基于图像处理技术的聚合物水基钻井液微观结构分形研究

为了探索聚合物水基钻井液微观结构中的传质传热机理，需要对聚合物水基钻井液的微观结构进行研究。通过液氮快速冷冻干燥技术和扫描电镜技术获得了聚合物水基钻井液微观结构的 ＳＥＭ 图像，发现钻井液微观孔隙结构具有一定的分形特征，利用Ｉｍａｇｅ－ＰｒｏＰｌｕｓ（ＩＰＰ）图像处理软件对ＳＥＭ 图像进行了二值化处理，提取了钻井液微观结构孔隙参数信息，探讨了阈值选择方法。基于多孔介质分形理论，分析了聚合物水基钻井液微观孔隙结构的分形特征。结果表明:ＩＰＰ软件可作为处理聚合物钻井液微观结构图像定量分析的手段，在保证完整反映微观结构的前提下，尽可能选择合适的阈值，一般在５０～１２０之间；聚合物水基钻井液微观结构孔隙形态分布具有分形特征，可利用等效周长与等效面积的双对数关系确定钻井液微观结构的分形维数，分维数在１～２之间；钻井液微观结构孔隙形态分布分形维数与孔隙发育复杂程度有关，孔隙 发 育 越 复 杂，孔隙轮廓越不规则，分 形 维数越大，反之越小。这为钻井液中传质传热的分形研究奠定了理论与试验基础。      

天然气水合物开采储层出砂研究进展与思考

天然气水合物开采井眼出砂问题是当前水合物产业化急需突破的瓶颈之一,解决水合物开采时防砂与产能平衡问题是实现水合物安全高效、长期可控开采的关键.我国海域典型水合物储层属于弱固结的低渗泥质粉砂储层,其面临的防砂控泥与增产矛盾较为突出.厘清不同水合物储层和开采条件下的井眼出砂规律并揭示其机理,进而制定科学合理的防砂控泥措施以实现产能最大化是解决上述矛盾的途径所在.从理论分析、数值模拟、室内实验和现场试采4个角度介绍了世界范围内已开展的水合物出砂防砂情况,分析总结了水合物储层出砂影响因素及出砂机理,最后探讨了目前出砂研究存在的问题和挑战,并给出了相应的建议,旨在为后续水合物开采井眼出砂预测和防控研究提供思路和参考.     

不同剪切作用下CMC水溶液的微观结构研究

针对聚合物钻井液重要组分之一的羧甲基纤维素钠盐(CMC),考虑钻井液在井底钻头与环空处所受的不同剪切作用,
测试了其水溶液在相应近似剪切作用(分别为600,6000r/min)下的流变性,并结合冷冻干燥方法,利用扫描电子显微镜观测了这
两种剪切作用后CMC水溶液相应的微观结构。结果表明高速剪切作用使CMC水溶液的空间网络骨架拉伸变细,甚至破坏,溶液
黏度有所降低,流动性增大。这样,热量更容易通过这些网络骨架,使充填其中的小分子物质以热传导、对流传热等方式传递到钻
屑表面,分解钻屑表面的水合物。水合物分解产生的气体和水则以分子扩散的形式向内向外进行传质,但会受到钻井液微观骨架
结构和其中填充物质的阻碍。      

大兴安岭中段早三叠世O型埃达克岩的发现及其大地构造意义

为了研究大兴安岭中段地区早三叠世的构造背景问题,以下三叠统哈达陶勒盖组火山岩为研究对象,通过野外观测和X射线荧光光谱分析法、等离子质谱法分别对样品的主量、微量元素进行了测试.结果显示哈达陶勒盖组火山岩是一套中酸性钙碱系列岩石组合,具有高Sr、低Yb与Y和高Sr/Y的特点,为钠质（O型）埃达克岩.结合区域资料认为,古亚洲洋于早三叠世时期闭合的碰撞应力使贺根山-嫩江-黑河构造带活化,推动构造带内年轻地壳由南向北俯冲,进而推动古生代残留洋壳向更深的地幔插入,在此过程中加热并熔融、喷出地表形成哈达陶勒盖组埃达克岩,并在山间盆地沉积了湖相碎屑堆积-老龙头组.      

海洋水合物钻探取心与处理现状分析

在海洋水合物钻探领域,大洋钻探计划(ODP)204和综合大洋钻探计划(IODP)311航次最具代表性和影响力,而国内对于这两个航次中的水合物岩心获取、处理和分析方面的介绍和分析比较少。本文结合国内水合物勘探总体情况和岩心处理分析技术研究现状,介绍和讨论了ODP204和IODP311航次岩心处理分析技术,对后续我国海洋水合物的勘探取心技术发展提出了几点建议。     

国外天然气水合物岩心处理分析技术综述

分析了国外天然气水合物岩心研究现状,并从钻井液和实时监控两方面讨论分析了钻进和取心中存在的安全问题.对于岩心取样和保存,主要探讨了压力和温度的保持与现场取心和取样的方法,然后结合取心上存在的主要差异、关键岩心性质以及MALLIK和ODP Joides决心号钻探船上岩心的实验室研究,探讨了天然气水合物的岩心分析.最后针对国内研究现状提出了几点建议.     

钻井液侵入海洋含水合物地层的一维数值模拟研究

本文以墨西哥湾水合物区域为背景,利用数值模拟方法研究了过平衡钻井条件下,当钻井液温度高于地层中水合物稳定温度时,水基钻井液侵入海洋含水合物地层的动态过程及其一般性规律.与侵入常规油气地层相比,耦合水合物分解和再形成是钻井液侵入海洋含水合物地层的主要特征.模拟结果表明,钻井液密度、温度和盐度都对侵入过程有影响.在一定条件下,钻井液密度越大,温度和含盐量越高,则钻井液侵入程度越深,热量传递越远,水合物分解程度越大.分解的水气在合适条件下又会重新形成水合物,影响了钻井液进一步侵入.而重新形成的水合物的饱和度甚至可能高于原位水合物饱和度,在井周形成一个"高饱水合物"环带.这一现象归因于钻井液侵入的驱替推挤、水合物分解的吸热以及地层传热的滞后等因素共同作用.在地层物性一定的条件下,高饱水合物环带的出现与否主要受钻井液温度和盐度控制.水合物分解以及高饱水合物环带的出现对井壁稳定和电阻率测井解释有很大影响.因此,为维护井壁稳定、确保测井准确和减少水合物储层伤害,就必须对钻井液密度、温度和滤失量进行严格控制,防止地层中的水合物大量分解.最好采用控制压力钻井(MPD)和深侧向测井方式,同时尽量选用低矿化度的含水合物动力学抑制剂的钻井液体系,采取低温快速循环方式.     

剪切作用下钙质砂颗粒破碎试验研究

钙质砂是一种海洋沉积物,与陆源砂比起来,钙质砂受力后易产生颗粒破碎,从而使其力学性质发生变化。对取自南沙群岛永暑礁附近海域的钙质砂进行了不同围压、不同应变下的三轴剪切试验,对试验前后的试样进行了颗粒大小分析试验。试验结果表明,钙质砂在三轴剪切作用下颗粒破碎十分严重,同时用Hardin模型对其破碎进行了度量,并就围压、剪切应变与破碎之间的关系进行了分析。     

我国城市垃圾填埋场岩土工程研究的现状与展望

本文从垃圾填埋场的场地选择,城市垃圾的成分及其工程性质、覆盖粘性土层工程性质,垃圾填埋场的结构优化设计,渗滤液的运移模型的研究等方面介绍我国城市垃圾填埋场岩土工程研究现状。     

基于小震定位与震源机制解信息的阿尔金断裂带东段构造转换研究

阿尔金断裂带东段地区的造转换及其动力学机制研究一直是地学工作者关注的焦点.本文利用双差定位法获取研究区域2008—2017年间6013次地震事件的精确定位数据;整理筛选前人震源机制解36个,并采用P/S波振幅比方法计算获得221个以及CAP方法获得25个震源机制解信息.选择野马河—大雪山断裂作为研究区构造转换研究的突破口,综合小震定位数据与震源机制解信息,并开展野外地质调查进行验证,清晰刻画出该断裂的深部构造形态以及现今的运动特征：由阿尔金断裂带向祁连山方向过渡,断层产状由近直立逐渐转变为倾向南,倾角变缓,震源机制解由走滑性质为主转变为逆冲性质为主,是一个连续渐变的过程,为研究区的构造转换研究提供了直接证据.