压裂液侵入对页岩储层导流能力伤害

大规模水力分段压裂是页岩气等非常规资源高效开发的关键技术。页岩气井返排率一般较低,大量的压裂液长期滞留地层对储层岩石、支撑剂强度等造成一定的伤害,影响页岩储层压裂改造长期效果。针对该问题,通过室内试验模拟研究现场压裂前后气测导流的变化规律,对压裂液伤害程度进行表征。结果表明:压裂液侵入降低了支撑剂、页岩岩石强度,导致支撑剂破碎率、岩石嵌入程度加剧,导流能力伤害达到60%以上;使用大粒径支撑剂、较高铺砂浓度,优选破胶性能好、低残渣、防膨性强的压裂液,能有效提高导流能力,降低压裂液伤害程度。研究结果对页岩地层压裂设计,降低压裂液伤害提高产量提供参考。     

四川盆地超深层泥页岩纳米孔隙特征及其地质意义

利用SEM-PCAS孔隙定量表征技术与低压N_2等温吸附实验研究X井深度为6 875~8 042m超深层泥页岩的纳米孔隙特征,并选取四川盆地及周缘地区从地表到5km左右的样品组作为对比,探索深埋藏作用对泥页岩孔隙系统的影响。研究发现,X井志留系龙马溪组、奥陶系五峰组及下寒武统筇竹寺组超深层泥页岩32个样品的孔隙特征相似,孔隙类型以有机质孔、粒间孔为主,孔隙形态以狭长-裂缝型为主。N_2等温吸附线类型为IV-H3型,QSDFT孔径分布显示其纳米孔隙主要分布于4~16nm段,BET比表面积为8.63~16.13m2/g。与对照组样品相比,X井超深层泥页岩的孔径分布更加分散,微孔体积和微孔比表面积更小,介孔/微孔的体积比值及介孔/微孔的比表面积比值比非超深层泥页岩均具有数量级的优势。X井超深层泥页岩的孔隙特征主要受埋藏深度控制,深埋藏作用会使泥页岩孔径缩小并改变孔隙的形态。     

考虑层理、加载速率与尺寸效应的页岩裂纹扩展机理试验研究

分析裂纹扩展演化机理是认识井壁坍塌失稳的关键,尤其是层理和脆性特征显著的页岩地层,伴有节理与微裂隙发育,研究其裂纹扩展演化机制对于确定钻井导向、钻速及井眼尺寸更显重要。为此利用材料试验机开展了考虑层理倾角、加载速率与试件尺寸的页岩裂纹扩展演化试验研究。结果表明页岩层理平行于载荷时,裂纹沿层理呈张性破坏。层理倾角由0°~30°时,裂纹扩展形态由张性破坏向剪切破坏转变;当层理与轴向应力呈30°倾角时,剪切破坏最为明显,裂纹的平均扩展速率最大,且抗压强度最小;层理倾角由30°~90°时,裂纹由剪切破坏;逐渐转向张性破坏,当层理与轴向载荷垂直时,试件裂纹切割层理片层发生张性破坏。随加载率的增加,页岩峰值应力增大,裂纹长度逐渐减小,但加载速率越小,破坏后的页岩越为碎裂;在侧向尺寸不变的条件下,试件高度越大,越呈现张性破坏,主裂纹越长,且破碎后的页岩越呈现片状。     

东营凹陷沙河街组页岩油储层微观孔隙结构研究

储层微观孔隙结构研究可为页岩油勘探开发提供依据。利用氩离子抛光扫描电镜实验和孔隙图像储层结构参数统计方法,分析了渤海湾盆地东营凹陷沙河街组18块岩芯样品的微观孔隙发育特征。结果表明,东营凹陷沙河街组页岩油层段的孔隙类型主要包括粒间孔、溶蚀孔、晶间孔和晶内孔,泥质粒间孔提供的面孔率贡献最大,溶蚀孔对有较高的面孔率贡献,晶间孔和晶内孔的面孔率贡献最低。页岩油储层孔隙的孔径属于纳米级和微米级,数量上纳米级孔隙占绝对优势,但储层面孔率主要由在数量上不占优势的微米级孔隙提供。因此,东营凹陷沙河街组页岩油层段的主要储集空间属于微米级孔隙。     

水敏性泥页岩地层与钻井液接触时水化能力的实验研究

地层与泥浆组成体系的扩散吸附常数及井眼围岩吸附水增量分布是水敏性泥岩地层井壁稳定性研究所需的重要参数,其影响因素相当复杂,很难通过室内简单实验进行测定。本文从室内长岩心岩电流动实验出发,对利用测井参数确定扩散吸附常数及井眼围岩吸附水增量分布的方法进行了研究,结果表明通过对静滤失状态下侵入方向电阻率剖面的定量分析,可以使扩散吸附常数及井眼围岩吸附水增量分布得到唯一确定。而且该方法较之目前所见方法简单且容易操作。     

水基泥浆页岩稳定剂——K-AHM防塌机理的探讨

本文研究了改性沥青(K-AHM)与改性淀粉(S-P)对页岩的稳定作用。实验结果表明,不论是室温还是加温的情况下,K-AHM对页岩膨胀的抑制作用均好于S-P。通过红外光谱与等温吸附实验证明,K-AHM抑制页岩膨胀是因为它能吸附到页岩表面上,形成一层较厚的疏水膜,从而防止水分进入页岩。     

钻井液类型对井壁稳定的影响实例与防塌机理分析

针对东海油气田N区块钻井过程中易发生井壁坍塌的问题,通过梳理分析N5区块及周边构造三口探井地质条件、地层特性、测井数据,基于地质力学与岩石力学基本原理计算了井壁坍塌压力;并对使用水基钻井液和油基钻井液的钻井工况进行对比。研究发现在钻井液密度高于坍塌压力的情况下,使用密度相对较低的油基钻井液即能够保持井壁稳定,无阻卡等复杂问题。使用水基钻井液钻井,则部分泥页岩井段井径扩大,起下钻明显阻卡,处理复杂问题耗时较长。分析主要原因,在于油基钻井液能够降低泥页岩水化程度,减缓钻井液向微裂隙中的渗流,抑制微裂隙扩展,提高钻井液对井壁的有效支撑作用。因此,在东海油气田复杂泥页岩地层钻井中,使用油基钻井液能够更好地保持井壁稳定,避免或减少钻井复杂问题。     

钨钼室温脆性的研究

对不同实验条件下制备的钨和钼的试样作扫描电镜、透射电镜和俄歇电子能谱分析。断口形貌分析表明,在室温下烧结态和再结晶态的断口呈典型的晶间脆性断裂,低形变及再结晶试样为晶间脆断和穿晶解理的混合型断裂,高度形变的试样断口呈纤维状韧性断裂特征,是纤维束撕裂、分层,而后单个纤维出现缩颈、微孔合并所致。在10~(-9)Torr高真空度下对新鲜断口作俄歇电子能谱分析证实,间隙杂质磷、氧和碳是钨的主要晶界杂质,而钾、氧和碳则在掺杂钨的晶界明显富集,可以确认这些在晶界大量富集的杂质是削弱晶界强度,造成钨钼室温脆性的基本原因.文中还分析了晶粒结构和亚结构对室温脆性的影响。     

GCr15刀轴的断裂分析

本文对佳木斯市制药机械厂生产的制丸机刀轴在装机前出现断裂现象进行了分析,指出原热处理工艺中所采用的冷却介质不当是导致断裂的主要原因。     

脆性刀具材料冲击破损的规律

研究了荒皮粗加工车削时硬质合金刀具材料破损的规律，并在此试验研究的基础上优选了最佳刀片牌号。为重型粗车状态下刀片的选用提供了理想依据及优选方法。