶蚀产生重大影响。为研究污水对碳酸盐岩的溶蚀作用及其环境效应,利用原子吸收分光光度计、pH计、酸滴定法、扫描电子显微镜-能量扩散X射线谱仪和X-射线粉晶衍射等,分别测定反应体系中的金属离子浓度、pH值、HCO3-浓度、碳酸盐岩被溶蚀前后表面形态和组分变化等指标。研究发现,模拟污水(含有几种重金属离子、H2PO4-、NH4+、脲和土壤微生物等)对碳酸盐岩的溶蚀结果有显著差异,如模拟污水对碳酸盐岩有强烈的溶蚀作用,使其释放更多的Ca和C;低浓度Pb(NO3)2溶液对碳酸盐岩溶蚀表现为吸收CO2;高浓度的Pb(NO3)2、CuCl2、CuSO4和土壤微生物扩增溶液对碳酸盐岩溶蚀表现为释放CO2;重金属盐溶液和复合污水对碳酸盐岩溶蚀后有次生矿物生成等。     

酸化压裂方法在碳酸盐岩热储层中的应用

针对天津市碳酸盐岩热储层由于堵塞等原因导致渗透性减弱的情况,探讨了酸化压裂方法对该热储层地热井产能和回灌能力的增强作用,并结合工程实例对酸压技术原理、适用条件、技术要点及增产回灌实际效果等几个方面进行介绍。提出针对适合的碳酸盐岩热储层,选用合理的酸化压裂工艺进行处理,从选择酸压段、室内实验研究、前置液设计、酸液种类选择及排酸等多方面进行控制,可以有效增加地热井产能和回灌能力,促进地热资源的可持续利用。     

花岗岩酸岩作用反应动力学研究

化学刺激能够改善增强型地热系统(EGS)热储层裂隙连通情况、提高裂隙渗透率。本文以EGS热储化学刺激为出发点,开展土酸体系 花岗岩作用实验,总结实验规律,明确了酸岩作用机理,建立多矿物耦合反应动力学模型并获取重要参数。得出以下结论：土酸中HF浓度越高,对花岗岩的溶蚀率和溶蚀速率就越大,但更易产生二次沉淀;酸液中离子的浓度与不同矿物溶蚀存在对应关系,Na+和K+分别来自于钠长石和伊利石,Al3+和硅来自长石类和黏土类矿物,Ca2+前期来自方解石,后期受钙长石和氟石影响;土酸 花岗岩反应为双重机制控制下的动力学反应;HF机制下的矿物溶解反应速率常数数量级约为10-4～10-5,比中性机制下的矿物的溶解速率提高了约9个数量级。研究结果可以为EGS储层化学刺激工作提供理论支持。     

塔河油田奥陶系储层研究

通过钻井岩心和铸体薄片观察，根据下奥陶统灰岩基质的孔渗特征和孔隙结构特征，并与基质作为储层的下限对照裂隙、洞穴和溶蚀孔洞不发育的灰岩基质，发现尽管有微孔隙的发育，但其孔隙度、渗透率、最大孔喉半径、饱和度、中值喉道半径等参数值远低于储层下限值，基本不具备储集和生产油的意义。而下奥陶统灰岩段储集和生产油气的有效储渗空间按成因、形态及大小可划分为溶蚀孔隙、溶蚀孔洞、大型洞穴、风化裂隙、构造裂隙等5类，构成5种性质有别的储层，即洞穴型储层、风化裂隙型储层、构造裂隙型储层、台缘滩相颗粒灰岩溶蚀孔隙型储层和地表残积物裂隙-孔隙（洞）型储层。从而使塔河油田奥陶系储层有了一个比较系统、完善的划分标准。研究和搞清这些有效储层的成因及分布规律，对塔河田区奥陶系的油气勘探开发至关重要。     

TSR产物对碳酸盐岩储层是否具有改良作用——实验地质学的依据

采用SYS-1型碳酸盐岩溶蚀速率测定仪,选取四川东北地区5种碳酸盐岩样进行溶蚀实验,研究了三种主要TSR流体产物对碳酸盐岩的改造作用。H2S的溶蚀能力相对较强,在120℃温度下对微晶灰岩的溶蚀率可达17.09%;CO2的溶蚀能力次之;水的溶蚀作用可以忽略不计。H2S和CO2这两种酸性溶液的溶蚀能力从常温到200℃呈较强—强—弱的变化趋势,其中CO2的最大溶蚀率所处温度范围为60～90℃,H2S的最大溶蚀率所处温度范围为60～150℃。TSR产物中的酸性气体可以对储层进行改造,但不一定能够改良储层,而TSR过程中石膏向方解石的转变可以使储层孔隙度增加,从而改良储层物性。     

CO_2注入下岩层变形和流体运移分析(I):两相流-岩层耦合模型

目前国内关于CO2咸水层封存尚处于先导性和试验性研究阶段,对超临界CO2注入过程中岩层力学响应和流体运移的理论与技术方面的认识还不完善。为研究CO2注入下岩层变形和流体运移,基于两相流动数学模型,给出了超临界CO2和咸水质量守恒方程;采用毛细压力和有效饱和度的关系式,将质量守恒方程变换成以毛细压力为变量的表达式,以便于考虑流体压力对岩层的影响。提出了无流体压力影响下的岩层力学本构模型,该模型能够同时考虑岩层的塑性变形和损伤。分析了两相流体-岩层相互作用机制:一方面,采用有效应力原理,考虑流体压力对岩层的力学影响;另一方面,通过岩层固有渗透率变化考虑岩层变形对流体运移的影响。     

大庆长垣外围特低渗透扶杨油层CO_2非混相驱油试验研究

大庆长垣外围有3×108t特低渗透的扶杨油层储量在注水开发条件下难以有效动用,为提高这部分储量的有效动用率,开展了CO2非混相驱油试验研究。PVT测试结果表明,扶杨油层原油较稠,体积系数小,膨胀性和收缩性小,溶解系数较低;CO2驱油细管实验最小混相压力为29 MPa,比原始地层压力高8.6 MPa,现场试验为非混相驱;长岩心实验CO2驱油采收率比注水高4~6个百分点。综合室内可行性评价实验结果看,大庆长垣外围扶杨油层开展CO2驱油试验是可行的,并于2003年初在宋芳屯油田南部开辟了注气试验区,有注气井1口,采出井5口。矿场试验结果表明,CO2驱油能够使特低渗透、裂缝不发育的扶杨油层建立起有效驱动体系,从根本上改善其开发效果,该技术有望成为特低渗透扶杨油层有效动用的可行技术。     

酸性流体对碳酸盐岩储层的改造作用

普遍认为CO2、有机酸及H2S是碳酸盐岩储层溶蚀作用的酸性流体。CO2对碳酸盐岩储层的溶蚀作用已有不少学者进行了研究,本文则以一个全新的模拟实验方式对不同类型碳酸盐岩在有机酸和H2S水溶液中的相对溶蚀能力进行了研究,结果发现随温度从常温升高至200℃,有机酸对碳酸盐岩的溶蚀能力由弱变强再变弱,在90℃左右溶蚀能力最强。而H2S水溶液对碳酸盐岩的溶蚀作用则明显不同,60℃时基本达到最大溶蚀率,温度继续升高后,溶蚀能力一直维持在较高的水平并略有增加,150℃后突然降低。由于H2S主要是硫酸盐高温热还原产物（TSR）,因而在碳酸盐岩成岩早期阶段,溶蚀作用的流体可能主要是有机酸和C02,而在深埋阶段,H2S水溶液则可能是溶蚀作用的主要流体。     

碳酸岩岩浆作用过程的包裹体研究

碳酸岩是一种富含碳酸盐矿物(方解石，白云石，铁白云石等＞50％以上)的火成岩。通常以侵入的方式，与超基性岩和碱性岩共生，位于环状侵人体的中心部位；或以喷出的方式，与碱性岩等构成环状杂岩体。碳酸岩在喷出或侵入过程中，与上部地壳围岩发生以富含碱质(钠或钾)为主的蚀变作用，形成特征性的蚀变岩石——霓长岩。通过对碳酸岩中的包裹体研究，可以获得包括成岩成矿时的温度、压力、密度、流体组分、流体演化等大量信息。碳酸岩矿物中包裹体的研究已取得很大进展，并为了解碳酸岩岩浆演化性质和特征提供了许多重要的信息：(1)碳酸岩可以形成于流体和熔体两种介质条件下；(2)碳酸岩矿物中包裹体富含CO2；(3)在碳酸岩的起源和演化过程中伴随有岩浆的不混溶作用发生；(4)碳酸岩岩浆具有的较低的粘度和密度。为了保证对从碳酸岩中获得的包裹体资料的合理解释，在研究过程中必须结合碳酸岩产出的大地构造背景、典型岩石组合、典型蚀变岩石(霓长岩)、赋存的矿产特征等方面的资料。虽然目前在包裹体研究方面尚有许多不足，但作为自然界唯一能够保存有原始成岩成矿流体的地质样品，包裹体的研究具有其他方法不可替代的作用。     

鄂尔多斯盆地长北气田山西组二段低孔低渗储层特征及形成机理

长北气田山西组二段主要为三角洲平原分支河道沉积的石英砂岩和岩屑砂岩,其埋藏深度中等（2 700～2 950 m）,但物性较差（孔隙度和渗透率平均分别为5.2%,0.7×10-3μm2）,属于低孔低渗的致密储层。造成低孔低渗的主要原因是：该套砂岩形成于三角洲平原含煤酸性环境,砂岩中原始孔隙水介质呈酸性,碳酸钙处于不饱和状...     

Passage of photons through wormholes and the influence of rotation on the amount of phantom matter around them

Static (spherically symmetrical) and stationary solutions for wormholes are considered. The main characteristics of electromagnetic radiation passing through a wormhole are found. These properties can be used to distinguish wormholes from other astrophysical objects. The visibility horizon, which characterizes the differences between black holes and passing wormholes, is determined in an invariant way. It is shown that the rotation of wormholes does not affect the amount of phantom matter that surrounds them.     

储层中CO2—水—岩石相互作用研究进展

本文综述了CO2对储层渗透率和储层岩石润湿性的影响、CO2与水间的相互作用,以及CO2、水与矿物(石英、硅酸盐和碳酸盐等)之间的相互作用。指出储层物性的改变会直接影响CO2的封存和EOR的效率;二氧化碳注入储层后,与地层水、储层岩石之间发生复杂的矿物溶蚀和沉淀作用是改变储层物性的直接原因。本文给出了大量可能发生的化学反应,讨论了影响反应速率的因素、研究中存在的问题和发展趋势,为今后实施CO2封存和EOR提供参考。     

Semi-permeable wormholes and the stability of static wormholes

Physical processes arising when an impermeable wormhole is irradiated by self-gravitating, exotic radiation are considered. It is shown that, in this case, the conditions required for the passage of signals fromanother universe into our own arise only in our Universe, whereas signals cannot pass through the wormhole in the opposite direction. Such wormholes are called semi-permeable. The stability of a static wormhole filled with radial magnetic field and exotic dust with a negative energy density is also considered.     

疏松砂岩储层窜流通道平面分布规律研究

国内大部分高含水油田,注入水窜流现象较为严重,已成为影响油田高效开发的主要矛盾,对窜流通道形成后渗透率场的计算与描述显得尤为迫切和重要。目前窜流通道参数计算方法,只能计算得到注采井点的渗透率数值,不能计算得到注采井间的渗透率分布状况,并且目前窜流通道渗透率计算方法没有将室内实验结果、数值模拟结果和油藏工程方法结果有效结合起来。以国内某高含水油田为例,通过长期注水冲刷实验,模拟了窜流通道的动态形成过程,归纳出了储层岩石注水冲刷倍数与渗透率之间的关系式。在常规数值模拟计算方法的基础上,将渗透率变化规律模型引入到数值模拟计算中,建立了计算窜流通道平面分布的新方法。以海上某油田的地质模型为基础,计算得到了该油田目前状态的窜流通道渗透率平面二维分布规律。综合对比动态数据法、概率密度模型法、经验公式法和示踪剂测试结果,证明本方法得到的结果真实可靠。