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不同岩性储层裂缝封堵规律实验

断块油气田 2024年第2期31卷 345-350页

作者：俞天喜孙锡泽陈强陈江萍徐克山张敬春周航王博中国石油新疆油田分公司工程技术研究院新疆克拉玛依834000 中国石油新疆油田分公司采油二厂新疆克拉玛依834008 中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院新疆克拉玛依834000 中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院北京102249 中国石油大学(北京)克拉玛依校区石油学院新疆克拉玛依834000

明确不同岩性储层裂缝封堵规律对提高暂堵压裂成功率至关重要。通过井下全直径取心、劈裂造缝、激光扫描和3D打印,制作了不同岩性储层水力裂缝模型,并基于自主研发的高承压裂缝封堵系统,开展了裂缝封堵实验,获取裂缝封堵体和泵注曲线。... 详细信息

明确不同岩性储层裂缝封堵规律对提高暂堵压裂成功率至关重要。通过井下全直径取心、劈裂造缝、激光扫描和3D打印,制作了不同岩性储层水力裂缝模型,并基于自主研发的高承压裂缝封堵系统,开展了裂缝封堵实验,获取裂缝封堵体和泵注曲线。结果表明:1)缝宽为1 mm时,使用小粒径颗粒和粉末可实现砾岩、砂岩和火山岩裂缝缝内有效封堵,封堵速度快、稳定性高;2)缝宽不大于4 mm,砂岩和火山岩裂缝存在多点封堵现象,封堵体需反复突破与重构;3)缝宽大于4 mm,砾岩裂缝内纤维与颗粒可高效架桥封堵,砂岩和火山岩裂缝内需纤维累计挂壁达到一定量之后,才能实现颗粒架桥;4)砾岩储层裂缝封堵最快,砂岩储层裂缝封堵用液量约为同缝宽砾岩储层裂缝的2倍。

关键词：岩性暂堵砾岩砂岩火山岩

甘肃龙首山铀成矿带青井地区钍矿化特征和成因研究

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铀矿地质 2024年第4期40卷 680-694页

作者：王伟耿海军李涛刘涛戴鹏飞核工业二〇三研究所陕西咸阳712000

钍资源是一种重要的潜在核能资源,对其开展调查研究具有重要的理论研究价值和勘查实践意义。近年来,核工业二〇三研究所在龙首山青井地区新发现了钍矿产地,矿体赋存于青井凹陷上侏罗统砾岩中,钍矿化明显受到F1断裂和辉绿岩脉的共同控制... 详细信息

钍资源是一种重要的潜在核能资源,对其开展调查研究具有重要的理论研究价值和勘查实践意义。近年来,核工业二〇三研究所在龙首山青井地区新发现了钍矿产地,矿体赋存于青井凹陷上侏罗统砾岩中,钍矿化明显受到F1断裂和辉绿岩脉的共同控制,矿化产于Ⅰ号和Ⅱ号辉绿岩脉夹持区内部的蚀变带内。蚀变和矿化砾岩呈灰白色、紫红色,成矿作用中大部分元素经历了活化、迁移和再富集的过程。矿石为紫红色砾岩,钍矿物主要为钍石,伴随钾长石化、赤铁矿化和碳酸盐化。结合钍石及围岩形成年龄,认为在晚侏罗世砾岩沉积期,本区沉积的大量碱性岩等砾石中具有较高钍含量,可能为本区钍矿化提供了初始钍源;在白垩纪之后,成矿热液沿F1断裂以及不同辉绿岩脉的夹持区运移,从砾岩中汲取大量成矿元素,使得含矿热液中Th含量进一步富集,然后在Ⅰ号和Ⅱ号辉绿岩脉夹持区富集沉淀,形成钍矿体。综上分析认为,青井地区钍矿化为形成于白垩纪之后的脉状热液型钍成矿作用。

关键词：钍矿砾岩钾交代青井龙首山

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砾岩沉积与构造环境

地质学报 2022年第10期96卷 3559-3572页

作者：孟庆任岩石圈演化国家重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

砾岩是沉积大地构造和盆地研究的重点内容,它不仅记录了物源区的岩石组成,而且在一定程度上反映区域构造演化过程。砾岩形成于不同沉积和构造环境,主要发育在冲积扇、辫状河、扇三角洲和水下扇等沉积体系内。地层中的砾岩层被认为是强... 详细信息

砾岩是沉积大地构造和盆地研究的重点内容,它不仅记录了物源区的岩石组成,而且在一定程度上反映区域构造演化过程。砾岩形成于不同沉积和构造环境,主要发育在冲积扇、辫状河、扇三角洲和水下扇等沉积体系内。地层中的砾岩层被认为是强烈构造活动的沉积响应,因此常用来限定构造带挤压逆冲和构造抬升的时间和剥蚀过程。然而,这种简单的线性因果思维方式在盆-山体系研究中可能导致错误的构造解释。砾岩沉积过程和空间分布受多种因素制约,包括盆地沉降速率、盆缘构造活动性质、物源区岩石组成、沉积物搬运途径以及气候条件和变化等。合理恢复和解释盆缘构造历史应对砾岩沉积体的时空变化进行详细分析,不应简单地将砾岩沉积与构造活动在成因上直接对应。本文对砾岩沉积环境进行了简要总结,讨论了大陆伸展、挤压和走滑构造环境下砾岩沉积过程以及如何根据砾岩沉积的时空变化来恢复区域构造活动。笔者对“磨拉石”术语的使用进行了讨论,建议避免用该术语来概括不同构造环境下形成的砾岩或粗粒碎屑沉积。

关键词：砾岩沉积环境盆地构造沉积大地构造磨拉石

砾岩中浊沸石的形成和溶蚀对储层物性的影响——以准噶尔盆地西北缘中拐凸起下二叠统佳木河组砾岩气藏为例

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北京大学学报:自然科学版 2023年第5期59卷 782-792页

作者：赵长永师翔廖伟闫利恒戴灿星李绪涛师永民郑皓轩中国石油新疆油田分公司勘探事业部克拉玛依834000 华巍博大(北京)科技有限公司北京100083 中国石油新疆油田储气库有限公司呼图壁831200 中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院克拉玛依834000 北京大学地球与空间科学学院北京100871 陕西科技大学化学与化工学院西安710021

以中拐凸起下二叠统佳木河组砾岩气藏的储层为研究案例,在岩芯观察、光学显微镜和全能谱扫描电子显微镜观察的基础上,分析砾岩储层中浊沸石的发育特征,探讨其成因机制,并分析浊沸石充填、溶蚀及含量变化对储层物性的影响,得到如下认识... 详细信息

以中拐凸起下二叠统佳木河组砾岩气藏的储层为研究案例,在岩芯观察、光学显微镜和全能谱扫描电子显微镜观察的基础上,分析砾岩储层中浊沸石的发育特征,探讨其成因机制,并分析浊沸石充填、溶蚀及含量变化对储层物性的影响,得到如下认识。1)浊沸石不但充填在砾岩、安山质砾石以及颗粒内原生气孔中,而且大量分布在砾石骨架颗粒之间,占胶结物含量的80%以上,与研究区基性和碱性火山质母岩成分密切相关。2)研究区沸石成因有内生和外生两种类型,内生作用形成的沸石充填于安山质砾石内部的原生气孔中,与喷出岩的低温热液作用或接触交代作用有关;外生作用类型的沸石是含玻璃质较高的各种火山熔岩和凝灰岩受碱性水溶液的蚀变作用,发生脱玻璃化后形成,充填在砾石骨架的孔隙中,使储层发生致密化,其中典型的是风化淋滤作用形成的沸石。3)沸石对研究区储层有重要影响,早期碱性环境下,大量沸石的充填和胶结使储层发生致密化的消极作用,后期酸性环境下,部分沸石溶蚀产生次生孔隙的积极作用,以大量充填于砾间孔中而产生致密化的消极作用为主。总之,沸石类矿物的胶结程度、含量及后期的溶蚀程度控制着储层的储集性能。

关键词：准噶尔盆地砾岩气藏储层浊沸石储层物性

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三向应力下砾岩的动力学特性及能耗分析

中国石油大学学报（自然科学版） 2023年第4期47卷 102-110页

作者：魏俊廖华林梁红军李宁高富成张端瑞陈龙冯惠非常规油气开发教育部重点实验室(中国石油大学(华东)) 山东青岛266580 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 中国石油塔里木油田公司新疆库尔勒841000 辽河油田公司勘探事业部辽宁盘锦124010

塔里木油田库车山前巨厚砾石层钻井井底岩石处于冲击与地应力的复杂载荷状态,是制约该区块钻井效率的主要难题,探明三向应力条件下砾岩的动载力学特性与能耗规律是砾石层破岩提速的关键。通过真三轴霍普金森压杆试验分析中等应变率下砾... 详细信息

塔里木油田库车山前巨厚砾石层钻井井底岩石处于冲击与地应力的复杂载荷状态,是制约该区块钻井效率的主要难题,探明三向应力条件下砾岩的动载力学特性与能耗规律是砾石层破岩提速的关键。通过真三轴霍普金森压杆试验分析中等应变率下砾岩的动载强度与变形特征,研究动载应变率对砾岩力学特性及能耗规律的影响。结果表明:冲击载荷下砾岩抵抗变形的能力随应变率的提高显著增强,试样的破坏时间缩短,应力增长速率提高,强度和破坏应变增加。构建三向应力下岩石的动载损伤本构模型和能耗模型,得到中等应变率下岩石的动载强度、破坏时间和能耗特征与加载应变率呈幂函数关系,该模型计算结果与砾岩的试验测试结果吻合度较高,表明所建立的模型可准确描述砾岩的动载破坏过程,从而为深部砾石层钻井破岩过程研究提供参考。

关键词：砾岩真三轴霍普金森试验冲击载荷动力学特性能耗模型

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真三轴条件下砾岩力学特性试验

中国石油大学学报（自然科学版） 2022年第5期46卷 81-89页

作者：魏俊廖华林王华健陈敬凯李宁梁红军张端瑞刘川福滕志想非常规油气开发教育部重点实验室(中国石油大学(华东)) 山东青岛266580 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 中国石油大学(华东)机电工程学院山东青岛266580 中国石油塔里木油田公司新疆库尔勒841000

塔里木盆地库车山前构造带油气资源丰富,开发潜力巨大,地质条件复杂且发育有巨厚砾石层,砾石体积分数高、强度大、分布范围广,导致钻遇岩层非均质性强、地应力高,极大地提高了钻井难度,降低了破岩效率,严重制约了开发进程。为研究不同... 详细信息

塔里木盆地库车山前构造带油气资源丰富,开发潜力巨大,地质条件复杂且发育有巨厚砾石层,砾石体积分数高、强度大、分布范围广,导致钻遇岩层非均质性强、地应力高,极大地提高了钻井难度,降低了破岩效率,严重制约了开发进程。为研究不同载荷状态下砾岩的强度及破坏特征,采用砾岩露头开展真三轴试验,并对试样进行CT扫描。结果表明:三向载荷作用下砾岩的破坏过程及其强度特征受水平主应力影响显著,主要表现为脆性破坏,强度随水平主应力呈线性增长,而真三轴弹性模量受水平主应力影响较小,且其平均值小于单轴弹性模量;受砾岩非均质性和组分强度差异影响,基质的变形导致砾石颗粒承受力矩并形成剪切破坏和裂纹绕砾发展,最终导致砾岩的宏观破坏。

关键词：砾岩真三轴试验强度特征 CT扫描破坏机制

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砾岩层PDC切削齿优选试验

金刚石与磨料磨具工程 2023年第1期43卷 43-48页

作者：程书婷王红波纪慧蔡茂盛李赛长江大学石油工程学院武汉430000

为了在砾岩层中获得更好的钻进效果,需要对砾岩层用PDC钻头切削齿的齿形和后倾角进行优选。对普通平面齿、锥形齿和斧形齿在砾岩岩样中进行单齿破岩试验,再对优选出的斧形齿进行仿真分析,优选斧形齿的最佳齿面角度,再与普通平面齿进行... 详细信息

为了在砾岩层中获得更好的钻进效果,需要对砾岩层用PDC钻头切削齿的齿形和后倾角进行优选。对普通平面齿、锥形齿和斧形齿在砾岩岩样中进行单齿破岩试验,再对优选出的斧形齿进行仿真分析,优选斧形齿的最佳齿面角度,再与普通平面齿进行切削模拟,验证试验结果。结果表明:斧形齿在砾岩层中切削效率最高,受力最稳定;齿面角度为140°的斧形齿在砾岩中钻进效果更好,当其配合30°后倾角时,切削效率最高。

关键词：砾岩 PDC切削齿齿形优选异型齿 ABAQUS

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砾岩油藏压裂裂缝遇砾扩展行为机理

油气地质与采收率 2023年第3期30卷 115-127页

作者：徐泽昊刘向君梁利喜丁乙熊健段茜西南石油大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室四川成都610500

砾石的随机分布使砾岩储层具有高度非均质性,显著影响局部力学响应,难以控制和预测水力压裂裂缝的扩展。水力压裂裂缝的遇砾扩展机制仍不清楚,使得水力压裂的设计和有效实施充满挑战。基于全局黏聚力单元,在Abaqus平台建立了渗流-应力-... 详细信息

砾石的随机分布使砾岩储层具有高度非均质性,显著影响局部力学响应,难以控制和预测水力压裂裂缝的扩展。水力压裂裂缝的遇砾扩展机制仍不清楚,使得水力压裂的设计和有效实施充满挑战。基于全局黏聚力单元,在Abaqus平台建立了渗流-应力-损伤多场耦合的二维裂缝扩展模型;在细观尺度上将砾岩视为砾石、基质和胶结面组成的三相复合材料,进行压裂裂缝遇砾扩展行为机理研究。结果表明,水力裂缝遇砾发生穿砾、绕砾、穿砾且绕砾等现象;砾石的渗透性和弹性模量对裂缝遇砾行为影响的作用机理不同:砾石的低渗透性造成憋压现象,裂缝尖端流体压力提高了13%,水平与竖直方向有效应力分别减小了10.1%和12.8%;砾石的高弹性模量造成应力的屏蔽现象,裂缝尖端与砾石间的区域水平方向有效应力减小了5.8%。砾石的低渗透性与高弹性模量都会造成胶结面上发生剪应力集中,增加了胶结弱面破坏的可能性,造成裂缝遇砾发生偏转。

关键词：砾岩砾石水力压裂多场耦合数值模拟裂缝扩展

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青海省大柴旦镇尕日力根金矿地质特征研究

中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 2024年第1期 24-28页

作者：吕建录耿超亢虎祥中国冶金地质总局青海地质勘查院青海西宁810000

青海省大柴旦镇尕日力根金矿赋存于柴达木盆地北缘早中二叠世勒门沟组地层内,主要含矿岩性为青灰色中砾岩,矿石矿物主要有褐铁矿、黄铁矿、赤铁矿,以及少量毒砂等,具交代结构、他形晶粒状结构,稀疏浸染状构造,脉状构造,矿石自然类型为... 详细信息

青海省大柴旦镇尕日力根金矿赋存于柴达木盆地北缘早中二叠世勒门沟组地层内,主要含矿岩性为青灰色中砾岩,矿石矿物主要有褐铁矿、黄铁矿、赤铁矿,以及少量毒砂等,具交代结构、他形晶粒状结构,稀疏浸染状构造,脉状构造,矿石自然类型为中厚层状砾岩。通过分析矿区古地理特征及矿石结构特征等,认为尕日力根金矿成因类型为砾岩型金矿。

关键词：尕日力根金矿砾岩金矿砾岩