南堡油田硬脆性泥页岩地层井壁失稳原因实验

冀东南堡油田中深层硬脆性泥页岩地层钻井过程中,井壁垮塌现象频发。为充分认识中深层硬脆性泥页岩井壁失稳机理,减少此类事故的发生,通过开展研究目标微观结构、理化特征以及钻井液对其力学特性影响的实验研究,定量研究了该区块影响井壁失稳的因素。结果表明:东二段至沙河街组泥页岩的矿物以黏土、石英为主,具有一定的脆性特征;阳离子交换容量高,岩石水化能力较强;宏观层理、裂缝、微观裂纹均较发育,应力释放及钻具扰动易使岩石发生劈裂或滑移;液相沿裂缝侵入地层导致岩石水化膨胀,降低泥页岩结构强度;在钻井液正压差作用下,产生水力尖劈作用,导致地层破碎,诱发井壁失稳。因此,预防此类泥页岩地层井壁失稳需严格控制钻井液滤失量,加强钻井液的封堵能力。针对该区块的室内实验研究,为该区块硬脆性泥页岩的安全、高效钻进提供了理论支撑,同时也为同类型地层的井壁失稳机理研究提供了技术参考。     

南堡3号构造区中深层沉积相与沉积演化特征

针对南堡3号构造区中深层东营组二段(Ed2)-沙河街组三段(Es3)沉积类型认识的不统一,在研究区8口取心井岩心观察描述的基础上,结合地震、测井、录井及岩矿等资料,对南堡3号构造区中深层辫状河三角洲、扇三角洲、深水滑塌浊积扇和滨浅湖的沉积特征进行了研究.结果表明:研究区物源来自西南方向沙垒田凸起,SQ1层序和SQ2层序时期发育扇三角洲-滨浅湖沉积体系,SQ3-SQ7层序发育多期叠加的辫状河三角洲-滨浅湖/浊积沉积体系,分布范围受湖盆缓坡带构造背景控制.在此基础上,综合南堡3号构造区构造活动特征、湖盆边界形态、水体深度等因素,从典型地震剖面出发,建立了南堡3号构造区中深层坡折带控制的层序沉积充填模式,旨在对类似地区的油气勘探有所裨益.     

胜北构造硬脆性泥页岩裂隙特征及防塌机理

为了寻求吐哈油田胜北构造硬脆性泥页岩地层防塌措施,分析了其裂隙发育特征和坍塌机理,表明其综合水敏性属中～弱膨胀和中～弱分散,地层岩石具有典型硬脆碎特征,受山前构造运动产生的构造应力、蒙脱石在成岩脱水过程中产生的膨胀力以及厚薄不等的大段夹层煤的共同作用,形成了发育的裂隙和微裂缝,遇水（钻井液滤液）长时间浸泡易产生剥落掉块,引起周期性坍塌．采用提高钻井液的抑制性、改善钻井液的泥饼质量、封堵地层微裂缝的综合物理化学方法可以防治这类地层的井眼坍塌．     

胜北构造硬脆性泥页岩裂隙特征及防塌机理

为了寻求吐哈油田胜北构造硬脆性泥页岩地层防塌措施,分析了共裂隙发育特征和坍塌机理,表明其综合水敏性属中－弱膨胀和中－弱分散,地层岩石具有典型硬脆碎特征,受山前构造运动产生的构造应力,蒙脱石在成岩脱水过程中产生的膨胀力以厚薄不等的大段夹层煤的共同作用。     

南堡沙河街组硬脆性泥页岩地层漏失压力预测方法

南堡沙河街组硬脆性泥页岩是典型的井壁易失稳地层,钻井过程中,井壁垮塌、漏失现象频发。目前,针对页岩井壁失稳现象,研究主要集中在结构面影响下的井壁垮塌。然而,实际钻井过程中,由于泥页岩层理、裂缝等结构面发育,导致地层漏失明显,严重制约了安全高效钻井。因此,本文基于室内力学实验,考虑页岩结构面发育特征,融合页岩沿基体破裂、沿层理或裂缝破裂及沿裂缝扩展等多类漏失机制,构建了一种新的硬脆性泥页岩地层漏失压力预测方法,明确了地层漏失压分布特征及影响因素。研究结果显示：层理与天然裂缝作为典型弱结构面,是硬脆性泥页岩地层漏失的主要控制因素。相比较均质地层,结构面发育的页岩地层漏失压力明显降低,安全井眼轨迹方位减少,钻井难度增大。此外,受弱结构面影响,难见沿基体的破裂漏失现象。漏失优先出现在天然裂缝面,天然裂缝对漏失影响强于层理面。研究成果可为硬脆性页岩地层钻井设计提供理论基础,对实现页岩地层安全高效钻井具有重要意义。     

南堡凹陷Ⅱ号、Ⅲ号构造带断裂构造发育特征及成因

基于渤海湾盆地北部南堡凹陷三维地震解释数据,以盆地构造解析理论为指导,系统梳理南堡凹陷Ⅱ号和Ⅲ号构造带内断裂几何特征及组合样式,结合平衡剖面技术恢复不同构造活动时期盆地发育特征,探讨断裂变形的成因机制。结果表明：南堡Ⅱ号、Ⅲ号构造带是典型的伸展构造样式,平面上以NEE走向平行对倾式为主要组合样式,剖面上呈“似花状”构造。根据断距-埋深曲线厘定,南堡凹陷Ⅱ号、Ⅲ号构造带内断裂系统分为基底先存断裂系统、晚期新生断裂系统和长期活动断裂系统。沙河街组沉积时期,南堡凹陷Ⅱ号、Ⅲ号构造带内形成NE向主干边界断层;东营组沉积时期,形成反向边界断裂,与主干断裂构成“y”字形结构样式;馆陶组-明化镇组沉积时期新生大量NEE向断层与长期活动主干边界断裂共同构成密集断裂带。先存基底F₂、F₃断层影响着局部应力场的分布,与上覆构造带构成间接关联耦合关系,先存基底与控带断层构成铲式扇组合共同控制浅部断裂密集带的发育。成因上,南堡凹陷Ⅱ号、Ⅲ号构造带的形成与发育直接受控于古近纪以来太平洋板块俯冲方向的转变。     

南堡2、3号构造带保护储层的钻井液体系

现有钻井液对南堡2、3号构造第三系储层损害主要为液相损害并且其封堵效果不佳,为了降低损害程度提高封堵效果,对研究区块的储层岩性、物性、敏感性和潜在损害因素等进行分析。利用FDY—Ⅱ型储层综合损害实验评价系统和钻井液高温高压封堵评价等方法进行钻井液优化设计。结果表明,优选后的钻井液体系表面张力由30. 61 m N·m-1降至27. 51 m N·m-1,防水锁能力提高;高温高压滤失量由22. 7 m L降至14. 2 m L,滤失量低且封堵效果明显;岩心渗透率恢复值由70%以下提高到85%以上。研究成果为南堡2、3号构造带致密油气藏勘探开发提供保护储层的钻井液体系备选方案。     

CaO--TiO2--Fe2O3三元系中Ca3TiFe2O8的生成机理

钒钛磁铁矿是烧结矿重要的原料之一,Ca3TiFe2O8作为钒钛烧结矿中矿物被发现之后,其生成机理尚不明确.本文采用X射线衍射分析、元素能谱分析和TG--DSC分析相结合的方法,研究了Ca3TiFe2O8的生成机理以及不同温度、CaO与TiO2含量下Ca3TiFe2O8的生成规律.实验结果表明,Ca3TiFe2O8由Ca2Fe2O5和CaTiO3反应生成,即CaO和Fe2O3反应生成Ca2Fe2O5;其后,与CaTiO3反应生成Ca3TiFe2O8.反应时间越长,Ca3TiFe2O8的生成量越大,但反应温度对Ca3TiFe2O8生成的影响并不明显.另外,还发现 CaO含量越高,Ca3TiFe2O8越易于生成,而且等摩尔 Fe2O3和 CaO下只要存在 TiO2,就会有Ca3TiFe2O8生成.     

篮球比赛中为什么没有1、2、3号球衣?

在篮球比赛中,我们在场上可以看到,球场上根本没有穿1、2、3号球衣的运动员。原来,这与比赛中的判罚有关。按照比赛规定,罚球时,裁判员举手伸出2个指头,表示罚2次;伸出1个指头,表示罚1次;队员3秒违例,裁判员伸出3个指头表示。而当队员犯规或球队换人时,裁判员也是用手势示意队员的号码。如果场上队员设1、2、3号,就容易引起误会。     

CO2对油井水泥石的腐蚀:热力学条件、腐蚀机理及防护措施

从水泥化学角度出发,分析了CO2在较低温度(〈110℃)下对油井水泥石碳化腐蚀的机理,并应用热力学方法计算了油井水泥熟料矿物及水化产物在温环境下受CO2侵蚀的条件。还针对国内富含CO2油气田的实际情况,提出了不同地层温度下防止CO2腐蚀水泥环的措施,推荐了判断CO2腐蚀程度的参考判据。     

硬脆性泥页岩渗流-应力耦合井壁坍塌压力计算方法

硬脆性泥页岩的井壁坍塌是制约我国油气资源战略向深部地层成功转移的重要技术瓶颈。建立了裂缝渗流-应力耦合作用下孔隙压力的计算模型,选用弱面破坏准则,综合考虑各向异性、裂缝产状、井眼轨迹、地应力、渗流应力的影响建立了硬脆性泥页岩井壁坍塌压力的计算方法,分析了裂缝渗流、井眼轨迹和裂缝产状对坍塌压力的影响规律。研究发现,钻井液沿裂缝渗流导致坍塌压力升高,渗流初期坍塌压力升高较快,随时间推移,升高量逐渐逐渐减小;在高倾角裂缝中沿裂缝倾向钻进水平井坍塌压力较低。改善钻井液的封堵性、流变性和润湿性,减缓钻井液沿裂缝面的渗流,避免在坍塌压力较高的区域钻井,是该类地层安全钻井的关键。     

框架结构建筑渗漏的分析与改进对策

通过分析框架建筑工程渗漏问题产生的原因，针对外墙、屋面、楼地面等处的渗漏问题，提出预防此类通病的改进对策．     

泥岩地基及嵌岩灌注桩的承载特性试验

红土崖组(KwH)泥岩是一种分布于青岛地区的白垩系王氏群泥岩,是一种非典型的黏土岩,其透水性弱,具有一定的膨胀特性。为研究泥岩的物理力学性质、变形特性及嵌入泥岩中灌注桩的承载特性,以红土崖组(KwH)泥岩为试验对象,在青岛某地区开展了泥岩常规物理力学试验、泥岩地基及泥岩地基中嵌岩灌注桩的静载荷试验。试验结果表明,红土崖组(KwH)泥岩含砂,吸水膨胀率较小,是一种非膨胀性岩;全风化及强风化泥岩地基的P-s曲线基本呈缓变型;而中风化泥岩地基在破坏时发生了压裂及隆起,P-s曲线呈陡降型,而且变异性较大。该场地泥岩地基中灌注桩分别加载至10800 kN、12960 kN,试桩均未发生破坏,嵌岩灌注桩的桩侧摩阻力和桩端阻力均未充分发挥;中风化泥岩的承载力较高,可作为桩基理想的持力层;泥岩具有初始损伤特性,且随着应力水平的提高其损伤逐渐加剧。研究成果对青岛地区泥岩地基中的工程建设具有参考价值。     

南宁盆地软硬水平互层泥岩强度特性分析

为研究软硬水平互层泥岩的基本物理力学性质、强度特性,选取南宁盆地某典型泥岩层,通过建立水平互层泥岩模型,进行了物理力学试验、单轴抗压强度试验、三轴剪切试验、天然状态下岩石抗剪断强度试验以及现场标准贯入试验研究,着重考察了互层泥岩强度变化规律与物理力学特性的影响因素,结果表明:①互层泥岩强度低,强度变异大,天然状态下的单轴抗压强度为1.0～7.0 MPa,饱和单轴抗压强度为0.4～1.3 MPa。岩石在长期浸泡下,强度将折减约75%。②岩相变化大,裂隙发育,具有吸水膨胀失水收缩,并极易软化,水稳定性极差。③抗扰动性能差,无法准确划分风化带,具有较高的超固结特性。     

型钢-混凝土粘结机理的探讨

对型钢混凝土结构(SRC结构)中型钢-混凝土的粘结机理及影响粘结性能的主要因素进行了分析和探讨,并从混凝土保护层开裂与否的角度根据粘结力的扩散原理,提出了一种型钢-混凝土粘结强度的计算方法,可为型钢混凝土结构中型钢-混凝土粘结性能的研究及实际设计中粘结强度的计算提供参考.     

水对泥岩损伤作用机理的核磁共振试验研究

为研究泥岩遇水软化的力学特性,对泥岩进行了单轴压缩和核磁共振试验。研究结果表明:(1)水对泥岩的损伤弱化过程如下。浸泡初期,泥岩内部的较小尺度的微裂纹(T_2谱第一峰值)逐渐扩展;较大尺寸的微裂纹(T_2谱第二峰值)显著增加、扩大。随着浸泡时间的增加,相对于较大尺寸(T_2谱第二峰值)的微裂纹,以较小尺寸的微裂纹(T_2谱第一峰值)的迅速扩展、汇聚乃至贯通为主;浸泡至足够长时间时,裂纹贯通形成新的更大尺寸的裂纹,此时,T_2谱分布图上出现第三峰值。(2)水对泥岩的损伤弱化作用主要表现为随着浸泡时间的增加,试件内部的原生微裂纹的进一步扩大和新生裂纹的萌生,二者逐渐汇聚、贯通,从而为水提供更多的通道,使水对泥岩的损伤进一步增强。(3)水对泥岩的强度参数损伤作用极为显著。随着浸泡时间的增加泥岩的单轴抗压强度和弹性模量均随着浸水时间的增加而呈指数形式减小。     

溃曲软硬相间顺层斜坡滑移-弯曲破坏机制分析

以白龙江苗家坝水电站库区巨型滑移-弯曲破坏模式的何家滑坡为例,在野外调研的基础上,利用理论公式、数值计算等手段,从地形、地应力、岩性组成和临空条件等方面分析了软硬相间层状斜坡产生滑移-弯曲模式变形破坏的成因机制。结果表明,研究区高、陡的地形条件、最大主应力平行斜坡走向的地应力条件,以及深部厚层软弱岩带的存在,是厚层状坚硬凝灰岩夹板岩斜坡孕育、发生滑移一弯曲模式变形破坏的主控因素。     

南宁盆地第三系泥岩参数试验方法改进

广西南宁盆地的泥岩在中国第三系地层中具有代表意义,随着城市建设步伐的加快,基础深度越来越大,持力层基本都落在泥岩中,从而就引发出许多不明确的问题.因此泥岩参数的可靠性就遭到了质疑.针对以上问题,该文结合南宁泥岩地质特征、影响泥岩参数的因素和相关的室内对比试验进行分析总结,在试验手段上主要采用室内固结试验,以不同的试验状态出发,并从对比性试验中探讨了怎样去"恢复"泥岩的原有应力状态.从而为可靠地确定泥岩参数起到抛砖引玉的作用.