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页岩岩屑高精度波速测量的仪器与方法

岩土力学 2018年第1期39卷 385-392页

作者：索彧葛洪魁王小琼孟范宝刘峻嵘中国石油大学(北京)非常规天然气研究院北京102249

压裂改造是页岩气开发的关键技术,岩石的脆性评价是储层可改造性的重要参数之一。实验室中通常利用岩芯柱进行波速测量,获得杨氏模量和泊松比以评价页岩的脆性系数。但规则的页岩岩芯很难获得。为此,利用非规则的页岩岩屑,设计并提出了... 详细信息

压裂改造是页岩气开发的关键技术,岩石的脆性评价是储层可改造性的重要参数之一。实验室中通常利用岩芯柱进行波速测量,获得杨氏模量和泊松比以评价页岩的脆性系数。但规则的页岩岩芯很难获得。为此,利用非规则的页岩岩屑,设计并提出了一套基于脉冲回声法的岩屑高精度波速测量的仪器和方法。分析了影响岩屑波速测量精度的主要因素,引入了新针式高频声波探头和新数字信号分析方法,利用脉冲回声法,通过提高采样率和信噪比、使用自相关的方法来提高精度,形成了一套页岩岩屑高精度波速测量的仪器与方法。同时试验结果也与规则岩芯测量结果进行了对比,证实了此仪器与方法的可靠性。

关键词：压裂改造页岩岩屑波速脆性

多学科交叉背景下研究生培养质量的探索——以中国石油大学(北京)非常规天然气研究院为例

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教育教学论坛 2020年第24期 75-78页

作者：吴雪飞温晶刘彦伯陈海潮中国石油大学〔北京〕非常规油气科学技术研究院北京102200

近年来,我国的研究生教育规模飞速发展,同时学科交叉已经成为当代科学发展的时代特征。为了应对这些发展,研究生学科交叉联合培养模式也越来越成为主要趋势,虽然已经取得了一些成果,但联合培养的提升空间巨大。非常规天然气研究院也顺... 详细信息

近年来,我国的研究生教育规模飞速发展,同时学科交叉已经成为当代科学发展的时代特征。为了应对这些发展,研究生学科交叉联合培养模式也越来越成为主要趋势,虽然已经取得了一些成果,但联合培养的提升空间巨大。非常规天然气研究院也顺势而为构建了多学科集成与交叉的培养环境与机制,不断探索研究生培养模式的改革。如今研究生培养质量面临着交叉学科师资队伍欠缺、培养目标定位模糊、联合培养制度不健全等一系列的困难。为使具有交叉学科背景的研究生培养质量得到有效提升,需要从培养过程的各环节着手,协同校—师—生多个主体,持续完善体系建设,保障管理—培养—评价三位一体适应研究生及学术前沿的不断发展与变化。

关键词：多学科交叉研究生培养油气科学

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利用周期振荡法测试超低渗储层的渗透率

岩土力学 2015年第S2期36卷 237-244页

作者：王小琼葛洪魁陈海潮中国石油大学(北京)非常规天然气研究院北京102249

渗透率是储层最重要的物性参数,也是油气开发的基础。随着页岩气、致密砂岩油气等非常规油气的开发,迫切需要开展超低渗透率(<0.1×10-3μm2)测试,对测试方法和仪器都提出了挑战,是非常规油气开发研究的难点。目前我国石油工业中主要采... 详细信息

渗透率是储层最重要的物性参数,也是油气开发的基础。随着页岩气、致密砂岩油气等非常规油气的开发,迫切需要开展超低渗透率(非常规油气开发研究的难点。目前我国石油工业中主要采用稳态法和脉冲衰减法进行超低渗透率测试,在测试精度、稳定性和测试周期方面还存在不足,探索高精度超低渗透率的方法十分重要。分析了室内渗透率测量的稳态法、脉冲衰减法和周期振荡法3种方法原理,在三轴应力下进行了岩石超低渗透率对比测量。结果表明,相比稳态法和脉冲衰减法,周期振荡法具有稳定性好、精度高、用时短的优点,建议引入非常规超低渗透储层渗透率测试。对周期振荡法的设备要求和数据处理方法进行了讨论,提出采用快速富里叶变换(FFT)、互谱法等信号处理方法提高数据信噪比,提高超低渗透率的测试精度和稳定性。

关键词：渗透率超低渗脉冲衰减法周期振荡法测试方法

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页岩气储层的渗吸动力学特性与水锁解除潜力

中国科学：物理学、力学、天文学 2017年第11期47卷 84-94页

作者：申颍浩葛洪魁宿帅刘敦卿杨志辉刘峻嵘中国石油大学(北京)非常规天然气研究院北京102249

大规模水力压裂是页岩气成功开发的关键技术,上万方的压裂液被注入地层,而返排率往往低于30%.根据常规油气相关理论,外来流体进入基质孔隙会引起强烈的水锁伤害.但实践中大量压裂液滞留在页岩储层中并未引起严重水锁,部分井的产能随着... 详细信息

大规模水力压裂是页岩气成功开发的关键技术,上万方的压裂液被注入地层,而返排率往往低于30%.根据常规油气相关理论,外来流体进入基质孔隙会引起强烈的水锁伤害.但实践中大量压裂液滞留在页岩储层中并未引起严重水锁,部分井的产能随着滞留量的增加反而升高,这说明页岩气储层具有水锁解除的能力.本文基于页岩气储层压裂液渗吸问题开展实验,分析了水与页岩相互作用以及引起的动力学效应,研究渗吸特性与储层水锁解除潜力之间的关系.压裂液通过渗吸作用进入基质产生复杂物理化学作用.页岩的渗吸能力、扩散能力、渗吸水诱发裂隙能力是影响页岩气储层水锁解除潜力的主要因素,储层能量补充、渗吸液向基质深部的扩散、水岩反应产生的微裂隙等是水锁解除的主要机理.提出了以初始含水饱和度、渗吸能力、扩散能力、吸水诱发微裂隙和黏土化学作用等为主要评价参数的水锁解除潜力评价方法,利用自发渗吸、核磁共振与脉冲渗透率测试评价水锁解除潜力.通过该方法对典型页岩气储层的水锁解除潜力进行了分级评价,该研究深入分析了页岩气储层水锁解除机理及控制因素,对页岩气储层压裂改造具有指导意义.

关键词：页岩气水锁解除压裂液渗吸机理

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利用超声尾波干涉评价页岩应力敏感性

岩土力学 2016年第11期37卷 3299-3308,3346页

作者：王剑波葛洪魁王小琼汪道兵陈浩中国石油大学(北京)非常规天然气研究院北京102249 中国石油大学(北京)中石油非常规油气重点试验室北京102249

岩石应力敏感性是岩石内部微裂隙发育的一种反映,对于致密储层物性和成缝能力(可压性)评价具有重要作用。由于页岩油气储层基质模量高,对应力的敏感性相对较弱,需要寻求新的高灵敏度测试方法。尾波干涉是运用介质中的散射波来监测介质... 详细信息

岩石应力敏感性是岩石内部微裂隙发育的一种反映,对于致密储层物性和成缝能力(可压性)评价具有重要作用。由于页岩油气储层基质模量高,对应力的敏感性相对较弱,需要寻求新的高灵敏度测试方法。尾波干涉是运用介质中的散射波来监测介质微弱变化的一种测量方法,对岩石应力变化具有较高的敏感性。借助GCTS RTR-1500高温、高压三轴测试试验系统,对重庆城口县下寒武统鲁家坪组露头页岩开展尾波干涉试验,研究了页岩尾波发育规律及其对应力的响应,分析了页岩在不同围压下的应力敏感性。结果表明:页岩尾波应力敏感性大于直达波,S波应力敏感性大于P波;尾波波速相对变化率随应力的变化能够较好地反映页岩内部裂隙的产生,与扩容点有很好的对应关系;围压使部分裂隙闭合,天然裂隙密度减小,页岩应力敏感性系数降低。尾波干涉可作为页岩的应力敏感性和成缝能力评价的方法。

关键词：页岩尾波干涉应力敏感性应变成缝能力

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致密砂岩储层支撑剂粒径优选研究

西安石油大学学报（自然科学版） 2018年第3期33卷 57-62页

作者：赵亚兵周福建宋梓语梁星原黄怡潇中国石油大学(北京)非常规天然气研究院北京102249

塔里木油田克深区块致密砂岩储层具有超深、高温、高压、低渗等特点,支撑剂粒径优选对水力裂缝产能有较大影响。使用最新的支撑剂导流能力评价设备FCS-842,以地层条件下的全直径岩心加工的岩板为导流面,主要研究了闭合时间、压裂液破胶... 详细信息

塔里木油田克深区块致密砂岩储层具有超深、高温、高压、低渗等特点,支撑剂粒径优选对水力裂缝产能有较大影响。使用最新的支撑剂导流能力评价设备FCS-842,以地层条件下的全直径岩心加工的岩板为导流面,主要研究了闭合时间、压裂液破胶液、支撑剂粒径及不同粒径组合对支撑裂缝导流能力的影响。实验结果表明:在模拟裂缝闭合24 h后导流能力相对稳定,单一粒径支撑剂导流能力随支撑剂粒径增大而增大,不同粒径支撑剂组合导流能力受小粒径支撑剂影响较大,实验中泵入压裂液破胶液导致支撑裂缝导流能力平均下降了32%。根据实验数据拟合出的导流能力经验公式,能够比较准确地预测不同粒径支撑剂组合的导流能力。根据文中提出的支撑剂优选原则以及库车山前储层特征和现场施工情况,推荐使用30/50目、40/70目质量比为1∶1的支撑剂组合来进行水力压裂施工。

关键词：致密砂岩油藏水力压裂支撑剂优选导流能力

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圆管中聚合物减阻剂的减阻机理研究与评价

石油化工高等学校学报 2020年第2期33卷 28-33页

作者：樊帆周福建刘致屿杨钊中国石油大学(北京)非常规天然气研究院北京102249

滑溜水减阻性能是影响压裂成功的关键因素之一,但其减阻机理尚未明确。通过数值模拟并结合实验研究圆管中聚合物减阻剂减阻机理,以Giesekus本构方程为基础,建立简化的计算流体模型计算湍流管道中聚丙烯酰胺四元共聚物添加剂(DR800)的减... 详细信息

滑溜水减阻性能是影响压裂成功的关键因素之一,但其减阻机理尚未明确。通过数值模拟并结合实验研究圆管中聚合物减阻剂减阻机理,以Giesekus本构方程为基础,建立简化的计算流体模型计算湍流管道中聚丙烯酰胺四元共聚物添加剂(DR800)的减阻率。通过室内环路实验对此模型进行参数确认和验证。此模型可用来解释黏性剪切应力、雷诺剪切应力和黏弹性剪切应力等不同组分对摩阻的贡献。结果表明,随着雷诺数增加,黏弹性贡献和黏性贡献降低,而湍流贡献增加;低雷诺数下,黏性剪切应力和黏弹性剪切应力对摩阻贡献最大,而黏弹性贡献可以忽略;高雷诺数下,湍流贡献最大而黏性贡献最少。通过对比模型结果和室内实验结果以及应用现场情况可知,此模型在一定范围内可预测DR800的减阻率,并用于现场生产与指导。

关键词：减阻率湍流管流聚合物剪切应力

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基于压力脉冲法的储层基质压裂液伤害评价

油气地质与采收率 2018年第3期25卷 89-94,111页

作者：张路锋周福建张士诚王晋李明辉刘健伕中国石油大学(北京)非常规天然气研究院北京102249

低渗透油气藏储层基质致密,发育微纳米孔喉,毛管压力作用明显,在压裂过程中由于压裂液返排不彻底而受到伤害,导致油气藏产能降低。目前大量的研究集中于压裂液对储层裂缝的伤害,忽略了对基质的伤害。基于压力脉冲法测定原理,建立基质渗... 详细信息

低渗透油气藏储层基质致密,发育微纳米孔喉,毛管压力作用明显,在压裂过程中由于压裂液返排不彻底而受到伤害,导致油气藏产能降低。目前大量的研究集中于压裂液对储层裂缝的伤害,忽略了对基质的伤害。基于压力脉冲法测定原理,建立基质渗透率测定模型,并根据模型研发了压力传导仪,系统地研究压裂液对塔里木油田克深地区致密砂岩、四川盆地鲁家坪组以及须家河组页岩储层基质的伤害规律。与常规岩心流动伤害评价方法相比,压力脉冲法不需计量岩心出口端流量,而是以记录流体通过岩心时下游压力随时间的变化来评价岩心渗透性和损害程度,从而解决了低渗透岩心渗透率过低而引起的实验误差大、流量监测时间长等常规评价问题。

关键词：压力脉冲法致密砂岩页岩储层基质压裂液伤害

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单轴加载页岩破坏全过程的声发射特征

大庆石油地质与开发 2016年第2期35卷 159-164页

作者：索彧汪道兵左乾坤刘峻嵘中国石油大学非常规天然气研究院北京102249

借助MTS岩石力学实验系统和PAC声发射仪,开展页岩单轴加载破坏全过程的力学特征和声发射特征研究。根据页岩应力—应变曲线、声发射事件数等资料,研究了页岩声发射事件数(AE数)、累计声发射率与应力和时间之间的关系。研究表明:页岩存... 详细信息

借助MTS岩石力学实验系统和PAC声发射仪,开展页岩单轴加载破坏全过程的力学特征和声发射特征研究。根据页岩应力—应变曲线、声发射事件数等资料,研究了页岩声发射事件数(AE数)、累计声发射率与应力和时间之间的关系。研究表明:页岩存在一定的各向异性和非均质性,在初始压密阶段,若页岩中存在微裂隙,就会产生声发射事件;在弹性阶段的后期,随着应力水平的增加,岩石声发射显著增加,特别是快到破坏应力时,岩石声发射事件增长迅速;在破裂阶段,页岩接近峰值强度时,单位时间内的应力增长速度减小,声发射事件数出现明显下降。研究结果可为页岩压裂施工参数的优化设计,特别是页岩气的水力压裂、开采提供技术支持。

关键词：页岩岩石力学页岩破坏声发射(AE)