温度和压力对黏土矿物水化膨胀特性的影响

为进一步认识黏土矿物水化膨胀特性,利用新型高温高压泥页岩膨胀仪,通过试验分析了温度、压力及二者共同作用对怀俄明钠基膨润土和钙膨润土水化膨胀性能的影响,并从黏土矿物含水量、颗粒形态、毛管力及颗粒间相互作用等方面进一步分析了黏土矿物水化膨胀过程的微观变化特征。结果表明:温度和压力对黏土矿物水化膨胀性能影响显著,温度越高,黏土矿物水化膨胀量越大,且初始膨胀速率较快;压力对黏土矿物水化膨胀有2方面的作用（促进黏土矿物水化膨胀和抑制其水化膨胀）,且与温度密切相关,压力越高初始膨胀速率越小;黏土矿物中含水量、颗粒形态及毛细管力等的变化均影响黏土矿物水化膨胀特性,当黏土矿物中的含水量上升时,黏土颗粒间的粘结力发生较大变化,且颗粒形态产生不均匀变化致使黏土矿物遇水产生不均匀膨胀和强大的膨胀压。      

页岩储层黏土矿物水化膨胀致裂数值模拟研究

为了深入研究内应力场的变化对诱导微裂缝的影响,针对黏土矿物水化膨胀这一问题,运用复合材料理论的等应力和等应变理论估算黏土矿物和非黏土矿物的力学参数,采用数值模拟的方法分析黏土矿物吸水膨胀后诱导微裂缝的起裂和扩展规律.结果表明:1)内应力最大处产生在黏土矿物与非黏土矿物的界面处,最大Mises应力可达40.86 MPa,...     

有机盐抑制黏土水化膨胀应用

考察了氯化钾在黏土、石英砂表面的吸附量以及甲酸钾和甲酸铵在蒙脱土表面的吸附量,对比研究了有机盐OS500A(含甲酸钾75%)溶液、OS500B(含甲酸铵75%)溶液、氯化钾溶液和清水抑制黏土水化分散的情况。结果表明:无论是氯化钾溶液还是有机盐甲酸钾或甲酸铵溶液,随着盐溶液浓度增大,盐吸附量逐渐增加。当氯化钾溶液质量浓度为160 g/L时,氯化钾在蒙脱土、高岭土和石英砂表面的最大饱和吸附量分别为5.6、2.06和1.57mg;当甲酸盐溶液质量浓度接近100 g/L时,蒙脱土对甲酸钾、甲酸铵的最大吸附量分别为5.51和5.42mg。蒙脱土对有机盐的吸附较易达到饱和,其饱和最大吸附量与无机盐相当。粒度分析结果表明,抑制黏土水化分散能力的强弱顺序为:甲酸铵(OS500B)>甲酸钾(OS500A)>5%氯化钾>清水。用煤油改变岩石表面的润湿性,有助于提高有机盐抑制黏土水化膨胀的作用。用氯化钾复配甲酸盐体系在阜东地区现场应用10口井,保护效果明显。     

黏土矿物膨胀机理及防膨研究现状

阐述了低渗透储层黏土膨胀机理,详述了黏土防膨剂和防膨技术的研究现状,分析了黏土防膨研究发展趋势,对今后的防膨研究工作提出了建议。     

羧酸多胺盐型黏土膨胀抑制剂制备与性能研究

以酒石酸、苹果酸及多胺为原料合成羧酸多胺盐型黏土膨胀抑制剂,并评价其抑制黏土膨胀性。膨润土线性膨胀率实验结果表明:该类抑制剂对膨润土的水化膨胀有一定的抑制作用,其中MAA-9对膨润土的抑制效果优于MAA-1、TAA-4;1.0%MAA-9溶液中,90 min时膨润土的线性膨胀率明显优于1.0%KCl,与4.0%KCl相当;1.0%MAA-9对膨润土的防膨效果可达到66.67%,防膨实验结果与膨润土线性膨胀率实验结果吻合。缩膨实验、泥球实验以及钻井液性能评价实验结果进一步表明,MAA-1、TAA-4、MAA-9对膨润土水化膨胀具有一定的抑制作用。     

黏土矿物膨胀防治体系 SLAS-3 的应用与机理研究

针对胜利油田水敏性油藏，研发了一种低分子有机季铵盐类黏土矿物膨胀防治剂SLAS-3，实验研究了SLAS-3预防和治理蒙脱石和天然岩心膨胀的效果。蒙脱石在蒸馏水中的膨胀性强，强碱性可明显抑制其膨胀；在20g／L的SLAS-3水溶液中，蒙脱石的膨胀率（以煤油为比较介质）保持在108％左右，不受pH（1～14）影响。在蒸馏水中达到膨胀平衡的岩心，经20g／L的SLAS-3水溶液处理后，其渗透率恢复率在室温时为85．17％，250℃时为94．41％。岩心先用20g／L的SLAS-3水溶液处理，再与蒸馏水作用并达到膨胀平衡，其渗透率保持率在室温时为95．53％，250℃时为96．36％。X射线衍射分析结果表明，在蒸馏水中蒙脱石晶层基面间距为1．9nm，经浓度≥15g／L的SLAS-3水溶液处理后缩小至1．24～1．25nm。SLAS-3能够改变黏土矿物基面间距，防治蒙脱石矿物水化膨胀。图6表1参5。     

页岩水化膨胀性能的实验研究

在钻井工程中钻遇页岩地层时,经常由于页岩水化膨胀发生井壁坍塌事故。为进一步认识页岩水化膨胀特性,在页岩全矿物分析结果的基础上,利用高温高压页岩膨胀仪,通过实验分析了温度、压力及钻井液滤液对页岩膨胀性能的影响,并阐述了原因。     

网状交联聚阳离子型黏土膨胀抑制剂及其作用机理

以二甲胺、环氧氯丙烷为原料,加入交联剂,合成网状交联型聚阳离子化合物黏土膨胀抑制剂,以膨润土的线性膨胀率为评价指标,优化抑制剂的合成条件,筛选出对膨润土具有较好抑制性能的抑制剂。采用防膨实验、泥球实验、钻井液性能评价实验等,综合评价所筛选出的抑制剂DEM-8对黏土稳定性能的影响。防膨实验显示0．8％DEM-8防膨率高达92．3％,泥球实验与钻井液性能评价实验表明该聚阳离子化合物有较强的抗黏土水化膨胀功能,并且能提高改性淀粉的抗温性。采用离子交换实验、扫描电镜（ SEM）、热重分析（ TGA）及X-射线衍射（ XRD）等手段深入探讨了所合成黏土膨胀抑制剂的作用机理。研究表明,该聚阳离子型化合物与黏土中的可交换阳离子迅速发生交换,通过静电引力吸附于黏土表面和层间,进一步通过氢键作用、锚固作用以及疏水作用等实现对黏土的束缚,从而有效抑制黏土的水化分散膨胀。     

影响我国陆相碎屑岩储集层黏土矿物组合和分布的因素

我国陆相碎屑岩储集层长石、岩屑等化学活性组分十分丰富，黏土矿物含量高、组合类型多，成岩作用受地层温度和孔隙结构的影响，成岩作用和不同沉积相带水介质条件是控制黏土矿物组合和分布特征的主要因素。大地构造背景和盆地构造发育史是影响盆地内储集层黏土矿物组合和分布特征的宏观因素。对于经历多旋回构造运动的盆地，黏土矿物组合和分布的不同特征反映各旋回构造运动的性质；对于同一构造旋回中发育的盆地。黏土矿物组合和分布特征的不同则反映各演化阶段的构造特征。表1参14（王少依摘）     

微细沉积物中黏土矿物鉴定新方法

在偏光显微镜下,用目前的黏土矿物鉴定方法,难以区分微细粒的沉凝灰岩和泥质岩。为此,提出了一种微细沉积物中黏土的鉴定方法。此方法,在偏光显微镜下能快速、准确地确定有无黏土矿物,区分微细沉凝灰岩和正常沉积的泥质岩,避免微细沉积物(岩)岩性鉴定出错。     

粘土矿物与油气(为庆祝《新疆石油地质》创刊30周年而作)

粘土矿物分布的广泛性和特有的晶体结构、物理化学特性,使它与石油地质和钻采工程中诸多方面有着密切的关系.不同类型的粘土矿物与砂岩孔隙度、渗透率有不同的相关关系;同一种粘土矿物形态和产状的差异与孔隙度、渗透率相关性也有差异.粘土矿物是最重要的油气层损害的潜在因素,不同类型的粘土矿物引起的油气层损害程度有明显的区别,根据粘土矿物分析研究成果采取相应的预防油气层损害的有利措施,才能使油气稳产、高产.     

砂岩黏土矿物相对含量分析中存在的问题

中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T 5163—1995《沉积岩黏土矿物的相对含量 X射线衍射分析方法》存在着一个明显的缺陷：当砂岩分离黏土时,粉碎样品、浸泡至小于2 μm粒径的那些以伊利石、伊蒙混层、绿泥石和绿蒙混层组成的塑性岩屑,不可避免地会被分散进入黏土组分中。塑性岩屑中的黏土矿物成分便和砂岩填隙物中的黏土矿物混在一起,直接影响储集层填隙物黏土矿物的组成分析,使储集层填隙物中的各类黏土矿物相对含量失真。为此,提出一种求准碎屑岩填隙物中黏土矿物相对含量的新方法,此方法避免了无法将储集层中塑性岩屑分离出来,造成填隙物中黏土矿物相对含量失真的现象。     

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本文概述了碎屑岩中常见粘土矿物的产状、类型及特征,X-射线衍射分析,以及粘土矿物对储集层物性、油气生产的影响,并用实例进行了验证。     

下二门油田储层粘土矿物及地层损害分析

对南阳下二门油田砂岩储层的粘土矿物分布规律及潜在的地层损害问题进行了初步探讨。最后指出,下二门油田酸敏损害不强,但酸化时应加入铁螯合剂,并及时反排残酸,深层系以上地层水化膨胀引起的水敏损害将很突出,而深层系主要问题是伊利石和伊—蒙混层的分散运移以及绒球状绿泥石和纤维状硬石膏的颗粒运移损害。     

适用于防止黏土膨胀的天然矿物质溶液

在不同浓度的盐溶液中进行了黏土膨胀度的试验研究,完成了蒸馏水中黏土膨胀的标准测量,证明了天然矿物质溶液可有效预防黏土膨胀的能力.     

黏土膨胀储层伤害数值模拟研究

在钻、完井或注水过程中,水基工作液的引入可能导致储层中黏土矿物膨胀而造成储层伤害。关于黏土膨胀储层伤害的研究较多,而对其时间空间变化规律的数值研究相对较少。基于渗透水化和水分子的菲克扩散建立了黏土膨胀储层伤害的数学模型,模拟了井筒周围储层无因次渗透率的时空演变特征,并由此计算了其表皮系数随时间的变化情况。结果表明,黏土膨胀伤害具有早期迅速增加、中晚期缓慢增加直至停止的特点,主要的损害量由早期贡献。储层某点的渗透率降低程度有限,但伤害在空间上的延伸范围较远,可以达到几米的量级,造成明显的伤害效果。总结来看,基于简化的数学模型,定量模拟了井筒周围黏土膨胀伤害的空间分布特征与其随时间变化特点,实现了单因素储层伤害的时空动态模拟,对矿场实践有一定的参考价值。      

利用自然伽马能谱测井定量计算粘土矿物成分方法初探

根据自然伽马能谱测井应用现状，综合分析自然伽马能谱测井中粘土矿物特征值，对原定性解释图版进行解剖。在理论计算与实际资料标定相结合的基础上，总结出种种上粘土矿物成分与自然伽马能谱测井之间的关系，进行了粘土矿物成分定量计算的初步探讨。     

粘土矿物研究中的若干问题

在新认识水平的基础上,对粘土矿物X射线衍射定量分析、混层粘土矿物的混层比计算及蒙脱石向伊利石转化的模式进行了讨论。着重指出了:对粘土矿物X射线衍射峰积分强度的影响因素和如何提高X射线衍射定量分析的准确度,通过用Δ2θ和衍射峰位移估计混层比的方法,以及Mac Ewan微晶模式、基本粒子模式、分凝模式和两相固溶体模式来模拟蒙脱石向伊利石转化过程中的优缺点。