泥饼厚度对固井二界面胶结强度的影响

第２６卷第１期２００９年１月

钻井液与完井液

ＤＲＩＬＬＩＮＧＦＬＵＩＤ＆ＣｏＭＰＩ，ＥＴＩ（）ＮＦＩ。ＵＩＤ

Ｖ０１．２６Ｎｏ．１

Ｊａｎ．２００９

文章编号：１００卜５６２０（２００９）０１—００４２—０２

泥饼厚度对固井二界面胶结强度的影响

杨宝林顾军郑涛秦文政陈雪峰

（中国地质大学（武汉）资源学院，武汉）

摘要泥饼夹在水泥浆和地层之间，其质量会直接关系到固井二界面的胶结质量。用现场钻井液在自制的仿制井筒上形成不同厚度的泥饼，然后注入水泥浆养护一定时问。通过测出不同样品的二界面抗压强度，计算出二界面胶结强度。实验结果表明，随着泥饼的增厚，二界面胶结强度显著降低，根据拟合趋势线得出二界面胶结强度与泥饼厚度呈指数关系，当泥饼厚度达到５ＩＴＩｒｌｌ时，固井二界面胶结强度将降为零。分析其根本原因在于，泥饼的内部结构并不是均一的，而是连续变化的，越靠近地层，泥饼越致密，泥饼的强度越大。与地层的胶结也越好，但是越靠近水泥浆，泥饼越疏松，孔隙度和渗透率越大，其强度越弱，二界面的胶结强度也就越小。

关键词水泥浆；泥饼；胶结强度；固井质量

中图分类号：ＴＥ２５６．９文献标识码：Ａ

固井后。泥饼夹在水泥浆和地层之间，其质量直接关系到固井－界面的胶结质量ＬｌＪ。周凤【ｆＩ等人对泥饼厚度、强度、弹性和塑性的影响囚素进行了较深入的研究心。４Ｊ，并建立了泥饼结构的物理和数学模型Ｋ，焦棣对低渗地层动态泥饼的形成进行了研究［６］，千西安等人对泥饼流变模捌进行ｒ研究［７］，雷宗明提出了泥饼参数的计算方法［８１等，但是未见泥饼厚度对固井二界而胶结强度的影响的相关报道。探索泥饼厚度对固井二界面的影响将对提高油井产能具有一定的指导意义，也有利了解决中国低渗透油田压裂时的隔层窜流问题。

１室内实验

１．１实验材料

由精砂、Ａ级油井水泥（葛洲坝水泥厂乍产）、自来水做成的仿地井筒；胜利油田钻井完井液；固井液：Ｇ级油井水泥（葛洲坝水泥厂生产）十０．３％分散剂＋１ｏｚｏ降失水剂＋自来水。

１．２实验方法

１．２．１仿地井筒的制备

将相关材料按一定配比混合搅拌均匀后注入仿地井筒制备模具中，在一定的外力作用下压实形成未改性的人造岩心。在实验室存放１ｄ，待其晾十且具有一定的强度和硬度后，摘占模具，用玻璃棒清除井壁岩屑，模拟井壁。

１．２．２不同厚度泥饼的形成

在仿地井筒一侧涂上黄油，再用适当大小的橡胶片将其黏实密封，防止钻井液从橡胶片与岩心的缝隙中漏失，从而更好地形成泥饼。然后再向井筒中灌注钻井液，放置一段时Ｉ．ⅡＪ，让其自然渗透滤失形成较厚的泥饼，待泥饼形成且能稳定同着在井壁以后，取下橡胶片，使用玻璃棒均匀刮抹。刮出０、０．５、１．０、１．５、２．０ｒｕｆｆｌ等不同厚度的泥饼各３个。１．２．３二界面的封固与模拟养护

再次用橡胶片黏实密封岩心的同一侧（一定要密封严实），然后往井筒中注入清水，浸泡２ｍｉｎ，相当于前置液的冲洗作用；再灌注水泥浆，注满，用细铁丝在井筒巾央朝同一个方向小心匀速搅拌一段时间，以清除水泥浆中的气泡，达到更好的固井效果，相当于振动固井，不过只适合在筒中心搅拌，防止破坏已形成的泥饼；最后将岩心样品放入恒温水浴养护箱中养护２周。

１．２．４胶结强度测试

养护结束后，取出岩心样品（见图１），待其冷却

基金项目：国家自然科学基金项目（５０７７４０７１）；国家高技术研究发展计划（８６３）项目（２００７ＡＡ０６２２０５）；湖北省自然科学基金项目（２００７ＡＢＡ０９６）。

第一作者简介：杨宝林，１９８６年生，主要从事固井方面的研究工作。地址：湖北省武汉市中国地质大学资源学院石油与天然气工程系０５级１班；邮政编码４３００７４；Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｇｂａｏｌｉｎ．１２３＠１６３．ｔｏｍ。

万方数据

泥页岩孔隙结构表征方法及影响因素研究

泥页岩孔隙结构表征方法及影响因素研究 1前言 页岩气是一种典型的非常规天然气，在20世纪70年代中期之前曾被归入非经济可采资源，随着天然气开发技术的进步以及对天然气的依赖逐渐变为经济可采资源。页岩气因其资源潜力巨大和经济效益显著受到各国政府及能源公司的重视，在北美地区已经取得了良好的勘探开发效益。作为目前页岩气产能最大的国家—美国，页岩气已成为继致密砂岩气和煤层气之后的又一重要的非常规天然气资源。 中国海相页岩十分发育，分布广、厚度大[1]。中国巨厚的烃源岩，良好的生烃条件，寻找页岩气藏具有较好的可行性，其中最有勘探潜力为四川盆地下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组[2]。 泥页岩中的基质孔隙网络是由纳米到微米级别的孔隙组成。在页岩气体系内这些伴生有天然裂缝的孔隙，构成了在开发过程中让气体从泥页岩流动到诱导裂缝中的渗流网络[3]。国外已广泛利用纳米CT、FIB-SEM、气体吸附法、高压压汞法和核磁共振等先进研究手段来对页岩孔隙结构进行大量的微观观测与分析，已经证实了这些泥岩中的不同孔隙的存在。在国内也有一些学者对泥页岩储集层特征、类型及其形成条件进行研究，并提出页岩气储集层的评价参数。邹才能等通过纳米CT技术在泥页岩中首次发现了纳米级孔隙，掀开了油气储集层纳米级孔隙研究的序幕[4]。但是目前对于泥页岩中的孔隙体系尚没有统一的分类方案，这将不利于人们对泥页岩中复杂多变的孔隙特征的识别，而且常规测试手段分析泥页岩孔隙结构还存在多种局限。介于泥页岩作为页岩气这种重要非常规气藏的储层，其孔隙类型、孔隙结构及其连通性都是评价页岩气储层的关键因素，我们有必要对泥页岩孔隙类型以及其结构特征进行系统的研究。本文主要是通过归纳总结近年来国内外学者在泥页岩孔隙研究中对其孔隙的描述以及表征的方法基础上，找到适合国内泥页岩孔隙的分类体系以及能够准确客观表征泥页岩孔隙结构的方法，为页岩气的勘探开发提供支持。 2国内外研究现状 北美是全球目前唯一实现页岩气商业化开采的地区。美国页岩气开采最早，可追溯到1821

页岩膨胀实验

中国石油大学 油 层 物 理 实验报告 实验日期： 2 成绩： 班级： 石 学号： 姓名： 教师： 付帅师 同组者： 页岩膨胀实验 一、实验目的 1、 掌握泥页岩膨胀机理； 2、了解高温高压泥页岩膨胀仪的工作原理及仪器结构； 3、掌握泥页岩膨胀率测定及计算方法。 二、实验原理 泥页岩在高温高压下遇水开始膨胀，随着时间的增加，膨胀量增大。 泥页岩膨胀率计算公式： %1000 ?-= h h h E t 式中： E —膨胀率，%； H t —粘土样品在t 时刻的高度，mm ； H 0—粘土样品的初始高度，mm 。 粘土样品放主测杯，加热并用气体加压，液体与样品接触，记录h 0。随时间推移，粘土膨胀，h 增加，被传感器记录。

三、实验仪器 仪器设备如下图1所示。 图1 高温高压泥页岩膨胀仪原理图 1.压力表； 2.放气手柄； 3.销钉； 4.连通阀杆； 5.放气螺钉； 6.输入三通阀； 7.容栅传感器； 8.导杆； 9.温度传感器；10.主测杯；11.粘土样品；12.岩样模； 13.加热套；14.温控仪；15.注液阀；16.注液杯 图8-2 主测杯结构示意图 1.容栅传感器； 2.传感器支架； 3.输入三通阀； 4.放气螺钉；

5.平衡支架； 6.密封螺钉； 7.滑动杆； 8.测杆； 9.主测杯；10.紧固螺钉；11.岩样模；12.托垫； 13.止钉；14.杯下盖；15.Φ51×3.1密封圈；16.测盘； 17.滑块；18.表杆；19.传感器座 主要试验仪器：氮气瓶(氮气压力大于5Mpa)、管汇、高温高压泥页岩膨胀仪、数据控制及显示系统等。 各仪器的主要指标：气源压力为5Mpa；工作温度≤120℃；工作压力为 3.5Mpa；测试量程为15mm；试样模内径为25mm；测量分辨率为0.001mm。 四、实验步骤 1、打开高温高压页岩膨胀仪的电源开关，设置加热温度为70℃。 2、将制备好的压样(同岩样模一起)从主测杯底部装入主测杯内，同时应在主测杯底部放置密封圈，禁锢主测杯下的6个固定螺钉。 3、在主测杯上部放一个密封圈，将带有测盘、测杆的平衡支架系统放入主测杯内，调整好位置，拧紧固定螺钉。 4、将注液杯与主测杯之间的注液阀顺时针关闭，然后把试液(15~20mL)倒入注液杯中，拧紧杯盖。 5、将连接好的主测杯和注液杯放入高温高压夜宴膨胀仪的加热套中，并将两根输气管分别与主测杯的输入三通阀和注液杯的连通阀杆连接好。 6、将容栅传感器放入支架内，调节表杆位置，使其底部与滑块接触，并拧紧固定螺钉；然后将温度传感器插入主测杯的孔内。 7、拧紧注液杯上部的放气手柄，拧紧放气螺杆，然后打开注液杯的连通阀杆，将连接注液杯的气体的压力调至0.5~1Mpa；再将主测杯的气体压力

隔水导管与土壤胶结强度试验分析研究

文章编号:1000-7393(2008)02-0036-02 隔水导管与土壤胶结强度试验分析研究 3 翟慧颖1 　杨　进1 　周建良2 　刘书杰2 　杨立平3 　蔡战胜 3 (1.中国石油大学石油工程教育部重点实验室,北京　102249; 2.中国海洋石油研究中心,北京　100027; 3.中国海洋石油基地集团公司,天津　300452) 摘要:为研究隔水导管与水泥浆、水泥浆与海底土之间作用机理,在天津塘沽渤海湾海滨地区做了系列模拟试验,根据试验结果分析了隔水导管与水泥浆固结力随时间的变化规律以及水泥浆与海底土层固结强度随时间的变化规律。在海上隔水导管钻入法施工中,隔水导管的入泥深度确定与海底土性质及水泥浆固结质量有很大关系。隔水导管钻入法施工一般使用海水钻进,钻完固井后隔水导管外面与水泥浆直接接触,而水泥浆又与海底土层直接接触。通过模拟试验结果得出,水泥环强度突变点是发生在注入水泥浆后的48h 的时间段。该研究成果能够为海上隔水导管钻入法固井作业施工和钻井隔水导管入泥深度的确定提供科学依据。 关键词:钻入法;隔水导管;水泥环;胶结强度中图分类号:TE256.1 文献标识码:A Ana lysis and research of cem en ti n g strength tests between wa ter isol a ti on tube and so il ZHA I Huiying 1 ,Y ANG Jin 1 ,ZHOU Jianliang 2 ,L I U Shujie 2 ,Y ANG L iping 3 ,CA I Zhansheng 3 (1.MO E Key Laboratory of Petroleum Engineering,China U niversity of Petroleum ,B eijing 102249,China; 2.China N ational O ffshore O il Co m pany R esearch Center ,B eijing 100083,China; https://www.docsj.com/doc/9b2087071.html,OOC,Tanggu 300452,China ) Abstract :I n order t o study the acti on mechanis m of water is olati on tube and cement slurry,ce ment slurry and sub marine s oil,se 2 ries si m ulati on tests are done in Bohai Bay beachside in Tanggu of Tianjin .According t o test results,the rule varying with ti m e of the force fixing the l oope bet w een water is olati on tube and ce ment slurry and the cons olidating strength bet w een ce ment slurry and subma 2rine s oil layer as well .I n constructi on of offshore riser burr owing int o method,the driving dep th deter m inati on of riser is greatly related with sub marine s oil p r operties and ce ment slurry cons olidati on quality .R iser drilling constructi on usually drills with sea water,after ce 2menting the outside of riser has direct contact with ce ment slurry,while ce ment slurry has direct contact with sub marine s oil layer .It concludes that catastr ophe point of cement ring strength occurs in 48h ti m e seg ment after ce ment slurry drilling in by si m ulati on test .The research result can p r ovide scientific basis for offshore ce menting operati on constructi on of riser drilling and driving dep th deter m i 2nati on of drilling riser . Key words :burr owing int o method;water is olati on tube;ce ment ring;ce menting strength 隔水导管钻入法一般使用海水钻进,钻达设计深度后下入隔水导管并固井,这时隔水导管外面与水泥浆直接接触。为了摸清隔水导管与水泥浆固结作用规律,现场钻井过程中无法开展这些试验,就需要在陆地上开展模拟试验,通过试验研究隔水导管与水泥浆之间的作用规律,建立隔水导管与水泥浆固结力随时间的变化规律,为海上钻入法下隔水导 管施工提供科学依据。 1　试验准备 1.1　模型建立 1961年Bearden 和Lavne 就建立了一套简单的 实验装置[1] ,以确定水泥与管子之间的剪切胶结强度,如图1(a )所示。胶结强度是指水泥浆在环空中 第30卷第2期 石油钻采工艺 Vol .30No .2　2008年4月 O I L DR I L L I N G &PRODUCTI O N TECHNOLOGY Ap r .2008　 3基金项目:中国海洋石油总公司科技攻关项目“钻入工况下隔水管下入深度的确定研究” (编号:Z2006S LTJ -0135)部分内容。 作者简介:翟慧颖,1982年生。2005年毕业于中国石油大学(北京)土木工程专业,现在石油与天然气工程学院就读岩土工程硕士,主要 从事海洋石油工程方面的科研工作。

泥饼厚度对固井二界面胶结强度的影响

第２６卷第１期２００９年１月 钻井液与完井液 ＤＲＩＬＬＩＮＧＦＬＵＩＤ＆ＣｏＭＰＩ，ＥＴＩ（）ＮＦＩ。ＵＩＤ Ｖ０１．２６Ｎｏ．１ Ｊａｎ．２００９ 文章编号：１００卜５６２０（２００９）０１—００４２—０２ 泥饼厚度对固井二界面胶结强度的影响 杨宝林顾军郑涛秦文政陈雪峰 （中国地质大学（武汉）资源学院，武汉） 摘要泥饼夹在水泥浆和地层之间，其质量会直接关系到固井二界面的胶结质量。用现场钻井液在自制的仿制井筒上形成不同厚度的泥饼，然后注入水泥浆养护一定时问。通过测出不同样品的二界面抗压强度，计算出二界面胶结强度。实验结果表明，随着泥饼的增厚，二界面胶结强度显著降低，根据拟合趋势线得出二界面胶结强度与泥饼厚度呈指数关系，当泥饼厚度达到５ＩＴＩｒｌｌ时，固井二界面胶结强度将降为零。分析其根本原因在于，泥饼的内部结构并不是均一的，而是连续变化的，越靠近地层，泥饼越致密，泥饼的强度越大。与地层的胶结也越好，但是越靠近水泥浆，泥饼越疏松，孔隙度和渗透率越大，其强度越弱，二界面的胶结强度也就越小。 关键词水泥浆；泥饼；胶结强度；固井质量 中图分类号：ＴＥ２５６．９文献标识码：Ａ 固井后。泥饼夹在水泥浆和地层之间，其质量直接关系到固井－界面的胶结质量ＬｌＪ。周凤【ｆＩ等人对泥饼厚度、强度、弹性和塑性的影响囚素进行了较深入的研究心。４Ｊ，并建立了泥饼结构的物理和数学模型Ｋ，焦棣对低渗地层动态泥饼的形成进行了研究［６］，千西安等人对泥饼流变模捌进行ｒ研究［７］，雷宗明提出了泥饼参数的计算方法［８１等，但是未见泥饼厚度对固井二界而胶结强度的影响的相关报道。探索泥饼厚度对固井二界面的影响将对提高油井产能具有一定的指导意义，也有利了解决中国低渗透油田压裂时的隔层窜流问题。 １室内实验 １．１实验材料 由精砂、Ａ级油井水泥（葛洲坝水泥厂乍产）、自来水做成的仿地井筒；胜利油田钻井完井液；固井液：Ｇ级油井水泥（葛洲坝水泥厂生产）十０．３％分散剂＋１ｏｚｏ降失水剂＋自来水。 １．２实验方法 １．２．１仿地井筒的制备 将相关材料按一定配比混合搅拌均匀后注入仿地井筒制备模具中，在一定的外力作用下压实形成未改性的人造岩心。在实验室存放１ｄ，待其晾十且具有一定的强度和硬度后，摘占模具，用玻璃棒清除井壁岩屑，模拟井壁。 １．２．２不同厚度泥饼的形成 在仿地井筒一侧涂上黄油，再用适当大小的橡胶片将其黏实密封，防止钻井液从橡胶片与岩心的缝隙中漏失，从而更好地形成泥饼。然后再向井筒中灌注钻井液，放置一段时Ｉ．ⅡＪ，让其自然渗透滤失形成较厚的泥饼，待泥饼形成且能稳定同着在井壁以后，取下橡胶片，使用玻璃棒均匀刮抹。刮出０、０．５、１．０、１．５、２．０ｒｕｆｆｌ等不同厚度的泥饼各３个。１．２．３二界面的封固与模拟养护 再次用橡胶片黏实密封岩心的同一侧（一定要密封严实），然后往井筒中注入清水，浸泡２ｍｉｎ，相当于前置液的冲洗作用；再灌注水泥浆，注满，用细铁丝在井筒巾央朝同一个方向小心匀速搅拌一段时间，以清除水泥浆中的气泡，达到更好的固井效果，相当于振动固井，不过只适合在筒中心搅拌，防止破坏已形成的泥饼；最后将岩心样品放入恒温水浴养护箱中养护２周。 １．２．４胶结强度测试 养护结束后，取出岩心样品（见图１），待其冷却 基金项目：国家自然科学基金项目（５０７７４０７１）；国家高技术研究发展计划（８６３）项目（２００７ＡＡ０６２２０５）；湖北省自然科学基金项目（２００７ＡＢＡ０９６）。 第一作者简介：杨宝林，１９８６年生，主要从事固井方面的研究工作。地址：湖北省武汉市中国地质大学资源学院石油与天然气工程系０５级１班；邮政编码４３００７４；Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｇｂａｏｌｉｎ．１２３＠１６３．ｔｏｍ。 万方数据

什么是固井

什么是固井 一、固井：在已钻出的井眼中下入一定尺寸的套管，并在套管与井壁或套管与套管之间的环形空间内注入水泥的工艺过程。 二、井身结构包括以下几方面的内容：所下套管的层次、直径、各层套管下入的深度、井眼尺寸（钻头尺寸）、各层套管的水泥反高等。 三、设计井深的主要依据：地层压力、地层破坏压力和坍塌压力。 四、套管的类型：⒈导管；⒉表层套管；⒊技术套管；⒋生产套管；⒌尾管。 五、井深结构设计的原则：①能有效的保护油气层，使油气层不受钻井液的损害；②能够避免漏、喷、塌、卡等复杂情况产生，保证全井顺利钻进，使钻井周期达到最短；③钻达下部高压地层时所用的较高密度的钻井液产生的液柱压力，不至于把上一层套管鞋处薄弱的裸露地层压裂；④下套管过程中，钻井液液柱压力和地层压力之间的压差，不至于造成卡阻套管。 六、套管柱的受力：轴向压力、外挤压力和内压力。 七、套管柱的附件：⒈引鞋（套管鞋、浮鞋）；⒉回压法；⒊套管扶正器；⒋磁性定位套管； ⒌联顶节。 八、水泥熟料主要成分：①硅酸三钙（C3S）；②硅酸二钙（C2S）；③铝酸三钙（C3A）；④铁铝酸四钙（C4AF）。 九、水化作用：油井水泥与水混合后，水泥中各种矿物分别与水发生水解和水化反映，某些水化产物还能发生二次反映。 十、水化反映的不断进行水泥浆形成水泥石可分为三个阶段：①胶溶期；②凝结期；③硬化期。 十一、稠化时间：指油井水泥浆在规定压力和温度条件下，从开始搅拌至稠度达100Bc所需要的时间。 十二、稠度：水合水泥混合后会逐渐变稠，变稠的速率。 十三、注水泥的设备：水泥车、水泥混合漏斗、水泥分配器、水泥头、胶塞、储灰罐。 十四、碰压：胶塞被推至浮箍时，泵压突然升高。 十五、注水泥主要工序包括：循环和接地面管汇→打隔离液→顶胶塞→碰压→候凝。 十六、提高泥浆的顶替效率：⒈紊流顶替；⒉打前置液；⒊活动套管；⒋调整完井液和水泥浆的性能；⒌使用扶正器。 十七、引起油、气、水窜的原因：水泥浆在凝固过程中的失重是导致油、气、水窜的主要原因，井壁存在泥饼、水泥硬化过程体积收缩也是造成油、气、水窜的原因。 十八、水泥浆失重：指水泥浆柱在凝固过程中对其下部或地层作用的压力逐渐减小的现象。十九、防止油、气、水窜的措施：①采用两用水泥；②分级注水泥；③减小水泥浆返高；④环空憋压候凝；⑤使用特种水泥。 二十、特殊固井技术：习惯上把除了常规一次注水泥技术方法。 二十一、特殊固井技术的种类：⑴、内管注水泥；⑵、尾管固井工艺；⑶、分级注水泥技术。二十二、完井：指从打开生产层到把井交付给采油生产期间的全部生产过程。 二十三、完井包括：打开生产层、下油层套管固井、射孔到试采的全部工艺过程。 二十四、井下复杂情况：钻井作业过程中，由于钻井液的类型与性能选择不当及井身质量较差等原因造成井下钻具的遇阻遇卡、钻进时严重憋跳钻、井漏、井喷等现象，不能维持钻进与其他钻井作业正常进行。 二十五、钻井事故：由于检查不周到，违章操作，处理井下复杂情况的措施不当或疏忽大意而造成的钻具折断、顿钻及井喷失火等恶果。

固井施工过程井控应急措施

固井施工施工过程井控应急措施；一、固井施工过程中井涌、井喷的应急措施；1、注前置液时发生井涌或井喷，立即停止注前置液，；队工程技术员汇报，有钻井队根据井涌情况决定是否关；2、注入水泥过程中发生井涌、井喷时根据具体情况采；施：；（1）、注放水泥量少时，由钻井队根据井涌情况决定；（2）、已经开始注尾桨时出现井涌或井喷时，由钻井；二、尾管固井井控措施；1、尾管固井 固井施工施工过程井控应急措施 一、固井施工过程中井涌、井喷的应急措施。 1、注前置液时发生井涌或井喷，立即停止注前置液，并向钻井 队工程技术员汇报，有钻井队根据井涌情况决定是否关井并进行压井处理措施，确保压稳地层后重新组织固井施工。 2、注入水泥过程中发生井涌、井喷时根据具体情况采取以下措 施： （1）、注放水泥量少时，由钻井队根据井涌情况决定是否关井，如果关井，要节流循环出注入的水泥浆并采取压井措施。压稳地层后重新组织固井施工。 （2）、已经开始注尾桨时出现井涌或井喷时，由钻井队实施关封井器后节流注水泥作业，抢压胶塞、节流顶替。同时启动固井工程公司井控应急预案。 二、尾管固井井控措施

1、尾管固井封固井段短，要计算前置准的使用量，仔细核算地层压力和环空静液柱压力，实现平衡压力固井。 2、固完尾管后要求将钻具起到安全位置，循环出多余水泥浆。在进行循环泥浆时水泥浆正处于失重时期，地层流体容易窜入到水泥浆中。因此，在起钻过程中一定要注意灌泥浆作业，防止起钻过快造成抽吸现象，降低套管内液柱压力后地层流体窜入到水泥浆中造成固井质量不好，防止环空静液柱压力降低后诱发井涌或进喷。 三、注入水泥过程中，水泥车出现不正常情况。 在注入低密度水泥浆阶段： 1、泥浆泵出现凡尔卡住现象，要判断准确，是哪个凡尔卡住， 及时停泵排除。 2、发动机出现供油不畅，能在（10-15分钟）内排除的，排 除后继续施工。如不能排除时，换车继续施工。 3、出现高能混合器堵塞现象，停泵检查排除，时间在5-10 分钟以内。 4、由于操作不当，出现坐住混浆池和倒灌现象时，及时换车 注泥浆，故障车要抓紧时间处理故障。 在注入高密度水泥时：

延安地区富有机质页岩储层特征与页岩气富集规律

延安地区富有机质页岩储层特征与页岩气富集规律鄂尔多斯盆地延长组长7富有机质泥页岩发育稳定,近期延安地区多口页岩气井的成功钻探证实了其巨大的勘探潜力。然而陆相页岩与海相页岩相比存在明显的特殊性,表现出“两高三低”,即高吸附气含量、高粘土矿物含量、低脆性矿物含量、低地层压力、低热演化程度的特点。 目前针对有陆相页岩的分类评价标准、成因机理、微观赋存特征等研究不够深入,尚未形成广泛适用的研究理论和评价标准,诸多科学问题有待解决。本文以延安地区延长组长7段泥页岩为研究对象,基于野外露头观察与样品采集、重点井岩心观察、测井综合解释分析,利用有机岩石学鉴定、全岩X-衍射、氮气等温吸附、岩石热解分析、氩粒子抛光-扫描电镜等多种实验方法,对研究区长7泥页岩岩相及其展布特征进行研究,对比分析了储集空间形态、结构、大小及孔径分布特征;进一步制定储层评价标准并进行页岩储层优选,探讨了页岩气富集规律,结合沉积相背景建立了延安地区长7陆相页岩成藏模式。 研究成果表明:延安地区长7陆相富有机质泥页岩分布广泛、发育稳 定,NW-SE向展布,总厚度10~110m,中值为43m,中南部富县地区较厚;其中长73以黑灰色至黑色纹层状油页岩为主,长72及长71以深灰色至浅灰色块状泥岩为主,夹薄层粉砂岩;泥页岩矿物成分复杂,石英、长石等脆性矿物总量占47.97%,偏低;富含粘土矿物,以伊蒙混层为主,占到57.39%;裂缝发育,以高角度斜交缝为主。TOC均值为4.78%,中西部地区较高;Ⅱ1型干酪根为主,Ⅱ2及Ⅲ型次之;Ro 平均为0.91%,西南部可达1.1%,总体位于成熟-高成熟的生、排烃高峰期阶段。 粒间孔、粒内孔、晶间孔、有机质孔及微裂缝均有发育;孔喉直径均值35nm,分选中等偏差;1.5~5nm的孔隙对孔比表面积与孔体积贡献最大,5.5~150nm的孔

泥页岩膨胀率测定终极版

中国石油大学油层物理实验报告 实验日期： 2014.10.29 成绩： 班级： 石工12-1班 学号： 姓名： 教师： 付帅师 同组者： 泥页岩膨胀性测定 储层中泥页岩地层吸水膨胀影响井壁稳定性；岩石胶结物中如果膨胀性粘土含量较多，注水开发过程中，粘土膨胀会影响水井的注入能力。因此，开发前需要对储层中页岩的膨胀性、胶结物中粘土的膨胀性进行评价。 一．实验目的 1．了解高温高压泥页岩膨胀仪的结构、工作原理及使用方法； 2．掌握粘土矿物吸水膨胀的机理及膨胀率的计算方法。 二．实验原理 粘土矿物在高温高压下与水接触开始膨胀，随着时间的增加，膨胀量增大。不同时刻的膨胀量除以粘土样品的初始高度可得该岩样在不同时刻的膨胀率。当膨胀量达到稳定时，可求最大膨胀率。 （1）膨胀率计算公式： %1000 ?-= h h h E t 式中，E —膨胀率，%； mm ；0h —粘土样品的初始高度，mm ； t h —粘土样品在t 时刻的高度。 (2)防膨率计算公式 %100)(21?-=E E B 式中，B --防膨率，%； 1E --未经处理过的粘土的最大膨胀率，%； 2E --处理过的粘土的最大膨胀率，%。 三．实验仪器及工作原理

图1 高温高压泥页岩膨胀仪原理示意图 图2 主测杯结构示意图 1．主要实验仪器 氮气瓶(氮气压力大于5Mpa)、管汇、高温高压泥页岩膨胀仪、数据控制及显示系统等。 2．各仪器的主要指标 气源压力为5Mpa；工作温度≤120℃；工作压力为3.5Mpa；测试量程为15mm；

岩样模内径为25mm；测量分辨率为0.001mm。 3．高温高压泥页岩膨胀仪工作原理 将粘土样品装入主测杯内，经加热装置将主测杯加热至设定温度，然后，由气压驱动将测试液体压入主测杯与粘土试样面接触，并加压至指定压力，记录初始粘土样品高度h 。随测试液体与粘土接触时间的增长，粘土膨胀，高度增加，经导杆由容栅传感器感应出试样轴向的位移信号，通过计算机系统将膨胀量随时间的关系曲线记录下来，并显示在屏幕上，如图3所示。 图3粘土膨胀高度（位移）与时间的关系 四．实验步骤 1、样品制备 1）样品烘干 将土样或泥页岩样粉（过100目筛）在105℃条件下烘干4小时以上，冷却至室温，放置于干燥器内备用。 2）样品压制 （1）将带孔托垫放入模内，上面放一张滤纸，用游标卡尺测量深度h 1 ； (2)用天平称取5～10g样品装入压模内，用手拍打压模，使其中样品端面平整，并在表面再放一张滤纸； (3)将压棒置于模内，轻轻左右旋转下推，与样品接触；将组好的岩样模置于油压机平台上，加压至4MPa，5分钟后泄压；取出压棒，倒置压模，倒出岩样 表层的土样，用游标卡尺测量深度h 2，至此岩样制好，岩样长度h =h 1 -h 2 。 2、膨胀率测试 1．将制备好的粘土试样(同岩样模一起)从主测杯底部装入主测杯内，同时注意主测杯底部放置密封圈，紧固主测杯下6个固定螺钉。

塑封模具常用计算公式及方法

集成电路塑封模具常用计算公式及方法 1 引言 随着电子信息产业的迅速发展，集成电路封装产业在国内也随之迅猛发展，但集成电路封装设备--塑封模具却成为制约封装产业发展的瓶颈，长期依靠进口。本文通过我公司长期制造塑封模具的经验，详细介绍了封装模具常用的计算公式及方法。 2 塑封模具的常用计算公式及方法 塑料模具的常用计算公式及方法主要涉及以下几个方面：原材料线涨系数的测量计算；成型型腔尺寸的计算；型腔镶件的线涨匹配；上料框架线涨尺寸的计算。 2．1 原材料线涨系数的测量计算 在这里原材料线涨系数的计算，主要针对引线框架的线涨计算，也可适用于其他材料的计算(如铝、钢等)。在此，只提供计算方法以便灵活应用。 线涨系数指原材料温度每升高1℃，单位长度内所增加的长度。 (1)式中： a为原材料的线涨系数／℃-1； Lt为原材料在t温度时的长度(一般指高温时的长度)／mm； L0为原材料在常温时的的长度／mm； t指高温(一般我们根据封装工艺的特点测试时取175℃/℃： to指常温(一般取20℃)／℃。

例：一种材料在20℃时长150mm，升温到175℃时长度为150．3mm，求线涨系数a为多少? 解：a=(150．3-150)／[150×(175-20)]=12．9 X 10-6℃-1。 2.2 成型型腔尺寸的计算 (2)式中： L为型腔尺寸／mm； L'为塑件尺寸／mm； S为树脂成型收缩率。 该公式为基本简化公式，具体计算时，根据塑封体外形偏差的大小，适当调整，在此不作累述。 S一般取0．2％～0．4％，在实际使用时根据用户提供的树脂型号选取。 例：塑件外形尺寸为18mm，计算型腔尺寸L，树脂收缩率S为0．35％。 解：L=18x(1+0．35％)=18．063mm 2．3 型腔镶件的线涨匹配 公式： (3)式中： L模为模具型腔经线涨匹配后的尺寸／mm； L产为引线框架的实测长度尺寸／mm；

固井工程技术基础

目录前言 第一章固井概论 第一节固井概念 第二节固井的目的和要求 第二章套管、固井工具、附件和材料第一节API套管标准和规范 第二节固井工具、附件 第三节固井材料 第三章固井工程技术基础 第一节固井工艺 第二节固井水泥浆 第三节注水泥施工程序

第一章固井概述 一、固井概念 为了达到加固井壁，保证继续安全钻进，封隔油、气和水层，保证勘探期间的封层测试及整个开采过程中合理的油气生产等目的而下入优质钢管，并在井筒于钢管环空充填好水泥的作业，称为固井工程。因此固井包括了两部分：下入套管的工艺和注入水泥浆的工艺叫做固井工艺。 固井作业 固井作业是通过固井设计，应用配套的固井设备、辅助设备及工具，将油井水泥、水和添加剂按一定的比例混合后，通过固井泵泵注入井，并顶替到预定深度的井壁与套管、（套管与套管）的环形空间内，使套管与井壁、（套管与套管）之间形成牢固粘结。

固井设备总体示意图 二、固井目的和要求 1、固井的目的 一口油井深达数千米，在钻井过程中常常遇到井漏、井塌、井喷等复杂情况，影响正常钻进，严重时甚至导致井眼报废。遇到上述情况就应下套管固井，封隔好复杂地层后，再继续钻进，直到建立稳定的油气通道为止。因此,为了优质快速钻达目的层，保证油气田的开采，就要采用固井，固井工程的主要目的为： 1）、在钻进过程中封隔易坍塌、易漏失等复杂地层，巩固所钻过的井眼保证钻井顺利进行。

（如图1-1所示），当从A 点钻进至B 点，如果在A 点井深处没下套管固井，那么随着井深的变化，钻达B 点所用泥浆密度在A 点产生的压力就会大于A 点地层破裂压力，造成A 点地层破裂，发生井漏。同理，当从B 点钻进至C 点，如果在B 点井深处没下套管固井，那么随着井深的变化，钻达C 点所用泥浆密度在B 点产生的压力就会大于B 点地层破裂压力，造成B 点地层破裂，发生井漏。 2）、封隔油、气、水层，防止层间互窜。 固井工程不仅关系到钻进的速度和成本，还影响到油气田的开发。（如图1-2所示），如果油、气层与水层间水泥固结不好，层间互相窜通，那么会给油气田开发带来很大困难。当油、气层压力大于水层压力时，油、气便会窜入水层内，既污染了水层又影响到油气的产 量；当水层压力大于油、气层压力时，水便会 图1-1 下套管固井原理示意图 图1-2 固井防止层间流体互窜示意图

页岩膨胀性测定

中国石油大学渗流物理实验报告 实验日期： 成绩： 班级： 学号： 姓名： 教师： 同组者： 泥页岩膨胀性测定 储层中泥页岩地层吸水膨胀影响井壁稳定性；岩石胶结物中如果膨胀性粘土含量较多，注水开发过程中，粘土膨胀会影响水井的注入能力。因此，开发前需要对储层中页岩的膨胀性、胶结物中粘土的膨胀性进行评价。 一．实验目的 1．了解高温高压泥页岩膨胀仪的结构、工作原理及使用方法； 2．掌握粘土矿物吸水膨胀的机理及膨胀率的计算方法。 二．实验原理 粘土矿物在高温高压下与水接触开始膨胀，随着时间的增加，膨胀量增大。不同时刻的膨胀量除以粘土样品的初始高度可得该岩样在不同时刻的膨胀率。当膨胀量达到稳定时，可求最大膨胀率。 （1）膨胀率计算公式： %1000 ?-= h h h E t 式中，E —膨胀率，%； mm ；0h —粘土样品的初始高度，mm ； t h —粘土样品在t 时刻的高度。 (2)防膨率计算公式 %100)(21?-=E E B 式中，B --防膨率，%； 1E --未经处理过的粘土的最大膨胀率，%； 2E --处理过的粘土的最大膨胀率，%。 三．实验仪器及工作原理

图1 高温高压泥页岩膨胀仪原理示意图 图2 主测杯结构示意图

1．主要实验仪器 氮气瓶(氮气压力大于5Mpa)、管汇、高温高压泥页岩膨胀仪、数据控制及显示系统等。 2．各仪器的主要指标 气源压力为5Mpa；工作温度≤120℃；工作压力为3.5Mpa；测试量程为15mm；岩样模内径为25mm；测量分辨率为0.001mm。 3．高温高压泥页岩膨胀仪工作原理 将粘土样品装入主测杯内，经加热装置将主测杯加热至设定温度，然后，由气压驱动将测试液体压入主测杯与粘土试样面接触，并加压至指定压力，记录初。随测试液体与粘土接触时间的增长，粘土膨胀，高度增加，始粘土样品高度h 经导杆由容栅传感器感应出试样轴向的位移信号，通过计算机系统将膨胀量随时间的关系曲线记录下来，并显示在屏幕上，如图3所示。 图3粘土膨胀高度（位移）与时间的关系 四．实验步骤 1、样品制备 1）样品烘干 将土样或泥页岩样粉（过100目筛）在105℃条件下烘干4小时以上，冷却至室温，放置于干燥器内备用。 2）样品压制 （1）将带孔托垫放入模内，上面放一张滤纸，用游标卡尺测量深度h ； 1 (2)用天平称取5～10g样品装入压模内，用手拍打压模，使其中样品端面平整，并在表面再放一张滤纸；

泥页岩储层特征及油气藏描述

泥页岩储层特征及油气藏描述 1、页岩气地质理论 页岩气藏因其自身的有效基质孔隙度很低，主要由大范围发育的区域性裂缝或热裂解生气阶段异常高压在沿应力集中面、岩性接触过渡面、脆性薄弱面产生的裂缝提供成藏所需的储集孔隙度和渗透率，孔隙度最高仅为4%-5%，渗透率小于1x10-3μm2。 页岩在地层组成上多为暗色泥岩与浅色粉砂岩的薄互层。在页岩中，天然气的赋存状态多种多样，除极少量的溶解状态天然气以外，大部分以吸附状态赋存于岩石颗粒和有机质表面，或以游离状态赋存于孔隙、裂缝中。吸附状态天然气的赋存与有机质含量关系密切，其中吸附状态天然气的含量为20%-85%，其成藏体现出非常复杂的多机理递变特点，表现为成藏过程中的无运移或极短距离的有限运移，因此页岩气藏具有典型煤层气、典型常规圈闭气成藏的多重机理。 页岩气藏的形成是天然气在烃源岩中大规模滞留的结果，是“自生自储”式气藏，运移距离极短，现今保存状态基本上可以反映烃类运移时的状态，即天然气主要以游离相、吸附相和溶解相存在。在生物化学生气阶段，天然气首先吸附在有机质和岩石颗粒表面，饱和后则富余的天然气以游离相或溶解相进行运移，当达到热裂解生气阶段，由于压力升高，若页岩内部产生裂缝，则天然气以游离相为主向其中运移聚集，受周围致密页岩烃源岩层遮挡、圈闭，易形成工业性页岩气藏。由于扩散作用对气态烃的运移起到相当大的作用，天然气继续大量生成，将因生烃膨胀作用使富余的天然气向外扩散运移，此时无论是页岩地层本身还是薄互层分布的砂岩储层，均表现为普遍的饱含气性。 在陆相盆地中，湖沼相和三角洲相沉积产物一般是页岩气成藏的最好条件，但通常位于或接近盆地的沉降-沉积中心，导致页岩气的有利分布区集中于盆地中心处。从天然气的生成角度分析，生物气的产生需要厌氧环境，而热成因气的产生也需要较高的温度条件，因此靠近盆地中心方向是页岩气成藏的有利区域。 2、页岩气的主要特征 2.1页岩气的成因特征 页岩气的成因类型有生物成因型、热解成因型和热裂解成因3类型及其混合类型。对生物成因气而言，其源岩的热演化程度低，R o一般不到0.7%，所生成

泥页岩水化应力实验方法与实验装置_徐加放

文章编号:1001-5620(2008)04-0013-03 泥页岩水化应力实验方法与实验装置 徐加放1 邱正松1 韩丰欣 2 (1.中国石油大学(华东)石油工程学院,山东东营;2.中海油监督监理技术公司,天津塘沽) 摘要 分析了泥页岩水化应力产生机理及其影响因素,建立了泥页岩水化应力测试方法,并通过对原有实验仪器的改进,建立了泥页岩水化应力定量测定模拟实验装置,实现了泥页岩水化应力的定量测定。实验结果表明,提出的实验方法得当,使用的实验仪器平行性好,完全可以满足泥页岩水化应力的定量测定,为泥页岩水化应力定量测定和深入研究泥页岩井壁稳定机理提供了一种室内实验研究手段和方法。实验结果证明了水化应力的存在,其最大值出现在泥页岩与水作用一定时间后,为井壁周期性坍塌提供了解释依据。 关键词 泥页岩 井壁稳定 实验方法 水化应力 实验装置中图分类号:T E283 文献标识码:A 泥页岩井壁不稳定的主要原因是由于黏土矿物吸水膨胀,造成了岩石强度的下降和在井壁围岩的作用下产生水化应力,造成井壁失稳。关于泥页岩水化应力的理论模型和预测已有较多报道,但多数过于复杂,且部分参数难以定量,很难准确计算。有关泥页岩水化应力的实验测定却未见报道,其主要原因是泥页岩水化应力测定的复杂性、实验设备和实验手段的局限性以及影响因素的多样性等。因此,基于传统岩石力学测定实验方法和泥页岩特性,对泥页岩水化应力实验方法进行了优选,在原有泥页岩化学和力学耦合模拟实验装置基础上对仪器进行改进,实现了泥页岩水化应力的定量测定。 1 泥页岩水化应力产生机理 泥页岩通常指黏土矿物含量超过50%的黏土岩。黏土矿物指细分散的含水铝硅酸盐类矿物的总称,这些矿物在生成的过程中由于硅氧四面体和铝氧八面体的晶格取代作用而带负电荷。根据表面能趋于最小原理,黏土矿物表面能趋于最小化的主要途径是吸附阳离子和极性的水分子。泥页岩水化应力的产生过程实质上是泥页岩中黏土吸水膨胀,泥页岩和水作用力微观叠加的宏观体现。因此,研究泥页岩水化机理必须从研究黏土水化机理做起。 国外20世纪四五十年代就有学者进行黏土水 化的研究,主要利用平衡水蒸气法、量热法或接触角法等测量吸附热、润湿热、黏附功等数据,来求算土壤水的有关热力学函数,作为选择、确定黏土颗粒-水相互作用的合理机制的参考。研究结果认为,水在黏土表面上的吸附初期是以化学吸附为主,后期是以物理吸附为主。 目前关于黏土水化方面的观点可以归纳为以下几个要点[1]。1各种黏土矿物遇水时均会引起不同程度的水化,包括表面水化、离子水化和渗透水化。o黏土水化是黏土膨胀的最根本原因,其膨胀程度与它的水化程度密切相关。膨胀力初期来源于表面水化能,后期来源于渗透压力和双电层斥力。?黏土的水化取决于黏土矿物的种类、比表面积和阳离子交换容量,而与表面电荷密度无关。?黏土的水化机理为:强极性水分子与黏土晶层上的氧形成氢键,加上层间补偿阳离子的水化能和单位层间负电荷的排斥力,因而水分子易进入单位层间,引起单位层间距增大。对于蒙脱石在表面水化阶段单位层间最多可吸附4个水分子层,可使体积增加1倍,产生的膨胀压是相当大的。 2 泥页岩水化应力的影响因素 泥页岩水化应力的影响因素包括内因和外因,它们的共同作用导致了水化应力的高度复杂性。 基金项目:山东省自然科学基金(Y2006F 66)。 第一作者简介:徐加放,讲师,1973年生,2001年毕业于中国石油大学(华东)获硕士学位,现在中国石油大学(华东)攻读博士学位,主要从事井壁稳定、钻井液体系与处理剂开发、油气层保护等教学与科研工作。地址:山东省东营市中国石油大学(华东)石油工程学院;邮政编码257061;电话(0546)8391679;E -mail:x jiafang @https://www.docsj.com/doc/9b2087071.html, 。 第25卷第4期 钻 井 液 与 完 井 液 Vo l.25No.42008年7月 DRILLING FLU ID &COM PLET ION FLUID July 2008

注射模具设计强度和刚度计算例_.

注射模具设计的习题 10、有一壳形塑件，如图7-37所示，所用模具结构如图7-38所示，选用HDPE 塑料成型，型腔压力取40MPa，模具材料选45钢，其许用应力[σ]=160MPa，其余尺寸见图7-38。计算定模型腔侧壁厚度S和型芯垫板厚度H。 1

1、定模型腔侧壁厚度的计算： 分析：该零件为矩形零件，凹模置于定模侧，且采用了底部镶拼组合式结构，模板形状为矩形，所以采用组合式凹模的侧壁厚度的计算公式。 刚度计算公式为P156中（6.20） p?H1?l4 S= 32?E?H?[δ] 参数取值 p=40MPa；H1=80mm，l=120mm E=2.06*105Mpa，H=120mm [δ]=？ 其中：许用变形量[δ]的确定，满足以下三个原则 型腔不发生溢料 HDPE的许用变形量为0.025~0.04mm，HDPE的粘度相对较高，取为0.03mm 保证塑件精度 塑件的外轮廓尺寸中长度尺寸为120mm，没有标公差等级，按MT7取公差，即

δ=?i/[5(1+?i)]=2.4/[5(1+2.4)]，所以保证塑件精度的许用变形量为0.14mm 保证塑件顺利脱模 [δ]≤2?2%+4% 2=0.06mm 所以许用变形量[δ]=0.03mm 6.20）可得到 S=40?80?1204 32?2.06?105?120?0.03=30.35mm 4 由刚度计算公式（ 强度计算公式：（公式6.22） S=p?H1?l2 2?H?[σ] 参数取值[σ]=160MPa，p=40MPa；H1=80mm，l=120mm =40?80?1202 S2?120?160=34.64mm 但考虑应力中第二项的影响，S稍放大，取为40mm 比较强度和刚度计算的结果，将定模型腔的侧壁厚度暂取为40mm 因此凹模周界尺寸为：B0=65+2*40=145mm L=120+2*40=200mm 查看中小型标准模架，将本模具与模架模型对比： 6

泥页岩试验指导

《泥、页岩》实验指导 实验类型：验证实验学时：4实验要求：必修 一、目的 掌握泥、页质岩手标本和粉砂岩簿片观察鉴定及其命名方法；了解一般粉砂岩的成分和结构特征。 二、内容和要求 手标本：①高岭石粘土岩；②碳质页岩；③钙质页岩；④泥岩；⑤硅质页岩；⑥油页岩。簿片：钙质页岩。 要求掌握一般泥质岩手标本鉴定要点，学会几种重要泥质岩的手标本鉴定和命名方法；详细观察钙质页岩薄片，给出手标本和薄片的详细鉴定报告。 三、提示 1．手标本的观察 自然界中的泥质岩大多是复成分的，发育页理时可称页岩，无页理时可称泥岩；进一步可按颜色或混入物(非粘土成分)命名；单成分泥质岩可称粘土岩，自然界中相对较少。蒙脱石粘土岩遇水急剧膨胀而后崩解是它独特的鉴别标志。高岭石粘土岩手感极为油腻，吸水不膨胀，颜色以白或浅淡的灰、红色多见。水云母粘土岩则多为浅绿色。 2．薄片观察 泥质岩石的镜下观察不做为重点观察内容，注意掌握粘土矿物的镜下的特征，另需注意碎屑混入的成分、含量。

四、思考题 1．在手标本上如何区分粉砂岩和泥质岩? 2．比较粉砂岩和砂岩在成分和结构上的异同。 3．为什么粉砂岩比砂岩更富含碎屑云母？ 4．粉砂岩中碎屑云母的沉积定向排列和杂乱排列反映了何种沉积作用差异?

五、实验报告 1．手标本观察：①岩石的颜色（湿时和干燥时的变化）；②物理性质：硬度、比重、滑感、可塑性、断口粘结性及在水中泡软程度、膨胀性及污手等；③肉眼可见的混入物及其含量，有无生物化石；④岩石的构造特征。 标本号特征描述岩石定名

2．薄片观察：砂岩的结构、构造以及碎屑、杂基和胶结物的成分及含量、碎屑形态、分选性、胶结类型及次生变化等特征。 薄片：结构： 构造：化石： 粘土矿物 名称含量％主要光性特征 碎屑混入物(成分、大小、圆度等)偏光倍名称含量％主要光性特征 次生变化现象：特殊鉴定标志： 岩石命名：产地： 薄片：结构： 构造：化石： 粘土矿物 名称含量％主要光性特征 碎屑混入物(成分、大小、圆度等)偏光倍名称含量％主要光性特征 次生变化现象：特殊鉴定标志： 岩石命名：产地：

YPM-01型泥页岩膨胀模拟试验装置的研制及其应用

YPM-01型泥页岩膨胀模拟试验装置的研制及其应用 郭宝利马德才杨俊明刘同茹谢克俊 （华北石油管理局） 一、引言 在研究评价地层泥页岩稳定性及有关处理剂抑制性能方面，泥页岩膨胀试验方法已经发挥了重要作用。通过对泥页岩膨胀量及膨胀规律的测试，可以定性和定量地了解并分析泥页岩样品的水化膨胀规律，也可以评价有关处理剂或配方对地层泥页岩的抑制性能。这对研究新型处理剂或配方，研究泥页岩的水敏特性方面，具有重要作用。在过去十多年中，关于这个方面的研究工作，主要是利用NP-01型泥页岩膨胀测试仪完成的，这种仪器已经得到广泛的推广应用，在不少领域发挥着积极作用。但随着科学技术的进步，对某些问题的研究逐步深入，例如利用常温常压状态下工作的NP-01型泥页岩膨胀测试仪所测出的某些处理剂 抑制性能，在井下高温高压状态下有什么变化；泥页岩的水敏特性，在高温高压条件下与常温常压条件下有什么差别等等。这些问题，由于没有相应的仪器设备很多试验无法进行，因而很多认识无法得到试验的检查验证。因此，随着有关井壁稳定问题研究的深入，迫切需要研究能模拟钻井现场高温高压条件的试验仪器。YPM-01型泥页岩膨胀模拟试验装置，就是在这种情况下进行研制的。 二、原理 YPM-01型泥页岩膨胀模拟试验装置在钻井工程中的应用，主要是通过测定 泥页岩样品在高温高压状态下，与处理剂溶液相互作用而发生水化膨胀变形，由试验结果，分析评价泥页岩的水化膨胀规律或有关处理剂的抑制性能。 依据有关的地质理论，在泥页岩形成过程中，由于上覆地层压力的压实作用，使泥页岩颗粒孔隙中的部分地层水被挤走，并会使岩石孔隙中的离子浓度发生变化。当地层被钻开时，泥页岩颗粒就会吸水膨胀而产生较大的膨胀压，形成缩径、坍塌，发生钻井事故。 基于上述机理，将取自井下的天然岩心，经过适当处理，在一定条件下压 制成样品岩心，代替天然岩心，将岩心置于相应的处理剂溶液中，由该装置给定合适的温度和压力，以模拟有关地层的条件。由于两者的相互作用，随着时间延长，岩心样品会发生变形，经装置的传感器检测出这个变化量，转变为电信号，经放大处理，微机系统显示出检测的数据，并及时描绘出样品岩心的膨胀变化规律曲线，最后打印出测试曲线和数据表，根据测试结果、我们可以进行以下几个方面的分析判断： 1）泥页岩的水化膨胀规律 2）不同处理剂抑制性能的差异 3）确定抑制性处理剂是最佳使用浓度 4）多种处理剂复合的最佳配比 5）处理剂适用的温度、压力条件 为了达到以上功能，确定了装置的主要结构，如图所示：