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钻井液与完井液 2018年第3期35卷 105-109页

作者：王海燕郭丽梅胥云刘萍管保山吴家全薛延萍中国石油勘探开发研究院北京065007 天津科技大学化工与材料学院天津300457

压裂体积改造以及页岩自身性质都会产生大量纳米级微孔缝,通过模拟计算、实验数据并结合现场数据研究水滞留在页岩中对甲烷解吸运移的影响,通过经验公式计算得出,纳米环境下甲烷以间隙填充和水合溶解方式与水形成水溶气。分子动力学模... 详细信息

压裂体积改造以及页岩自身性质都会产生大量纳米级微孔缝,通过模拟计算、实验数据并结合现场数据研究水滞留在页岩中对甲烷解吸运移的影响,通过经验公式计算得出,纳米环境下甲烷以间隙填充和水合溶解方式与水形成水溶气。分子动力学模拟显示水在纳米环境中分子有序度增加,链间氢键力减少,流动阻力小,扩散系数比宏观环境增大2个数量级;纳米通道内水中溶入甲烷后,扩散系数比单纯纳米环境中水大2个数量级,链间氢键力更小,流动几乎无阻力。页岩的毛细渗透可以使水进入纳米孔缝,吸附在页岩表面无法返排,造成返排率低。水进入页岩中竞争吸附置换甲烷,减少甲烷吸附量,有利于产能,但在低含水饱和度环境下,甲烷在水中溶解会造成一定永久残留,预吸水活性炭吸附解吸实验数据显示,当水量与孔容体积相当时,与干活性炭比较,甲烷吸附量减少60%,而溶解等综合因素无法解吸的甲烷残留最高为13.5%,几乎无自由水返出,综合结果水的存在正向贡献大。

关键词：纳米孔缝甲烷运移水分子氢键

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碳纳米管封堵剂在水基钻井液中的作用机理

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钻井液与完井液 2022年第1期39卷 29-35页

作者：陈力力郭建华谢刚中国石油西南油气田公司成都610056 中国石油西南油气田公司工程技术研究院成都610017 西南石油大学石油与天然气工程学院成都610500

针对微米级封堵材料无法对纳米孔缝进行有效封堵的问题,以微米级超细CaCO_(3)作为对比,研究了氨基化多壁碳纳米管作为纳米封堵材料对钻井液流变参数的影响,通过人造泥饼滤失实验和人造岩心渗透实验研究了其封堵机理。研究结果表明,超细C... 详细信息

针对微米级封堵材料无法对纳米孔缝进行有效封堵的问题,以微米级超细CaCO_(3)作为对比,研究了氨基化多壁碳纳米管作为纳米封堵材料对钻井液流变参数的影响,通过人造泥饼滤失实验和人造岩心渗透实验研究了其封堵机理。研究结果表明,超细CaCO_(3)使得钻井液的流变性能变差,而氨基化多壁碳纳米管对钻井液流变性能几乎没有影响;氨基化多壁碳纳米管对人造泥饼或人造岩心的封堵率随着其加量的增加而升高,当其加量为3%时封堵率可达77.70%和79.41%,而相同加量的超细CaCO_(3)对人造泥饼的封堵率仅为45.28%和为61.76%。这充分说明纳米尺寸的封堵剂对纳米孔缝的封堵效果远优于微米封堵材料,碳酸钙只能在孔缝端面进行堆积,而氨基化多壁碳纳米管能够进入纳米孔缝形成架桥封堵,表面的氨基紧紧地吸附于孔缝的壁面上,阻止滤液的渗入。

关键词：纳米封堵剂氨基化多壁碳纳米管纳米孔缝封堵机理

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松辽盆地古龙凹陷白垩系青山口组储集空间与油态研究

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地质论评 2022年第2期68卷 693-741页

作者：何文渊崔宝文王凤兰王永卓蒙启安张金友邵红梅王瑞白云风林旭东赵莹孙宝刚付秀丽徐庆霞崔坤宁钟建华高剑波孙宁亮毛毳邵珠福倪良田宋全友薛纯琦郝兵圣朋朋张继震王宇航张文鑫大庆油田有限责任公司黑龙江大庆163002 大庆油田勘探开发研究院黑龙江大庆163712 大庆油田有限责任公司勘探事业部黑龙江大庆163453 东北大学秦皇岛分校资源与材料学院河北秦皇岛066004 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580 东北石油大学地学院黑龙江大庆163318

松辽盆地古龙凹陷有丰富的页岩油气资源。但是目前对古龙凹陷页岩油储层的岩石学特征和页岩油的状态,尤其是储集空间的类型及其组合关联性认识不清。通过对古龙凹陷白垩系青山口组岩芯的精细描述及其薄片分析和电子显微镜观察及三维CT... 详细信息

松辽盆地古龙凹陷有丰富的页岩油气资源。但是目前对古龙凹陷页岩油储层的岩石学特征和页岩油的状态,尤其是储集空间的类型及其组合关联性认识不清。通过对古龙凹陷白垩系青山口组岩芯的精细描述及其薄片分析和电子显微镜观察及三维CT深入研究,发现古龙青山口组页岩油的储集空间具有多样性和多尺度性。除了纳米孔缝外,还有页理缝。根据页理缝的规模和与油气的关系,可分为5类:①纳米缝,缝宽在10~50 nm,缝长50~100 nm,或更长;两端尖中间宽,微弯曲呈蠕虫状;本身也是重要的储集空间,是纳米级油元的重要组成部分,与纳米级孔油元和微米级油基关系密切;②微米缝,宽0.1μm到数微米,长数十微米到数百微米,与纳米级油元和微米级油基关系密切;③中微缝,宽数微米到数十余微米,缝长数百微米,与微米级油基关系密切;④大微缝,宽数十微米到100μm,长数百微米到数毫米,与微米级油基和微微缝及中微缝关系密切和⑤大页理缝(宽数百微米,肉眼明显可见),与各级微裂缝关系密切。此外,可见高角度倾斜或直立的裂缝,由于这些页理缝顺层发育,所以往往当做页理对待。通过研究,认为页理缝主要是嫩江组沉积末期(嫩末)和明水组沉积末期(明末)的构造反转褶皱过程中形成的。另外,还发育了大量的顺层方解石脉,根据方解石脉的宽度分为3类:①小型介于0.1~1.0 mm;②中型介于1.0~5.0 mm;③大者介于0.5~1.0 cm,最大宽度2.5 cm。较大的顺层方解石脉由垂直页理的纤柱状方解石组成。大方解石普遍发育共轭裂缝和挤出构造,是古龙凹陷嫩末和明末古应力反转的结果,也是古应力恢复的重要依据。经应力恢复认为嫩末和明末,可能一直延续到依安组的最大应力来自于水平方向(东西方向),在1500 m和2500 m深度水平最大挤压应力分别可达139.16 MPa和204.27 MPa,而垂向最小应力则分别为35.44 MPa和59.07 MPa。所以,在这种应力状态下导致顺层发育了大量页理缝和顺层纤柱状方解石脉。此外,在页理面上还发育了一系列摩擦镜面、擦痕、阶步、光面、剪裂面、鳞片构造、碎片构造等,揭示了沿页理发育了强烈的顺层剪切。四级纳微缝与大页理缝密集发育,在顺层面方向构成了裂缝空间联通网络,使页岩在顺层面方向渗透率较好或很好;裂缝空间联通网络与纳米和微米孔一起构成了一个三维的特殊缝孔体,与碳酸盐岩的缝洞体相当。纳米孔缝和微米孔缝及页理缝对于松辽盆地青一段页岩油的勘探开发具有重要意义。

关键词：页岩油纳米孔缝微米孔缝储集空间页理缝顺页理方解石脉 “五级”运聚青山口组古龙凹陷

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