准噶尔盆地超深井达探1井钻井液技术

目前达巴松区块共完成11口探井,二开、三开使用的是钾钙基聚磺钻井液体系,在钻探过程中频繁出现缩径、垮塌、井漏、溢流等复杂事故,同时存在起下钻阻卡严重、钻井液受污染后性能极不稳定等问题。通过优选包被剂和添加胺基抑制剂,整体提高了体系抑制分散能力,解决了达探1井白垩系和侏罗系膏质泥岩极易水化膨胀造成井眼缩径垮塌的问题;通过利用体系强抑制、完善配方的封堵防塌能力、使用合理钻井液密度,杜绝了侏罗系西山窑组和八道湾组地层由于煤层发育容易发生垮塌、井漏的问题;通过KCl与NaCl的复配,提高体系的抑制性能和抗污染能力,体系回收率从原来的91.6%提高到97.5%,抗NaHCO₃污染能力从5%提高至10%以上;优选复配合理的随钻堵漏剂和采用近平衡钻进,解决了可能发生的井漏问题。达探1井在井眼尺寸增大的情况下,钻井速度相比邻井大幅提升,平均机械钻速提高了35.48%;全井复杂事故率为零;各次完钻电测和下套管均一次成功;钻井月速为1105.86m/台月,较达1井提高51.23%,较达9井提高28.1%,较达10井提高48.12%。      

泥页岩水化作用综合评价

单凭泥岩的比表面积或吸水量来评价泥页的水化作用是片面的,考虑到泥页岩中蒙脱石和伊利石吸水机理的不同,本文引入了比吸水量概念,综合运用比表面积和吸水率两个独立指标,比较科学地反映了泥夺的水化作用程度     

泥岩风化物的工程特性与利用

泥岩风化物具有特殊的工程地质性质,作为地基持力层时,其指标的选取存在许多困难。本文通过对泥岩风化物的有关性质的分析和探讨,并引用一工程实例结果,提出了确定泥岩风化物工程性质的方法。     

广西河池红层泥岩力学特性的纳米压痕试验研究

为了系统表征广西河池地区红层泥岩中各矿物组分的力学性质,采用纳米压痕测试技术,测试了红层泥岩样品在4种峰值荷载下的力学性能,并结合X射线衍射仪和光学显微镜等设备,将每个测点结果依次对应到各矿物组分上。结果表明：广西河池地区红层泥岩内部具有高度的非均质性,主要成分以SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃为主,所含矿物组分主要包括石英、斜长石、白云母等。黏土矿物和各种矿物组分呈紧密、无规律排列。单次纳米压痕试验的泥岩荷载-压入深度曲线的离散化程度较高,但每组荷载下的12个测点的平均最大压入深度和塑性变形满足荷载越大则压痕深度越大的基本规律。当峰值荷载较小时,泥岩中各测点的弹性模量和硬度体现了良好的线性相关性。泥岩中的石英成分强度最高,力学性能最好,斜长石次之;白云母和黏土矿物的力学性能最差。同时,红层泥岩内部表现为多孔隙、多裂缝结构,导致黏土矿物的平均弹性模量低于其他类岩石的水平,这也是导致红层泥岩易开裂、遇水易崩解的原因。     

软岩桩基承载性能试验研究

 地王商会中心和佳得鑫广场是南宁市两座相邻的高层建筑,其基础均采用人工挖孔扩底桩,桩端嵌入第三系泥岩。广西南宁盆地广泛分布的第三系泥岩是典型的软岩,通常被选择作为建筑物桩基的持力层。为掌握软岩桩基的工程性质,采用自平衡试桩法进行上述2个工程共8根嵌岩桩的承载性能试验。考虑到各试桩的嵌岩深度和尺寸不同,为获得较好的试验结果,桩身荷载箱的设置采用不同型式。通过试验解决大吨位软岩扩底桩承载力测试难题,为工程设计提供所需的重要参数。对试验数据进行对比分析结果表明,浸水对软岩桩基的承载性能有较大的削弱。根据试验研究结论,施工中采取有效措施防止泥岩浸水,为今后类似工程的建设积累了宝贵的经验。     

应用13C核磁共振波谱分析吐哈盆地干酪根结构变化

吐哈盆地是中国较大的煤系含油气盆地之一,成烃母质大多处于低成熟阶段。为研究油气形成过程中干酪根大分子结构的变化,对盆地侏罗系八道湾组的煤与碳质泥岩干酪根,进行了热解实验,借助于13C核磁共振波谱分析,研究了不同成熟度下干酪根结构的特征与变化。结果表明,随热演化程度的增加,煤与碳质泥岩干酪根中的脂肪族类明显降低、氧接芳碳脱落、芳香结构轻微缩合,在低成熟演化阶段表现尤为明显。脂肪链中亚甲基次甲基含量大于甲基含量,是吐哈盆地轻质低成熟油储量多于低成熟气的主要原因。     

适用于软泥岩巷道的掘进机设计改进

软泥岩巷道主要指巷道的底板、顶板中,泥岩占主要成分,泥岩遇水,则会变成泥浆,对巷道开拓、煤矿安全生产都会带来严重影响,主要针对软泥岩巷道的特性,对掘进机的设计提出一些改进措施,提高掘进机对软泥岩巷道的适应性。     

冻结褐色泥岩非线性加速蠕变西原模型优化

为研究冻结褐色泥岩加速蠕变特性,以陕西某煤矿主井井筒褐色泥岩为研究对象,基于不同的轴压水平,采用WDT-100冻土试验机分别在-5,-10,-15 ℃的负温条件下进行了单轴等载荷蠕变试验。试验结果表明:低轴压水平下的冻结褐色泥岩蠕变呈现出瞬时弹性、减速、稳定3阶段特性,高轴压水平呈现出瞬时弹性、减速、等速、加速4阶段特性,轴压水平因素对冻结褐色泥岩轴向应变增加的影响程度远大于温度因素。基于经典西原模型,串联一个带应变启动的非线性黏滞阻尼器,得到7元件优化西原模型,通过最小二乘法对模型参数进行非线性回归分析,分析结果表明,7元件优化西原模型拟合曲线与试验结果吻合良好,更适合于描述冻结褐色泥岩非线性加速蠕变特性的变化规律,对深井煤矿冻结褐色泥岩的蠕变破坏预报具有参考价值。     

利用稳定泥岩段层速度建立高精度剩余层速度场

高精度剩余层速度的求取需要解决两方面的问题：一是建立高精度的层速度场,二是建立高精度的正常压实速度场。为此,提出了一种精确求取剩余层速度场的新方法。基于模型层析法求取层速度,结合井震速度标定和空间网格化加密,精确求取层速度场;然后基于已钻井稳定纯泥岩段的层速度,拟合求取正常压实速度场,并对层速度场进行压实校正,得到能预测岩性的高精度剩余层速度场。研究结果表明,在基于模型层析法得到高精度层速度场的基础上,利用稳定纯泥岩段层速度拟合的正常压实速度值更符合研究区不同年代实际地层,能够从层速度场中筛选出更多的岩性信息,提高砂体预测的精度。该方法在二连盆地SH凹陷得到有效应用,成功预测了目标区砂体的分布,为该区井位部署及相似地质条件地区的砂体预测提供了新的思路。     

莺歌海盆地超压带低速泥岩陷阱的甄别及对勘探的启示

在莺歌海盆地中深层超压带的钻探中遇到低速泥岩,其在地震相上表现为低频强振幅反射特征,与含气砂岩储层反射特征相似。岩石物理分析显示低速泥岩速度低于含气砂岩储层,其波阻抗值与含气砂岩储层相当甚至低于含气砂岩,通过地震相及叠后波阻抗反演等常规地球物理技术无法识别。针对这一问题,对目前莺歌海盆地钻遇低速泥岩的探井数据进行了系统的岩石物理和AVO正演分析,归纳总结了低速泥岩的岩石物理和AVO特征,在此基础上,探讨了利用AVO技术及叠前反演甄别低速泥岩和储层的方法,并取得了一定效果。针对中深层低速泥岩存在的普遍性,进一步提出了有别于低阻抗砂岩反射特征的低速泥岩背景下的高阻抗砂岩储层类型可能成为中深层下步潜在的勘探领域。