幂律流体中岩屑颗粒沉降速度实验

钻井过程中,任何井型都需要钻井液有效携带岩屑上返,以保持井眼清洁;但由于岩屑颗粒与钻井液存在密度差,遇到接单根、停钻等工况,岩屑颗粒就会在钻井液中沉降。对于大斜度井和水平井,岩屑沉降后会堆积在造斜和水平井段,形成岩屑床,造成恶性井下安全事故,因此,深入研究岩屑颗粒在钻井液中的沉降规律十分重要。文中首先综述了不同形状、不同粒径的固体颗粒在牛顿流体中的阻力系数和沉降速度计算模型,分析了牛顿流体中固体颗粒雷诺数和阻力系数之间的关系;应用与研究固体颗粒在牛顿流体中沉降的相同方法,并通过室内实验,得到了不同粒径岩屑颗粒在幂律流体中的沉降速度模型、颗粒雷诺数与阻力系数之间的关系模型。     

核磁共振测井在古龙页岩油评价中的应用

古龙页岩油储层黏土含量高,孔隙结构较为复杂,微米-纳米孔喉及微裂缝发育,利用常规方法评价储层孔隙结构及物性、含油性具有较大难度。针对以上难题,在岩石物理实验基础上,提出了核磁共振变T₂谱截止值有效孔隙度计算方法和考虑小孔隙含油的二维核磁共振含油饱和度计算模型,并通过核磁共振区间孔隙度分析,厘清了古龙页岩储层孔隙结构。利用该方法计算的有效孔隙度平均相对误差为7.3%,含油饱和度平均绝对误差为4.0%,这不仅提高了计算储量关键参数的解释精度,还为后续开发提供了技术保障。该技术流程和方法对于类似页岩油的有效孔隙度和含油饱和度的评价同样具有指导意义,有助于推动页岩油等非常规油气资源的开发利用。     

松辽盆地古龙页岩油赋存状态演化定量研究

页岩油赋存状态对评价页岩油的可动性具有重要意义,针对不同演化阶段古龙页岩油赋存状态不清楚的问题,选取不同成熟度的页岩样品,综合应用岩石热解、氯仿抽提、热解气相色谱等地球化学分析技术,研究了古龙页岩干酪根生烃演化规律,结合页岩油组成特征分析,探讨了岩石和干酪根中游离态与吸附态页岩油的分布及演化规律.结果表明:当Ro=0....     

岩屑颗粒在紊流运动场中的沉降特性

利用摄动法分析求解岩屑颗粒在紊流运动场中的沉降运动，在零阶摄动解中，忽略流体的加速度，从而紊流场内颗 粒与流体间的相对速度等于静止液体中的自由沉降速度，由此分析了颗粒在漩涡场中的运动轨迹，其次考虑流体加速度的莆响，以ε＝1／g|duf\td|作为参数摄动小量，讨论了紊流场的性质对颗粒运动的影响，结果表明脉动频率及紊流运动强度通过改变阻力而减小颗粒的沉降速度，但对重颗粒的影响较小。     

大庆古龙页岩油重大科学问题与研究路径探析

基于前期基础研究,剖析松辽盆地古龙页岩油生产实践难题,提出古龙页岩油在储集空间、相态分布、流动规律和矿物演化等方面的特殊性,解析目前面临的基础科学问题。梳理出以下6个方面的关键科学问题:(1)古龙页岩有机质来源、生排烃机理和影响页岩油丰度的关键因素;(2)古龙页岩有效储集空间类型和结构特征及其对孔隙度和渗透率的贡献;(3)古龙页岩矿物成因和演化规律及其对储集层有效性、敏感性与可压性的控制作用;(4)古龙页岩岩石力学特征与裂缝扩展规律;(5)古龙页岩油油品、相态变化规律与吸附-解吸转化主控因素;(6)古龙页岩油液固-液气作用机理与提高采收率机制。提出了实现古龙页岩油规模化经济动用的重点攻关建议:(1)深化油气生成与排驱、储集与运聚等机理研究,指导页岩油地质甜点优选;(2)深化可压性与造缝机制研究,支撑工程甜点选择及工程设计优化;(3)深化地层条件下流体作用机理研究,指导开发方案优选及提高采收率技术选择。古龙页岩油的成功开发需要全球专家学者贡献多学科创新想法和技术思路,解决生产难题。图12表1参47     

钻具旋转对泡沫钻井岩屑运移规律影响的研究

考虑了气体溶解度对泡沫状态方程的影响,建立了钻具旋转作用下的水平环空岩屑床厚度预测模型,用于预测不同钻具旋转速度、偏心度、泡沫质量和流速下的岩屑床厚度、岩屑浓度和摩擦压降;并利用数值模拟的方法,研究了钻具旋转作用下的岩屑运移规律。研究结果表明,钻具旋转使泡沫流体速度重新分布,有利于岩屑床的破坏,显著降低环空中岩屑浓度,大大改善井眼清洁状况。     

大斜度井岩屑图像技术应用方法研究——以大庆油田葡萄花油层为例

岩屑图像技术通过计算机实现了岩屑表征信息的再现,在含油显示识别中避免了人为误差,大幅提升了岩屑录井技术含量,在垂直井录井中已得到广泛应用,但是在大斜度井中受岩屑床影响,含油岩屑分散、滞留、拖尾现象严重,该项技术按常规方法在大斜度井中应用时出现了明显的不适,无法准确判断含油显示位置,经常出现漏失显示的现象。通过应用岩屑荧光面积比值、差值两项参数将含油显示与基值动态分离,并将二者间的差幅放大,使含油显示位置得以突出,从而达到准确识别油气显示的目的,在实际应用中取得了很好的效果。     

水平井岩屑体积平衡计算方法研究与应用

水平井的水平段由于岩屑重力效应及钻具偏心严重,产生的岩屑或掉块极易滞留环空,导致井眼清洁不良和井壁失稳问题,严重影响井下安全。为了实现水平井施工现场井眼清洁定量化监测与分析,设计了一种井场岩屑流量测量装置,研究水平井岩屑体积平衡计算方法,建立水平井岩屑体积平衡分析流程,实现水平井钻进过程岩屑体积随钻跟踪。现场应用表明,利用水平井岩屑体积平衡计算方法可以帮助定量评价井眼清洁异常情况,通过施工优化,提高井眼清洁程度,降低卡钻风险。     

陆相页岩油可动烃富集因素与古龙页岩油勘探潜力评价

通过对中国主要中高熟页岩油探区的地质特征和生产实践分析，结合分析化验结果，提出陆相页岩油能否投入规模开发需要兼备3个条件：初始产量有经济性、单井累计采油量有经济性与经试采证实的可动用储量有规模，明确了可动烃数量与品质是决定页岩油能否经济开发的关键，也是页岩油富集区/段评价需要关注的重点。研究提出可动烃富集评价指标包括：(1)形成滞留烃的物质基础，以TOC>2%为必要条件，3%～4%最好，母质类型为Ⅰ—Ⅱ1型；(2)滞留烃流动性，与烃组分构成及其中轻/重烃组分流动特征密切相关，可从热成熟度(R_o)、气油比(GOR)、原油密度、烃组分构成品质、保存条件等方面评价；(3)工程关联要素，包括孔喉主分布区、储集物性(含裂缝)、页理特征与成岩阶段。据此建立3类13项评价指标及参考值，评价认为古龙页岩油轻质油带可动烃富集条件最有利，其次为稀油带和黑油带，其中R_o>1.2%、压力系数大于1.4、有效孔隙度大于6%、原油密度小于0.82 g/cm³与GOR>100m³/m³的轻...     

油基钻井液在页岩油气水平井的研究与应用

针对页岩油气水平井的特点,室内着重研究了油基钻井液体系的携砂能力及封堵能力,构建了适合于页岩油气水平井的强封堵油基钻井液体系。通过现场4口页岩油气水平井的应用表明,油基钻井液具有良好的流变性能,没有岩屑床形成,且防塌能力强,滤失量低,井壁稳定,电测一次成功,下套管顺利到底。     

碳同位素录井技术在古龙青山口组页岩油中的应用——以GY 3井为例

随着勘探开发的不断深入,古龙青山口组页岩油已成为松辽盆地主要勘探对象。通过对GY 3井钻井液气及岩屑罐顶气碳同位素随钻检测,钻井液气碳同位素δ¹³C₁<δ¹³C₂<δ¹³C₃为有机油型气特征,δ¹³C₁-δ¹³C₂-δ¹³C₃有机不同成因烷烃气鉴别图板投点显示古龙页岩油为Ⅱ油型油气;钻井液气不同烷烃碳同位素分馏模拟计算表明,本地烃源岩演化程度介于1.3～1.5之间,属于高成熟阶段;甲烷碳同位素(δ¹³C₁)含量随纵向深度的反向变化说明青二段为外来补给型页岩油,青一上半段为原地生烃滞留型页岩油;根据不同时间岩屑罐顶气(1 d、3 d、7 d)碳同位素分馏特征分析表明,青一下半段含油气压力最高,其次为青一上半段,青三段底部也具有较好的含油气压力。碳同位素录井不仅可用来分析油气...     

岩屑气分析技术在大庆油田的实验研究

随着欠平衡钻井工艺技术的推广，欠平衡钻井条件下气层发现与识别技术越来越引起录井行业的关注，岩屑气分析作为一项配套新技术已引起录井技术人员的重视。岩屑气分析恰好能够消除欠平衡下上部揭开的油气层对下部储集层发现的干扰，弥补常规气测技术的局限。结合大庆油田的实际，在前人工作的基础上，通过对岩屑气分析技术影响因素的分析、检测仪器的改进与配套、操作流程与识别异常方法的建立和应用，进行了实验研究和探讨，给出了应用实例，验证了岩屑气分析技术在欠平衡钻井条件下发现与识别气层的实用性和有效性。     

地震信息约束的三维建模技术及其在松辽盆地古龙页岩油地质工程一体化中的应用

以三维地质建模为基础的地质工程一体化已经成为非常规油气勘探开发的关键技术.由于松辽盆地古龙页岩油的钻井资料少、数据冗杂,亟需开展基于地震信息约束的三维地质建模技术研究,来满足页岩油藏丛式水平井平台勘探开发需求.根据古龙页岩油为代表的陆相页岩油建模的独特性,以工厂化、集约化的布井思路为指导,充分利用钻井、测井和地震预测数...     

古龙页岩油富集因素评价与生产规律研究

基于大量钻井、分析测试、模拟实验,对松辽盆地古龙凹陷白垩系青山口组页岩(古龙页岩)的生烃演化、页岩油赋存状态、孔缝演化机制进行深入分析,并结合大量试油试采资料,开展古龙页岩油富集层评价、生产特征与产量递减规律分析。研究表明：(1)古龙页岩在R_o值为1.0%～1.2%时进入大量排烃期,最大排烃效率为49.5%;中低演化阶段,页岩油的主要赋存空间从干酪根向岩石与有机孔缝转移;中高演化阶段,页岩油由吸附态向游离态转化。(2)孔隙类型主要为黏土矿物晶间孔缝、溶蚀孔和有机孔,黏土矿物转化过程中在伊利石、伊蒙混层矿物间形成大量晶间孔缝,有机质裂解作用形成网状孔缝。(3)游离烃含量、可动孔隙度、总孔隙度、脆性矿物含量是页岩油富集层分类评价的核心指标参数,Ⅰ类层标准为S₁≥6.0 mg/g,可动孔隙度大于等于3.5%,总孔隙度大于等于8.0%,脆性矿物含量大于等于50%,综合认为Q2—Q3、Q8—Q9油层最优。(4)轻质油带核心区水平井首年累产高,属于双曲递减模式,递减指数一般为0.85～0.95,首年递减率为14.5%～26.5%,单井预测可采储量(EUR...     

页岩储层水平扩径井段固井顶替效率数值模拟研究

提高水平扩径井段顶替效率是提高水平井固井质量的途径之一，但相关研究存在假设过于理想化、与现场实际不相符的问题。为此，利用CFD数值模拟方法，以大庆油田古龙页岩储层为例，开展了椭圆形水平扩径井段固井水泥浆三维顶替模拟研究。结果表明：偏心度越高，扩径段的宽窄间隙处的流速差越显著，偏心度为0.7时，流速差达到2.00 m/s,钻井液很难被完全顶替；最大扩径段位于扩径段中部时，水泥浆顶替效率最高，扩径段靠近最大扩径处一侧时，水泥浆顶替效率变差，易形成钻井液滞流区；套管高偏心度条件下，顶替效率随套管转速增加显著改善，偏心度为0.7时，套管转速从30 r/min增至40 r/min,顶替效率提高1.17个百分点；主轴旋转会改变扩径段的几何形状，主轴方位角为60～120°时，顶替效率变化明显，由60°增至90°时，顶替效率降低0.81个百分点。该研究结果有助于提高页岩储层椭圆形水平扩径井段的固井质量。     

高性能水基钻井液在大庆油田致密油藏水平井中的应用

针对大庆油田中浅层致密油藏水平井钻井过程中常发生造浆、缩径和剥落掉块等问题,在对致密油储层岩心进行电镜扫描、铸体薄片分析等的基础上,利用聚胺、聚合醇的"两元协同"作用提高钻井液的抑制性,利用常规物理封堵与聚合醇化学封堵相结合的"双效"封堵作用提高钻井液对微裂缝的封堵能力。采用宏观与微观相结合的抑制性评价方法优选了聚胺抑制剂,并选用与其具有良好配伍性的聚合醇等处理剂,形成了抑制性突出、封堵能力强和润滑性良好的高性能水基钻井液。室内试验结果表明,高性能水基钻井液泥页岩滚动回收率大于95%,缝宽10~50 μm的微裂缝累计出液量小于2 mL,极压润滑系数仅为0.10。该钻井液在大庆油田致密油藏的9口水平井进行了应用,均效果显著,其中龙26-平9井的井径扩大率仅为9.31%,最高机械钻速达10.58 m/h。研究表明,高性能水基钻井液能够满足大庆油田致密油藏的钻井需求。      

页岩在水溶液中膨胀规律的实验研究

采用 Arco页岩和 Tournemire页岩在不同活度的水溶液中进行实验 ,定量分析水溶液活度对页岩膨胀的影响 ,同时还研究了页岩沉积面 (层面 )的方位和水溶液体积对页岩膨胀的影响。实验结果表明 ,水溶液的活度对页岩膨胀程度的影响较大 ,水溶液的体积对页岩膨胀程度的影响很小 ,页岩沉积面方位对页岩膨胀程度影响较大 ,与页岩沉积面其它方位相比 ,沿垂直于沉积面方位的膨胀量最大 ,稳定性最差。     

布达特群地层特征及在岩屑录井过程中的应用

海塔盆地位于中国内蒙古自治区呼伦贝尔地区和蒙古国东方省的东部,横跨两国边境．属于中生代沉积盆地。平面上可划分为3个坳陷两个隆起,由西向东依次为西部坳陷、巴兰一沙巴拉格隆起、塔木察格坳陷、贝尔一布伊诺尔隆起和巴音一桑布尔坳陷。其中．塔木察格坳陷和巴音桑布尔坳陷是两个最为有利的含油气坳陷．塔木察格坳陷的塔南凹陷和贝尔凹陷已获得工业发现。该区的变质岩在布达特群地层中最为明显,主要为一套含凝灰质砂砾岩、蚀变火山岩、蚀变和浅变质的砂泥岩和似砂状结构火山碎屑岩。     

支撑剂在清洁压裂液中的沉降规律

清洁压裂液中支撑剂的运移和铺置对压裂效果有重要影响,目前对这方面基于理论研究和矿场试验的较多,而室内实验研究较少。利用透明平行板裂缝充填模拟装置,对4个影响支撑剂沉降规律的因素进行了研究。结果表明:黏度越大,沉降速度越小;压裂液携砂性能随排量的增加、支撑剂密度的减小呈线性规律增长;砂液比对沉降速度影响较小;其中3个主因素对压裂液携砂能力的影响程度从大到小依次为清洁压裂液黏度、支撑剂密度和砂液比。认清支撑剂沉降规律可进一步提高压裂井施工参数的合理性。