王庄油田强水敏油藏粘土矿物危害研究

强水敏油藏指储层遇到外来流体后,渗透率的下降幅度超过70%的油藏.该类油藏由于渗透率的大幅下降,导致注水、注汽等地层能量补充困难,开发效果不理想.目前国内外对储层敏感性机理研究逐渐从试验走向实践,并形成了一套系统的储层敏感性试验研究方法,但敏感性油藏的开发始终未取得较大的突破,其重要原因就是粘土矿物伤害储层.笔者以王庄油田强水敏性油藏为例,对粘土矿物危害进行探讨.     

王庄油田强水敏性稠油油藏热采开发研究

王庄油田位于山东东营凹陷北部陡坡带,其主力含油层系沙一段黏土含量高达13%,水敏指数超过70%,属强水敏性稠油油藏。强水敏性成为制约其能否采用注蒸汽开发的关键。为此,在分析形成储层强水敏地质原因的基础上,采用水敏流动试验、高温物理模拟实验和数值模拟等方法,利用激光拉曼、X-衍射、核磁和CT等技术手段,开展了储层水敏机理、热采过程中骨架矿物、黏土矿物和储层物性变化规律研究。结果表明:随温度的升高骨架矿物逐步溶蚀、膨胀性黏土矿物发生转化;在温度高于250℃时渗透率可恢复到原始值的80%左右,证明了该类油藏热采开发的可行性;结合热采过程中温度场的变化,建立了强水敏稠油油藏热采储层物性变化模式。该成果在矿场应用中取得理想效果,可为同类油藏的开发提供借鉴。     

王庄油田防膨实验与防膨机理研究

王庄油田是国内外罕见的强水敏性稠油油藏。粘土膨胀危害严重地制约着开发效果。为了防止粘土膨胀,选用了KOH、NH2CONH2、FGW-2这3种类型的防膨剂,在室内开展了静态配伍性实验和岩心流动防膨实验,均见到了良好的防膨效果。其中,以NH2CONH2(尿素)效果最好,它可把水相渗透率提高144%,主要机理是尿素能把膨胀性粘土转变为其他非膨胀性矿物,其转变效果可与美国专利4,227,575报道相类比。笔者应用这些实验资料对防膨效果与机理予以探讨。     

稠油热采过程中粘土矿物变化特征研究——以金家油田沙一段为例

金家油田沙一段稠油油藏储层粘土含量高且具膨胀性,导致储层强水敏性,制约油藏热采开发,因此需要明确高温条件下粘土矿物热变特征,为开发提供指导。经差热和热重、高压釜高温实验后样品晶间距、溶质分析、X射线衍射、扫描电镜和含油薄片等分析表明:在100~200℃的温度条件下,蒙脱石脱表层吸附水,晶间距仍较大,膨胀性较强,此种情况,容易堵塞孔喉,导致物性变差,阻碍原油溢出使得剩余油饱和度较高;200~300℃温度条件下,蒙脱石脱去B位层间水,晶间距变小,膨胀性减弱,再加上高温对矿物溶蚀,改善孔喉连通性,使储层物性变好,原油容易溢出,剩余油饱和度降低。     

鄂尔多斯盆地姬塬油田长6储层敏感性研究

以鄂尔多斯盆地姬塬油田长6超低渗透砂岩油藏储层为例,结合扫描电镜分析、岩芯样品鉴定、X-射线衍射分析和常规压汞试验分析等方法,对储层敏感性进行了深入的研究。重点分析了敏感性类型、伤害的程度和对储层的影响因素。研究结果表明:姬塬油田长6储层的主要黏土矿物为伊利石、高岭石、绿泥石和伊蒙混层等,导致储层敏感性的主要因素是其中的绿泥石、高岭石和伊利石等黏土矿物。储层具有中等偏弱水敏、弱速敏、中等偏弱酸敏、弱碱敏、中等偏弱盐敏特征。储层敏感性整体呈弱敏感性。除此之外,姬塬地区储层的敏感性还与储层的物性和孔隙结构有关:储层孔隙结构的好坏对储层水敏性有直接影响;孔隙结构较差、喉道较细、分选性差的储层,易造成微粒堵塞喉道,速敏结果表现为速敏性强。     

成都黏土无侧限的膨胀性研究

用纯水对成都黏土原状试样进行了有荷侧向(临空方向)的膨胀率和膨胀力测试,用重塑样进行了自由膨胀率的测试。根据对6组试样的试验结果讨论了成都黏土的膨胀性等级; 通过对成都黏土的有荷侧向(临空面)膨胀率试验进行无侧限膨胀特性的研究,总结了成都黏土中常见工程地质病害,并提出工程处理措施的建议。     

衡水湖地区湿地湖泊相黏土工程地质特性研究

为了揭示湿地湖泊相黏土的工程地质特性,以衡水湖地区的湿地湖泊相黏土为研究对象,分别对湿地湖泊相黏土的沉积环境、沉积历史、分布特征及地层结构进行讨论,并将由室内和现场试验得到的物理力学指标、颗粒分布、矿物组成和微观结构特征等结果同其他地区的软土进行对比分析。结果表明:湿地湖泊相黏土的物理指标接近或达到软土标准,但力学指标好于软土。由于湿地湖泊相黏土具有明显的结构性,当应力水平超过土的结构屈服应力后,土体的强度和变形会发生突变。湿地湖泊相黏土的胶粒含量达到39%,明显高于其他软土,同时磁铁矿含量较高,易形成氧化铁胶结物,增强土体的胶结特性,形成更为稳定的结构骨架。研究可知湿地湖泊相黏土物理指标与力学指标不匹配的问题,主要是由于其特殊的矿物组成和结构形式导致的。土颗粒形态、颗粒接触方式与微观结构形式的不同,是湿地湖泊相黏土与其他软土工程性质差异的主要原因。     

初始含水率对膨胀性红黏土胀缩及崩解特性的影响

为研究膨胀性红黏土胀缩及崩解特性,开展了不同初始含水率下红黏土的胀缩和崩解试验,利用视频照片与扫描电子显微镜(SEM)从细微观角度分析了产生崩解差异性的原因。本文以甘肃庆阳的某高速铁路隧道红黏土为例,以5%为含水率变化梯度,研究了3%、8%、13%、18%含水率下弱膨胀性红黏土的胀缩、崩解变化及其微观机制与分维特性。结果表明：膨胀总率与含水率呈分段函数关系,含水率在11.6%时胀缩变化最小;含水率越低其崩解时间越早且速度较快,崩解裂隙度随浸水时间具有快速增长、缓慢增长、趋于稳定的规律,3%含水率时裂隙度最高可达4.6,而最大裂隙宽度则随着浸泡时间呈现先增大后减小的趋势;低含水率下较分散的凝聚体单元和较高含量的微孔隙是导致宏观结构破裂的主要原因,孔隙分形维数与含水率成二次函数正相关关系,分形维数越低其结构破裂越快、泥化程度越高,崩解也更完全。     

中国"东部高原"东北部黏土矿物特征研究

通过对"东部高原"东北部地区中侏罗统—白垩系中黏土矿物分析,结果显示黏土矿物的组合及含量变化能够较好反映当时的气候、物源以及古地理变化;同时,伊利石结晶度不具有随地层深度发生变化的规律。黏土矿物组合以及伊利石结晶度在东部高原隆升与消亡前后,发生了比较明显的变化,这从另一方面反映了东部高原的存在。     

莲花油层中粘土矿物分布规律研究

辽河高升油田莲花油层富含稠油,搞清储层中粘土矿物的类型、含量、平面和纵向分布规律对整个稠油油藏开发方案的设计、油层保护、提高采收率等开发措施实施和稠油油藏形成条件等研究都具有极其重要的意义。本文利用X-衍射、电镜、热反应实验对高升油田莲花油层中的粘土矿物进行了系统研究。研究表明,莲花油层中的粘土矿物以蒙脱石为主,粘土矿物类型、含量分布主要受岩石类型和沉积相控制,含油饱和度大小对粘土矿物类型影响不大。蒸汽驱采油会导致储层中蒙脱石的含量减少,增加储层的微观非均质性.     

扫描电镜在碎屑岩储层粘土矿物研究中的应用

以扫描电镜(SEM)为主要手段,对西江24-3构造上第三系珠江组和韩江组砂岩储层中粘土矿物进行了显微分析,直观地展示了储层中粘土矿物在电镜扫描下的形态、产状等方面的特征。探讨了粘土矿物的含量、类型及其在储层孔隙中的产状对储层物性以及对储层损害的影响。初步展示了扫描电镜在碎屑岩油气储层粘土矿物分析研究中的意义及其应用前景。     

松辽盆地扶新隆起带北部扶余油层超低渗储层 粘土矿物特征及其对敏感性的影响

以储层敏感性流动实验为基础,结合X射线衍射、扫描电镜、铸体薄片等方法,对松辽盆地扶新隆起带北部扶余油层超低渗储层粘土矿物特征及其对储层敏感性的影响进行了研究,结果表明:扶余油层主要含有绿泥石、伊利石、高岭石和伊/蒙混层等4种矿物,其中伊利石含量最多,绿泥石和伊/蒙混层次之,高岭石最少。储层速敏性和碱敏性相对较弱,水敏性和盐敏性较强,对储层影响较大,勘探开发时应重点关注。粘土矿物对储层水敏性的影响主要有3个方面,其中粘土矿物绝对总量是扶余油层水敏性强弱的主控因素。     

页岩气储层粘土矿物孔隙特征及其甲烷吸附作用

粘土矿物是页岩的主要组成矿物,与页岩气的赋存和富集密切相关。粘土矿物因其特殊的晶体结构,在晶层之间、矿物内部以及矿物颗粒之间形成了不同类型的孔隙,这些孔隙的大小、形貌和比表面积决定着粘土矿物的甲烷吸附能力。为此,本文综述了粘土矿物的孔隙结构以及孔隙中的水和有机质对甲烷吸附性的影响,指出不同类型的粘土矿物孔隙发育与形貌特征存在差异,蒙脱石中多发育圆形、狭缝状的微孔且总比表面积最大,导致蒙脱石在所有粘土矿物中的甲烷吸附量最大;伊利石与高岭石中多发育中孔与大孔,吸附甲烷的能力低于蒙脱石。粘土矿物孔隙中的水与有机质显著影响到甲烷的吸附能力,水分子会占据孔隙表面,降低了甲烷的吸附能力,但可溶有机质对粘土矿物甲烷吸附能力的具体影响目前尚不明了。同时,根据页岩气勘探需求指出了本方向某些有待深入探讨的问题。     

柴达木盆地粘土矿物特征及其演化

对柴达木盆地下侏罗系河流夹沼泽相沉积的第三系以来湖相沉积的粘土矿物进行了X射线衍射、电镜等分析和观察，在此基础上讨论粘土矿物的成因，母岩分布和性质、水介质条件和古气候对粘土矿物形成和演化的影响，并通过粘土矿物含量和组合对比，讨论粘土矿物的继承性和粘土矿物组合差异的原因。     

我国不同气候带黄土中粘土矿物组合特征分析

在兰州黄土和下蜀黄土中粘土矿物的X衍射分析基础上,对我国不同纬度和气候带的五个黄土剖面(点)中的粘土矿物组合和空间分布进行了对比分析,并探讨了与古气候的关系。结果表明,黄土中粘土矿物组合具有明显的地带性特征。从西北到东南,随着纬度的逐渐降低,黄土中的粘土矿物组合也发生有规律的变化。主要表现为绿泥石含量的逐渐减少和蛭石含量的逐渐增多。位于温带半干旱区的兰州黄土以伊利石和绿泥石为主要粘土矿物,而位于亚热带湿润区的大港下蜀黄土则以伊利石和蛭石为主要粘土矿物。黄土中含有较多量的绿泥石可作为黄土母质堆积后干冷气候和微弱风化的标志,而蛭石和蛭石/绿泥石混层矿物含量的增加指示了风化强度的增强。因此,黄土粘土矿物组合特征不仅反映物源区古环境信息,而且指示了黄土堆积期后的生物气候环境。     

大庆油田齐家-古龙地区扶余油层储层敏感性分析和预测

通过X射线和扫描电等方法，分析了扶余油层的敏感性和造成敏感性的原因，查明了储层中粘土矿物的含量，产状及分布特征。研究目的是为储层保护和改造提供依据。扶余油层中的粘土矿物主要有4种类型，即伊利石，高岭石，绿泥石以及不量混层粘土矿的，蒙皂石极少见。在相同的实验条件下，储层的速敏，水敏除与粘土矿物组成有关外，还受渗透视率制约。扶余油层速敏程度以中，强速敏为主，水敏程度以强水敏为主，其次为中水敏。