苏77-5-8H井大斜度穿煤层安全钻井技术

苏77-5-8H井为苏里格气田苏77区块第一口利用水平井提高山23组开发效益的大斜度穿煤层水平井,目的层山23储集砂岩上部发育厚度25～30 m的碳质泥岩和煤层段,由于煤系地层的特殊性,钻进过程中易坍塌,且煤系地层正好处于入靶前的造斜井段,钻井施工难度大、风险高。在分析了煤层井壁稳定机理基础上,针对苏77区块地层特性和水平井钻井施工的难点,分析了该井主要技术难点,重点从井眼轨迹轨道设计优化、轨迹控制及施工技术措施和钻井液技术等方面对该井安全技术进行了全面的介绍,为今后同类井钻井提供可参考的经验。     

新型同径分层止水工艺在地热探采深井的应用

原平大营地热探采结合深井完钻井深3088 m,为探明494~3088 m变质岩地层的水文地质参数和水源补给情况,基于岩心和测井资料划分4个抽水试验段,且试验后需要恢复目的含水层。根据“一孔同径分层止水”原则,设计了管内止水托盘止水、管外止水伞止水的新型同径分层止水工艺。该工艺简化了井身结构,避免了管外投粘土球、注水泥等堵塞含水层的情况。现场实施表明,该工艺止水效果完全满足水文地质抽水试验要求,可为同类工程提供经验和借鉴。     

嫩江组二段底部标志层岩石矿物学特征与成片套损因素新认识

大庆油田嫩江组二段底部与嫩江组一段顶部成片套损严重，从前一直认为泥岩吸水膨胀、蠕变是导致成片套损的主要因素。成片套损位置研究发现，嫩江组二段底部与嫩江组一段顶部成片套损实际集中于嫩江组二段底部标志层内，而嫩江组二段底部标志层岩石矿物学特征综合研究结果表明，其不含遇水膨胀的蒙脱石，且粘土矿物含量也低于其上下相邻岩石，表明其遇水膨胀与蠕变较弱，岩石遇水膨胀与蠕变不会构成成片套损的主要原因。嫩江组二段底部标志层岩石岩心观察描述、镜下鉴定、矿物成分综合测试和岩石强度性质研究发现，嫩江组二段底部标志层泥岩为富含长英质的质地坚硬岩石，含粘土矿物较少，不含蒙脱石，岩石吸水能力差、膨胀与蠕变能力弱；标志层中存在多个化石富集带，化石沿岩石层理分布形成沿层理方向的区域性力学薄弱面；沿化石层层理的抗张强度与抗剪强度远低于其他层位和垂直于层理方向的强度性质。因此，一旦注入水进入嫩江组二段底部标志层，富含化石的岩石沿岩石层理优先发生破坏，并迅速扩展，形成成片套损现象。     

A laboratory study on capillary sealing efficiency of Iranian shale and anhydrite caprocks

Caprock has the most important role in the long term safety of formation gas storage. The caprocks trap fluid accumulated beneath, contribute to lateral migration of this fluid and impede its upward migration. The rapid upward passage of invasive plumes due to buoyancy pressure is prevented by capillary pressure within these seal rocks. In the present study, two main seal rocks, from the Zagros basin in the southwest of Iran, a shale core sample of Asmari formation and an anhydrite core sample of Gachsaran formation, were provided. Absolute permeabilities of shale and anhydrite cores, considering the Klinkenberg effect, were measured as 6.09 × 10⁻¹⁸ and 0.89 × 10⁻¹⁸ m², respectively. Capillary sealing efficiency of the cores was investigated using gas breakthrough experiments. To do so, two distinct techniques including step by step and residual capillary pressure approaches were performed, using carbon dioxide, nitrogen and methane gases at temperatures of 70 and 90 °C, under confining pressures in the range 24.13–37.92 MPa. In the first technique, it was found that capillary breakthrough pressure of the cores varies in the range from 2.76 to 34.34 MPa. Moreover, the measurements indicated that after capillary breakthrough, gas effective permeabilities lie in range 1.85 × 10⁻²¹ – 1.66 × 10⁻¹⁹ m². In the second technique, the minimum capillary displacement pressure of shale varied from 0.66 to 1.45 MPa with the maximum effective permeability around 7.76 × 10⁻²¹ – 6.69 × 10⁻²⁰ m². The results indicate that anhydrite caprock of the Gachsaran formation provides proper capillary sealing efficacy, suitable for long term storage of the injected CO₂ plumes, due to its higher capillary breakthrough pressure and lower gas effective permeability.     

硅酸盐聚乙稀醇冲洗液在新疆砂岩性铀矿钻探中的应用

分析并研究了硅酸盐聚合物冲洗液体系的作用机理,配制了一套专门针对砂岩性铀矿岩心钻探中复杂地层孔段长、极易引发多种孔内事故的冲洗液体系。生产实践证明,该冲洗液体系完全能够满足绳索取心钻进工艺各项性能要求,并在对付砂岩性复杂地层方面具有良好的效果。     

套管钻进拔桩法及其工程应用

在地下工程施工中经常会遇到被废弃的旧桩基,如何清除这些废弃桩是确保地下工程顺利施工的关键。简要介绍了废弃桩的拔除机理及拔除方法,重点对套管钻进法的拔桩工艺、施工机具设备、施工效果以及施工中有关问题作了阐述。套管钻进拔桩法具有施工工艺简单、操作方便、施工效率高,施工效果好（尤其对易断桩的拔出）、费用低等优点,可广泛应用于桩径1000mm以内废弃桩的拔除施工。     

Topographic zonation of infiltration in the hilly loess region,north china

Field infiltration tests using portable rainfall infiltrometers were conducted in the Wangjiagou experimental basin in the hilly loess region of north China. Based on data collected at 27 sites, a topographic zonation of infiltration characteristics was observed. The average steady infiltration rate and the average ponding time decreased from the hilltop to the hillslope and further decreased to the gully wall. Such a zonation is closely related to the variations of topography, soil and land use conditions in the study area. A general infiltration model is proposed. Collected field data are used to establish the applicability of the proposed model in the study area.     

软岩巷道中地下水流自动封闭机理分析

地下水对软 巷道的支护具有重要影响,需要采取避开或封闭措施。在具有膨胀性和崩解性的软岩巷道中,地下水流存在自动现象,本文研究了它的机理。     

海底管道维修管卡密封结构的性能分析及测试

密封压力是带压堵漏维修管卡的关键性能。介绍了323.9 mm(API 12英寸)维修管卡样机的总体结构及密封原理,选用接触压力准则作为管卡的密封评价准则,利用ANSYS Workbench软件建立了管卡密封结构的二维轴对称有限元模型,分析了密封结构闭环中薄弱部分在不同密封圈压缩量下的接触压力,然后试验测试了管卡样机密封圈压缩量和密封压力,并与有限元计算接触压力进行了对比。分析结果表明管卡密封结构最薄弱部分的接触压力随着周向密封圈压缩量的增大而增大,且主要是中间接触部分起到密封作用。通过试验验证了理论分析的管卡密封结构最薄弱位置,并发现相同密封圈压缩量下试验测试的密封压力与计算的接触压力近似,两者的变化趋势基本一致。有关分析思路和试验方法可以为管卡密封结构的设计提供重要参考。     

南大巴山前陆冲断褶皱带断裂流体地球化学特征及构造保存研究

南大巴山前陆构造带位于城口断裂与铁溪-巫溪断裂之间,为研究该构造带断裂对烃类运移及构造对页岩气保存的影响,本文对该构造带内断裂流体的碳氧同位素和流体包裹体进行了测试分析。测试结果显示,研究区断裂流体碳氧同位素整体较围岩更为分散,δ~(13)C_(PDB)介于-2.9‰~3.9‰之间,属正常海相碳酸盐层的碳同位素值,坪坝断裂附近δ~(13)C_(PDB)呈明显亏损,具外来流体混合的特征。流体包裹体为含烃的气液二相盐水包裹体,气相成分为CH_4,液相为H_2O。包裹体均一温度以城口断裂附近最高,主要为311~336℃,频率峰值温度为328℃;往南叠瓦带流体均一温度主要位于183~269℃之间,峰值为230℃,断褶带峰值为213℃,滑脱褶皱带为170℃,整体表现为向盆内方向降低。盐度主要为4.43%~8.6%NaCl。研究表明,城口断裂作为大巴山构造带南北分界的主干断裂,古流体的形成温度和热演化程度最高,且从盆地向北至城口断裂,各构造带流体的热演化程度、成岩温度、古流体压力均逐渐升高,说明随着构造活动的增强,构造带中的流体更为活跃,持续时间更长,导致流体形成的深度和温度变化较大。构造带内的流体总体上形成于封闭体系,在主构造应力的驱动下,盆地深部含烃流体沿断裂向浅部运移,并与浅部地层流体发生混合,运移通道整体处于封闭状态;而构造带内的一些次级断裂,因其形成的时间以及向下延伸的深度不足以触及下古生界烃源岩层,因此其对流体封闭性的影响有限。