井壁化学稳定性评价方法分析

介绍了目前常用的井壁化学稳定性评价方法.在对多组岩样进行多指标测定的基础上,对目前泥页岩稳定性评价中存在的问题及不同方法之间的相关性进行了分析.利用变量聚类法对评价指标进行了分类,聚类结果证明,膨胀率、分散率、CEC及电动电位间具有较好的相关性,CST和胶体率与其他评价指标的相关性较差.提出井壁稳定性评价及试验数据如何处理,仍需进一步研究和探讨.     

造浆粘土综合评价模型及其应用

造浆粘土性能评价涉及指标众多,利用多指标评价造浆粘土性能,使评价问题更复杂.介绍了一种新的造浆粘土综合评价方法--主成分分析法.主成分分析法能消除评价指标间信息的重叠,而且能根据指标所提供的信息,通过对原始评价指标进行数学运算而自动生权,具有评选简单、结果可靠的特点,该方法既能对造浆粘土的优劣排出具体名次,又能结合最优分割法对造浆粘土划分等级.文中介绍了主成分分析法的分析评价过程,并给出了应用实例,说明了主成分分析法的应用.     

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分析了主成分分析法应用于油气田开发方案评价的应用条件，指出了导致不合理的负加权系数出现的原因，最后利用主成分分析思想扩展了这一方法，通过给出权重系数并附加一定的约束条件，建立了综合的数学模型，实现了方案的客观优选。通过实际应用有如下认识：油气田开发方案优选是一个有限方案的多目标问题，方法很多，但不一定都很成熟，建议用多种方法进行综合评判，最后通过比较得出最优方案；应用主成分分析法作油气田开发方案优选时，须注意应用条件，且方案的数目必须大于指标数目，如果在加权系数中出现负数，则不能用该方法。     

用模糊综合评判法评价井壁的稳定性

针对影响油气井井壁稳定性的因素多、判别难度大等问题,通过对影响井壁稳定性诸因素综合分析的基础上,结合不同油气井工程实践的具体情况,提出了利用多级模糊综合评判法判别油气井稳定性的有效方法,并利用实例对该方法的运用过程进行了较为详细的阐述.该方法增强了井壁稳定性分析预测的科学性和稳定性,该方法可操作性强,克服了以前靠经验判别井壁稳定性的缺陷,为现场施工决策者判断作业井的稳定性提供了一种新的方法.     

最小隶属度偏差法用于页岩稳定性的综合评价

运用多指标综合排序的最小隶属度法，建立了页岩稳定性的综合评价数学模型，利用该模型对24种岩样的稳定性进行了评价和排序，评价结果符合实际。     

基于层次分析和模糊评价的井壁稳定预测方法

由于井壁稳定的影响因素多而复杂,目前还没有能够普遍应用的井壁稳定性预测方法。在对传统井壁稳定性分析方法研究的基础上,提出了利用黏土矿物理化性能参数预测井壁稳定性规律的模糊综合评价法。在应用过程中对该方法进行了改进:引入层次分析法确定权重,减少了人为因素对模糊评价结果的影响;采用最大隶属度原则分析得出评价结果,增强了预测结果的准确度。在海拉尔地区的应用表明,用该方法预测油气井井壁稳定性可信度高,实用性强。     

基于向量旋转的主成分法在钻头选型中的应用

主成分分析法主要是利用降维的思想,在损失较少信息的前提下把多个指标转化为几个综合指标的多元统计方法。通过对常规主成分评价方法求解过程的分析,得出该方法不能直接用于钻头优选分析。在此基础上给出一种基于向量旋转的主成分钻头评价方法,该方法即能克服常规主成分钻头评价法的不足,又保持了主成分评价方法的内在优点。通过现场实际计算分析,表明改进后的方法能用于油田钻头优选。     

一种室内评价空气雾化外钻井用井壁稳定剂的方法

在原针入度法的基础上研制了评价雾比钻井用井壁稳定剂的改进型针入度法测试装置（ＭＤ评价装置），提出用受试岩心的针入度测定值表达的岩心水化膨抑制率Ｉｐ作为指标，来评价雾化钻井用井壁稳定剂。本文报道的研究结果表明，此评价方法消除了液体雾化量对针入度测定结果的影响，评价结果的可比笥比原针入度法提高。     

中外石油公司经营业绩评价方法研究

主成分分析法是一种针对多指标的综合评价方法，该方法认为在众多有相关性的因素之间必然存在着起支配作用的共同因素，其操作原理是通过对原始变量相关矩阵内部结构关系的研究，在尽量不损失或少损失原指标所包含信息的条件下，把多个指标简化为少数几个综合指标。     

井壁坍塌风险的模糊综合评价方法

针对钻井过程中井壁具有较强的不确定性与模糊性,在充分分析钻井工程中各类井壁坍塌影响因素的基础上,将层次分析与模糊评判方法综合运用到井壁坍塌风险评估中,使用层次分析法确定各类影响因素的权重系数,运用模糊评判法建立了井壁坍塌风险预测模型,形成了一套井壁坍塌风险评估的定量分析方法,对钻井过程中可能面临的井壁坍塌风险进行了评估和预测,提供了有效的风险控制。对川东北元坝22井的重点层段进行了井壁坍塌风险评估,应用结果表明,利用模糊综合评价法进行井壁坍塌风险评估有效可行。     

泥页岩水敏性评价新方法——比亲水量法研究

基于近代表面物理化学有关理论和试验分析,首次提出并论述了比亲水量法是泥页岩水敏性评价的科学新方法。比亲水量法能克服传统总亲水量法的局限性,特别适用于当前面临的深井硬脆性泥页岩井壁稳定性的分析研究。文中概述并试验研究了比亲水量的测定方法。试验研究表明,EGME法和亚甲基蓝法均是重复性好、准确可靠的泥页岩比表面测定方法,尤其是亚甲基蓝法简便易行,成本较低。比表面积和比亲水量是泥页岩水化变形和强度变化的决定性因素:试验测得了10种泥页岩样的比表面积和比亲水量。     

页岩气井脆性页岩井壁裂缝扩展机理

页岩钻井中井壁失稳是制约页岩气大规模开发的关键技术难题。阐述了页岩井壁稳定技术现状和存在的问题,借助固体力学、断裂力学和界面化学理论,建立了介质润湿特性控制的裂缝扩展模型,提出了基于润湿理论的页岩井壁稳定评价方法。研究结果表明,页岩地层钻井时水基钻井液应减小钻井液界面张力和增大钻井液与岩石的润湿角;油基钻井液应减小钻井液界面张力和润湿角,从而强化井壁围岩强度、防止页岩井壁发生垮塌。页岩地层井壁稳定性尺度效应明显,不同尺度条件下井壁围岩裂缝扩展机制各异。探索不同尺度条件下页岩井壁围岩失稳机制,对页岩气井钻井液设计具有重要的意义。      

页岩气储层井周孔隙压力传递数值分析方法

由于页岩基质致密、层理和裂隙发育、富含黏土矿物,使得页岩具有超低渗透、各向异性和水敏等特性,钻井液与页岩接触产生的水化作用引起自由水在页岩中传输,从而导致井周孔隙压力不断变化,但现有方法并未考虑页岩物性特征的影响。为此,基于非平衡热动力学理论,建立了各向异性页岩的井周压力传递数学模型及有限差分求解方法,分析了井周压力分布特征、传递规律及影响因素。结果表明,各向异性页岩井周压力分布与井周角有关,并以主方向呈对称分布;钻井液化学作用对井周压力传递的影响显著,低浓度钻井液情况下井壁附近孔隙压力显著增加,而高浓度钻井液情况下却显著降低,井周压力传递集中在1倍井径范围内;井周孔隙压力的增加不利于井壁稳定,而孔隙压力的降低有利于井壁稳定;溶质扩散系数越小、膜效率系数越大、水力扩散系数越小,则井壁附近孔隙压力变化幅度越大;反之,孔隙压力变化幅度越小。该方法比常规方法更符合实际,且更加实用。     

页岩气油基钻井液体系性能评估及对策

油基钻井液已成为开发页岩气水平井的关键技术之一,具有稳定井壁和保持井眼清洁的功能。通过评价中石油川渝地区油基钻井液体系的流变性、封堵性、固相含量和稳定性等性能,并结合这些井的井下复杂情况原因分析,得出封堵性是保持井壁稳定的关键,提高钻井液φ₆值和排量可以改善井眼清洁,有害低密度固相含量的增加是导致钻井液性能恶化的主要原因。针对井壁失稳、井眼清洁和性能维护等问题,建立了纳-微米封堵评价方法,确定了有害低密度固相含量计算方法,并形成了页岩气油基钻井液技术规范,有望为页岩气水平井的开发提供技术支持。      

川渝地区龙马溪组页岩储层水化特征评价方法

为有效评价页岩地层水化特征变化规律，引入了新评价方法，并对川渝地区龙马溪组页岩的储层水化特征进行了评价。分析了川渝地区龙马溪组页岩的岩石组构和理化特征，证明滚动回收、线性膨胀等常规试验方法不能有效评价不同钻井液条件下龙马溪组页岩的井眼稳定性能；分别介绍了基于岩石强度刻划技术的页岩力学性能评价方法、基于CT层析成像技术的裂缝扩展评价方法和基于压力穿透技术的微裂缝封堵评价方法，并用取自川渝地区龙马溪组的页岩岩心进行了评价试验。试验发现，岩石连续刻划技术可定量评价页岩微观组构对水化后页岩强度的影响程度，CT层析成像技术可用于直观描述水化后页岩内部微观结构的变化，压力穿透试验可有效评价压力在页岩中的穿透效应，并可指导页岩封堵材料粒径的选择。研究表明，上述3种方法可有效评价川渝地区龙马溪组页岩水化后性能的变化，可作为该地层井眼稳定性评价的常用方法。      

大庆致密油井页岩井壁稳定性实验研究

大庆致密油区块青山口组、泉头组页岩容易发生井壁失稳情况。目前用于评价页岩井壁稳定性的常规方法为热滚分散和线性膨胀实验。此类实验通常存在人为缺陷,会误导对页岩膨胀活性的认识和配伍性流体的选择。采用更接近井下地层条件的3种实验方法（多级三轴应力实验、压力传递实验（PTT）、厚壁圆筒实验（TWC））,对大庆致密油页岩进行研究。通过多级三轴应力实验,绘制摩尔-库伦破坏包络线,确定了维持井壁稳定性所需钻井液密度。压力传递实验反映了特定流体系统中所预期的钻井液压力侵入速率和孔隙压力升高的延迟情况。厚壁圆筒实验研究了过平衡压力下暴露在钻井液中的岩心样品的破坏特性。这3种实验方法,模拟了在钻井过程中钻井液对井下页岩地层应力的影响,对研究井壁稳定性的影响因素更具指导意义。     

大庆致密油井页岩井壁稳定性实验研究

大庆致密油区块青山口组、泉头组页岩容易发生井壁失稳情况。目前用于评价页岩井壁稳定性的常规方法为热滚分散和线性膨胀实验。此类实验通常存在人为缺陷,会误导对页岩膨胀活性的认识和配伍性流体的选择。采用更接近井下地层条件的3种实验方法（多级三轴应力实验、压力传递实验（PTT）、厚壁圆筒实验（TWC））,对大庆致密油页岩进行研究。通过多级三轴应力实验,绘制摩尔-库伦破坏包络线,确定了维持井壁稳定性所需钻井液密度。压力传递实验反映了特定流体系统中所预期的钻井液压力侵入速率和孔隙压力升高的延迟情况。厚壁圆筒实验研究了过平衡压力下暴露在钻井液中的岩心样品的破坏特性。这3种实验方法,模拟了在钻井过程中钻井液对井下页岩地层应力的影响,对研究井壁稳定性的影响因素更具指导意义。      

页岩油气地质评价方法和流程

我国页岩油气勘探开发刚刚起步,为了有效而快速地评价页岩油气的潜力,基于国内外10多个页岩油气项目评价的工作实践,综合出了一套适合我国条件的页岩油气地质评价流程和方法,并通过实例说明其应用过程及效果。所提出的页岩油气地质评价流程包括页岩区域评价、页岩评价和页岩油气储量评估。其中页岩区域评价包括建立地层格架、区域构造演化及古地理演化研究、地理地貌分析,目的是确定盆地内是否存在形成富含有机质页岩的古地理环境,评价中强调含有机质页岩沉积环境稳定分布及构造变化稳定性的确定;页岩评价的目的是确定页岩油气发育的有利区,评价中重点要确定"五度",即页岩深度、页岩储层厚度、页岩中有机质丰度、页岩中有机质成熟度、页岩的脆性度等指标,这是快速评价页岩油气有利区的关键;页岩油气储量评估的目的是确定形成页岩油气的核心区或"甜点"区,该评估反映了页岩油气藏连续分布的特点。结论认为,所建立的页岩油气地质评价流程和方法便捷有效,为页岩油气快速评价提供了一种方法。     

泥页岩井壁稳定耦合研究

从实验和理论研究2个方面,对近年来国内外泥页岩井壁稳定耦合研究的现状进行了分析。目前,泥页岩井壁稳定耦合研究主要有3种方法:一是通过泥页岩水化实验和吸水实验,用热弹性比拟法研究由于含水量变化引起的水化应力;二是通过压力传递实验,用非平衡热动力法研究化学渗透作用引起岩石内部孔隙压力变化而导致的附加应力;三是通过压力传递与水化实验,用总水势法研究基于膨胀机理和耦合渗透流动而导致的膨胀应力。通过分析认为,泥页岩井壁稳定的研究虽然取得了一定成效,但仍然存在着复杂的问题和不足,还需要进一步深化机理和应用方面的研究。     

页岩气井强化封堵全油基钻井液体系——以长宁—威远国家级页岩气示范区威远区块为例

为了破解四川盆地长宁—威远国家级页岩气示范区威远区块钻井过程中井壁失稳引起的复杂事故频发难题,在分析测定该区下志留统龙马溪组页岩的矿物组成、孔缝构造、表面润湿性和岩样吸液率的基础上,分析了井壁失稳的机理,通过对基础配方的深度优化,以及多种类、多级配复合封堵剂的优选,形成了一套密度介于1.80～2.40 g/cm~3、抗温150℃以上的强化封堵全油基钻井液体系。室内性能评价结果表明:①该钻井液体系具有良好的高温高压流变性、沉降稳定性和电稳定性;②该钻井液体系抗污染能力较强,在含页岩岩屑20%、含水10%时的综合性能依然保持稳定;③对龙马溪组页岩岩屑的一次回收率和二次回收率分别为100.00%和99.98%;④添加封堵剂的全油基钻井液能有效地封堵400mD渗滤砂盘、快速地阻缓流体压力在页岩内部的传递,具有更好的井壁稳定效果。结论认为,该钻井液体系能够满足该区页岩气钻井施工的技术需求,为降低复杂事故发生率、提高页岩气资源开发效率提供了技术思路和解决路径。