国家自然科学基金(51204142)
- 作品数：8 被引量：60H指数：5
- 相关作者：刘厚彬孟英峰李皋崔云海杨海平更多>>
- 相关机构：西南石油大学中石化江汉石油工程有限公司中国石油更多>>
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- 相关领域：石油与天然气工程天文地球更多>>
- 焦石坝地区页岩气水平钻井井壁稳定性实验研究被引量：7
- 2017年
- 为揭示涪陵焦石坝地区页岩储层井壁岩石垮塌失稳诱因,探索页岩气水平井井壁垮塌主要控制因素,应用室内力学实验测试方法,研究了井下应力环境下页岩岩体力学空间各向异性及层理缝面力学性质,并结合焦页1HF井水平井实钻井下复杂情况,探讨了页岩的独特力学特性及其影响井壁岩石垮塌失稳的力学机理。实验结果表明:焦石坝页岩岩体平行层理极为发育,层理缝面间力学强度弱,沿层理走向的页岩剪切强度远低于垂直层理走向;焦石坝地区页岩具有极强的力学参数各向异性,页岩的力学参数变化与取心方向密切相关,当取心方向与层理法向夹角β满足β=0°和β=90°时,页岩力学强度最高,在30°<β<90°范围内,页岩力学强度呈先减小后增加的趋势,β=60°时,页岩力学强度最低。该研究成功解释了涪陵焦石坝地区页岩水平钻井井壁岩石垮塌失稳的力学主控因素,为焦石坝地区页岩气水平钻井井身结构及工程参数优化设计奠定基础,具有较高的现场应用价值。
- 刘厚彬张帆孟英峰李皋崔云海
- 关键词：页岩各向异性
- 酸化前后碳酸盐岩微细观组构及力学性能研究被引量：5
- 2020年
- 针对栖霞组储层裸眼酸压完井后发生的井壁出砂等情况,开展了栖霞组碳酸盐岩酸化前后微细观组构及力学性能的实验研究。研究结果表明:栖霞组储层主要以白云石、方解石为主;酸化作用对碳酸盐岩声波速度影响明显,裂缝发育加快酸液对测试岩样的腐蚀速度;酸化作用对岩心的孔渗参数影响明显,初期孔隙度增加快,后期增加速度降低,不同酸化阶段岩石渗透率变化规律存在差异;酸化作用对碳酸盐岩微细观结构影响明显,酸蚀作用主要集中在2 h以内导致岩体孔洞、裂缝尺寸明显增大;酸化效应对力学性能参数影响明显,岩样浸泡2 h其力学参数降低幅度最大,后期力学参数降低幅度变小,泊松比整体变化规律不明显。
- 刘厚彬崔帅孟英峰朱达江李玉飞
- 关键词：碳酸盐岩酸化微细观结构理化性能
- 焦石坝页岩气储层水平井井壁失稳机理被引量：17
- 2016年
- 焦石坝区块页岩气储层岩石层理发育,导致页岩强度各向异性特征明显,钻井过程中易发生井壁失稳问题。为此,采用龙马溪组井下岩心开展直接剪切和三轴实验,结合单组弱面强度理论,建立了页岩强度各向异性表征方法;综合页岩强度各向异性表征方法、井壁应力分布模型,建立了页岩井壁坍塌压力计算方法;最后,以目标井JY1HF井为例进行了实例计算与分析。结果表明:龙马溪组页岩发育了大量软弱层理,沿软弱层理剪切滑移是井壁失稳的主要力学机制;钻井液浸泡后页岩强度出现劣化,但强度劣化效应并不十分显著;常规模型计算的坍塌压力随着井斜角增加而减小,文中模型计算的坍塌压力随着井斜角先增加后减小,且计算结果与实际情况更加吻合;页岩薄弱层理的剪切滑移是井斜井段井壁垮塌的关键,而强度的劣化并不是主控因素。研究结果可为礁石坝区块和其他地区页岩气井钻井设计、轨迹优化等提供参考。
- 崔云海刘厚彬杨海平马天寿
- 关键词：页岩气井壁稳定各向异性
- 硬脆性页岩微细观组构及力学性能研究被引量：15
- 2019年
- 硬脆性页岩地层在钻井过程中很容易出现井壁剥落掉块的情况,使得钻井过程中遇到一定的阻碍。针对小塘子组页岩钻进过程中发生井壁掉落的情况,本文通过开展小塘子组页岩被钻井液浸泡前后微细观组构及力学性能变化的实验进行了井壁失稳因素的分析。研究结果表明:小塘子组地层是典型的硬脆性页岩,主要以石英矿物为主,黏土矿物含量不高,黏土矿物主要以弱膨胀性的伊利石和绿泥石为主,含少量的伊蒙混层;水化膨胀分散性能弱,岩性脆,发育有平行层理和微裂缝;小塘子组页岩井壁失稳主要受钻井液浸泡效应和层理走向及力学弱面效应的影响,尤其当取心角度为40°~60°时,钻井液浸泡后硬脆性页岩受层理缝弱面效应的影响最为明显,力学强度降到最低。
- 刘厚彬崔帅朱达江李玉飞张林
- 关键词：井壁稳定理化特性力学特性层理
- 实验分析泥岩水化膨胀应力与力学参数之间的关系被引量：8
- 2014年
- 在钻井的过程中,泥页岩地层一旦与水基钻井液接触后,便会发生水化膨胀作用,在地层压力和上覆岩层压力的约束下产生膨胀应力,岩石强度降低,井壁稳定性下降。因此,研究水化膨胀作用与力学参数之间的关系是研究泥岩井壁稳定的关键内容之一。基于泥页岩的水化作用机理,通过室内实验分析了水基钻井液中的离子类型及其浓度对水化膨胀应力的影响,并且测量了岩样水化后的力学参数。实验结果表明泥岩水化膨胀应力与离子类型和浓度有关;水化后泥岩的含水量越大,产生的线膨胀应力越大,力学参数越小;线膨胀应力与泥岩水化后的力学参数之间具有较好的指数递减关系。
- 徐力群刘厚彬孟英峰
- 关键词：泥岩含水量
- 钠离子在蒙脱石内的水化效应被引量：2
- 2014年
- 用密度泛函理论计算研究了钠离子(Na+)在蒙脱石(MMT)内形成的水合离子的基态结构和性质。Na+受到MMT表面的影响,表现出和气相中不同的水化行为。Na+吸附水分子后,与表面的作用被削弱,逐渐被拖离表面。受Na+表面空间限制,多余的水分子之间及与表面之间形成氢键,间接地增强了Na+的水化,使Na+的水化能随水分子增加而振荡地增加。
- 娄朝阳张耀刘厚彬杨明理
- 关键词：水化钠离子蒙脱石密度泛函理论
- 刚性约束环境下蓬莱镇组泥岩水化膨胀特征被引量：2
- 2013年
- 泥岩水化膨胀是影响井壁稳定性的重要因素,目前对距离井壁一定深度处于刚性约束条件下的泥岩水化膨胀特征尚无研究。通过模拟刚性约束环境,研究压力、离子类型以及矿化度对蓬莱镇组泥岩水化膨胀特征的影响规律,以此为现场生产以及室内实验提供指导。实验结果表明,随着压力增大,泥岩水化膨胀应力增加,而轴向应变以及密度差则减小,即刚性约束条件下泥岩吸收少量流体后将发生明显水化,且较小的水化膨胀应变将引起较大的水化膨胀应力。同时,钾盐对刚性约束条件下的泥岩水化具有明显抑制作用,且抑制剂矿化度越高,抑制泥岩水化能力越强。为此建议,在实际钻井工况条件下,泥岩层段位置越深,越要注意防止泥岩水化,在钻井液安全密度窗口之内,尽量使用高矿化度以及高化合价抑制性盐类。在地面实验测试泥岩水化膨胀时,应添加一个应力释放所引起的附加值,以避免实验结果偏于保守。
- 陶祖文刘厚彬孟英峰李皋罗兵
- 关键词：矿化度
- 辉绿岩地层井壁垮塌机理及主控因素实验研究被引量：5
- 2017年
- 新疆A井区深部辉绿岩地层井壁垮塌严重,多次引发井下复杂,阻碍了该地区深部油气资源的勘探开发进程。通过开展辉绿岩微观组构、水理化性能及力学特性实验研究,揭示了辉绿岩地层井壁岩石垮塌失稳机理及主要控制因素。实验结果表明,辉绿岩岩体微细观裂缝十分发育,裂缝间主要为长石充填,含有少量黏土,部分裂缝为无充填缝,且裂缝纵横交错,连通性好;发育有裂缝的辉绿岩岩体力学强度远低于均质无裂缝岩体,仅为后者的10%~20%;水化效应对辉绿岩岩体力学强度影响不明显,影响幅度为2%~7%。理论计算结果表明,裂缝的力学弱面效应对辉绿岩地层坍塌压力影响最大,影响幅度为21%;裂缝间的渗流效应影响次之,影响幅度为11%,水化效应影响不明显,仅为2%。因此,考虑辉绿岩地层裂缝的力学弱面效应影响,准确设计钻井液密度是稳定辉绿岩地层的关键。其次,结合辉绿岩微裂缝缝宽尺寸大小,优化设计钻井液防塌封堵材料尺寸,增强的钻井液防塌封堵性能可有效改善辉绿岩地层井壁稳定性。现场应用实例表明,合理设计钻井液密度和增强钻井液防塌封堵性可有效提高辉绿岩地层井壁稳定性,井下垮塌遇阻复杂情况大幅好转。
- 刘厚彬勐睿孟英峰李双贵李皋
- 关键词：辉绿岩井壁失稳裂缝封堵能力
