酸化壓裂施工曲線分析判斷碳酸巖儲(chǔ)層特征

碳酸鹽巖儲(chǔ)層測(cè)井解釋技術(shù)

長(zhǎng)慶靖邊氣田碳酸鹽巖儲(chǔ)層加砂壓裂工藝技術(shù)應(yīng)用效果分析

以建于唐末五代時(shí)期的杭州白塔為研究對(duì)象，論述了碳酸鹽石材表面黑垢生成的機(jī)理。利用黑垢層與內(nèi)部石材物理化學(xué)性質(zhì)差異明顯的特點(diǎn)，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(jié)晶石灰?guī)r的結(jié)合面破壞，使黑垢自然脫落，塔身表面恢復(fù)到潔凈的灰白色。該清洗劑不會(huì)給白塔帶來不良影響。研究成果對(duì)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(chǔ)存技術(shù)。co2礦物碳酸化固定可實(shí)現(xiàn)co2的永久封存,環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)性小,通過對(duì)鋼渣進(jìn)行碳酸化養(yǎng)護(hù)處理,主要分析和討論碳酸化鋼渣免燒磚具有優(yōu)異的強(qiáng)度和安定性的原因及免燒磚破壞的機(jī)理。

塔里木盆地奧陶系碳酸鹽巖油藏儲(chǔ)層縫洞發(fā)育,儲(chǔ)集空間主要以溶洞、溶孔和裂隙為主,基質(zhì)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(cè)試資料,運(yùn)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(duì)酸壓凈壓力曲線進(jìn)行擬合,評(píng)價(jià)了酸壓施工是否形成了多裂縫系統(tǒng)。研究結(jié)果可用于正確指導(dǎo)壓裂設(shè)計(jì)的優(yōu)化,對(duì)提高酸壓效果具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)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(xué)和顯微測(cè)溫結(jié)果表明,這些包裹體與國(guó)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(diǎn);碳酸巖墻中旁側(cè)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(xué)、顯微測(cè)溫、陰極發(fā)光特征、包裹體成分icp-ms測(cè)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(jī)場(chǎng)為不均勻地基,若直接修建機(jī)場(chǎng)跑道,差異沉降不能滿足設(shè)計(jì)要求。采用振動(dòng)沉管碎石樁對(duì)不均勻地基進(jìn)行處理,并對(duì)處理后地基進(jìn)行沉降計(jì)算、沉降觀測(cè)和原位檢測(cè)試驗(yàn),以判別處理后地基的工后沉降和差異沉降能否滿足機(jī)場(chǎng)跑道的設(shè)計(jì)要求。結(jié)果表明,采用振動(dòng)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(shè)計(jì)參考。

根據(jù)達(dá)西公式導(dǎo)出了基質(zhì)酸化效果同酸化液作用距離的關(guān)系式，并在此基礎(chǔ)上提出根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(shí)現(xiàn)加速碳酸化養(yǎng)護(hù),鋼渣的摻量上限為60wt%,碳酸化增重率10.44%,抗折強(qiáng)度5.02mpa,抗壓強(qiáng)度20.06mpa,凍融強(qiáng)度14.63mpa,吸水率11.24%,飽水強(qiáng)度10.89mpa,壓蒸安定性合格。中試生產(chǎn)出達(dá)到《非燒結(jié)垃圾尾礦磚》jc/t422-2007標(biāo)準(zhǔn)的建筑用砌塊(磚)。

碳酸化養(yǎng)護(hù)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(shì)。當(dāng)試件中石子的質(zhì)量百分比為5%且砂子的摻入量為15%時(shí),碳酸化試件的抗壓強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)。

針對(duì)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(shí)現(xiàn)等問題,設(shè)計(jì)了一套壓裂酸化施工遠(yuǎn)程指揮決策系統(tǒng)。本文主要介紹其框架、整體設(shè)計(jì)思路及關(guān)鍵技術(shù)。

壓裂酸化施工遠(yuǎn)程監(jiān)控指揮系統(tǒng)圍繞壓裂酸化施工遠(yuǎn)程可視化、數(shù)字化和規(guī)范化展開,系統(tǒng)結(jié)合壓裂酸化施工實(shí)際情況與主流構(gòu)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(yuǎn)程監(jiān)控、指揮以及決策的需要。文中結(jié)合油田壓裂酸化生產(chǎn)的實(shí)際情況,論述了壓裂酸化施工遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)指揮系統(tǒng)的工作原理,提出了壓裂酸化現(xiàn)場(chǎng)施工數(shù)據(jù)及視頻實(shí)時(shí)采集的技術(shù)及設(shè)置方法,與遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)的應(yīng)用前景及價(jià)值。

該文介紹了壓裂酸化施工優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，實(shí)踐說明，可以提高施工成功率和有效率，有好的經(jīng)濟(jì)效益。

介紹了一種壓裂酸化施工遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)使用cdma/gprs無線網(wǎng)絡(luò)通道,并且采用ssl協(xié)議對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行加密,保障了數(shù)據(jù)的安全性;同時(shí)采用雙機(jī)冗余方式保障了系統(tǒng)的可靠性。

利用方解石-白云石地質(zhì)溫度計(jì)對(duì)白云鄂博地區(qū)碳酸巖的平衡溫度進(jìn)行了測(cè)定。出露于東礦下盤的白云巖質(zhì)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(cè)這種碳酸巖在快速冷卻的情況下保存下了其巖漿侵位時(shí)的成分特點(diǎn),從而指示出接近碳酸巖漿侵位時(shí)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(jié)構(gòu)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(cè)最后平衡溫度為431～485℃,在測(cè)溫的微區(qū)范圍內(nèi)可見極細(xì)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(jié)晶結(jié)構(gòu)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(dá)到新的平衡,平衡溫度為432～507℃。本文所分析的樣品多數(shù)結(jié)果(371～507℃)與用白云石(方解石)和磁鐵礦氧同位素溫度計(jì)對(duì)白云鄂博碳酸巖的計(jì)算結(jié)果(360～546℃)十分一致。雖然有研究者對(duì)方解石-白云石溫度計(jì)用于火成碳酸巖表示過質(zhì)疑,但本文資料表明火成碳酸巖最后的平衡溫度是可以運(yùn)用方解石-白云石溫度計(jì)法來計(jì)算的。

為進(jìn)一步了解壓裂施工特點(diǎn)及施工曲線的意義,根據(jù)壓裂施工過程的主要工序,并結(jié)合二連地區(qū)現(xiàn)場(chǎng)大量施工曲線.經(jīng)分析比較和認(rèn)真篩選,重點(diǎn)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(shí)間變化的形態(tài)描述,為今后現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)及時(shí)了解和分析施工動(dòng)態(tài)、合理調(diào),整施工參數(shù)、優(yōu)質(zhì)安全完成壓裂施工具有一定的實(shí)際參考作用。

通過調(diào)節(jié)初始加水量控制鋼渣的碳酸化效果(碳酸化質(zhì)量增加率),利用膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)法測(cè)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(jié)果表明:隨著初始加水量的增加,碳酸化質(zhì)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(zhì)量增加率相同時(shí),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(shí),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(yīng)生成水合碳鋁酸鈣。

. . 碳酸鈉與碳酸氫鈉性質(zhì)的探究 一、教學(xué)內(nèi)容分析 《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（實(shí)驗(yàn)）指出：“通過以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主體的多種探究活動(dòng)，使 學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的過程，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強(qiáng)化科學(xué)探究的意識(shí)，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn) 變，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力?！币虼耍诮虒W(xué)中必須強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)的功能，改變以往的 實(shí)驗(yàn)只是起演示和輔助的作用，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神、科學(xué)方法和合作精神。 本單元內(nèi)容在呈現(xiàn)方式上有以下特點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)較多，有利于引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。na2co3、 nahco3的性質(zhì)我將采用了科學(xué)探究的形式讓學(xué)生通過自主實(shí)驗(yàn)完成這一知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。 “讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，學(xué)會(huì)科學(xué)探究的一般方法”，并且將科學(xué)精神和人文精神自 然的融入教學(xué)當(dāng)中。充分發(fā)揮學(xué)生課堂主體地位，又可充分發(fā)掘教師的主導(dǎo)作用，這樣更能 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和情感。 二、教學(xué)流程設(shè)計(jì)

碳酸鹽巖在地殼中分布廣泛,巖溶作用是碳酸鹽巖內(nèi)常見的不良地質(zhì)作用。文章通過分析碳酸鹽巖地區(qū)工程地質(zhì)特征,對(duì)工程勘察工作提出建議,列舉工程實(shí)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(chǔ)層油氣資源豐富,但由于巖性復(fù)雜（白云巖、灰?guī)r夾雜）、超高溫（180℃）、應(yīng)力梯度高（0.023mpa/m）、以往雖采用多種工藝嘗試都未能實(shí)現(xiàn)突破。針對(duì)上述儲(chǔ)層地質(zhì)難題,開展以儲(chǔ)層地質(zhì)特點(diǎn)為基礎(chǔ)的儲(chǔ)層評(píng)價(jià)、工藝優(yōu)選、方案設(shè)計(jì)等研究,形成了超高溫超深非均質(zhì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層地質(zhì)工程一體化的特色改造技術(shù):（1）利用1m3大型巖石物理實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬手段,結(jié)合地質(zhì)特點(diǎn)開展復(fù)雜縫網(wǎng)的地質(zhì)與工程改造因素方案論證,結(jié)果表明儲(chǔ)層雖以微細(xì)裂縫為主、連通差、兩向應(yīng)力差高（7.09.8mpa）,但通過高排量、低黏高黏液體組合、暫堵轉(zhuǎn)向等工藝仍可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜縫網(wǎng)改造;（2）實(shí)現(xiàn)了超高溫深層儲(chǔ)層一體化改造技術(shù),通過管柱安全力學(xué)校核、施工壓力預(yù)測(cè)、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(fēng)險(xiǎn);（3）形成了180℃超高溫、5000m超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層'多級(jí)注入、暫堵轉(zhuǎn)向、加砂酸壓'工藝技術(shù),實(shí)現(xiàn)了層間暫堵、層內(nèi)轉(zhuǎn)向的體積改造目標(biāo);（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(dá)30mpa·s。該技術(shù)在安探1x井大規(guī)模施工,排量達(dá)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(zhǎng)達(dá)6h安全、高效實(shí)施及后續(xù)半年以上安全穩(wěn)產(chǎn)。經(jīng)微地震監(jiān)測(cè)和模擬表明,改造體積比以往改造技術(shù)增加3.5倍,實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)、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(dá)10×104m3/d,實(shí)現(xiàn)了勘探與開發(fā)、地質(zhì)與工程一體化設(shè)計(jì)目標(biāo)。

碳酸鹽巖酸化過程中酸液濾失較嚴(yán)重,這將直接影響施工效果。一方面在碳酸鹽巖基質(zhì)酸化時(shí),由于酸蝕孔洞的形成將增加基質(zhì)的孔隙度,同時(shí)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(dǎo)致酸液大量的濾失,嚴(yán)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(chǎng)施工很難達(dá)到設(shè)計(jì)施工效果。從酸蝕孔洞的成因、酸液濾失機(jī)理、酸液濾失的控制等多方面進(jìn)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(duì)碳酸鹽巖油藏酸化施工提出了切實(shí)可行的施工建議。

由于河南油田酸化施工現(xiàn)場(chǎng)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。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)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(wù)，不僅最大限度的降低了酸性氣體對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員的損害，而且實(shí)現(xiàn)了施工現(xiàn)場(chǎng)剩余酸液零排放，各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足酸化施工要求。