页岩储层非稳态渗透率测试方法综述

为了研究页岩储层非稳态渗透率测试方法,对国内外脉冲衰减法和压汞法相关文献进行了广泛深入地调研。详细阐述了岩芯柱脉冲衰减法、岩屑脉冲衰减法、脱气法三种脉冲衰减渗透率测试方法的实验原理、数学处理方法、影响因素、适用条件和存在的问题。针对压汞法,给出了基于不同理论的预测模型。研究结果表明：岩芯柱脉冲衰减法具备较高的测试效率和精度,能够测试不同围压条件下的储层渗透率,为页岩储层原始条件下的渗透率测试和应力敏感性研究提供了有效手段;岩芯柱脉冲衰减法对实验仪器和样品制备要求严格,适用于室内对页岩等致密储层进行精密的渗透率测试,且数学处理上还需要进一步的研究,以区分基质和天然裂缝的作用。岩屑脉冲衰减法不受样品形状限制,缩小了样品测试尺寸,理论上能够避免天然裂缝的影响,为页岩储层基质渗透率测试提供有效手段。脱气法和压汞法精度相对较低,测试结果可作为参考数据。     

页岩形变及破坏特征研究进展及展望

随着常规油气资源的减少,页岩油气等非常规资源的加速开发,如何获得准确的页岩力学参数为钻井与压裂提供指导是中外学者研究的方向。从页岩岩石力学的室内实验(如单轴、三轴、声波实验等)、理论研究、数值方法(如有限元、离散元等)三方面对页岩的应力-应变特性、岩石破裂模式、本构模型与强度理念等研究进展进行综述,得出如下结论:页岩的形变特征主要脆性为主,且峰值应力表现出明显层理相关性;页岩的破坏特征与层理方向、围压、裂缝特性、埋深、浸泡液体等具有密切联系;页岩内部具有大量微孔隙、微裂缝,其本构模型主要基于损伤理论建立;强度准则主要基于单一弱面准则与横观各向同性建立。展望了如3D打印技术与页岩模型相结合,打印出给定参数的类岩石样品;考虑多耦合因素控制及多弱面结构下的本构模型和岩石破裂准则等岩石力学研究前景。     

重量法测定腐殖酸钾中钾

钻井液用页岩抑制剂腐殖酸钾（KHm）是以褐煤为原料,用KOH提取而制得的产品。它虽易溶于水,但水溶液颜色为黑色,无法直接测定钾含量。所以应首先将钾离子从黑色溶液中分离出来,才能进行测定。地质矿产部行业标准ZBD10003—89《钻井液用抑制剂腐殖酸钾》中规定先沉淀腐殖酸分离钾,再用滴定法测定钾。这种方法试验过程繁琐,且溶液不宜长期保存,特别是十六烷基三甲基溴化铵标准溶液在低于20℃的温度下就有结晶析出,滴定误差很大,甚至无法进行。本文采用高温灰化分离钾,四苯硼钠重量法测定腐殖酸钾中钾含量,简化了测定准备工作和操作步骤,节省了试剂成本。     

三向应力状态下层理性泥页岩地层井壁稳定性研究

层理性泥页岩地层钻进过程中,极易发生井壁失稳问题,严重影响了钻井作业效率,增加了勘探开发的成本。探索了层理性泥页岩地层的井壁失稳机理,开展了考虑钻井液作用下层理性泥页岩地层在真实三向应力状态下的井壁稳定性预测模型研究。研究表明:忽略中间主应力的影响不能准确预测层理性泥页岩地层坍塌的风险;钻井液滤液沿层理面的渗流会降低层理面的黏聚力和内摩擦角;并随时间的变化显现出快速降低和平缓降低两个阶段;改进的层理性泥页岩地层井壁稳定性分析模型能够真实反映地应力状态和井壁岩石的力学特性,现场应用表明其能够比较准确的预测层理性泥页岩地层的井壁稳定性。     

龙马溪组页岩应力敏感性实验评价

X射线衍射和全应力-应变结果表明龙马溪组页岩具有明显的硬脆性特征,破裂前曲线均呈现明显的线弹性变形。在5 MPa和10 MPa围压下,平行层理方向与垂直层理方向岩芯力学性质表现明显不同,平行层理方向的微裂缝由于受到张力作用而导致页岩突然破裂而完全失去承载能力;当围压达到20 MPa时,由于层理微裂缝的闭合,页岩的力学性质表现相似。氮气脉冲压力延迟测试结果表明:平行层理方向取芯页岩的应力敏感性更强,当有效应力增至10 MPa时,垂直层理方向岩芯渗透率下降1~2个数量级,而平行于页岩层理方向岩芯渗透率下降2~3个数量级;方解石充填的天然裂缝可提高岩芯整体渗透率2~3个数量级,且闭合型页岩天然裂缝应力敏感性强于张开型天然裂缝岩芯。     

南堡凹陷泥页岩孔裂隙特征及影响因素分析

为了更好地评价南堡凹陷页岩油气资源潜力,综合运用地质、地球物理资料,通过岩心及薄片观察、扫描电镜观察、X衍射矿物分析等实验方法,对南堡凹陷泥页岩储层孔裂隙特征及影响因素进行了研究。研究表明,泥页岩储层发育的裂缝分为四种类型:构造缝、异常压力缝、成岩收缩缝和层间微裂缝,其中以高角度构造裂缝为主。孔隙结构复杂,组合形式多样,孔隙类型包括:有机质孔隙、粒间孔、粒内孔。影响泥岩裂缝形成的机制主要有四个方面,即沉积作用、构造运动、地层超压和成岩作用。其中构造运动控制裂缝的发育数量和展布,是南堡1号、2号和5号构造带以及高柳地区泥页岩裂缝发育的主控因素。     

沧东凹陷孔二段泥页岩特征及页岩油勘探潜力

沧东凹陷孔二段泥页岩具有有机质丰度高、热演化程度适中、厚度大、脆性矿物含量高的特点,页岩油勘探开发潜力巨大;但泥页岩非均质性较强,准确评价页岩油储层含油性和脆性的难度较大。综合岩心描述、镜下薄片观察、X射线衍射全岩矿物分析技术和热解分析,明确了孔二段泥页岩的矿物组成、沉积构造类型以及有机质丰度等沉积特征,并在此基础之上划分了岩相类型。研究表明,孔二段泥页岩的矿物成分主要为石英、斜长石、白云石和黏土矿物,黑色纹层状泥岩相、深灰色层状泥岩相、深灰色层状云质泥岩相、灰褐色层状泥质云岩和棕褐色块状白云岩是研究区主要的五种岩相类型;不同岩相有机质丰度存在较大差异,其中黑色纹层状泥岩有机质丰度最高,其次是棕褐色块状白云岩和灰褐色层状泥质云岩,深灰色层状泥岩与深灰色层状云质泥岩有机质丰度最低。     

吉木萨尔芦草沟组页岩油储层润湿性特征与影响因素分析

润湿性是页岩储层的重要物性之一,关系到开发方式的制定和生产制度的优化。借助Amott法与接触角法测定了吉木萨尔芦草沟组储层不同岩性样品的润湿性并对比了两种测试结果的差异;通过RoqSCAN技术测定了岩心表面矿物组分,结合原油组分分析了吉木萨尔芦草沟组储层在不同工作液下的润湿特征并分析了组分对润湿性的影响。此外,通过渗吸驱油实验讨论了润湿性对渗吸驱油效率的影响并筛选了适用于吉木萨尔的表活剂类型。结果表明：岩性与原油物性是影响吉木萨尔芦草沟组储层润湿性的关键因素,其中石英、绿泥石、伊利石含量更高的层段亲水性更强,白云石、黄铁矿、伊蒙混层及高岭石含量更高层段亲油性更强,长石含量对吉木萨尔芦草沟组润湿性的影响不大,原油中胶质沥青质含量更高层段亲油性更强。芦草沟组储层在地层水与瓜胶压裂液环境下普遍偏油湿,非离子类表活剂更加适用于吉木萨尔芦草沟储层,改变润湿性的性能更加稳定,能显著提高亲油岩心的渗吸驱油效率。     

鄂尔多斯盆地南部延长组7段泥页岩储层特征及其控制因素

厘清鄂尔多斯盆地延长组7段泥页岩储层发育特征及其与不同成岩作用的关系,能够为分析页岩气储层储集性能以及“甜点区”预测评价提供指导。本次研究在大量岩石薄片鉴定、扫描电镜、X射线衍射等分析实验基础上,对鄂尔多斯盆地南部延长组7段泥页岩储层的矿物含量变化、组成类型、纵向分布规律、储集空间分布以及成岩作用类型进行研究。结果显示：研究区泥页岩可划分为富伊利石型、富伊利石和伊蒙混层型、含长石富伊蒙混层型、含长石富伊利石型四种类型;纵向上,随着埋深增加,伊蒙混层的含量变化由高到低,伊利石的含量变化由低到高。泥页岩中微观储集空间相对发育,类型多样,发育有压实作用、黄铁矿形成作用、黏土矿物转化作用、溶蚀作用以及有机质生烃等成岩作用,不同成岩作用对储集空间的影响有一定的差异;分析不同成岩作用对储集空间发育的影响,对认识研究区储层特征和进一步勘探均具有重要意义。     

薄互层页岩油核磁共振测井响应特征——以准噶尔盆地二叠系风城组为例

为明确核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)测井仪纵向分辨率对薄互层陆相页岩响应特征的影响,以准噶尔盆地二叠系风城组3组薄互层接触面全直径岩心为研究对象,通过设计不同岩心取样方式,模拟核磁共振仪器不同纵向分辨对薄互层的核磁共振测量。研究核磁共振仪器纵向分辨率在不同薄互层厚度情况下横向弛豫时间T₂谱的响应特征的差异,明确核磁共振仪器纵向分辨率对T₂谱形态、核磁孔隙度、核磁T₂特征截止值及几何平均值的影响。结果表明：当薄互层物性差别较大且仪器纵向分辨率较低时,T₂谱形态不能准确反映真实储层特征,进行核磁测井资料解释需要考虑分辨率的影响;核磁孔隙度受仪器纵向分辨率影响较小,是薄互层探测区域的线性平均值;T₂特征截止值和几何均值会受到较大影响,会造成核磁有效孔隙度、可动流体饱和度和核磁渗透率偏小。研究结果对薄互层型页岩储层核磁共振测井评价具有重要指导意义,为核磁共振测井在页岩薄互层储层性质评价提供了参考依据。