碳酸鹽巖儲層測井解釋技術

長慶靖邊氣田碳酸鹽巖儲層加砂壓裂工藝技術應用效果分析

以建于唐末五代時期的杭州白塔為研究對象，論述了碳酸鹽石材表面黑垢生成的機理。利用黑垢層與內部石材物理化學性質差異明顯的特點，研制出一種清洗劑，它能將以硫酸鈣為主體的黑垢層和以碳酸鈣為主體的結晶石灰?guī)r的結合面破壞，使黑垢自然脫落，塔身表面恢復到潔凈的灰白色。該清洗劑不會給白塔帶來不良影響。研究成果對大理石、漢白玉、石灰石、白云石等碳酸巖表面的黑垢清洗具有一定的普遍意義。

碳酸化是一種很有潛力的二氧化碳隔離儲存技術。co2礦物碳酸化固定可實現(xiàn)co2的永久封存,環(huán)境風險性小,通過對鋼渣進行碳酸化養(yǎng)護處理,主要分析和討論碳酸化鋼渣免燒磚具有優(yōu)異的強度和安定性的原因及免燒磚破壞的機理。

塔里木盆地奧陶系碳酸鹽巖油藏儲層縫洞發(fā)育,儲集空間主要以溶洞、溶孔和裂隙為主,基質滲透率低,油氣滲流通道主要為裂縫。酸壓是提高產(chǎn)能的有效措施之一。通過分析100多口酸壓井的測試資料,運用凈壓力裂縫分析方法和壓力擬合方法,將酸壓井的凈壓力曲線分成4類,研究了每類曲線反映的碳酸鹽巖油藏天然縫洞發(fā)育情況和酸壓裂縫延伸規(guī)律,并分析了人工裂縫溝通天然縫洞體系情況;通過對酸壓凈壓力曲線進行擬合,評價了酸壓施工是否形成了多裂縫系統(tǒng)。研究結果可用于正確指導壓裂設計的優(yōu)化,對提高酸壓效果具有現(xiàn)實的指導意義。

白云鄂博的碳酸巖墻中包裹體類型有多子晶包裹體、兩相水溶液包裹體、含co_2三相包裹體和含子晶三相包裹體,巖相學和顯微測溫結果表明,這些包裹體與國外典型的碳酸巖中的包裹體具有很大程度的一致性,反映了其巖漿成因特點;碳酸巖墻中旁側的白云鄂博h2石英巖中含有大量的流體包裹體,主要類型為nacl-h_2o包裹體、co_2包裹體和h_2o±co_2±固體的包裹體。包裹體的巖相學、顯微測溫、陰極發(fā)光特征、包裹體成分icp-ms測定,激光拉曼研究等,揭示出石英巖中的包裹體捕獲了來自碳酸巖墻的碳酸巖漿流體,提供了一種不可多得的直接研究碳酸巖流體的手段。

因昆明新機場為不均勻地基,若直接修建機場跑道,差異沉降不能滿足設計要求。采用振動沉管碎石樁對不均勻地基進行處理,并對處理后地基進行沉降計算、沉降觀測和原位檢測試驗,以判別處理后地基的工后沉降和差異沉降能否滿足機場跑道的設計要求。結果表明,采用振動沉管碎石樁的處理方法,能夠成功解決由地基不均勻引起的差異沉降問題,可為類似工程提供設計參考。

根據(jù)達西公式導出了基質酸化效果同酸化液作用距離的關系式，并在此基礎上提出根據(jù)現(xiàn)場施工曲線確定酸化用量的新方法

粗磨鋼渣混合水泥的方式制備一種磚或砌塊,再用鋼廠尾氣實現(xiàn)加速碳酸化養(yǎng)護,鋼渣的摻量上限為60wt%,碳酸化增重率10.44%,抗折強度5.02mpa,抗壓強度20.06mpa,凍融強度14.63mpa,吸水率11.24%,飽水強度10.89mpa,壓蒸安定性合格。中試生產(chǎn)出達到《非燒結垃圾尾礦磚》jc/t422-2007標準的建筑用砌塊(磚)。

碳酸化養(yǎng)護鋼渣、砂子及石子制備透水磚。鋼渣、砂子及石子透水磚的碳酸化增重率集中于6.00%～8.54%之間,并且隨著砂子和石子摻入量的增加,鋼渣混合試件的碳酸化增重率呈下降趨勢。當試件中石子的質量百分比為5%且砂子的摻入量為15%時,碳酸化試件的抗壓強度為43.9mpa,并且此種碳酸化試件具有較好的保水性及透水性,分別為2.2g/cm2和1.68×10-2cm/s,滿足jc/t945-2005標準。

針對壓裂酸化施工野外作業(yè)存在通訊條件差、數(shù)據(jù)采集及控制較難實現(xiàn)等問題,設計了一套壓裂酸化施工遠程指揮決策系統(tǒng)。本文主要介紹其框架、整體設計思路及關鍵技術。

壓裂酸化施工遠程監(jiān)控指揮系統(tǒng)圍繞壓裂酸化施工遠程可視化、數(shù)字化和規(guī)范化展開,系統(tǒng)結合壓裂酸化施工實際情況與主流構架模式,使其具備良好的兼容性、安全性與可拓展性,能夠從根本上滿足壓裂酸化施工遠程監(jiān)控、指揮以及決策的需要。文中結合油田壓裂酸化生產(chǎn)的實際情況,論述了壓裂酸化施工遠程實時指揮系統(tǒng)的工作原理,提出了壓裂酸化現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)及視頻實時采集的技術及設置方法,與遠程指揮系統(tǒng)的應用前景及價值。

該文介紹了壓裂酸化施工優(yōu)化設計技術，實踐說明，可以提高施工成功率和有效率，有好的經(jīng)濟效益。

介紹了一種壓裂酸化施工遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計方案。該系統(tǒng)使用cdma/gprs無線網(wǎng)絡通道,并且采用ssl協(xié)議對網(wǎng)絡連接進行加密,保障了數(shù)據(jù)的安全性;同時采用雙機冗余方式保障了系統(tǒng)的可靠性。

利用方解石-白云石地質溫度計對白云鄂博地區(qū)碳酸巖的平衡溫度進行了測定。出露于東礦下盤的白云巖質火山巖和出露于尖山的方解石-白云石型火山巖獲得了較高的溫度,分別為681℃和648℃。這些樣品中的方解石呈二十微米左右晶形較完整的小片,被稍大粒度的白云石顆粒包裹,未受交代作用影響,推測這種碳酸巖在快速冷卻的情況下保存下了其巖漿侵位時的成分特點,從而指示出接近碳酸巖漿侵位時的溫度。但本區(qū)多數(shù)碳酸巖的平衡溫度在400～500℃之間,有下列三種情況:(1)具有自形-半自形中粗粒粒狀變晶結構的碳酸巖最后的平衡溫度為415～496℃;(2)產(chǎn)自東礦的其余樣品(火山巖),所測最后平衡溫度為431～485℃,在測溫的微區(qū)范圍內可見極細粒白云石方解石與稀土等礦物共生的現(xiàn)象;(3)為交代重結晶結構的碳酸巖明顯受到后期熱液流體的交代,在流體的作用下共生方解石和白云石在成分上達到新的平衡,平衡溫度為432～507℃。本文所分析的樣品多數(shù)結果(371～507℃)與用白云石(方解石)和磁鐵礦氧同位素溫度計對白云鄂博碳酸巖的計算結果(360～546℃)十分一致。雖然有研究者對方解石-白云石溫度計用于火成碳酸巖表示過質疑,但本文資料表明火成碳酸巖最后的平衡溫度是可以運用方解石-白云石溫度計法來計算的。

為進一步了解壓裂施工特點及施工曲線的意義,根據(jù)壓裂施工過程的主要工序,并結合二連地區(qū)現(xiàn)場大量施工曲線.經(jīng)分析比較和認真篩選,重點列舉和敘述了高擠前置液和攜砂液階段壓裂曲線類型特征。尤其是壓裂加砂過程泵壓、排量隨時間變化的形態(tài)描述,為今后現(xiàn)場作業(yè)及時了解和分析施工動態(tài)、合理調,整施工參數(shù)、優(yōu)質安全完成壓裂施工具有一定的實際參考作用。

通過調節(jié)初始加水量控制鋼渣的碳酸化效果(碳酸化質量增加率),利用膠砂強度試驗法測定碳酸化鋼渣的活性指數(shù),以及分析硬化漿體礦物相和微觀形貌,研究碳酸化鋼渣水泥水化活性。結果表明:隨著初始加水量的增加,碳酸化質量增加率先增加后降低;鋼渣中的游離氧化鈣(f-cao)含量經(jīng)碳酸化后,由3.92%降至1.11%;加水量為19%的鋼渣經(jīng)碳酸化后,生成15.95%的caco3;碳酸化質量增加率相同時,加水量為11.8%的碳酸化鋼渣3、28d活性指數(shù)較21%加水量的分別高49%和5%。在初始加水量為19%時,碳酸化鋼渣3、28d活性指數(shù)為最大值,較未碳酸化鋼渣水化活性可提高97%和16%;碳酸化生成的caco3與水泥中的c3a反應生成水合碳鋁酸鈣。

. . 碳酸鈉與碳酸氫鈉性質的探究 一、教學內容分析 《普通高中化學課程標準》（實驗）指出：“通過以化學實驗為主體的多種探究活動，使 學生體驗科學研究的過程，激發(fā)學習化學的興趣，強化科學探究的意識，促進學習方式的轉 變，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力?！币虼耍诮虒W中必須強化實驗的功能，改變以往的 實驗只是起演示和輔助的作用，培養(yǎng)學生的化學實踐能力、創(chuàng)新精神、科學方法和合作精神。 本單元內容在呈現(xiàn)方式上有以下特點：實驗較多，有利于引起學生的學習興趣。na2co3、 nahco3的性質我將采用了科學探究的形式讓學生通過自主實驗完成這一知識點的學習。 “讓學生體驗科學探究的過程，學會科學探究的一般方法”，并且將科學精神和人文精神自 然的融入教學當中。充分發(fā)揮學生課堂主體地位，又可充分發(fā)掘教師的主導作用，這樣更能 激發(fā)學生學習的興趣和情感。 二、教學流程設計

碳酸鹽巖在地殼中分布廣泛,巖溶作用是碳酸鹽巖內常見的不良地質作用。文章通過分析碳酸鹽巖地區(qū)工程地質特征,對工程勘察工作提出建議,列舉工程實例說明碳酸鹽巖地區(qū)易出現(xiàn)的工程隱患。

冀中坳陷北部奧陶系潛山碳酸鹽巖儲層油氣資源豐富,但由于巖性復雜（白云巖、灰?guī)r夾雜）、超高溫（180℃）、應力梯度高（0.023mpa/m）、以往雖采用多種工藝嘗試都未能實現(xiàn)突破。針對上述儲層地質難題,開展以儲層地質特點為基礎的儲層評價、工藝優(yōu)選、方案設計等研究,形成了超高溫超深非均質碳酸鹽巖儲層地質工程一體化的特色改造技術:（1）利用1m3大型巖石物理實驗和數(shù)值模擬手段,結合地質特點開展復雜縫網(wǎng)的地質與工程改造因素方案論證,結果表明儲層雖以微細裂縫為主、連通差、兩向應力差高（7.09.8mpa）,但通過高排量、低黏高黏液體組合、暫堵轉向等工藝仍可實現(xiàn)復雜縫網(wǎng)改造;（2）實現(xiàn)了超高溫深層儲層一體化改造技術,通過管柱安全力學校核、施工壓力預測、求產(chǎn)與試采產(chǎn)能影響分析等,將以往的多次工序改為勘探求產(chǎn)和開發(fā)生產(chǎn)的一體化管柱,降低安全風險;（3）形成了180℃超高溫、5000m超深碳酸鹽巖儲層'多級注入、暫堵轉向、加砂酸壓'工藝技術,實現(xiàn)了層間暫堵、層內轉向的體積改造目標;（4）優(yōu)選出180℃超高溫羧甲基壓裂液和酸液體系,180℃、170s-1下剪切120min壓裂液黏度仍保持在80mpa·s,酸液在180℃條件下,170s-1剪切60min,黏度達30mpa·s。該技術在安探1x井大規(guī)模施工,排量達11m3/min,確保了大規(guī)模（3000m3）、高泵壓（8090mpa）、多種組合液體（壓裂液、酸液）、超高溫（180℃）等各種不利條件下長達6h安全、高效實施及后續(xù)半年以上安全穩(wěn)產(chǎn)。經(jīng)微地震監(jiān)測和模擬表明,改造體積比以往改造技術增加3.5倍,實現(xiàn)了長、寬、高三維立體改造。壓后產(chǎn)氣量為40.9×104m3/d,產(chǎn)油量為71m3/d,試采井口壓力保持在25mpa以上,穩(wěn)定產(chǎn)氣量達10×104m3/d,實現(xiàn)了勘探與開發(fā)、地質與工程一體化設計目標。

碳酸鹽巖酸化過程中酸液濾失較嚴重,這將直接影響施工效果。一方面在碳酸鹽巖基質酸化時,由于酸蝕孔洞的形成將增加基質的孔隙度,同時地層流體可經(jīng)酸蝕孔洞流入井筒,降低近井帶的滲流阻力;但是,在酸壓過程中,酸蝕孔洞的形成將導致酸液大量的濾失,嚴重降低酸液有效穿透距離,影響酸壓增產(chǎn)效果,使得現(xiàn)場施工很難達到設計施工效果。從酸蝕孔洞的成因、酸液濾失機理、酸液濾失的控制等多方面進行了論述,討論了控制酸液濾失的方法和有效的工藝措施,并對碳酸鹽巖油藏酸化施工提出了切實可行的施工建議。

由于河南油田酸化施工現(xiàn)場條件的限制，傳統(tǒng)的密閉供酸裝置不能夠滿足連續(xù)施工的要求，被迫采用“開放式”酸化供酸工藝。為此，研制了酸化施工密閉供酸裝置。它主要由供酸吸入排出流程、耐腐蝕氟塑料離心泵、密閉緩沖罐組成?，F(xiàn)場應用結果表明，酸化施工密閉供酸裝置能夠在全封閉、連續(xù)施工的情況下完成供酸任務，不僅最大限度的降低了酸性氣體對現(xiàn)場操作人員的損害，而且實現(xiàn)了施工現(xiàn)場剩余酸液零排放，各項性能指標滿足酸化施工要求。