充填型单缝煤岩水力脉动解堵试验研究

利用室内自行研制的可调频脉动水力压裂系统及预制充填型单缝的煤岩,开展不同频率条件下水力脉动解堵试验,研究脉动作用下解堵水压演化过程和解堵效果。试验结果表明,水力脉动解堵压力演化过程可分为三个阶段:压力上升阶段、压力下降阶段和压力波动稳定阶段。在疲劳损伤和脉动波的双重作用下,脉动作用下的煤岩解堵表现出解堵压力阀值比定常流作用下更低、压降持续时间更短、压降幅值更小的特点。定常流作用下煤粉运移集中在压力下降阶段;脉动压力作用下煤粉在压力下降阶段和压力波动稳定阶段均有运移,且压力下降时间与运移煤粉总量成正相关关系,但煤粉总的运移量和定常流作用下的相当。脉动作用和定常流作用下径向渗透主要发生在压力上升至压力峰值阶段,但脉动流的解堵时间短,则滤液渗透半径小对储层的伤害小。综合考虑解堵压力、煤粉运移、解堵渗透路径和解堵渗流深度,特别是解堵压力和解堵渗流深度作为主要评价因素,在3 Hz条件下解堵效果最好,其具有较低的解堵压力和最小的解堵渗流深度。      

水平孔钻渣运移机理研究

有效地排除钻渣是钻井液的主要功能之一。本文结合实验及相关工程情况，从力学角度对水平孔中钻渣的运移机理及相关影响因素进行分析，采用牛顿力学定律对钻渣在钻井液中的运移速度进行了解析建模。     

不同浓度、pH值SDBS压裂液对页岩储层特性影响研究

在页岩储层压裂过程中,不同浓度、不同pH值的SDBS压裂液体系会直接影响页岩储层稳定性,进而影响造缝性能。通过实验分析了页岩储层在不同浓度、pH值的SDBS压裂液作用下的膨胀抑制性、润湿反转性能。实验结果表明:0.02%SDBS压裂液下页岩储层的膨胀变形最小、膨胀变形速率最慢,即膨胀抑制效果最好;0.03%SDBS压裂液下页岩的润湿性改造最好,接触角为30°。pH值为8的SDBS压裂液对炭质页岩的膨胀变形和膨胀速率起到了最佳的抑制作用;pH值为9的SDBS压裂液对炭质页岩的润湿反转起到了最好的效果,接触角为31.6°。综合分析认为不同浓度、不同pH值的SDBS压裂液对页岩储层特性影响差异较大,说明在对页岩储层的开发利用中,调整SDBS浓度和pH值对提高页岩气开采效果是可行的。     

固结钻井液对湘西北页岩气储层的护壁机理研究

文中提出了一种液态离子固结剂,该处理剂能够有效提高页岩气井井壁的力学强度。通过开展室内实验以及进行相关分析,初步了解了添加液态离子固结剂的钻井液的基本性能,并探究了该体系钻井液对炭质页岩膨胀的抑制性以及对炭质页岩力学强度的影响。发现钻井液滤失量随液态离子固结剂含量的增加先减小后增大;在各配方钻井液中的压制岩心膨胀率明显低于在清水中的,但液态离子固结剂含量增加使得钻井液中的压制岩心膨胀率越来越高;各钻井液处理的岩粉所制成的剪切试样抗剪强度高于经清水处理的,随着液态离子固结剂含量的增加,试样抗剪强度总体上先升高再下降,且试样单轴抗压强度增大。实验结果表明,在适宜的含量范围内,液态离子固结剂有助于增强钻井液维护井壁稳定的能力。     

压裂液黏度对脉冲频率响应机理试验研究

为探究页岩气开采过程中的脉冲水力压裂液流变性能对频率的响应情况,采用0,1,3,5,7 Hz 这5个不同频率对2种不同黏度(30 mPa·s和10 mPa·s)的瓜尔胶液进行脉冲剪切试验。试验结果表明不同黏度大小的压裂液对于脉冲频率的响应效果是有区别的:当采用相对高黏压裂液体系时,对于结构黏度和塑性黏度,随着频率增大,总体上两者都呈下降趋势;对于表观黏度,随着频率的增大,压裂液表观黏度先是不断受到剪切稀释而减小,当频率达到5 Hz后,即使频率进一步增大,压裂液黏度也基本变化不大;对于压裂液的流性指数则是随着频率的增大先增加后减少,且当频率为5 Hz时流性指数达到最大值。采用相对低黏压裂液体系时,结构黏度较塑性黏度变化平缓,这在压裂过程中泵入支撑剂阶段有利于支撑剂在储层裂缝中的运移,对于压裂后期稳缝有着重要作用;采用较低黏压裂液的表观黏度和流性指数对于频率的剪切稀释响应效果不是很明显。研究成果为页岩气储层的开采提供了技术参考。     

大宝山钼矿复杂地层钻探技术

广东大宝山钼矿区地层复杂,钻孔施工中常发生漏失、掉块、坍塌垮孔、缩径等情况,易造成钻具折断,卡钻、烧钻、埋钻等事故,且取心困难。通过选择合理的钻探工艺方法、护壁堵漏措施和钻探取心技术措施,使大宝山钼矿床和北面山多金属区详查找矿钻探工作顺利完成。详细介绍了大宝山钼矿复杂地层钻探技术。     

湘西北页岩储层各向异性的声学与力学响应试验研究

我国页岩气开发尚处于起步阶段,研究表明页岩气储层具低孔低渗的特性,这一特性决定了对储层改造极具必要性,而页岩储层因其各向异性致使压裂改造过程更为复杂,因此对其力学和声学性质的研究至关重要。结合声波测试系统研究页岩储层声波特性对层理面倾角的响应情况,并应用声学理论定量评价湘西北页岩储层力学性能,计算湘西北页岩储层动弹性模量、动泊松比随页岩层理倾角的变化规律。     

地温检测仪的研发与应用

该检测仪具有温度传感器的现场标定和测温结果动态数码显示两大功能,其精度在0．4℃～0．8℃范围内,额定温度范围为-55℃～＋150℃,能够较准确且连续地测量钻孔内某一点水的温度。该检测仪分为缆线载体式（300m内）和钻杆载体式（2500m内）。本文介绍了该测温系统的组成、工作机理及其在桂林某地热勘探中的具体应用与分析,同时对深部温度检测提出了构想。     

松科1井主井眼钻井液悬渣的力学机理研究

松科1井工程项目是国家973计划"白垩纪地球表层系统重大地质事件与温室气候变化"项目的重要组成部分,是针对松辽盆地进行综合性石油地质研究而部署的一口科学探井.该井井深162～1 764 m为取心井段,要求该井段井斜小于3°,井径扩大宰不超过12%,取心收获率不低于90%.从力学角度对钻井液的排渣机理进行了分析,结合松科1井主井眼情况,采用牛顿力学定律对钻渣在钻井液中的运移速度进行了解析建模,得出钻井液的密度是影响钻渣上返速度的重要因素,在保证钻井液密度满足井壁稳定要求(1.10～1.33 g/cm3)时,密度越大,钻渣上返速度越快,钻井液的悬渣效果越好,通过压力与密度之间的物理关系建立了试验模拟装置,并对松科1井钻井液密度进行了合理的选取,成功地解决了该井复杂地质条件下的悬渣和井壁稳定性等问题.     

地质工程专业创新人才培养

分析了卓越工程师计划创新人才培养中存在的问题,以中南大学地质工程专业卓越工程师培养计划为例,提出了卓越工程师计划创新培养的总体目标。结合实践教学、导师制度、开放实验、创新创业和课外研学等,论述了培养措施和保障机制,总结了卓越工程师计划创新能力培养成效,可为相关专业创新型卓越工程师的培养提供参考。