高温对岩性的影响

较高的温度与压力同样可以显著改变储层岩性。一项实验显示，利用激光产生的高温可以提高岩石的孔隙度、渗透率。并能降低岩石强度。高温还导致微裂缝的产生，使胶结物汽化，使粘土脱水。激光相位不同，对岩石的渗透率、孔隙度及强度等特性影响的程度也不同。     

高能激光产生的高温对岩石性质的影响

高温使岩石结构、岩石强度及弹性发生改变。岩石的热力性质与其矿物性质、密度、熔化温度、孔隙度及渗透率有关。实验室研究使用激光器对不同的饱和度和应力条件下的岩石样品进行激光照射。分别对受激光照射前后的岩心进行研究，定量分析高能激光对岩心孔隙度、渗透率及岩石强度的影响。     

不同岩性岩石的物理性质实验研究

以九组不同岩性岩石为研究对象,研究不同岩性岩石的物理性质,利用实验室相关仪器测量岩石的基本物理参数,包括密度、孔隙度、渗透率、声波速度等物理性质参数,在此基础上,讨论不同岩性物理性质的差异。研究结果表明不同岩性岩石的矿物组成和矿物组成含量存在较明显的差异;不同岩性岩石的密度存在差异,与自身矿物组成及其含量和孔隙度有关;岩石的波速与密度呈线性正相关,而与孔隙度呈线性负相关;不同岩性岩石孔隙度和渗透率存在差异,其中岩石的孔隙度越大,其渗透率越大。     

采用高能激光进行射孔

常规射孔技术就是要建立一种从油藏通过水泥固封的套管流到井中的流动状态，聚能射孔弹的爆破力量被聚集、强化。形成一小束喷射流，穿透套管和水泥环而进入储层的岩石中。这个过程中，随着金属和碳末挤进射孔通道中，储层岩石的孔隙度和渗透率也随之降低．同时十分细小的粉末也堵住或降低孔喉的尺寸。结果，必须还得又费时又费成本地进行射后作业以减少流动限制。所以，应该开发一种替代的射孔方法，减少或消除对地层的损害。大大提高累积产量和总的经济回报。由油气技术研究院(GTI)领导的研究小组通过把高能激光应用到岩石样本上已经证实：此法不仅可以减轻对邻近地带的渗透率和孔隙度的损害。而且能使砂岩储层孔眼附近的渗透率提高到171％。井下采用这项技术射孔，其它的定向完井和增产措施不会损害储层。本文展示采用高能激光束对砂岩、灰岩和页岩的样本进行射孔的实验方法和结果。把网格形式应用到岩石样本上。在所射的孔道里和附近进行声速和渗透率的测量。此外。在试验前后都要分析岩石的矿物和性质。     

基于参考道的岩性识别与岩性剖面非线性反演

江汉盆地BH地区已发现多个砂岩岩性油藏，需要开展岩性预测工作。应用基于参考道的岩性预测方法，预测了BH地区Y5井与W51井T5＋4．层位的岩性差异，预测结果与实际钻井结果吻合，表明该方法对岩性变化和砂岩尖灭敏感，适用于叠后地震资料的岩性定性研究。但此方法只能预测井点附近的岩性，在分析BH地区测井资料的基础上，提出非线性函数反滇岩性剖面的方法，结合测井资料，建立密度和孔隙度之间的函数关系，在声阻抗反演的基础上反演岩性剖面，减少了常规岩性解释中物性参数值重叠时划分岩性的多解性。用该法直接反演BH地区Y6井附近地震测线的岩性剖面，结果得出目的层位置的岩性是粉砂岩与油浸泥岩，密度为中高值，孔隙度约16％。     

岩性对旋转射流破岩成孔影响规律的研究

在研究旋转射流结构特性及流动特性的基础上,分析了岩性对旋转射流破岩钻孔的影响规律,同时进行了旋转射流与普通圆射流破岩效果的对比试验,为旋转射流合理地应用于径向水平钻井中奠定了理论基础.     

岩性反演的综合方法

为了解决岩性反演的复杂问题,本文提出了一种新的方法,该方法将地震速度(C_P,C_S)和密度(ρ)的空间分布作为输入.在各个地下界面网格点上,获得的反演结果包括最可能的岩石类型(气、砂岩、页岩等)和相应的岩性参数(骨架强度,孔隙度等).反演方法基于参数估计的贝叶斯(Bayesian)理论,它可对输入数据误差进行识别,并引入地质信息.本文提出的反演方法的最大优点在于,实际中可以预先确定 C_P、C_S 和ρ的最低精度,以便区分具体的岩石类型,或者用预先确定的精度来估计具体的岩性参数.例如,反演结果表明,要估计含水饱和度,必须输入实际中不大可能达到的精确数据。另一方面,对于孔隙度的估计,通常有符合实际精度的纵波速度就已足够了。     

岩石力学特性关系的探讨

收集了大量钻井岩石力学性能指标,包括岩石可钻性、压入硬度、研磨性、抗压强度、泊松比、渗透率等10余种。应用聚类分析、主成分分析、回归分析、关联度分析等多元统计方法及灰色系统理论方法对这些数据进行了处理。结果表明:岩石各性能指标间存在着不同程度的相关关系,其中岩石可钻性和压力硬度的关系最为密切,存在着近似的幂函数关系。     

激光钻井:理解激光和岩石相互作用原理

介绍了激光钻井的研究成果,探讨了许多关键性的问题,最终在不同激光条件下进行了每种岩石样品比能的检测,同时还对样品中分裂/熔化区和熔化/蒸发区的界限进行了更精确的测定.用于激光钻井的激光器主要包括:HF(DF)激光器、化学氧化碘激光器、CO2激光器、CO激光器、游离电子激光器、钕钇铝柘榴石激光器.还介绍了包括切削方案、激光系统、能量传输、钻柱和井底钻具组合、钻井液和固控系统在内的激光钻井系统的发展情况.美国天然气技术研究院将继续开发激光钻孔工具,并尽快使其商业化.     

储/隔层岩石及层间界面性质对压裂缝高的影响

为评价储层和隔层岩石及层间界面性质对压裂缝高的影响,基于ABAQUS有限元计算平台,采用Cohesive单元研究了岩石弹性模量、地应力和抗拉强度等因素对压裂缝高的影响,并对各因素的影响程度进行了比较.通过数值模拟得出,弹性模量大的隔层在裂缝穿过界面时对其并无明显限制作用,反而会有利于隔层中缝高的增大;最小水平主应力大和抗拉强度高的隔层对缝高的扩展有显著限制作用;当储隔层界面的抗剪强度高出某一临界值时,压裂缝高急剧增大,小于该临界值时界面会发生滑移,裂缝被完全限制在储层内;在特定地层条件下,裂缝在储层中为垂直缝,扩展至界面处后开始沿界面扩展,形成T形缝.研究表明:弹性模量大的隔层对于控制压裂缝高不利;最小水平应力大和抗拉强度高的隔层有利于控制缝高,并且地应力的影响程度约为抗拉强度的1.6倍;界面抗剪强度越小,储/隔层界面就越容易发生滑移,越有利于控制压裂缝高.      

加氢预精制温度对异构脱蜡润滑油基础油组成及性质的影响

以石蜡基减二线酮苯脱蜡油和减四线糠醛精制油为原料,考察加氢预精制温度对异构脱蜡润滑油基础油的产品结构、性质及收率的影响,并通过气相色谱-质谱和NMR等方法对产品的族组成和结构进行了分析表征。实验结果表明,加氢预精制后,链烷烃含量小幅提高,环烷烃含量增加,芳烃含量大幅降低,说明除少量增加的链烷烃外,加氢预精制过程中发生芳烃饱和及选择性开环(SOR)反应所获得的带支链的环烷烃是贡献黏度指数的主要组分;随反应温度的提高,加氢预精制催化剂的SOR功能提高,但选择性降低。NMR分析结果显示,高温加氢预精制油的异构脱蜡产品,平均链长变短1~3个碳数,支化度降低,结构的改变使重质基础油产品的黏度指数提高4~6个单位,倾点降低3~6℃。     

加热温度对X80钢级热煨弯管组织性能的影响

采用热模拟试验方法、力学性能测试技术及显微分析技术研究了加热温度对X80钢级热煨弯管组织性能的影响规律。结果表明,随着加热温度的升高,X80热煨弯管强度升高,塑韧性降低。加热温度为950℃时,组织形态以粒状贝氏体及贝氏体铁素体为主,辅之少量的软相组织,其优良强韧性的获得归因于细小的有效晶粒尺寸及多相分布的混杂组织单元;加热温度高于1 050℃时,横贯奥氏体晶界的粗大贝氏体铁素体板条结构的存在可导致韧性的严重恶化;处于两相区加热温度为850℃时,多边形铁素体的存在不利于强度水平的提高。     

岩石孔隙性质对电脉冲破岩的影响规律

为研究岩石孔隙对电脉冲破岩的影响规律,以电脉冲作用下岩石电场强度为评价指标,推导了岩石孔隙电场强度数学模型,建立了电脉冲作用下岩石电场强度二维模拟方法,开展了电脉冲破岩影响规律的数值模拟及实验研究.结果表明:孔隙的存在会引起岩石电场畸变,孔隙与岩石基质交界处的电场强度最大,电脉冲击穿将首先发生在孔隙边缘处;岩石孔隙数量...     

SiO2晶态物性对高温水泥石力学性能的影响

油井水泥石高温力学性能衰退会对深层油气井安全性及服役寿命造成很大影响。研究水泥石高温强度衰退规律将有助于改善水泥石的长期高温力学性能。硅溶出是造成水泥石高温力学性能衰退的主要原因之一,但未引起重视。重点研究了温度对不同晶态硅溶解度的影响,并结合高温加砂水泥石抗压强度进行分析。结果表明,硅溶解度随温度上升而增加,相同温度下非晶硅的溶解度远大于晶体硅;随硅溶解度的增大,水化前期的硅溶解促进水泥石早期高温抗压强度发展,高温反应后期水化产物会发生硅溶出,造成水泥石高温强度衰退;静态水中水泥石高温抗压强度比动态水中更高且更加稳定;养护环境中硅饱和程度高,水泥石的高温力学性能更稳定。从高温硅溶出角度分析,以晶体硅为主,少量非晶硅为辅的不同晶态硅将有助于保持水泥石高温力学性能稳定。      

超高频岩石介电特性的研究

以大庆油田岩样测量结果为基础,探讨了岩石介电常数与频率、矿化度、孔隙度等影响因素之间的关系,得出了大庆地区砂岩骨架的介电常数值,提出了适合大庆地区的岩石介电常数与孔隙度的关系式。     

基于岩石性能试验的冲旋钻井钻齿破岩仿真

利用空气冲旋钻井技术进行钻进时,易出现钻齿脱落、折断以及磨损严重等失效问题。针对该问题,应用岩石力学试验机和SHPB试验装置,开展了花岗岩动态劈裂拉伸、单轴压缩和围压下的压缩性试验,为数值模拟提供了必要的岩石材料模型参数。数值模拟选用H-J-C动态本构模型,结合试验结果确定了材料模型参数,选择花岗岩的拉应变作为失效准则。在此基础上,对钻齿的齿形参数和破岩的钻齿侵入深度、破碎体积进行了数值模拟。研究表明,相同工况下锥形中心齿的破岩效率最高,边齿角度取30°可显著提高岩石的破碎体积。在此基础上,对齿面布齿进行选配研究,发现“中心球形齿+周围锥形齿”的破岩效率最高,“中心球形齿+周围球形齿”组合的破岩效率最低。      

应用数字岩心和有效介质模型研究岩石弹性性质

基于三维数字岩心用有限元的方法计算了干岩样、完全饱和岩样和部分饱和岩样的弹性模量,并把数值模拟结果与理论和试验分别做了比较。结果表明,通过数值模拟得到岩石弹性模量-孔隙度关系与试验相符合,并且由数值模拟得到的流体替换对岩石弹性性质的影响与Gassmann理论相符合,数值模拟得到的部分饱和流体岩石的弹性模量与Gassmann-Wood(GW)理论也是符合的。同时把数值模拟结果与自洽理论和差分有效介质理论计算结果进行比较,发现没有一个理论计算结果能和试验结果符合,相反,数值模拟结果与试验数据基本符合。这表明了基于三维数字岩心预测岩石弹性性质的可靠性与精确性。