含CaCl2水基聚合物钻井液沿井周地层渗透规律研究

利用微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）技术来提高油气井固井二界面胶结质量近年来受到了越来越多的重视。当前,针对3 000 m以浅油气井已实现了含成矿微生物的固井水泥浆技术。为了使固井水泥浆滤液中的成矿微生物在二界面处高效发挥MICP作用以提高二界面胶结质量,还需在钻井过程中利用钻井液携带CaCl₂的渗透向井周地层中预先注入一定量的钙源。因此,有必要研究含CaCl₂钻井液在井周地层的渗透规律,从而合理控制CaCl₂的注入量和钻井成本。基于此,以当前常用的环保水基聚合物钻井液为基本载体,综合考虑钻井液渗透时在井壁处泥饼动态形成机理、井周地层物性参数变化规律以及含CaCl₂水基聚合物钻井液流变性等因素,利用理论计算与模拟实验相结合的方法,建立了含CaCl₂水基聚合物钻井液滤液沿井周地层渗透量及渗透距离的定量预测模型。该预测模型的计算结果与模拟实验测试结果吻合程度较高,证实该预测模型具有较好的可靠性,有助于为钻井生产企业合理优化钻井液和固井水泥浆施工工艺提供理论支持。      

基于JSP技术的钻井液网络数据库设计

钻井液工艺、材料的日新月异使钻井液的管理日益重要,针对目前国内外的钻井液管理系统设计上的缺陷,设计了基于
JSP动态网页技术的钻井液网络数据库,该数据库无需安装客户端,通过浏览器即可操作,也可有效地解决数据同步更新的问题。
从数据安全、易于管理维护上考虑,逻辑上本数据库设计了2种操作权限,普通用户可自由查询各钻井液的基本信息,如体系、配
方、性能等,也可通过地层查询对应的钻井液信息;管理员则负责维护数据库操作,负责添加、删除和编辑数据。从数据库使用效
率上考虑,物理上本数据库设计了6个相互关联的表,由于关联的双向性通过任意表都能查询其他表的所有信息。      

基于拓扑结构分形维的道路选取方法

计算了复杂网络中单个节点的信息维数、体积维数和度体积维数,提出一种基于结构分形维的道路选取方法,考虑了道路网连通方式的多样性与差异性特征。实验结果表明,相比基于路划长度、中介中心性、邻近中心性、度中心性4种单指标道路选取模型,该方法能更好地保持路网整体结构、局部关键特征和拓扑连通性;并且与相应标准比例尺地图保持更高的一致性。     

基于微观孔隙结构的低渗透砂岩储层分类评价

针对已有的低渗透储层分类评价方法难以满足北部湾盆地流沙港组低渗透油藏精细评价与油藏开发需求的问题,通过恒速压汞、高压压汞、核磁共振等实验手段开展低渗透储层微观孔隙结构与渗流特征分析,优选储层品质指数、孔隙结构分形维数、主流喉道半径、平均孔喉道半径、可动流体百分数、启动压力梯度变化率共6个参数,基于灰色关联权重分析法建立北部湾盆地低渗透储层综合分类评价标准,进而开展低渗透储量分类评价,为北部湾低渗透储量开发潜力和攻关方向提供依据,分析结果表明:Ⅰ类与Ⅱa类为相对优质的低渗透储量,目前已投入规模开发;Ⅱb类与Ⅲ类为较难动用储量,需采取合理的开发策略与开发模式进行试验性开发;Ⅳ类储量在现有条件下难以有效开发。      

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。      

鄂尔多斯盆地苏里格地区下石盒子组致密砂岩储层微观孔隙结构及分形特征

通过铸体薄片、扫描电镜观察、物性测试及高压压汞实验等手段,对苏里格地区下石盒子组致密砂岩储层微观孔隙结构进行了精细刻画及分类表征,计算了各类致密储层的分形维数并阐明了分形特征对于研究致密储层渗流特征的意义.结果表明:鄂尔多斯盆地苏里格地区上古生界下石盒子组致密砂岩储层孔隙度普遍小于１２％,渗透率大多小于１×１０－３μm２,储层孔隙结构复杂,主要发育粒间溶孔及粒内溶孔,同时可见少量的原生粒间孔、黏土微孔和微裂缝;研究区储层孔隙结构组合可划分为３种:大孔隙主导的Ⅰ型孔隙结构、小孔隙主导的Ⅱ型孔隙结构及大孔隙和小孔隙共同控制的Ⅲ型孔隙结构;储层宏孔的分形维数为２．９４１６~２．９９４０,中孔的分形维数为２．５４６８~２．９２１１,微孔的分形维数为２．０５３６~２．８９３５,说明孔隙结构的复杂程度为宏孔＞中孔＞微孔;在计算致密砂岩储层宏孔分形维数时,应注意对孔隙形态进行合理的简化,以避免在计算过程中造成较大误差;微孔分形维数小于２．５的储层渗透率通常小于１×１０－３μm２,说明微孔数量多的储层渗流能力通常较差,而形态规则、分布均匀、受胶结物与自生黏土矿物改造较弱的、宏孔发育的、致密储层有利于天然气的充注与储集.      

基于分形理论的土地利用总体规划层次研究

针对我国土地利用总体规划模式相同、内容相似、目标单一、宏观太细、微观太粗的实际,应用分形理论对规划的层次性进行了探讨。研究表明:我国规划在目标、任务、内容、规划实施保障体系等方面符合统计意义上的无规分形,规划应以县级为分形元,作为规划的基点;规划实施管理应以全国规划为分形元,作为规划实施保障体系建设的基点;从全国到县级规划的目标、任务、内容等应从简到繁、从粗到细、从宏观到微观处于准对称状态;并对规划层次进行了构建。     

基于DEM的黄土高原地貌分形美学图案研究

为进一步探索黄土高原千沟万壑、支离破碎的自然景观特征中蕴含的分形美学价值,本文基于黄土高原6个不同地貌类型区的数字高程模型,在分形图案设计软件Ultra Fractal中,利用多种标准化分形变换和Newton分形公式,设计并对比使用原始DEM数据提取出的地貌因子数据与不同分形变换集合得到的分形美学图案.结果 表明,对蕴...     

基于Web Services技术的GIS体系结构研究

网络化和服务化是GIS的发展方向。对于Web Services这样一种新的、基于对象／组建模型的分布式计算技术的研究正在兴起,本文重点研究了Web Services技术在GIS中的应用,分析了其中的关键技术,包括体系结构、数据组织模型,给出了一个基于Web Services技术的GIS数据组织模型,最后指出了基于Web Services技术的GIS发展前景。     

基于FPGA的高速图像处理平台设计

针对传统图像处理平台采集、处理速度慢,显示分辨率低,不方便携带等问题,设计了一个基于FPGA的高速图像处理平台,包含高速图像的采集、处理、及显示。图像采集通过Camera Link接口采集图像,图像处理部分利用乒乓操作对图像数据进行高速存储,FPGA完成图像预处理,DSP进行运算复杂的图像处理,图像显示部分输出标准的视频信号进行DVI显示。实验结果表明,平台完成了对图像的高速处理,体积小,处理数据量大,可以替代传统图像处理平台,并应用到多种图像处理领域。     

基于原子力显微镜表征的含油储层微观孔隙结构分析及应用

为研究岩心微观孔隙结构在强碱三元复合驱替过程中的变化特征,以大庆油田南5-4-检725井855.0m处岩心为对象,通过原子力显微镜观察岩心形貌特征,定量分析孔喉宽度和深度;分析驱替过程中岩心样品的面孔率、孔喉宽度和深度、分形维数等参数变化反映的微观孔隙结构变化规律.结果表明:原子力显微镜获得的图像可以真实反映储层岩石微观形貌特征,储层微观孔隙结构具有二段式分形特点.微观孔隙结构变化特征在驱替初期,主要表现为岩石粒间颗粒运移;在驱替中后期,主要表现为强碱三元驱替剂与岩石相互作用,生成驱替剂残留或其他产物.该研究结果对分析强碱三元复合驱替后剩余油分布规律、制定后续开发方案具有指导意义.     

基于GIS的高海拔山区风电场智能微观选址研究

风电场微观选址是风电场建设的关键问题,关系到整个风电场建设的成败。目前常用的风电场选址设计软件在处理高海拔山区复杂地形时,由于地形对各处的风速影响较大,风能资源评估结果不够准确,导致选址效果并不理想。本文提出一种基于GIS空间分析的风电场智能微观选址方法,首先在GIS软件中对研究区的风能资源进行评估,得到风能资源的分布结果;通过山脊线、山顶点的自动提取,再对风能资源分布、山脊线、山顶点的结果进行叠置分析,在风能资源丰富的区域,选取山脊线上的山顶点位置布置风电机组,提供了初步的微观选址方案。本文通过云南省姚安县三道箐地区的风电场项目实例,对该方法的有效性进行了验证。结果表明,运用本文方法得到的风电场微观选址结果与实际项目的结果很接近,可以作为高海拔山区风电场微观选址。     

一种基于分块的分形图像压缩方法

分形编码具有高压缩比的特点,但在编码过程中其匹配搜索时间开销巨大.提出一种基于分块的分形图像压缩方法:依据人眼视觉特性在PSNR变化不大的情况下,图像主观质量感受不明显的特点,将图像在空域分割为若干相对较小的块,对感兴趣区可采取一分为四的方法进一步减小块的大小,然后对每个块分别进行分形编码,并重构.结果表明,在PSNR略有降低的情况下,编码的匹配搜索时间大幅减少,同时重构图像的主观质量并没有明显降低.     

基于分形理论的地形复杂性量化方法

地形的复杂性是地表崩塌、山体滑坡、泥石流等自然灾害的主要影响因素之一,近年来对地形复杂性的定量研究十分活跃,分形方法是其中主要的研究方法之一,但是目前的研究大多以沟壑分形、等高线分形、元分形等为主,难以对区域地形的整体复杂性进行定量描述;利用基于相对高差的地形分形研究方法,对三个形状和面积基本一致,地形起伏特征各不相同的区域,以相同的网度兼顾特殊地形位置布设样品点,统计样品点及其相对高差信息,并进行分形分析,分析结果表明,样品点的相对高差信息基本包含了其所在区域的地形特征信息,地形的相对高差信息服从分形分布,其分维值的变化趋势与地形复杂性相反,由此提出将其分维值的倒数定义为地形复杂性指数,地形复杂性指数的变化趋势与地形复杂性一致,它很好地拟合了地形的实际特征,定量地刻划了地形的复杂程度。     

利用高压压汞实验研究致密砂岩孔喉结构分形特征

微观孔喉结构是影响砂岩油藏特征的重要因素,但致密砂岩孔喉复杂,非均质性强,常规测试难以对其进行有效表征,需要利用分形理论对致密砂岩孔喉结构进行深入研究。以鄂尔多斯盆地姬塬地区长7段致密砂岩为研究对象,通过高压压汞和分形理论研究了致密砂岩孔喉结构和分形维数特征。讨论了分形曲线转折点与孔喉结构关系,并结合铸体薄片和扫描电镜,分析了孔喉分形特征形成原因。结果表明:致密砂岩分形曲线具有明显转折点。转折点为孔喉分布峰值,代表连通性好的大尺度孔喉向连通性差的小尺度孔喉的转换。致密砂岩小尺度孔喉分形维数平均值为2.24,大尺度孔喉半径分形维数平均值为4.65。大尺度孔喉非均质性明显强于小尺度孔喉。小尺度孔喉分形维数与孔喉结构相关性较好。致密砂岩小尺度孔喉主要为喉道和晶间孔,这部分孔喉连通性差,半径较小,受成岩作用影响微弱,因此分形维数小。致密砂岩大孔喉主要为剩余粒间孔和溶蚀孔隙,该类型孔喉半径较大,受成岩作用改造明显,因此分形维数大。      

低渗透储层微观孔隙结构与可动流体饱和度关系研究

针对常规压汞实验不能区别孔隙和喉道的弊端,应用恒速压汞技术对低渗透储层孔喉进行了定量评价,并深入分析了
影响低渗透储层可动流体饱和度的主控因素。结果表明:渗透率越小,喉道半径分布范围越窄,其峰值也越小;反之,渗透率越大,
喉道半径分布范围就越宽,其峰值也越大;不同物性的样品其孔隙分布特征不显著,主要体现为喉道分布特征不同。可动流体由
孔隙和大喉道中的流体共同组成,与所处空间位置无关,只与孔隙和喉道半径有关。核磁共振可动流体的有效孔隙体积和有效喉
道体积的共同下限半径也就是T2 弛豫时间所对应的半径。      

硬脆性泥页岩水化过程的微观结构变化

为解决硬脆性泥页岩地层的井壁失稳问题,利用X线衍射仪、扫描电子显微镜和CT成像数字岩心分析等,测试川西地区须家河组三段的岩样,分析硬脆性泥页岩水化过程中微观结构变化的过程和规律.结果表明:矿物颗粒间天然微孔缝的毛细管效应促进内部矿物水化,水化作用又促进次生孔缝的产生扩展,是导致微观结构发生变化直至宏观破坏的主要原因之一...     

基于NMR和SEM技术研究陆相页岩孔隙结构与分形维数特征——以松辽盆地长岭断陷沙河子组页岩为例

为了表征陆相页岩的孔隙结构和分形特征,选取松辽盆地长岭断陷沙河子组陆相页岩作为研究对象,通过X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)图像分析、核磁共振(NMR)实验,运用分形维数理论,讨论NMR分形维数与矿物组成、地球化学参数、物性参数之间的相互关系,并且通过SEM图像提取技术定量化研究页岩储层孔隙特征。结果表明:沙河子组陆相页岩具有多种孔隙类型、孔径分布复杂、非均质性较强的特点。基于弛豫时间截止值,可将NMR分形维数划分为束缚流体孔隙分形维数(0.060 9～1.420 4)和可动流体孔隙分形维数(2.964 0～2.986 9)。矿物组成与分形维数的关系显示石英含量与束缚流体孔隙分形维数成负相关关系,黏土矿物含量与束缚流体孔隙分形维数成正相关关系;NMR分形维数与有机质含量呈线性相关,与成熟度不存在明显相关性;这说明矿物组成和有机质含量对NMR分形维数起明显的控制作用。储层物性方面,NMR分形维数与孔隙率成线性负相关关系,而与渗透率成正相关关系,说明NMR分形维数能够作为衡量物性的重要指标。总体来说,SEM图像分形维数可以用来反映孔隙形态的多样性和页岩孔隙的发育程度;NMR分形维数与储层物性之间的关系可用于评价页岩储层质量。     

基于高压压汞技术和分形理论的致密砂岩储层分级评价标准

利用铸体薄片与场发射扫描电镜观察,分析南襄盆地泌阳凹陷核桃园组三段致密砂岩储层储集空间;基于高压压汞技术和分形理论,对致密砂岩储层进行分类与分级。结果表明:研究区致密砂岩储层孔隙系统可划分为小孔(孔隙直径<0.1μm)、过渡孔(孔隙直径为0.1～1.0μm)、中孔(孔隙直径为1.0～3.0μm)和大孔(孔隙直径>3.0μm)。根据储层中不同类型的孔隙所占比例,可将致密砂岩储层分为4类,Ⅰ类(以大孔为主)、Ⅱ类(以中孔为主)、Ⅲ类(以过渡孔为主)和Ⅳ类(以小孔为主)。根据不同微观孔喉参数与储层物性的相关关系,可将致密砂岩储层分为4级,Ⅰ级储层孔隙度>10.0%,渗透率>1.000×10-3μm2;Ⅱ级储层孔隙度为5.0%～10.0%,渗透率为(0.200～1.000)×10-3μm2;Ⅲ级储层孔隙度为2.5%～5.0%,渗透率为(0.030～0.200)×10-3μm2;Ⅳ级储层的孔隙度<2.5%,渗透率<0.030×10-3μm2。利用储层分级评价标准选取最优质储层,为致密砂岩储层的油气勘探与开发提供指导。     

基于CT扫描技术的低渗油藏水敏效应后微观孔隙结构特征

为了研究水敏效应对低渗油藏微观孔隙结构特征的影响,将CT在线扫描技术和岩心驱替实验相结合,开展了低渗油藏不同渗透率岩心水敏性评价实验,对水敏过程中孔、喉半径分布特征、配位数、孔隙变化特征、物性参数变化及对储层渗流能力的影响进行了实验研究,并绘制了水敏前后极限注采井距对比图版。结果表明,随着渗透率降低,水敏效应对孔隙、喉道伤害程度越大、平均孔喉配位数减少越多。两者共同作用是造成储层启动压力梯度增加的主要原因;水敏效应对储层喉道伤害程度远大于对孔隙伤害程度;水敏效应造成黏土膨胀、颗粒运移几乎发生在所有孔隙中,但对岩心整体孔隙结构和分布特征影响不大。通过极限注采井距可知,水敏效应造成新沟嘴组低渗油藏极限注采井距减少了153 m,需要通过加密井来调整注采井距,改善注水波及范围。该研究结果对长期注水的水敏性低渗储层开发调整具有现场指导意义。