准噶尔盆地南缘安集海河组砂岩碳酸盐胶结物特征

准噶尔盆地南缘古近系安集海河组砂岩普遍存在碳酸盐胶结作用,是导致储层物性变差的重要因素.利用镜下观察、碳氧同位素分析等方法,在分析碳酸盐胶结物岩石学特征的基础上,探讨了碳酸盐胶结物形成环境、时期及其对储层物性的影响.安集海河组砂岩碳酸盐胶结物主要为含铁方解石,形成于成岩晚期.受有机质演化及其流体运移的影响,δ13 CPDB值大多为-10‰～-3‰,δ18OPDB值多为-15‰～-10‰.古盐度计算结果表明碳酸盐胶结物形成于淡水环境;大部分方解石为晚期较高温度下形成的.有机酸溶蚀形成的次生孔隙发育带对应于δ13 CPDB值负偏移的井段.碳酸盐胶结物充填粒间孔隙,使储层的有效孔隙度大大降低.     

准噶尔盆地腹部地区深层砂岩储层孔隙特征研究

准噶尔盆地腹部地区目前已发现的油气多集中在侏罗系和白垩系砂岩中,储层埋深主要在3500～6200m左右,目前储层处于晚成岩阶段A期,砂岩储层主要发育粒间溶蚀孔隙,次生孔隙度主要分布在4%～20%之间,主要是烃源岩成熟产生的有机酸对碳酸盐胶结物和硅酸盐颗粒溶蚀形成的。根据温度—深度—成熟度之间的对应关系推测,由于有机酸在高温下可转化成CO₂,因此垂向上发育的另一个次生孔隙带大约在6500m以下,主要是溶解含铁碳酸盐胶结物所致。     

西湖凹陷平湖组砂岩中碳酸盐胶结物形成机制及其对储层质量的影响

碳酸盐胶结物是东海西湖凹陷平湖组储层砂岩中最为重要的自生矿物。薄片鉴定、阴极发光、元素成分及碳氧同位素分析结果表明,西湖凹陷平湖组储层砂岩中碳酸盐胶结物的主要矿物类型是菱铁矿、铁白云石和方解石。其中菱铁矿胶结物主要形成于同生到早成岩早期,具有最高的δ^13和δ^18值,分别为0.75‰和-10.22‰;铁白云石胶结物的δ^13接近同期海水,变化于-2.45‰和-2.98‰之间,δ^18值偏负,最低达-12.39‰,其形成于相对较早的成岩时间。方解石胶结物主要以粒状和连生胶结方式产出,粒状方解石具有复杂的多种成因机制,而连生方解石具有最低的δ^13值（-6.02‰）和δ^18值（-16.94‰）,主要形成于成岩晚期,其成因与有机酸溶解长石等铝硅酸盐矿物及粘土矿物转化作用有关。在对储层质量的影响方面,早期形成的菱铁矿和铁白云石胶结物增加了岩石的机械强度和抗压实能力,对研究区储层发育的影响是正面的,而晚期形成的连生方解石胶结物普遍占据长石溶解空间,对储层的发育是不利的。     

塔里木盆地哈拉哈塘地区东河砂岩段成岩作用及对孔渗影响

通过岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜、铸体薄片、阴极发光及物性资料分析,对塔里木盆地哈拉哈塘地区东河砂岩段深埋优质储层的成岩作用、孔隙成因及对孔渗影响进行研究。结果表明,东河砂岩处于中成岩A_2—B期,碳酸盐胶结物的胶结作用及溶蚀作用是重要的成岩事件。早期碳酸盐胶结作用、低的地温梯度和短期的深埋藏能够增强储层抗压实能力,保留更多原生孔隙;而晚期碳酸盐胶结能够填充有机酸溶解颗粒产生的粒间溶孔和粒内溶孔,同时晚期碳酸盐胶结物再溶蚀又能够形成次生孔隙。在纵向上及平面上碳酸盐胶结物含量与储层孔隙度和渗透率为负相关关系,据此可对储层物性进行预测和评价。     

白云凹陷珠海组砂岩中碳酸盐胶结物的形成机理

通过矿物学、岩石学和地球化学方法,探讨了珠江口盆地白云凹陷珠海组砂岩储层中多期碳酸盐胶结物的成因机理。根据不同期次碳酸盐胶结物的成分、产状和赋存状态,从矿物学和成岩序列的角度区分出3期胶结物类型,即早期方解石(含少量菱铁矿)、中期的铁方解石和晚期的铁白云石。多期胶结物氧碳同位素计算的Z值表明,珠海组早期碳酸盐与干旱陆相湖泊环境有关,是在常温常压条件下,直接从过饱和的碱性湖水介质中析出的产物;中期的铁方解石和晚期的铁白云石明显晚于早期方解石,在3 000~3 500m深度段内,珠海组中碳酸盐胶结物的δ13C值明显向负偏移(-6.3‰~-14.1‰),并与自生高岭石含量升高段和次生孔隙发育带呈很好的对应性,表明中晚期碳酸盐的碳主要来自有机酸脱羧产生的CO2。而长石类颗粒溶解提供了Ca2+离子,随着有机酸的消耗,成岩环境逐渐由酸性向碱性转变,还原性增强,孔隙流体中Fe2+和Mg2+很容易和CO2结合进入碳酸盐矿物晶格,形成中晚期含亚铁的碳酸盐胶结物,并充填在残余原生粒间孔和各类次生溶孔中,对储层物性造成一定的负面影响。     

江陵凹陷深层储层次生孔隙非均质性成因

在江陵凹陷埋深超过3 000m的晚白垩纪地层发现了次生孔隙发育的砂岩储层油气藏,次生孔隙以粒间填隙物溶孔为主,但次生孔隙的发育程度存在严重的非均质性,控制了有效油气藏的形成.储层在成岩过程中受地层水pH值变化的影响,经历1~3个世代的胶结或溶蚀作用,其中在晚成岩期油气生成和运移过程中形成的酸性成岩环境对早成岩期生成的碳酸盐岩胶结物和储层中的长石矿物溶蚀,因而产生了大量的次生溶孔,但随后在溶孔中沉淀了不等量的硬石膏,导致了次生孔隙的非均质性.硬石膏胶结物的含量与储层岩石中长石矿物成分的含量密切相关,石英砂岩内硬石膏胶结物含量低,长石砂岩的硬石膏胶结物含量高.造成这种现象的主要原因是储层中长石矿物的溶解为硬石膏在孔隙中的沉淀提供了物质来源.     

渤中坳陷古近系中、深部碎屑岩储层碳酸盐胶结物分布特征及成因机制

碳酸盐胶结物是渤中坳陷古近系砂岩储层中最重要的胶结物.薄片分析表明,中、深部储层中碳酸盐胶结物主要为菱铁矿、白云石、方解石、铁白云石、铁方解石.统计显示,随着层位和深度加深,碳酸盐含量逐渐增加,含量突增段主要发生在东营组;碳酸盐含量超过10%,对储层物性影响较大.由薄片分析及碳、氧同位素分析可知,菱铁矿多以孔隙充填和颗粒环边方式产出,主要形成于同生到早成岩早期;方解石主要以粒状或呈连生胶结方式产出,方解石相对含量与δ¹⁸O值呈明显的负相关关系,说明大部分方解石形成较晚;铁方解石主要以粒状产出,以铁方解石为主的样品对应着较低的δ¹⁸O值,且沉淀温度高;白云石主要以斑块状充填粒间孔隙,其相对含量与δ¹⁸O值呈明显正相关性,且沉淀温度较低、形成较早;铁白云石主要以分散的粒状产出,其相对含量与δ¹⁸O值呈明显的正相关关系,且沉淀温度相对较低.     

鄂尔多斯盆地马岭地区长8储层成岩作用与有利成岩相带

运用常规薄片、铸体薄片、X射线衍射、阴极发光及扫描电镜等实验手段,研究鄂尔多斯盆地马岭地区延长组长8砂岩储集层成岩作用类型及其对储层的影响,划分成岩相并预测有利成岩相带。研究结果表明,研究区长8储层经历了压实、胶结、溶解及交代等多种成岩作用,压实作用和晚期含铁碳酸盐胶结作用使砂岩孔隙大量减少,显著降低储层物性,而溶解作用产生了较多次生孔隙,使储层物性得到明显改善。根据储层物性的主控成岩作用,结合孔隙类型,该区砂岩储集层划分为强溶蚀剩余粒间孔+溶蚀孔相、弱胶结剩余粒间孔相、黏土矿物胶结相、碳酸盐胶结相和强压实相5种成岩相,其中强溶蚀剩余粒间孔+溶蚀孔相和弱胶结剩余粒间孔相储层物性较好,是储层发育的有利成岩相带。     

白豹-坪庄地区长63储层有利区块预测

根据铸体薄片、扫描电镜、岩心、测井等资料研究结果,长63储层经历了复杂的成岩作用,储层物性差,属于中低孔特低渗储层,储集空间以剩余粒间孔和溶蚀孔为主,成分成熟度低,结构成熟度中等一较高。储层质量受到沉积微相和成岩作用的双重控制．沉积微相控制着储层原生孔隙的发育,成岩作用控制着次生孔隙的发育,三角洲前缘水下分流河道水动力条件较强,沉积的碎屑物粒度相对较粗,分选好,是最有利于储层发育的沉积微相;长石溶蚀成岩相以长石溶孔发育为主要特征,长石沿解理面溶蚀强烈,次生孔隙发育,储层物性显著变好,是该区最有利的成岩相;碳酸盐胶结物溶蚀成岩相较长石溶蚀成岩相溶蚀程度低,孔隙中的铁方解石、铁白云石胶结增多,物性相对较好,是该区较有利的成岩相;绿泥石衬垫式胶结成岩相以绿泥石衬垫式充填孔隙为主要特征,胶结作用相对较弱,孔隙类型以剩余粒间孔隙为主,储层孔渗性较好,也是该区较有利的成岩相。根据沉积微相和成岩相,三角洲前缘水下分流河道和长石溶蚀成岩相、碳酸盐胶结物溶蚀成岩相以及绿泥石衬垫式胶结成岩相的叠置发育区即为该区储层有利区块。     

酒西盆地砂岩储层碳酸盐胶结物分布及碳、氧稳定同位素富集特征

碳酸盐胶结物是酒西盆地石油沟油田古近系白杨河群间泉子组（N₁b₁）M油组砂岩储层中最重要的自生矿物,其含量及分布是储层定量评价的主要参数。通过矿物学、岩石学和地球化学测试分析认为,该区碳酸盐胶结物主要以方解石为主,少量白云石胶结物,胶结物分布范围为2.11%~56.39%,平均为12.93%。碳酸盐胶结物以基底式、孔隙式结构为主,部分斑点状、环边状。研究表明,不同微相砂体中碳酸盐胶结物相对含量明显不同,其中沙坝微相含量最高,平均为14.6%,河心滩微相含量最低,平均为8.09％,而滞留沉积微相含量居中,平均为7.73％。碳、氧稳定同位素分析表明,δ¹⁸O（PDB）值为-11.14‰~-3.25‰,δ¹³C（PDB）值为-7.32‰~-0.42‰,显示了该区碳酸盐胶结物来自淡水—微咸水环境,与溶解—沉积作用相关。δ¹³C、δ¹⁸O 值呈现由深部到浅部逐渐变小、变轻的趋势,说明由深到浅大气淡水影响逐渐增强,水体盐度减小,成岩温度逐渐增高。研究还发现,碳酸盐胶结物δ¹⁸O、δ¹³C值的分异与油气富集程度具较好的分区性,油浸—含油级砂岩碳酸盐胶结物富集δ¹³C,油斑—油迹级砂岩缺少δ¹⁸O同位素,荧光级砂岩胶结物同时缺少δ¹⁸O和δ¹³C同位素。     

水泥石初始压力特征分析

固井水泥浆注入井内后,在水泥石形成之前会出现失重现象,从而使水泥浆浆柱压力逐渐降低,如果没有引起其压力升高的因素,水泥浆柱压力会降为水柱压力.但事实上,在水泥浆失重期间,水泥浆柱压力下降会引起套管扩张变形和地层收缩变形,这两种变形都将挤压失重的水泥浆.这种挤压失重水泥浆的过程会持续到水泥石形成.水泥石形成时,重新建立起套管、水泥石、地层之间的压力平衡,此时水泥石承受的压力就是水泥石的初始压力.水泥石初始压力对水泥石、套管、地层体系以后的受力变形极为重要.     

水泥浆异位吞吐对调整井油层固井质量的影响及预防

调整井固井质量往往不高,这是由于长期大量的注水采油,使地层压力、温度和水泥浆的吸热环境发生了变化。再由于固井工艺的特点,决定了返至环空水泥浆的温度最高点不在井底油层段,而在距井底一定距离的地方。返至环空后,温度高的水泥浆优先进入初凝期,并开始失重,使下部未凝固的水泥浆吸纳较高压力地层的流体,同时加速向低压层失水,这就是水泥浆的"异位吞吐",结果使水泥浆固井质量不高。文中分析了水泥浆"异位吞吐"的原因,并提出了预防措施。经数十口井试验,只要采取优选水泥浆降失水剂的类型和剂量的措施,对提高固井质量十分有效。     

微硅低密度水泥的现场应用

微粒硅是铁合金生产中的副产品一是一种惰性材料,主要成份是二氧化硅,它具有粒径小,比表面积大的特点,作为水泥外加剂,可降低水泥浆密度。经过室内及现场试验,微硅水泥浆能满足长庆油田低温、低压、易漏地层的固井,并且使洛河层的固井质量大大提高。     

磁处理水泥浆应用机理实验研究

水泥浆经过磁处理后,改变了水泥颗粒的表面性质和胶体的电动特性,拆散了水泥浆体的网状结构,使水泥浆的粘度、切力降低,流动性变好,有利于提高固井顶替效率.磁处理使水泥的水化反应速度加快,水化产物数量增多,结晶、沉淀得更完善,水泥石变致密,水泥石的渗透率降低和强度提高,在固井中能更好地封固油气水层.通过室内系列微观实验,研究了磁处理水泥浆的应用机理,论证了磁处理效果.从室内实验到现场应用都证实了,磁处理水泥浆是提高固井质量的一项新技术,并具有施工简单、投资少和效益高的特点.     

复合膨胀剂对掺矿渣油井水泥性能的影响

针对普通油井水泥固井存在水泥浆高失水和水泥凝固过程中的体积收缩等问题，研究了G级油井水泥-矿渣-复合膨胀剂三元复合胶凝材料的膨胀与强度的协调性。通过汞压入法（MIP）和扫描电镜（SEM）等现代测试方法对矿渣油井水泥的水化硬化特性和机理进行了研究。试验结果表明，矿渣对改善G级油井水泥膨胀性能和力学性能有利；掺入煅烧MgO，在80 ℃水浴养护下，可得到比较理想的自生体积膨胀变形率，用限制膨胀来补偿水泥的限制收缩；掺钙镁复合膨胀剂，能改善矿渣油井水泥的微观结构，使得结构致密，抗压强度相应增加，可制备高性能膨胀油井水泥。     

新型DF冲洗液的研究与应用

在固井注水泥作业时，水泥浆与钻井液接触后，常常在水泥浆与钻井液交界面处形成非常粘稠的水泥或钻井液混合物，这些混合物粘附在井壁或套管上，影响水泥环与套管和井壁胶结质量，甚至造成地层间封隔不好形成窜槽。介绍了目前国内冲洗液现状，并针对水泥浆与钻井液相溶性差，对注水泥作业危害大等问题，研制开发了DF冲洗液。研究了DF冲洗液的组成、性能特点，重点从加量、温度、滤失性能、流变性、相容性等方面对DF冲洗液性能进行了全面的室内检测与评价。并进行了TK811等10多口井的现场应用。结果表明，DF冲洗液加量在3%～6%间，具有良好的冲洗、隔离作用，能明显降低钻井液的粘度和切力，降低失水量，与钻井液、水泥浆具有良好的相容性，易形成紊流顶替，有利于提高水泥环与地层间的胶结质量。     

保护油气层水泥浆的研究与实践

针对吐哈油田的储层特征和固井特点,研究了水泥浆对储层的损害机理,并结合各种井优质固井对水泥浆性能的要求,优选出了保护油气层的水泥外加剂,分别是以高分子材料为主复配而成的降失水剂、以磺化醛酮缩聚物为主的分散剂、以铝粉为主复配而成的防气窜剂,另外还有液体缓凝剂等,并确定了适应各种井的水泥浆配方。实践证明,这些配方性能优良,失水量低,防窜效果好,固井质量高,能减少对油气层的损害。     

水泥浆时变性对注水泥水力参数的影响分析

油气井固井注水泥过程中,水泥浆始终存在水化反应,水泥浆的流变特性也将发生相应的变化。这一时变性能必然影响到浆体流态和其他流动参数。在油气井固井水泥浆的时变性研究的基础上,进一步研究了井底循环温度对水泥浆时变性的影响。并运用非线性最小二乘法,对水泥浆流变参数随时间变化曲线进行了拟合,得出流变参数的计算公式。通过实例,进行了水泥浆流变参数的时变性对注水泥水力参数的影响分析。结果表明,井底循环温度越高,水泥浆的时变性越强;恒定流速施工,时变性对循环摩阻压降影响较大;要保持某一流态顶替,需保证相应的临界流速或排量。     

聚合物钻井液转变成水泥浆固井技术应用研究

本文对ＭＴＣ技术波特兰水泥转化法和高炉矿渣转化法的室内试验研究和现场应用进行了详细的论述。波特兰水泥转化法能提高水泥石抗压强度，高炉矿渣转化法能明显降低固井成本，综合考虑其特点，矿渣转化法有较大的技术优势。ＭＴＣ技术具有提高固井质量，降低固井成本等特点，有广阔的应用前景。     

SEP-1水泥膨胀剂在长封固段固井中的研究与应用

吐哈油田为解决长封固段固井质量问题,研制出SNC(减轻剂)+SEP-1(膨胀剂)低密度、高强度油井水泥。经现场7口井试验,未发生井漏、憋泵、低返等问题,质量全优,大大提高了固井质量。实践证明,SNC可防漏、防塌和保护油气层;SEP-1可大大降低析水,可补偿水泥凝固时体积的收缩,增加水泥石强度30%~50%。两种外加剂联合使用,可配成低密度、高强度水泥浆。由于加大了水灰此,一方面加大了水泥浆的紊流程度,提高了顶替效率;另一方面减少了水泥用量,降低了国井成本。SEP-1单独使用,可配成高密度水泥浆。