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微观地质特征对硬脆性泥页岩井壁稳定性影响与对策研究 被引量：60
1
作者 赵峰 唐洪明 +2 位作者 孟英峰 李皋 徐洪明 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2007年第6期16-18,共3页
硬脆性泥页岩引起的井壁失稳是钻井过程中经常遇到的一个十分复杂的难题。利用扫描电镜、压汞、X-衍射、比表面分析仪等岩矿测试手段研究硬脆性泥页岩的微观地质特征,根据研究结果分析其对硬脆性泥页岩井壁失稳的影响,并提出保持硬脆性... 硬脆性泥页岩引起的井壁失稳是钻井过程中经常遇到的一个十分复杂的难题。利用扫描电镜、压汞、X-衍射、比表面分析仪等岩矿测试手段研究硬脆性泥页岩的微观地质特征,根据研究结果分析其对硬脆性泥页岩井壁失稳的影响,并提出保持硬脆性泥页岩井壁稳定的措施,为硬脆性泥页岩井壁稳定性研究提供一种新思路。研究结果表明,硬脆性泥页岩中发育的一部分微裂缝是导致井壁失稳的重要原因。在钻井过程中,钻井液滤液沿着泥页岩中的微裂缝进入到地层内部,导致粘土矿物的水化膨胀,使孔隙压力增加,泥页岩强度降低,最终发生井壁失稳。最后根据研究结果提出在钻井液中加入一部分和泥页岩孔喉相匹配的封堵粒子,期望它能降低或阻止钻井液滤液在泥页岩中的漏失,达到稳定井壁的目的。 展开更多
关键词 钻井 硬脆性泥页岩 井壁稳定 地质特征 微裂缝 封堵
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页岩气井脆性页岩井壁裂缝扩展机理 被引量：41
2
作者 卢运虎 陈勉 安生 《石油钻探技术》 CAS 北大核心 2012年第4期13-16,共4页
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... 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。 展开更多
关键词 脆性页岩 井壁稳定 钻井液润湿特性 尺度效应 裂缝扩展
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钻井液活度对硬脆性页岩破坏机理的实验研究 被引量：25
3
作者 温航 陈勉 +3 位作者 金衍 文招军 叶西安 杨顺辉 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期57-60,共4页
硬脆性页岩作为井壁围岩时,在循环介质流体作用下其裂缝形成的机理一直是近年来研究的热点。钻井液和页岩之间水活度差会间接影响硬脆性页岩裂缝的形成机制。通过对广义Usher模型修正,建立了活度—膨胀率—水化程度分析模型,认为岩石膨... 硬脆性页岩作为井壁围岩时,在循环介质流体作用下其裂缝形成的机理一直是近年来研究的热点。钻井液和页岩之间水活度差会间接影响硬脆性页岩裂缝的形成机制。通过对广义Usher模型修正,建立了活度—膨胀率—水化程度分析模型,认为岩石膨胀率低于"临界膨胀率"时处于井壁稳定性良好的非渗透水化阶段,根据其内部对应的钻井液活度范围,提出活度窗口的概念,并利用室内实验对模型进行了验证。实验结果表明,不同活度的钻井液在宏观上使页岩强度发生差异性变化,微观上对页岩内部结构具有时间敏感性影响。这一机理的提出,可以为钻井液活度设计提供更准确的配制范围,为井壁稳定提供有力保障。 展开更多
关键词 钻井液活度窗口 硬脆性页岩 活度-膨胀率模型 临界膨胀率 破坏机理
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脆性页岩网络裂缝中支撑剂的沉降特性 被引量：15
4
作者 孙海成 《油气地质与采收率》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期107-110,118,共4页
与常规砂岩储层压裂形成的双翼平面裂缝不同,脆性页岩储层压裂形成的是网络裂缝。因影响网络裂缝与双翼裂缝中支撑剂沉降的因素不同,故通过理论公式推导、计算结果与现场数据验证的方式,研究了脆性页岩网络裂缝中支撑剂的沉降特性。结... 与常规砂岩储层压裂形成的双翼平面裂缝不同,脆性页岩储层压裂形成的是网络裂缝。因影响网络裂缝与双翼裂缝中支撑剂沉降的因素不同,故通过理论公式推导、计算结果与现场数据验证的方式,研究了脆性页岩网络裂缝中支撑剂的沉降特性。结果表明,支撑剂颗粒沉降达到收尾速度的时间极短,网络裂缝中支撑剂的实际沉降幅度远远小于理论计算结果;网络裂缝中支撑剂沉降主要受网络裂缝复杂程度和页岩复合层理效应的影响,受携砂液体粘度的影响较小。在脆性页岩中,压裂后支撑剂回流是影响压裂缝高和裂缝导流能力的主要因素。压裂后,采用类似常规储层的快速放喷和强制闭合技术,会加大裂缝中支撑剂回流造成的导流能力损失,极端情况下甚至会使支撑剂全部回流,导致压裂裂缝闭合成为无效裂缝,最终影响脆性页岩储层压裂后的产量。长时间停泵可减少支撑剂回流,有利于保持裂缝的有效导流能力。 展开更多
关键词 脆性页岩 网络裂缝 支撑剂沉降 收尾速度 支撑剂回流 停泵时间
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深层脆性页岩水平井裸眼完井井壁稳定性研究 被引量：13
5
作者 孟英峰 刘厚彬 +2 位作者 余安然 胡永章 邓元洲 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期51-59,共9页
常规页岩气储层改造工艺为套管射孔与多级压裂改造相结合,施工成本高、周期长,若实施水平井段裸眼完井可一定程度降低成本、缩短周期,但水平裸眼井段井壁稳定是实施裸眼完井的前提条件。通过对威荣地区龙马溪组页岩水理化及力学性能进... 常规页岩气储层改造工艺为套管射孔与多级压裂改造相结合,施工成本高、周期长,若实施水平井段裸眼完井可一定程度降低成本、缩短周期,但水平裸眼井段井壁稳定是实施裸眼完井的前提条件。通过对威荣地区龙马溪组页岩水理化及力学性能进行实验研究,结合建立的裸眼完井理论模型评价威荣地区页岩水平段裸眼完井井壁稳定性。结果表明,龙马溪组页岩为脆性层理页岩,岩体较为致密,力学强度高,力学各向异性明显;现场油基、水基钻井液对岩石膨胀性能及力学性能的改变不明显,现场所用钻井液与该地层配伍程度高;井眼轨迹、层理缝走向、力学各向异性等可对裸眼井段稳定性产生影响,致使不同方向井筒内应力差异明显,沿最小水平主应力方向钻水平井井壁稳定性最好,完井工况下井壁坍塌压力当量密度在1.26 g/cm^3,完井投产初期井壁存在轻微崩落掉块,但崩落范围小于30°,判断认为威荣区块龙马溪组页岩地层可考虑采用水平井裸眼完井方式。 展开更多
关键词 脆性页岩 膨胀性能 裸眼完井 井壁稳定
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尼日利亚边际油田合成基钻井液技术 被引量：9
6
作者 肖超 冯江鹏 +2 位作者 宋明全 赵素丽 刘贵传 《钻井液与完井液》 CAS 2009年第6期80-81,87,共3页
尼日利亚边际油田地层复杂,软泥岩水敏性极强、硬脆性泥岩坍塌掉块严重,且所钻井均为斜井。S5井使用的5%KCl聚合物钻井液无法抑制造浆性极强的软泥岩地层水化膨胀,硬脆性泥岩裂隙、层理发育,钻井过程中多次出现缩径阻卡、井眼坍塌、卡... 尼日利亚边际油田地层复杂,软泥岩水敏性极强、硬脆性泥岩坍塌掉块严重,且所钻井均为斜井。S5井使用的5%KCl聚合物钻井液无法抑制造浆性极强的软泥岩地层水化膨胀,硬脆性泥岩裂隙、层理发育,钻井过程中多次出现缩径阻卡、井眼坍塌、卡钻等复杂情况。根据地层特点,SIPEC使用合成基钻井液,通过添加油、主乳化剂、辅乳化剂、润湿剂、生石灰、增黏剂等处理剂、保持钻井液电稳定性大于400 V、油水比大于70∶30、黏度大于70s、钻井液API滤失量为0、高温高压滤失量小于3 mL、钻井液密度为1.3 g/cm3和使用强化固控等技术措施。保证钻井液性能稳定和井下安全,并采取随钻堵漏、优化性能、钻井液回收等措施降低了钻井液消耗,降低合成基钻井液的使用成本。在随后的S6井钻井施工中,使用合成基钻井液效果良好,保证了复杂井段的井下安全,提高了钻井速度,钻井周期由128 d下降到36 d。 展开更多
关键词 尼日利亚 边际油田 合成基钻井液 水敏性泥岩 硬脆性页岩 井眼坍塌 性能维护
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南堡3号构造深层脆性泥页岩井壁稳定机理分析与实践 被引量：9
7
作者 朱宽亮 陈金霞 卢淑芹 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2016年第5期1-4,100,共4页
冀东油田南堡3号构造深层主要是指下第三系的东二段至沙河街的地层,该层段发育着大段的脆性泥页岩,因埋藏深、压实强度大、层理及微裂缝较发育,易塌易漏,井壁失稳严重。通过对泥页岩理化特性、宏观微观结构特征、力学特性、岩石力学与... 冀东油田南堡3号构造深层主要是指下第三系的东二段至沙河街的地层,该层段发育着大段的脆性泥页岩,因埋藏深、压实强度大、层理及微裂缝较发育,易塌易漏,井壁失稳严重。通过对泥页岩理化特性、宏观微观结构特征、力学特性、岩石力学与钻井液化学耦合作用与失稳机理的分析研究和钻井液体系的优化评价与应用,有效地解决了该泥页岩的井壁稳定问题,形成了一套适合于南堡3号构造深层脆性泥页岩井壁稳定钻井液技术,同时也为同类复杂岩性地层的安全钻井施工提供了技术借鉴作用。 展开更多
关键词 冀东油田 深层 脆性泥页岩 井壁稳定 钻井液
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深层脆性页岩水平井井壁崩落失稳研究 被引量：9
8
作者 刘厚彬 崔帅 +2 位作者 孟英峰 周彦行 罗益 《断块油气田》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期323-328,共6页
随着钻井深度的不断加深,页岩地层的井下复杂情况增加,通常表现为井壁崩落掉块。针对泸州区块龙马溪组深层页岩开展了水平井井壁崩落失稳研究,制定了井下工况下力学加卸载模拟实验方案,分析了围压加卸载速度对岩石力学性能的影响,建立... 随着钻井深度的不断加深,页岩地层的井下复杂情况增加,通常表现为井壁崩落掉块。针对泸州区块龙马溪组深层页岩开展了水平井井壁崩落失稳研究,制定了井下工况下力学加卸载模拟实验方案,分析了围压加卸载速度对岩石力学性能的影响,建立了深层脆性页岩水平井井壁崩落失稳模型。研究表明:龙马溪组深层页岩脆性矿物质量分数高,脆性强,但层理缝较为发育,井底压力环境下容易沿层理缝发生脆性劈裂破坏;不同工况下井底有效液柱压力变化明显,井底激动压力变化越迅速,越容易引起井壁岩石沿层理缝发生崩落掉块;根据理论模拟结果,起钻、停钻停泵后,水平井段上、下井壁的页岩受拉应力,将会发生小范围拉伸崩落。研究结果对深层脆性页岩水平井安全钻进具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 深层 脆性页岩 围压卸载 激动压力 崩落 井壁稳定 水平井
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复杂载荷下深层脆性页岩力学性能及破坏规律实验研究 被引量：5
9
作者 范宇 王佳珺 +3 位作者 刘厚彬 吴鹏程 高德伟 王旭东 《特种油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期143-148,共6页
四川自贡、泸州等区块深层页岩硬度高、脆性强、层理缝发育,水平钻井过程中井下阻卡、溢流等事故频发。针对该问题,通过开展深层脆性页岩钻井液封堵性实验及不同卸载围压速度下力学性能实验,研究了钻井液的封堵性及起钻速度对脆性页岩... 四川自贡、泸州等区块深层页岩硬度高、脆性强、层理缝发育,水平钻井过程中井下阻卡、溢流等事故频发。针对该问题,通过开展深层脆性页岩钻井液封堵性实验及不同卸载围压速度下力学性能实验,研究了钻井液的封堵性及起钻速度对脆性页岩力学性能的影响及页岩破坏规律。实验结果表明:钻井液封堵性对深层脆性页岩强度和弹性模量具有明显影响,封堵性好时,页岩抗压强度可达350 MPa,弹性模量为16000 MPa;封堵性差时,页岩抗压强度仅为40 MPa,弹性模量为6000 MPa;围压卸载速度越快,脆性页岩越容易发生破坏,即起钻速度过快会导致井底有效液柱压力降低,引发井壁岩石崩落;井底压力环境下页岩多为沿层理裂缝发生破裂。该研究解释了复杂工况下深层脆性页岩力学性能及破坏规律,为现场制订防塌工艺措施提供了科学依据。 展开更多
关键词 脆性页岩 岩石力学 钻井液 井壁稳定 围压 泸州区块
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硬脆性泥页岩水化裂缝发展的CT成像与机理 被引量：80
10
作者 石秉忠 夏柏如 +1 位作者 林永学 徐江 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期137-142,共6页
硬脆性泥页岩地层井壁失稳问题是一个十分复杂的难题。外来流体侵入后,岩石内部将会产生一系列的微观物理化学变化而影响地层的稳定性。采用CT成像技术,微观揭示硬脆性泥页岩水化过程中裂缝的发展规律及其对岩石的破坏,并结合扫描电镜... 硬脆性泥页岩地层井壁失稳问题是一个十分复杂的难题。外来流体侵入后,岩石内部将会产生一系列的微观物理化学变化而影响地层的稳定性。采用CT成像技术,微观揭示硬脆性泥页岩水化过程中裂缝的发展规律及其对岩石的破坏,并结合扫描电镜等测试手段,分析其机理和对井壁失稳的影响,进而制定出井壁稳定技术对策,为硬脆性泥页岩井壁稳定性研究提供一种新的思路。结果表明,硬脆性泥页岩具有较显著的毛细管效应,岩石矿物颗粒间微孔缝自吸水后产生较强的水化作用,促使次生微裂纹的产生、扩展与连通,微裂纹不断发展成裂缝直至贯通,岩石发生宏观破坏。自吸水化产生次生裂缝破坏是硬脆性泥页岩地层井壁失稳的主要原因之一。强化封堵、控制滤失量和降低滤液表面张力是防止硬脆性泥页岩地层自吸水化破坏的有效措施。 展开更多
关键词 硬脆性泥页岩 毛细管效应 自吸水化 裂缝演变 CT成像技术
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硬脆性泥页岩井壁稳定评价新方法 被引量：49
11
作者 王建华 鄢捷年 苏山林 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期28-30,共3页
以伊利石、伊蒙混层为主的硬脆性泥页岩微裂缝发育，容易引起井壁失稳，一直未能找到很好的评价方法。因此，建立时硬脆性泥页岩井壁稳定的评价手段十分迫切。介绍了一种新型的硬脆性泥页岩井壁稳定评价方法——微裂缝的模拟及其封堵。... 以伊利石、伊蒙混层为主的硬脆性泥页岩微裂缝发育，容易引起井壁失稳，一直未能找到很好的评价方法。因此，建立时硬脆性泥页岩井壁稳定的评价手段十分迫切。介绍了一种新型的硬脆性泥页岩井壁稳定评价方法——微裂缝的模拟及其封堵。室内利用加工的3种岩心模拟出了1～50μm的微裂缝，分别研究了流速、围压和裂缝宽度之间的关系。并用不同介质对不同宽度的裂缝进行了封堵试验，构建的硅酸盐钻井液体系对3种岩心的封堵效率均达到90％以上。试验结果表明：该方法具有一定的可行性，对提高钻井液体系的封堵能力有一定的指导作用。 展开更多
关键词 硬脆性泥页岩 井壁失稳 微裂缝 评价方法
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硬脆性泥页岩斜井段井壁稳定力化耦合研究 被引量：47
12
作者 温航 陈勉 +4 位作者 金衍 王凯 夏阳 董京楠 牛成成 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期748-754,共7页
建立了考虑结构特点和弱面水化的硬脆性泥页岩斜井段井壁稳定力化耦合模型,利用模型分析了坍塌压力分布的影响因素,并进行了现场实例分析。基于硬脆性泥页岩理化性能特点,根据钻井液活度-岩石膨胀率、岩石活度-吸水量等关系,给出了钻井... 建立了考虑结构特点和弱面水化的硬脆性泥页岩斜井段井壁稳定力化耦合模型,利用模型分析了坍塌压力分布的影响因素,并进行了现场实例分析。基于硬脆性泥页岩理化性能特点,根据钻井液活度-岩石膨胀率、岩石活度-吸水量等关系,给出了钻井液活度窗口,进而确定岩石临界膨胀率及合理吸水量,并给出了坍塌压力的计算方法。分析发现:弱面倾角固定时,随着弱面倾向的变化,坍塌压力呈四分之一对称分布,且不存在坍塌压力单调递增或单调递减的井斜方位,危险区域和安全区域交替出现;与弱面黏聚力相比,弱面内摩擦角的水化程度对坍塌压力分布的影响更大。现场实例分析结果表明:利用提出的力化耦合模型可以准确地预测坍塌压力分布,只要将钻井液活度控制在活度窗口内,就能保证井壁稳定并降低钻井液密度。 展开更多
关键词 硬脆性泥页岩 钻井液活度 井壁稳定 力化耦合 大斜度井 坍塌压力
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油基钻井液的封堵性能研究与应用 被引量：45
13
作者 岳前升 向兴金 +4 位作者 李中 黄凯文 谢克姜 崔应中 聂明顺 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2006年第5期40-42,86,共4页
在涠洲12-1北油田一期工程中使用油基钻井液后事故率明显降低,但仍未能彻底解决涠二段硬脆性泥页岩井壁稳定性问题。对进一步加强油基钻井液的封堵能力进行了室内研究。通过在油基钻井液中引入超微细颗粒材料、纤维材料、变形材料和粘... 在涠洲12-1北油田一期工程中使用油基钻井液后事故率明显降低,但仍未能彻底解决涠二段硬脆性泥页岩井壁稳定性问题。对进一步加强油基钻井液的封堵能力进行了室内研究。通过在油基钻井液中引入超微细颗粒材料、纤维材料、变形材料和粘弹性材料,可大幅度提高其封堵能力。在涠洲12-1北油田二期工程中应用了加强封堵能力的油基钻井液,结果钻井施工非常顺利,几乎无井下复杂事故。室内评价及二期工程实践结果表明,增强油基钻井液的封堵能力对保持硬脆性泥页岩井壁稳定至关重要。 展开更多
关键词 油基钻井液 井眼稳定 防塌 封堵性能 硬脆性泥页岩 涠洲12-1北油田
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微纳米封堵技术研究及应用 被引量：40
14
作者 邱正松 王伟吉 +2 位作者 董兵强 王洪伟 暴丹 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2015年第2期6-10,97,共5页
KL3-2油田开发井中东营组下段和沙河街组泥页岩易剥落掉块,导致严重的井下复杂情况。通过X射线衍射、扫描电镜、孔径分布测试、理化性能分析、岩样浸泡实验、岩样自吸水实验等,分析了该地层井壁失稳机理。结果表明：该地层脆性矿物含量... KL3-2油田开发井中东营组下段和沙河街组泥页岩易剥落掉块,导致严重的井下复杂情况。通过X射线衍射、扫描电镜、孔径分布测试、理化性能分析、岩样浸泡实验、岩样自吸水实验等,分析了该地层井壁失稳机理。结果表明：该地层脆性矿物含量高达60%以上,膨胀性黏土矿物含量低,基质微孔隙、微裂缝、层理发育,属于典型的硬脆性泥页岩。钻井液滤液在毛细管力和压差作用下沿微裂缝侵入地层内部,微裂缝、微裂隙的延伸、扩展是泥页岩地层井壁失稳的主要原因。钻井液技术对策为加强微孔、微裂缝的封堵,加强抑制,研选了微纳米封堵剂HSM和页岩抑制剂胺基硅醇HAS,构建了防塌钻井液体系。评价表明,该体系能够有效地封堵泥页岩微孔、微裂缝,阻缓压力传递。现场应用表明,微纳米封堵钻井液能显著改善滤饼质量,降低滤失量,大大减少了钻井液滤液由于压差作用侵入地层,防止由其引起微裂缝、微裂隙延伸、扩展而导致井壁不稳定和各种井下复杂情况的发生。 展开更多
关键词 井壁稳定 硬脆性泥页岩 微纳米封堵 胺基硅醇 防榻钻井液
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龙马溪组硬脆性页岩水化实验研究 被引量：35
15
作者 刘向君 熊健 梁利喜 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期178-186,共9页
硬脆性页岩水化对页岩气开发井壁稳定有重要的影响,为此,对龙马溪组硬脆性页岩进行水化实验研究,包括矿物组成、微观结构、水化应力、自吸吸水率及岩芯浸泡等方面实验研究,探讨分析了硬脆性页岩水化过程与机理。研究结果表明,页岩黏土... 硬脆性页岩水化对页岩气开发井壁稳定有重要的影响,为此,对龙马溪组硬脆性页岩进行水化实验研究,包括矿物组成、微观结构、水化应力、自吸吸水率及岩芯浸泡等方面实验研究,探讨分析了硬脆性页岩水化过程与机理。研究结果表明,页岩黏土矿物以伊利石为主,黏土矿物呈片状且定向排列,层理和微裂纹发育,为水化提供作用空间和流动通道;页岩水化应力和自吸吸水率随浸泡时间增加而先上升后趋于稳定,页岩组构对上升速率或幅度有重要影响;浸泡过程中,岩样表面主要形成平行层里面的裂缝,随着浸泡时间增加,岩样保持完整性或水化剥落成碎块,页岩组构和胶结程度对页岩水化程度有重要影响;页岩水化是物理化学作用和力学作用相互耦合结果,前者使岩石断裂韧性下降,后者使Ⅰ型裂纹应力强度因子增大,当应力强度因子大于岩石断裂韧性时,裂纹将扩展或增宽,逐渐形成宏观裂纹,可进一步扩展成裂缝。 展开更多
关键词 硬脆性页岩 龙马溪组页岩 水化作用 自吸吸水率 物理化学作用 力学作用
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基于核磁共振的脆硬性泥页岩水化损伤演化研究 被引量：35
16
作者 王萍 屈展 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期687-693,共7页
为研究脆硬性泥页岩水化后细观结构的损伤演化特征,利用核磁共振技术对不同浸泡时间的脆硬性泥页岩试样进行测量,得到不同浸泡时间的试样质量变化、横向弛豫时间T2谱分布以及核磁共振成像。结果表明:水化作用会对岩石内部产生损伤,岩样... 为研究脆硬性泥页岩水化后细观结构的损伤演化特征,利用核磁共振技术对不同浸泡时间的脆硬性泥页岩试样进行测量,得到不同浸泡时间的试样质量变化、横向弛豫时间T2谱分布以及核磁共振成像。结果表明:水化作用会对岩石内部产生损伤,岩样吸水率在最初的8 h内变化相对较大,1 d后相对接近稳定,之后变化不明显。随着浸泡时间的延长,微裂缝在水化的作用下快速扩展、贯通使岩样表面产生明显裂纹。核磁共振T2谱图和成像结果表明,水化作用使岩样微观结构重新分布,T2曲线信号幅度发生明显的变化,并随着浸泡时间的延长而增加。整个水化损伤分为3个阶段:大尺寸孔隙裂纹发展阶段;小孔隙产生、大尺寸孔隙裂纹加剧扩展;小孔隙加剧产生扩展、大尺寸孔隙裂纹归并贯通至水化破坏阶段。核磁共振图像显示同一块岩样在不同浸泡时间的内部微观结构分布,动态地显示岩石的水化损伤过程。 展开更多
关键词 脆硬性泥页岩 水化损伤 核磁共振 弛豫时间 微裂缝
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硬脆性泥页岩微米-纳米级裂缝封堵评价新方法 被引量：32
17
作者 侯杰 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期32-37,共6页
为解决应用常规封堵评价方法优选的封堵材料对大庆油田致密油裂缝性地层封堵效果差的难题,选用由不锈钢粉末经特殊工艺压制成的薄片作为封堵介质来模拟微米和纳米级裂缝,并自主设计加工了封堵评价装置,形成了微米-纳米级微裂缝封堵评价... 为解决应用常规封堵评价方法优选的封堵材料对大庆油田致密油裂缝性地层封堵效果差的难题,选用由不锈钢粉末经特殊工艺压制成的薄片作为封堵介质来模拟微米和纳米级裂缝,并自主设计加工了封堵评价装置,形成了微米-纳米级微裂缝封堵评价新方法。室内试验结果表明,封堵评价新方法可替代高温高压滤失试验对钻井液的封堵性能进行评价,且优选的钻井液配方对微米级和纳米级裂缝都具有较强的封堵能力。应用该方法对封堵材料配方及加量进行了优化,形成了强封堵型水基钻井液配方,并在大庆油田F38-P1井进行了现场试验,解决了青山口组地层在钻进过程中的井壁剥落、掉块等井壁失稳问题。研究结果表明,裂缝封堵评价新方法可以模拟井底温度条件下对钻井液的封堵性能进行评价,且具有操作简单、评价精度高等优点,为大庆油田致密油藏高效开发提供了技术支持。 展开更多
关键词 致密油 硬脆性泥页岩 微裂缝 不锈钢粉末 井壁稳定 封堵性能 大庆油田
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微裂缝封堵剂评价新方法及强封堵钻井液配方优选 被引量：32
18
作者 张洪伟 左凤江 +4 位作者 李洪俊 李立昌 刘彦妹 李海彪 张雅欣 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2015年第6期43-45,49,共4页
硬脆性泥页岩井壁失稳问题是致密油气等非常规资源钻井过程中的常见难题,目前普遍认为增强对泥页岩微纳米裂缝的封堵,是减少井下复杂的关键。选用一种孔径与泥页岩的微裂缝比较匹配的新型混合纤维素滤膜,替代滤纸做滤失实验,通过对比瞬... 硬脆性泥页岩井壁失稳问题是致密油气等非常规资源钻井过程中的常见难题,目前普遍认为增强对泥页岩微纳米裂缝的封堵,是减少井下复杂的关键。选用一种孔径与泥页岩的微裂缝比较匹配的新型混合纤维素滤膜,替代滤纸做滤失实验,通过对比瞬时滤失量大小,评价了单一处理剂溶液对滤膜的封堵效果。利用该方法进行评价,优选出微纳米粒径的石灰石和二氧化硅复配使用,辅以聚胺、铝合物等抑制封堵剂,构建了一种无黏土相微纳米强封堵钻井液。评价结果表明,该体系在较低表观黏度下,具有较高的动塑比和φ6、φ3读数,有利于水平井井眼净化;具有较低的滤失量,岩屑滚动回收率接近100%,封堵能力远高于常规聚合物体系,可用于致密油气、页岩气等非常规能源的钻进。 展开更多
关键词 硬脆性泥页岩 井壁稳定 瞬时滤失 纤维素滤膜 微纳米封堵钻井液 纳米二氧化硅
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硬脆性泥页岩微裂缝封堵可视化模拟试验与评价 被引量：28
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作者 石秉忠 胡旭辉 +2 位作者 高书阳 徐江 林永学 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期32-37,共6页
为了揭示钻井液对硬脆性泥页岩微裂缝的封堵机理，利用自行研制的可视化微裂缝封堵能力评价仪，采用单一和复合封堵材料，以相同时间内的滤失量和承压能力为标准，并结合观察缝内封堵状况，对7种缝宽的模拟微裂缝进行了封堵效果评价。... 为了揭示钻井液对硬脆性泥页岩微裂缝的封堵机理，利用自行研制的可视化微裂缝封堵能力评价仪，采用单一和复合封堵材料，以相同时间内的滤失量和承压能力为标准，并结合观察缝内封堵状况，对7种缝宽的模拟微裂缝进行了封堵效果评价。数据处理分析认为，滤失量与封堵压差不是线性关系；缝宽对应于封堵材料粒径分布曲线上的 D50～ D58时封堵效果较好；封堵效果不随刚性封堵颗粒质量分数增加而提高；可变形溶胀微粒质量分数为0.5％～0.7％时，封堵效果最好；封堵试验表明，封堵的位置有3种，其中在缝内喉道处形成的封堵层相对较致密，承压能力相对较强。研究表明，硬脆性泥页岩微裂缝封堵模拟试验评价方法是可行的，能够对微裂缝封堵机理进行深化研究。 展开更多
关键词 微裂缝 封堵 井壁稳定 硬脆性泥页岩
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硬脆性泥页岩水化过程的微观结构变化 被引量：26
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作者 石秉忠 夏柏如 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2011年第6期28-34,124,共7页
为解决硬脆性泥页岩地层的井壁失稳问题,利用X线衍射仪、扫描电子显微镜和CT成像数字岩心分析等,测试川西地区须家河组三段的岩样,分析硬脆性泥页岩水化过程中微观结构变化的过程和规律.结果表明:矿物颗粒间天然微孔缝的毛细管效应促进... 为解决硬脆性泥页岩地层的井壁失稳问题,利用X线衍射仪、扫描电子显微镜和CT成像数字岩心分析等,测试川西地区须家河组三段的岩样,分析硬脆性泥页岩水化过程中微观结构变化的过程和规律.结果表明:矿物颗粒间天然微孔缝的毛细管效应促进内部矿物水化,水化作用又促进次生孔缝的产生扩展,是导致微观结构发生变化直至宏观破坏的主要原因之一;初始微观结构破坏主要发生在矿物颗粒间面面或点面接触结构界面;微观结构变化本质上表现为微观裂纹的扩张、扩展演变. 展开更多
关键词 硬脆性泥页岩 微观结构 水化作用 变化规律 颗粒界面
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