雷家致密油储层可压性评价方法

国内外学者提出了很多非常规油气储层体积压裂改造的评价方法,主流的做法是以储层脆性程度作为定量表征。仅仅依靠脆性选层是不够的,必须结合更多的储层岩石资料。本文以雷家致密油为研究对象,结合储层构造、地质特征、岩性特征、矿物组分、物性、储集空间结构、敏感性、岩石力学参数、脆性等多因素影响,综合表征致密油储层体积压裂可压性特征,建立了岩石可压性分类评价方法,指导该地区储层改造选井选层。     

美国Tuscaloosa页岩油储层压裂效果影响因素分析

目前水平井压裂技术越来越成熟,水平段长度越来越长,压裂段数越来越多,压裂规模越来越大,同步压裂等大型压裂工艺迅速发展,但压裂效果影响因素分析多为单因素分析。本文综合分析了美国Tuscaloosa页岩油层压裂改造长度、岩石矿物成分、射孔参数、施工参数等因素对经济可采储量的影响程度,得到影响Tuscaloosa页岩油层压裂效果各因素的主次关系为:破裂压力梯度>裂缝闭合压力>支撑剂用量>改造长度>膨胀性粘土含量>段间距>滑溜水比例。储层岩石的力学性质对压裂效果的影响最大,其次才是射孔及压裂施工参数等因素,因此对已压裂井的破裂压力梯度和裂缝闭合压力分别做等值线图,可以为优选井位提供参考,并提高压裂成功率。     

基于多重分形的岩石矿物分布规律研究

在非常规储层压裂选层方式上,岩石的复杂程度一直是重要的评定参数之一,如何准确描述岩石的复杂程度亦成为重中之重。本文通过多重分形的方法针对辽河油田A区块致密储层岩石内部的矿物分布规律进行了分析,通过多重分形谱函数表征了岩石的复杂程度。研究表明,该区块脆性矿物含量丰富,矿物分布均为右偏多重分形,其中石英的分布最广,复杂程度及不均性最强,储层矿物分布复杂,适合进行体积压裂改造。     

热处理砂岩细微观损伤演化及断裂试验研究

以郑万铁路重庆段雷家坡隧道岩石为研究对象,研究高温作用下岩石细微观损伤演化特征及断裂机制。对砂岩试样进行热处理,借助MTS816岩石力学试验机、核磁共振仪、CT扫描仪等对砂岩开展不同温度下的微观结构热损伤及宏观破裂试验研究。结果表明：随着温度的增加,热处理砂岩细微观孔隙结构明显较常温作用变大,试样内水分子含量随着温度的增加逐渐增大。当温度低于600℃时,试样内部发生明显的脆性破断,但当温度高于600℃时,岩样的破断特征由脆性逐渐向塑性转变。另外,在较低温度作用时,试样内主要以剪切破断为主,随着温度的增加,试样的破断机制由剪切破断主导向拉伸破断过渡。     

页岩储层可压性评价办法研析

研究了页岩可压裂性指标体系的相关问题,结合断裂韧性、页岩脆性等可压性影响因素,提出判别页岩储层形成可压裂性的关键是揭露复杂地质、岩石力及水力裂缝等原因。为探索工作区域压裂施工参数对断裂韧性和页岩脆性程度影响,研究了控制水力裂缝扭曲的相关因素并提出解决方案。     

基于混凝土裂缝特征的氯离子传输性质研究进展

介绍了混凝土裂缝的诱导试验方法和已开裂混凝土中氯离子传输的试验方法、表征手段及传输性质的影响因素。对比分析了机械力学破损法和非机械力学无损法的差异,阐述了裂缝宽度、裂缝深度、水胶比、水泥与矿物掺合料及其外加剂的含量、保护层厚度、环境氯离子溶液浓度及暴露周期、荷载作用对已开裂混凝土中氯离子传输性质的影响,并对氯离子的传输机理与性质的研究进行了展望。对于混凝土裂缝诱导试验方法,非机械力学无损法适合于定量研究不同裂缝特征对混凝土传输性质的影响,但需建立人造裂缝与实际工程裂缝在混凝土传输性质上的相关性。小于100μm的裂缝宽度对混凝土中氯离子传输速率的影响显著;当裂缝宽度大于100μm时,混凝土中氯离子的传输速率变化较小。此外,较高的裂缝深度与水灰比均对混凝土中氯离子传输速率的增加有明显促进作用,但是增加水泥用量与掺加适量矿物掺合料,可减缓已开裂混凝土中氯离子的传输速率。     

岩石力学试验在压裂设计优化中的应用

岩石力学参数对压裂参数的优化、压裂工艺的选择十分关键,压裂设计优化的排量、支撑剂粒径、压裂液类型、粘度等参数需要根据岩石力学参数的大小以及由此计算的可压性的大小来选择,压裂裂缝的模拟优化也依赖于三轴岩石力学实验得到的岩石力学参数。以往受测试设备和取芯数量的限制,胜利油田对岩石力学参数的评价相对较少,很多区块没有岩石力学参数数据,在压裂设计的优化中只能采用测井资料计算的动态的岩石力学参数或者借用相似区块的岩石力学参数,影响设计的针对性和可靠性。     

基岩裂缝型储层可压性评价

裂缝型油藏天然裂缝发育程度较高,增产改造时需要对油藏可压性进行整体评价,以提高油藏整体改造效果,本文针对基岩裂缝型储层物性特点,开展储层岩石脆性、断裂韧性等岩石力学测试实验,结合裂缝型储层天然裂缝发育特点,对基岩裂缝型储层可压裂性评价技术进行了研究。通过三轴压缩试验与脆性评价、抗拉强度测试、全直径岩心压裂测试,建立基岩裂缝型储层的可压性评价模型,形成基岩裂缝型储层典型区块可压性剖面,确定影响复杂裂缝扩展的主要地质因素,为后期基岩裂缝型储层压裂裂缝形成机理及工艺优化提供指导依据。     

基于矿物岩石力学特征差异的页岩储层脆性评价方法研究

在页岩气储层评价中,岩石脆性的评价可用于指导压裂施工层位的选择、评价储层可压性及预测压裂效果。由于储层的非均质性及高昂的取心成本,需结合测井曲线构建脆性指数对页岩气储层进行评价。基于常规测井资料,在利用带约束的最小二乘优化算法反演矿物组分的基础上,构建了基于矿物岩石力学特征差异分析的脆性指数模型对XX1井五峰-龙马溪组储层脆性进行计算。评价结果表明,计算脆性与实验分析脆性一致性好,平均相对误差为4.69%,且其变化规律与岩心分析变化规律较为一致,能较好地运用于实际可压性评价。     

高邮凹陷区块泥页岩的岩石力学特征参数的研究

高邮凹陷地区先后经历了仪征运动、吴堡运动、三垛运动,该区域断裂发育,评价该区域裂缝发育需要研究岩石力学参数。高邮凹陷区块井大多仅有纵波时差测井值,本文通过采取岩心分析孔隙度求取密度,建立了实验法和利用纵波时差、密度推导横波时差法,提出了采用岩石力学参数评价泥页岩脆性的方法,并且使用分维法评价裂缝的发育程度。结合高邮凹陷地区断裂分布与主应力方向图,处理该地区20口井得到脆性特征参数和裂缝的分维数,总结出该地区裂缝发育的规律,指导该区块泥页岩气藏的压裂设计和开采作业。     

基于原子力显微镜的角砾岩微观力学性质研究

角砾岩破碎带是隧道施工中比较常见的不良地质现象,对于角砾岩多为宏观尺度上的力学性质研究,很少涉及微观尺度上的矿物力学特性。本文通过扫描电子显微镜(SEM)观测角砾岩矿物组成成分,借助原子力显微镜(AFM)获得矿物成分的杨氏模量,根据材料随机模型获得宏观杨氏模量。研究结果表明：角砾岩岩样的矿物组成和体积占比分别是：石英占比20%,钾长石占比40%,斜长石占比40%;AFM测出岩样中石英、钾长石、斜长石三种矿物的杨氏模量为99.13 GPa、91.78 GPa、63.36 GPa;角砾岩材料随机模型杨氏模量为81.20 GPa。本文提出一种基于原子力显微镜的微观岩石测试方法,测得角砾岩岩样的组成成分和微观力学性质,为从岩样中获得力学性质提供了一种新型的研究方法。     

南海东部X-5井古近系低渗储层压裂可行性研究

南海东部古近系储量规模巨大但产量低,储层物性差是制约产能释放主要因素,压裂改造是低渗油气藏开发的关键。以X-5井文3段为例,从资源规模、构造特征、沉积储层、岩石物性、矿物组分、岩石脆性、黏土矿物含量、敏感性、地应力特征等多综合评价其压裂可行性[1]。成果表明：（1）文3段砂体厚度大,井控储量满足压裂技术经济界限;（2）文3段属于低孔低渗储层,但局部发育地质甜点段;（3）地层平缓,储隔层应力差大,且脆性矿物含量高,利于裂缝延伸;（4）钻井靶点距离断层> 350m,压裂工程风险低。因此,X-5井文3段具备压裂改造的地质条件。     

低渗透油藏酸化压裂解堵技术研究

为提高低渗透储层水平井分多段压裂工艺技术效果,分析了研究区主力层位山西组和石盒子组储层地质特征,明确了地层天然气、地层水、地层温度和压力特征,利用测井资料计算动态岩石力学参数,然后寻找动态岩石力学参数和静态岩石力学参数以及压裂施工压力之间的关系,评价地层可压性,通过综合考虑含油气性建立地层分段分簇模型,并利用该模型为研究区水平井分段定簇。微地震地面监测表明,裂缝长度在271～683 m范围,人工缝网的几何尺寸复杂,压裂效果明显。     

基于液岩作用下地壳中岩石损伤的影响因素

地壳条件下的岩石损伤影响因素很多,首先是短期突发动力学驱动对岩石损伤的影响,包括自然因素驱动和受钻探、开采和压裂等人为因素的驱动。其次,上覆岩层长时间与孔隙流体二者同时对岩石迚行着潜移默化的影响,这属于长期施加静态疲劳驱动。对岩石脆性场的时间依赖性迚行了研究,基于流体对岩石的冲刷、腐蚀以及相互作用,观察岩石在恒定的外加应力下发生的变形和失效,研究时间对岩石损伤的影响。从力学和化学两个领域出发,迚行总结和实验研究,得到液岩作用下岩石损伤的多种影响因素和裂缝扩展觃律。     

页岩气田岩石弹性模量及破碎机理研究

焦石坝页岩气资源丰富,已成为国家非常规油气的重要来源,但页岩高灵敏性制约着钻进安全和成本,因此,研究本地区页岩的物化性质和岩石力学特征至关重要。该文采用X-射线扫描、单轴压缩、浸泡、显微成像技术和分散实验等技术方法,对页岩的矿物成分、岩石力学性能、水化膨胀能力和页岩在清水中的回收率作了深入研究。实验结果表明:页岩脆性矿物含量丰富,蒙脱石含量低,不易水化膨胀;分散性差,在清水中回收率较高;页岩具备有硬脆性特征,主要沿着层理破碎。该项研究结论为本地区页岩层段的钻进提供了理论依据和技术参考。     

构造地质事件的测井识别

很多构造事件是重大且具决定性的地质事件，其特征在地层宏观与微观方面均有体现。其中宏观层面的突变可能多与该事件的共性因素有关，其微观层面的突变可能多与该事件的个性因素有关。不同尺度的测井曲线均可能记录了与构造事件有关的测井地质属性，为识别构造事件的性质及其对地层演化的影响提供依据。根据现有资料研究，从五个层面地层厚度关系的变化、地层沉积频率等因素的变化、沉积相与沉积旋回的巨变、岩石类型及岩石矿物含量巨变与岩石内部物质成分改变五个方面，研究构造事件与测井曲线的响应关系，最终用测井曲线识别地质构造事件。     

岩石微观能量演化与宏观力学行为的关联研究

通过三轴应力条件下大尺度岩石破坏声发射试验,得到了三类岩石(花岗岩、砂岩、大理岩)破坏全过程力学特征和声发射特征.试验过程中记录到大量的声发射信息,能够反映岩石试件内部每一个损伤(微裂纹)发生的时间、地点和强度.通过声发射速率过程理论分析,导出声发射累积能量释放的表达式,该表达式反映了岩石破坏过程中的损伤演化状况.此外,对三类岩石的损伤本构行为进行了研究.结果表明,该理论计算模型可以反映岩石类脆性材料的损伤本构行为,进而对其宏观力学行为进行描述.     

大庆油田A区块压裂后产能影响因素研究

水力压裂是目前应用最为有效的一种增产措施,目前对于老区油井都会采取压裂的增产措施,其增产机理主要体现在增大渗流面积、连通地层深处、减少驱动距离等方面,但是对于压裂后裂缝形成规律以及压裂后产能影响因素需针对不同区块的地质特征进行分析。笔者通过理论公式分析大庆油田A区块地层裂缝形成规律,并模拟压裂后产量变化规律,判断A区块压裂前后产量影响因素,优化裂缝参数,研究结果表明:裂缝的半长对压裂后油井产量影响较大,当泵注排量较高时,地层岩石受力较大,造成其压裂后缝高较高,最终根据模拟结果优化裂缝参数,设计相应的泵注程序,对大庆油田A区块油井压裂的实际施工具有重要的指导意义。     

涪陵区块湖相页岩储层新型体积压裂工艺研究及现场应用

涪陵区块湖相页岩储层厚度大、分布面积广、资源量大。但湖相页岩气储层非均质性强，页岩泥质含量高，页岩闭合压力高，破裂压力高、延伸压力高、施工压力高，压裂难度大，传统压裂技术难以形成复杂裂缝。通过以涪陵区块湖相页岩气井TY1-HF井的岩石力学、矿物成分及地应力特征为基础，研究形成了“超密切割+均衡延伸+穿层扩体+暂堵转向+高强加砂”的湖相页岩储层体积压裂新工艺，现场试验取得了较好的效果。TY1-HF井储层的改造成功为以后国内湖相页岩水平井实施大型分段压裂改造积累了技术及现场施工经验。     

七里村油田压裂裂缝研究

压裂是低渗透油田油层改造最有效的方法之一,本论文通过对七里村油田主力油层长6油层的岩石破裂后裂缝进行研究,详细描述人工裂缝的形态和延伸规律,从而明确该区人工裂缝类型与形态,并通过压裂后的裂缝检测得到对裂缝更加详细的认识。