南泥湾油田油层污染的地质因素及伤害机理分析

本文以陕北斜坡的特低渗油田南泥湾油田为研究对象 ,通过研究油层的储集空间、孔隙结构和敏感性等特征 ,分析了油层污染的地质因素及伤害机理 ,为保护油层提供了必要的地质依据 ,对开发陕北的特低渗油田具有一定的参考意义     

油层伤害的基本类型与油层改造方法介绍：——以胜利桩西油田为例

介绍了利用偏光、荧光显微镜、Ｘ－射线衍射仪、扫描电镜、ＩＣＰ发射光谱仪进行油层伤害机理研究的静态分析方法，和以设计油田开发中正确的流体配伍系统及解除伤害为目的的动态预测方法。运用此方法，找出了桩西油田桩１２０井区砂质鲕云岩储层中栉壳状白云石和桩１３３井中生界碎屑岩储层中混杂粘土的致密胶结是造成两井区油层伤害的关键，并制定了相应的改造措施，已取得明显的经济效益。     

煤储层水基压裂液用表面活性剂的筛选实验

水力压裂会对煤储层造成水锁伤害,在压裂液中加入表面活性剂是减缓水锁伤害的有效途径。采用1.5% KCl溶液为基液,在其中加入不同浓度的阴离子型表面活性剂AS和非离子型表面活性剂NS,配置出8种压裂液,分别对河东煤田柳林沙曲矿的焦煤样和太原西山屯兰矿的瘦煤样进行静置沉降实验、毛细管压力测试和离心分离实验,最终优选出煤储层水基压裂液用最佳表面活性剂为0.05% AN复配溶液（AS：NS=9：1）,由此构成了表面活性剂压裂液（1.5% KCl+0.05% AN）。研究结果表明,在水基压裂液中加入0.05% AN复配溶液（AS：NS=9：1）,可以大幅度降低压裂液的表面张力,改变压裂液的界面状态,从而增加煤表面的亲水性,降低煤孔隙的毛细管压力,使得压裂液的可排性增强,进而能够有效控制储层的水锁伤害,实现增产。     

压裂液对煤储层伤害实验及应用——以沁水盆地西山区块为例

为分析压裂液对西山区块煤储层的伤害,采用工作液评价实验方法,研究了压裂液基液、黏土稳定剂和表面活性剂对煤储层的影响。研究结果表明,现场所用的活性水压裂液对煤储层损害率最高为37.2%;未过滤的含杂质的河水要比过滤的河水和井水对煤层的伤害大得多;黏土稳定剂KCl的添加量应根据水敏性伤害程度确定,研究区黏土稳定剂合适的添加量应该为2%~4%;为保证压裂液尽快返排,压裂液中需添加表面活性剂,表面活性剂的添加量为0.2%较好,实际应用时可做适度调整,但用量不要超过1.4%。在实际生产中采用该方法对压裂液进行了优化,压裂液优化后的煤层气井的煤层气产气量要比未优化的井日产气量高300~500 m³。     

团聚型压裂液对煤粉运移的影响及作用机理

排采过程中,煤粉随着运载流体在支撑裂缝中运移,容易导致裂隙堵塞,造成煤储层渗透率和支撑裂缝导流能力的降低,为探究团聚型压裂液性质对煤粉运移产生的影响及作用机理,选取准南煤田乌鲁木齐河东矿区煤样为研究对象,以蒸馏水、活性水压裂液(1.5%KCl)、团聚型压裂液(1.5%KCl+0.05%AN)为运载流体,通过单相流驱替状态下煤粉产出物理模拟实验,获取驱替流速为100、200、300 mL/min时的煤粉产出量和支撑裂缝导流能力伤害率,结果表明:气体驱替流速为100 mL/min时3种运载流体煤粉累计产出量均呈现线性增长趋势,支撑裂缝的导流能力伤害率变化范围较小(0.6%~8.1%);气体驱替流速为200 mL/min时,随着支撑裂缝中煤粉沉积,运移通道缩小,各运载流体出粉量先达到最大值随后减少,团聚型压裂液裂缝导流能力伤害率较小,其导流能力伤害率累计值分别与蒸馏水和活性水压裂液导流能力伤害率相差分别达到24.4%和3.1%;气体驱替流速为300 mL/min时:煤粉出粉量达到最大值的时间提前,运载流体为团聚型压裂液支撑裂缝导流能力伤害率最小,其导流能力伤害率累计值与蒸馏水和活性水压裂液导流能力伤害率相差分别达到64.8%和14.9%。因此驱替流速较低时,煤粉产出量较少且导流能力伤害率较低。结合静置沉降实验和直剪实验,揭示了团聚型压裂液对煤粉运移的作用机理:煤粉运移过程中团聚型压裂液能够通过表面活性剂的亲水基和亲油基改变溶液与煤粉界面状态,增强煤粉润湿性,使煤粉颗粒在运移过程中聚集沉降;通过增加其液桥力使黏聚力增大,抑制沉降的煤粉发生相对移动,从而减少悬浮煤粉颗粒的数量,有效降低煤粉产出量和支撑裂缝导流能力伤害率,进而减少卡钻、修井的发生概率,实现对煤粉的有效防控。      

压裂液对煤岩储层解吸–扩散性能的影响

为预防压裂液自吸侵入煤岩基质孔隙,影响煤岩储层的解吸-扩散性能,以沁水盆地石炭统太原组15号煤为研究对象,开展了低伤害活性水压裂液对煤岩储层解吸-扩散性能的损害评价实验,并基于红外光谱、低温氮气吸附和扫描电镜分析了压裂液作用前后的煤岩表面性质和孔隙结构变化。实验结果表明：压裂液处理后,煤样的甲烷解吸率下降了10.23%,扩散系数损害率为16.67%;煤岩表面亲水性增强,液相滞留效应加剧,煤岩基质孔隙比表面增大、孔隙连通性变差、平均孔径减小,这些变化从根本上揭示了压裂液损害煤岩储层解吸-扩散性能的微观机理。最后,提出了基于纳米颗粒封堵技术和表面活性剂技术的煤岩储层解吸-扩散性能损害预防措施。     

表面活性剂压裂液的防水锁增产机理实验

以进一步探索表面活性剂压裂液（1.5% KCl+0.05% AN）的防水锁增产机理为目的,采集河东煤田柳林地区沙曲矿的焦煤作为研究对象,通过表面张力和接触角测试、渗透率伤害实验、变压解吸实验,探讨煤储层水锁伤害的控制方法,揭示表面活性剂压裂液防水锁增产作用机理。研究结果表明：表面活性剂压裂液具有极低的表面张力和界面接触角,具备降低煤储层孔喉毛细管压力、增强压裂液可排性的能力,使得其水锁伤害率比活性水压裂液降低约40%,能够有效抑制煤储层的水锁伤害;这种防水锁作用不仅能够提高煤储层束缚水状态下的气相渗透率,实现增透增产,而且还能降低煤层气产出的临界孔径以促进煤层气解吸,实现增解增产。     

凝胶压裂液的研究及在煤层改造中的应用

煤储层改造施工过程中,压裂液是形成裂缝并将支撑剂有效地带入裂缝的主要载体。本文从国内实际情况出发,研究凝胶压裂液的配制机理。通过室内对比实验,筛选出了组成凝胶压裂液最主要的添加剂有稠化剂、胶联剂、防腐剂、破胶剂和表面活性剂等。同时还对性能以及性能随时间、温度而变化的趋势进行了测试,得到了合理的浓度,为现场实际配制和施工提供了可靠的理论依据。该凝胶压裂液经现场应用,其携砂能力、返排情况、压裂后的导流能力均达到满意的效果,为今后煤层气的勘探开发增添了新的技术支持。      

压裂液黏度对循环水力压裂影响的试验研究

中国石油大学（北京）石油天然气工程学院,北京 102249     

煤层应力敏感性及其对压裂液滤失的影响

压裂液滤失系数是压裂设计中非常重要的参数。由于煤层中的渗透率、孔隙度等物性对应力极为敏感,在对煤层进行压裂设计时,若直接用试井和测井测得的渗透率和孔隙度值代入滤失系数的计算公式,算出的结果可能与实际情况严重不符。通过实验室内不断改变围压的方式来模拟煤储层上覆压力的变化情况,建立了某盆地煤层应力与渗透率之间的关系,并在考虑煤层物性应力敏感性的情况下,探讨了煤层压裂液综合滤失系数的计算方法。结果发现,压裂液综合滤失系数及岩心渗透率与净围压的关系均符合指数递减规律。另外,通过对动态渗透率的拟合,使得到的综合滤失系数远远大于未考虑应力情况下的综合滤失系数,这样能更准确地反映实际情况。     

储层超压流体系统的成因机制述评

储层超压流体系统的基本要素包括压力封闭层、超压流体、岩石骨架和输导通道；由于储层超压系统所处环境的差异，其超压强度可以大于、等于和小于环境的超压强度；超压传递、不均衡压实、裂解气的生成和浮力作用是储层超压形成的重要机制；大多数储层超压是油气聚集的结果；超压释放是超压流体系统内部油气成藏的必要条件，研究储层超压流体系统将更直接地揭示超压盆地中油气运移和聚集的过程。     

气烟囱的形成机理及其与油气的关系探讨

气烟囱是由热流体活动形成的一种特殊的伴生构造.其一经形成后,对后期幕式活动的热流体或油气运移仍为一种特殊的运移通道,而且影响油气的聚集成藏.本文对气烟囱形成机理和演化特征进行了研究,探讨了气烟囱与油气生成、运移、聚集的关系,并通过光测弹性力学模拟和物理相似模拟等实验方法进行了验证.结果表明,在中国东部油气勘探中,气烟囱研究不仅可预测浅层油气藏分布,而且为寻找深层有机、无机气藏提供科学依据.     

区域成矿流体的形成与演化

成矿流体是富含挥发份、碱金属的含矿卤水 ,其中碱金属来源于岩浆热液、变质热液、海水及通过水岩作用从岩石中萃取等 ;而挥发份来源于地幔、水岩作用与有机质分解作用。成矿流体中的硫也是多来源的 ,硫的活度与氧逸度有关 ,高温还原环境H2 S的活度降低 ;成矿流体的同位素分馏与水岩作用强度有关 ,控制同位素分馏的基本因素是温度及水岩比值。根据成矿流体的成分及物理化学性质 ,可以分类为高温硅钾卤水、中温碳酸盐卤水及低温硫酸盐型卤水。成矿流体没有固定的来源 ,在一定地质条件下 ,任何来源的热水流体都可以形成成矿流体。控制成矿流体形成的主要地质作用是岩浆作用、变质作用、地热增温作用及构造作用等。文中根据地质作用类型对区域地质流体进行划分 ,可分为岩浆作用区域成矿流体 (以高温硅钾卤水为主 ,可以有高温到中低温的流体分带 ) ,沉积作用区域成矿流体 (以中低温碳酸盐及硫酸盐型卤水为特征 ) ,大洋盆地区域成矿流体 (与岩浆岩区域成矿流体类似 ,有高温到低温的流体分带 )和变质作用区域成矿流体 (变质程度不同而有不同的流体类型混合 )。     

汶川地震触发文家沟高速远程滑坡-碎屑流成因机理分析

文家沟高速远程滑坡-碎屑流位于映秀北川断裂带与灌县安县断裂带夹持的文家沟向斜断块中,地震断裂的强烈活动引起的振动效应是形成滑坡的先决条件。滑坡源区顶端与文家沟沟口高差约1360m,突兀山体下临深切峡谷的地形使地震动荷载在山脊部位的放大效应显著,并直接导致坡体破坏; 滑坡源区的地震动加速度3分量峰值分别为aEW=2.4g,aNS=2.3g,aUP=1.2g。D2gn观雾山组石灰岩斜坡具有强度渐进式分层结构,坡体表层以下约50m内的结构相对松散的残坡积层~新鲜岩体上部无法抵抗地震纵横波的周期性拉压与剪切耦合作用,被切割成为初始滑体; 滑体在第八级台地边缘高位剪出后,在文家沟上游地区最高滑移速度约介于93m s-1~122m s-1之间。滑体上部的干碎屑流在两处路径转折端瞬间压缩沟谷内的圈闭气体,形成明显的气垫效应,滑体下部泥石流底层液化和颗粒有效动摩擦系数随剪切速度增大而减小的效应都是导致碎屑流体高速远程滑移的关键; 同时,碎屑物流通过程中还伴有明显的岸坡铲刮与翻越效应、以及树木摧削效应。汶川地震后截至2009年9月,降雨诱发碎屑堆积物形成多次泥石流,反映了地震地质灾害的链生性和长期性。     

论天然水晶形成机制

通过对石英、硅酸的物理性质,水晶晶洞、水晶矿床矿物流体包裹成分,不同颜色紫晶的痕量成分,水晶的共生、伴生矿物组合等相关问题的研讨,认为水晶的形成机制为:以硅氢化物气态形式迁移、分异、富集,在稳定、温和、宽松环境被缓慢氧化、水解,自由结晶成单晶和(或)晶簇的。     

伊朗Kashan区块库姆组含烃流体来源的地球化学示踪

通过对Kashan区块上库姆组碳酸盐围岩与裂缝或晶洞充填方解石的^87Sr／^86Sr,δ^18O和δ^13C对比研究,确定含烃流体的可能来源。裂缝或晶洞充填方解石的^87Sr／^86Sr,δ^18O／‰（PDB）和δ^18O／‰（PDB）分别为：0．7074～0．7087,-12．7～-6．214和0．630～1．883。方解石的。^87Sr／^86Sr,δ^18O特征和流体包裹体较高的均一温度（120℃～217℃）,说明舍烃流体为来自休罗系Shemshak组的贫锶贫氧流体（^87Sr／^86Sr=0．7074,δ^18OPDB=-12．17‰）、富锶富氧流体（^87Sr／^86Sr=0．7087,δ^18OPDB=-6．214‰）及这两种流体混合形成的混合流体。     

兰坪白秧坪铜银多金属矿床流体地球化学特征及成矿机制探讨

白秧坪铜银多金属矿床主要产于白垩系下统景星组石英砂岩、粉砂岩中 ,矿体受一组北东向的压扭性断层控制而呈似层状、脉状产于断裂带中。包裹体分析表明成矿流体为低温 (平均124～141℃ )、低矿化度的盆地卤水 ,流体的H、O同位素组成位于大气降水线附近 ,反映了水 /岩作用程度较低、水 /岩反应时限短 ,流体流动与循环速度较快。计算机模拟结果表明在景星组沉积之后的13～16Ma期间断裂作用所产生的断裂渗透性达到最大 ,此期间流体演化的温度也达到125～140℃。断裂作用所产生的高断裂渗透性对周围地层中的流体产生泵吸作用并形成流体流动的断裂引水渠 ,从而导致大量流体在断裂带中快速流动、循环和汇聚成矿     

从包裹体研究探索太古代一些金矿的成矿机理

对太古代一些金矿包裹体研究结果表明,其含金的成矿流体为低盐度<10wt%NaCl,均一温度为170～400℃,CO_2的含量为中等,并含有一定量CH_4。在这些矿床中主要见到三种类型的包裹体:CO_2包裹体。H_2O-CO_2包裹体和水溶液包裹体。这三类包裹体常产于同一裂隙中或一个晶体中、或各产于不同的裂隙中、或其中之二共存于一裂隙中,并且其均一温度相近,但盐度和CO_2含量相差甚大,这表明发生了相分离。用质谱仪对这种同一世代的包裹体进行分析,证明的确存在着相分离,即从原始的H_2O-CO_2-NaCl流体,由于压力降低而发生相分离,形成CO_2和NaCl-H_2O流体,金就是在这种相分离的过程中沉淀出来。研究也表明,对于蚀变岩型金矿来说,引起金沉淀的因素除相分离外,流体与岩石的相互作用也可能是很重要的因素。对于含金的成矿流体来说,CO_2含量高是一个很重要的特点,也许可作为找矿的一种标志。     

都江堰庙坝地震高位滑坡特征与成因机理研究

5 12 汶川地震诱发了数以万计的滑坡,其中有一类地震高位滑坡呈现出不同于典型滑坡破坏运动模式,都江堰市虹口乡庙坝滑坡就是其中的典型代表。庙坝滑坡位于龙门山中央断裂带中段,滑坡方量约113104m3。作者通过对庙坝滑坡详细深入调查和综合分析,力求揭示该滑坡的特征及形成机制,并且对该滑坡进行了详细分区。根据该滑坡的分区及动力特征,作者认为其形成过程可概括为:孕育-启动加速-高速运动-停积堆积。在孕育阶段,作者把强震对斜坡岩体产生的加速度耦合坡体结构解释了其高速剪出的原因,其成因模式类似于拉裂-散体滑移拉裂-顺层滑移的空间组合; 在启动高度运动阶段,作者耦合该滑坡地形地貌,对抛射体进行了运动程式分析,该滑坡平均运动速度为20.1m s-1,整个形成过程仅用了32s; 在停积堆积阶段,作者耦合坡体植被及微地貌解释了上部堆积区(Ⅲ1)形成的特殊性。基于以上滑坡形成机制的分析,作者得出地球内外动力的耦合作用正是该地震高位滑坡形成的原因。     

岩浆流体在热液矿床形成中的作用

岩浆流体在浅部分离为岩浆卤水和蒸汽相 ,CO2 、SO2 的加入将增加不混溶区间。Ag ,Zn ,Pb ,Sn等在高盐度卤水中呈氯化络合物的形式搬运 ,Cu、Au呈I价态的二硫化络合物的形式在富硫的蒸汽相中搬运。岩浆流体与大气水混合的稀释和热效应 ,是导致Sn元素沉淀的主要机制 ,流体混合需要长期稳定的抽送系统 :( 1)对流体界面混合 ;( 2 )两组裂隙处相遇混合。斑岩Cu矿床早期以岩浆流体为主导 ,晚期大气水普遍存在。反应性强、富含金属的岩浆流体从侵入体往外运移并且与主岩反应 ,形成带状分布的蚀变矿物组合。高硫化浅成热液矿床的早期以流体对主岩的广泛淋滤为特征 ,流体呈酸性和氧化性。密度差使得低盐度液体与深处高盐度卤水在空间上分离。低硫化浅成热液矿床的成矿流体呈低盐度、中性pH值和处于还原性、静水压力条件 ,流体沸腾是成矿卸载的主要机制。富Au型矿床与低盐度富气相流体有关 ,富Ag型矿床与较高盐度的流体有关。在热液系统的寿命中 ,导致矿化的流体活动仅在短暂的时期内存在。热液系统之间在岩浆标志上的变异是由于岩浆流体的间歇性贡献或缺失造成的。