煤层气钻采工作液对煤岩储层应力敏感性影响试验

煤岩气藏钻井、完井和增产改造等环节,不同类型工作液与储层接触相互作用,必将对储层的应力敏感性产生影响。选取宁武盆地中煤阶煤岩,系统开展了不同类型工作液作用人造裂缝煤样的应力敏感性试验。试验结果表明,人造裂缝煤样应力敏感系数为0.73,工作液作用后应力敏感系数为0.79~0.94。通过应力敏感系数对比分析表明,工作液作用下煤岩的应力敏感性强于致密砂岩和页岩。结合岩石力学试验结果可知,煤岩裂隙发育有利于工作液的侵入,工作液作用后煤岩强度降低使裂缝更容易闭合,强化了煤岩储层的应力敏感性。研究成果可为煤层气井钻完井、增产改造和开采过程中煤层气储层保护提供基础参数。      

油层回注含聚合物污水的适应性

通过分析油田聚合物驱产出水处理后聚合物的分子特性以及各组分变化,认为含聚合物污水对油层的主要影响因素是污水中聚合物的含量。由岩心驱替实验结果证明,聚合物浓度不同的污水对具不同渗透率油层的适应性是不同的。建议对不同类型油层的注入水选择适合的聚合物浓度。这一研究成果对聚合物驱后的污水利用以及研究注入油层的水质标准具有可参考的意义。     

液氮冻结条件下岩石孔隙结构损伤试验研究

液氮温度极低,约在-195.56^-180.44℃之间,当与岩石接触时会对岩石孔隙结构产生损伤。根据这一特点,低温液氮有望作为压裂流体对储层进行压裂改造。为了研究液氮冻结对岩石孔隙结构损伤的影响,选取两种不同砂岩岩样,分别在不同初始含水饱和度条件下进行液氮冻结处理。对冻结前、后的岩样进行孔隙度以及核磁共振测试,得到岩样在冻结前、后的孔隙度、横向弛豫时间T2分布以及T2谱面积变化情况。试验结果表明:液氮冻结会对岩石的孔隙结构产生损伤,损伤程度受到岩性、孔隙度和岩石含水饱和度等因素影响;岩石含水饱和度越大,损伤就越严重,当岩石含水饱和度达到100%时,岩石表面产生了明显裂纹;岩石在液氮冻结下损伤形式主要是微孔隙的发育和扩展,微孔隙的增加会使岩石孔隙结构的连通性增强,甚至会产生新的大尺寸孔隙,从而对孔隙结构造成严重损伤。     

应用逐步回归建立岩石孔隙度图版

油层岩石具有在其空隙中储存流体(油、气、水)的性质,称为油层的孔隙性。油层的孔隙性是油层最重要的物理性质之一,油层孔隙性的好坏标志着油层本身储油能力的大小。为了衡量油层孔隙性好坏,把岩石的孔隙度作为油层孔隙性的定量指标。岩石的孔隙度是指岩石中孔隙的容积与该岩石体积的比值(以百分数表示)。     

辽河坳陷曙光油田古近系沙河街组大凌河储层研究

本文从储层的岩性、成岩作用、孔隙类型及粘土矿物对孔隙结构的影响等方面对辽河坳陷曙光油田古近系沙河街组大凌河储层的孔隙结构特征进行了分析，揭示了该储层的微观非均质性和对开发效果的影响。研究表明该油层储集层成熟度低。大凌河储层的上油组岩石为长石质岩屑杂砂岩，下油组岩石为岩屑质长石砂岩。孔隙类型以粒间孔为主，少量溶蚀孔。孔隙结构以粗孔中喉型居多，其次为中孔细喉型和细孔细喉型。粘土矿物包括蒙脱石、伊利石、高岭石，其中蒙脱石含量最高，尤其是下油组。在油田开发时，为防止过度伤害孔隙结构、破坏储层，针对上下油组存在的非均质性，应制定不同的开采方案，控制注采液在油层中的流速，注入蒸汽的PH值不要高于9，同时在蒸汽水中加入适量的钾离子。     

热应力影响下干热岩水压致裂数值模拟

干热岩水压致裂过程中低温诱导热应力与注入水压共同影响裂缝的萌生与扩展。首先通过THM耦合分析了低温压裂液注入过程中注入水压与热应力的相互作用及其对裂缝萌生的影响,随后建立描述岩石细观结构的THMD耦合模型对热应力影响下高温岩石水压致裂过程进行初探。结果表明：低温压裂液注入高温岩石产生的热应力包括岩石自身温度梯度形成的热应力与岩石颗粒非均匀膨胀导致的热应力,并在井筒周围呈现为拉应力。高注入压力将抑制热应力导致的多裂缝萌生,井筒附近热应力的存在对注入压力也具有削弱作用。基岩温度升高,裂缝萌生阶段更多裂缝在井筒附近起裂,缝网沿最大地应力方向的扩展速度减慢,但改造规模增加,同时多裂缝的存在也使得裂缝延伸压力增加。     

鄂尔多斯盆地直罗油田长8 油层组储层特征研究

本文应用岩石薄片?铸体薄片?扫描电镜?压汞实验等测试分析资料,对直罗油田延长组长8 油层组储层的岩石学特征?物性特征?孔喉结构及孔喉类型等进行深入研究,试图探明该储层储集性能,为该区的勘探工作打好基础?结果表明,以水下分支河道沉积为主体的长8 油层组储集砂体主要为长石砂岩?岩屑长石砂岩,成分成熟度较低,结构成熟度中等;储集空间为粒间孔?粒内溶孔和晶间孔;储层物性较差,为典型的低孔低渗储层?物源方向?沉积相的展布控制了储层平面上的物性;垂向上压实作用和胶结作用对储层物性起破坏作用,溶蚀作用则对储层物性的改善有建设作用?     

基于岩石物理相分类确定特低渗透油层有效厚度——以安塞油田沿河湾地区长6特低渗透储层评价为例

针对陕北斜坡中部特低渗透储层受沉积环境、成岩作用、构造等因素影响,储层储集性能和渗流结构差异较大,测井响应复杂的特点,利用岩石物理相分类确定特低渗透油层有效厚度。通过安塞油田沿河湾地区长6储层各类测井、岩芯和试油资料,研究评价岩石物理相的多种信息、划分方法及其分类评价,建立不同类别岩石物理相油层有效厚度参数下限的差异、特征及评价标准,分析了微电极曲线提取特低渗储层岩石物理相背景特征。并以实例分析提取特低渗透储层岩石物理相分类表征参数,实现了将非均质、非线性问题转化为相对均质、线性问题解决,提高了测井精细解释油层有效厚度的精度和效果。     

液氮冻结对岩石抗拉及抗压强度影响试验研究

液氮温度极低（?195.8℃）,当与储层岩石接触时,能够改变岩石物性并对岩石结构产生损伤致裂,因此,可用于储层压裂改造。为了研究液氮压裂时低温对岩石力学性能的影响,分别对不同含水状态（干燥与饱和）的不同类型（大理岩、砂岩和花岗岩）岩石进行液氮冻结处理,并对冻结前、后岩样进行抗拉及单轴抗压强度对比测试。结果表明,经液氮冻结后,岩石的单轴抗压强度、抗拉强度和弹性模量都降低;岩石在干燥状态下,液氮冻结对大理石强度的影响大于对红砂岩的影响;岩石饱和水状态下,液氮冻结对红砂岩强度的影响大于对大理岩的影响;饱和水状态岩石经液氮冻结后,其应力-轴应变曲线在弹性变形阶段出现一个拐点;对于同种类型岩石,饱和水状态能加剧液氮冻结并对岩石损伤,岩石强度影响显著;对3种岩样微观结构进行了电镜扫描（以大理岩为例进行分析）,发现经液氮冻结后在矿物颗粒之间生成了微裂隙。研究结果可为进一步研究液氮压裂机制提供试验依据。     

环江油田侏罗系油层低阻成因及识别技术研究

为解决环江油田侏罗系低阻油层测井解释难度大,油水层判别困难等问题,通过对地质、测井、钻井资料以及岩石微观等方面研究分析了油层低阻成因,研究认为该地区油层低阻主要是受空隙结构差异大、地层水矿化度偏高、束缚水含量高、储层岩石亲水和泥浆侵入五方面原因影响结果,并总结出电阻率-声波时差交汇图版法和视地层水电阻率-自然伽马交层图版法两种油水油识别方法。总结出了两种油水层识别技术:(1)电阻率-声波时差交汇图版法;(2)视地层水电阻率-自然伽马交会图版法。     

松辽盆地南部腰英台油田低阻油层的成因及识别

低电阻率油气层是一类电性上比较特殊的油气层,由于在测井结果中不易与水层区分,故被作为一类重要而特殊的油层进行研究。腰英台油田青山口组油层是低电阻率油层,作者分别在勘探和开发阶段通过地质和地球物理方法对其进行了深入的研究。结果表明,引起腰英台油田青山口组低阻油层的主要因素是岩性、岩石结构和地层,直接原因是:存在储层砂岩颗粒细、粘土含量高、孔隙结构复杂引起的高束缚水;较为富集的分散状黄铁矿在油层中形成电子导电网络降低了油层的电阻率;油层中砂泥岩薄互层中的泥岩夹层抑制了砂岩层感应测井响应。对低阻油层的判断可能由于各地区地质特征的不同而采用的方法有所不同;青山口组低阻油层主要是通过地质试验技术、可动水饱和度、自组织特征映射等方法确认的。     

二次多项式逐步回归在油田压裂产能预测中的应用

在油田勘探与开发过程中,为了改造低渗透性油层大幅度增加产油能力,目前广泛采用对油层进行水力压裂措施。所谓水力压裂,就是用高压(200—1400大气压)将一定粘度(1—10000厘泊)的液体从油井的套管或油管中以油层能吸收的速度(1立方米—40立方米/分)压入。这样的压入速度,促使井筒内的压力超过地层的压缩应力和岩石的张力强度而出现破裂,形成一条或者一组裂缝。继续注入压裂液,将迫使裂缝进一步延伸和扩展。     

北部湾盆地砂砾岩低阻油层成因及饱和度计算方法

乌石M油田流沙港组砂砾岩油层由于受特殊沉积和成岩作用影响,电阻率呈现低阻特征,为测井流体识别及含水饱和度定量评价带来了较大困难。基于岩心化验分析资料对低阻油层微观岩石物理特征开展了研究,认为该区复杂孔隙结构引起的高束缚水饱和度是低阻油层的主要成因。在此基础上,提出了更加符合该区地质特征的等效岩石组分(EREM)模型,通过数值模拟及岩电实验资料确定了模型参数变化规律,形成了一套适用于复杂孔隙结构砂砾岩储层的含水饱和度计算方法。对比分析结果表明,新模型计算的含水饱和度与岩心分析含水饱和度的相对误差为4.1%,低于阿尔奇(Archie)模型计算的含水饱和度误差12.8%,从而提高了复杂孔隙结构砂砾岩低阻油层的饱和度计算精度。     

华池油田华152区低渗透砂岩储层敏感性及其形成机理

华池油田华152区长3油层组储层为曲流河三角洲粉-细粒长石砂岩、岩屑长石砂岩,矿物成分成熟度低,结构成熟度中等,填隙物含量较高,孔隙结构以中孔细喉型为主,物性较差,属低渗透储层。主要成岩矿物（伊利石、绿泥石、伊／蒙混层、高岭石、方解石、白云石等）使储层对外来流体有不同程度的敏感性反应。“五敏”实验结果表明,储层速敏和碱敏均为弱-中等偏弱,部分伊/蒙混层、绿泥石、碳酸盐矿物含量高的样品表现出强水敏、强酸敏、强盐敏的特征;油田水结垢实验表明,注入水与地层水、储层岩石不配伍产生盐垢CaCO3,CaSO4,实验为开采过程中回注地层水和注气开采等工艺提供油层保护的理论依据。     

基于Selfrag高压电脉冲放电破岩试验的仿真模拟

高压电脉冲破岩在高温等离子弧的作用下,产生的热应力超过岩石的强度极限时就会使岩石破碎,其破碎坚硬岩石有显著效果。为研究电压、岩石矿物成分、孔隙率3个参数对岩石内电场强度分布的影响,本文基于Selfrag高压电脉冲破岩的试验数据,利用COMSOL Multiphysics仿真软件建立了一种针针电极结构仿真模型。结果表明,施加的电压不同,岩石内部电场强度分布不同;电场在不同矿物成分边界发生畸变,不同矿物成分相对介电常数变化越大,产生畸变越明显,高压电脉冲破碎优先发生在不同矿物成分的接触面;岩石内孔隙的存在,使其周围的电场发生了畸变,其他参数一定,孔隙率越大,岩石越容易被电击穿。研究结论可为高压电脉冲钻井破岩参数的选取提供参考。     

油井开采过程中油层变形的流固耦合分析

在油气开采过程中,随着油气的不断采出,必然造成孔隙流体压力的逐渐降低,由此导致储层岩石骨架的有效应力增大,使得油层产生变形或压实。当油层产生变莆或压实时,对油气生产将造成不利影响。比如：使得油藏的渗透率降低,继而使油井的产能降低,同时,油层的变形直接影响着油井和套管的变形与破坏等等。敢开采过程中油层的变形可以描述为三维变形与三维流体流动场的耦合问题,利用可变形多孔介质中流体渗流的流固耦合有限元数值     

古龙南地区低阻油层胶结指数和饱和度指数影响因素实验

采用变胶结指数m和饱和度指数n的阿尔奇公式仍是目前定量评价低阻油层饱和度的主要方法之一。然而,由于不同地区低阻油层的成因不同,从而使得低阻油层m和n的影响因素随地区不同而发生变化。因此,针对不同地区低阻油层,有必要研究其阿尔奇公式m和n的影响因素及变化规律。依据古龙南地区葡萄花低电阻率油层划分标准以及考虑岩性、物性、电性变化,选取了低阻油层岩样,设计了岩样岩石物理实验。基于岩石物理实验数据,绘制m和n与物性参数、孔隙结构参数、黏土附加导电能力参数的交会图。经分析可知：低阻油层的m和n值小于常规油层的m和n值,并随孔渗综合指数、中值半径、平均半径、半径均值的增大而增大。低阻油层的m值随泥质体积分数、阳离子交换容量、微孔隙体积与可动流体体积之比的增大而减小,随核磁共振测量的T₂几何平均值的增加而增大;n值随孔隙度、孔隙度和泥质体积分数比值的增加而增大。低阻油层的m值与T₂几何平均值、微孔隙体积与可动流体体积之比关系较好,n值与孔渗综合指数、平均半径、最大半径、半径均值的相关性非常好。研究表明,低阻油层的m值受孔隙结构和泥的影响较大,而n受孔隙结构影响较大。可用T₂几何平均值或微孔隙体积与可动流体体积之比确定低阻油层的m值,可用孔渗综合指数、平均半径、最大半径、半径均值确定低阻油层的n值。     

塔里木顺北深层岩石强度与工作液浸泡关系研究

温压和工作液浸泡是影响岩石力学参数的重要因素,塔里木顺北油气田储层超深高温高压环境使储层岩石力学参数变化更为复杂,给钻完井和储层改造施工带来新的问题。为研究工作液浸泡对顺北油气田储层岩石力学参数的影响,对顺北S-f1井7 652～7 656 m层段超深层高温高压环境下的岩样进行了完井液、钻井液和酸液浸泡前后抗压强度,杨氏模量,泊松比和黏聚力等参数的测试。结果表明,岩样在3种工作液浸泡后抗压强度、杨氏模量和抗剪强度均出现明显下降,酸液浸泡对岩样的岩石力学参数影响最大,钻井液和完井液影响相对较小;高围压时岩样的岩石力学参数下降幅度明显小于低围压时。试验结果与现场施工现象相吻合,研究结果对于塔里木盆地顺北油气田超深储层的钻完井及酸压改造施工提供了参考意见。     

珠江口盆地文昌X-2油田新近系珠江组低阻油层成因机理

珠江口盆地文昌X-2油田珠江组发育一套低阻油层,该套油层电阻率与水层电阻率非常接近,给储层流体识别和含水饱和度计算带来较大困难,目前其低电阻率成因机理尚不够明确。基于铸体薄片、CT扫描、X衍射等实验分析资料,结合地质、测井资料和导电数值模拟技术,从宏观与微观角度对低阻油层的成因机理进行了详细分析。研究结果表明:若条带状分布的泥质含量高于20%,泥质在岩石中连续性较好,可提供较好的导电网络,因此油层电阻率仍然低于1.6 Ω·m,与水层差距不明显。低幅度构造和浅海沉积环境是低阻油层形成的主要宏观成因,复杂孔隙结构、细岩石粒度、高束缚水饱和度、高含量且条带状分布泥质是低阻油层形成的主要微观成因。     

非规则砂岩节理剪切变形本构关系试验研究

岩石节理剪切变形对岩体工程的安全性和稳定性具有重要影响。为研究常法向应力下岩石节理剪切变形本构关系,采用RDS-200型岩石直剪仪对非规则砂岩节理进行了不同法向应力下的直剪试验。根据岩石节理剪切应力?位移全程曲线形状特征,将其依次划分为峰前压密阶段、线性阶段、屈服阶段和峰后软化阶段;根据剪切应力在峰后软化阶段降低幅度和速率大小,将岩石节理剪切应力?位移曲线划分为3种类型：峰后平台型、峰后缓降型和峰后跌落型。基于岩石节理剪切应力?位移曲线各阶段剪切变形特征,采用分段函数建立了岩石节理剪切变形本构模型。与其他模型相比,新提出的岩石节理剪切变形本构模型对试验数据拟合精度更高,更好地描述了岩石节理剪切应力?位移全程曲线。另外,在通过岩石节理直剪试验由经验公式确定模型参数之后,所提出本构模型可在不同法向应力下实现对不同粗糙度岩石节理剪切应力?位移曲线的预测。研究结果对岩石节理剪切变形的数值模拟和工程估计具有一定的实用价值。