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超临界CO_(2)—水—岩相互作用下龙马溪组页岩物理特性演化及其对井壁稳定性影响
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作者 雷刚 任建飞 +5 位作者 刘佰衢 熊健 刘向君 程万 梁利喜 黎子阳 《天然气工业》 北大核心 2025年第5期136-149,共14页
向页岩储层中注入超临界CO_(2)能够在提高页岩气采收率的同时实现CO_(2)地质封存,但CO_(2)—水—页岩会发生相互作用,导致储层孔隙结构及物理特性发生变化,进而影响井壁稳定性及页岩气产量,亟需开展相关机理基础研究。为此,以四川盆地... 向页岩储层中注入超临界CO_(2)能够在提高页岩气采收率的同时实现CO_(2)地质封存,但CO_(2)—水—页岩会发生相互作用,导致储层孔隙结构及物理特性发生变化,进而影响井壁稳定性及页岩气产量,亟需开展相关机理基础研究。为此,以四川盆地长宁地区下志留统龙马溪组页岩为研究对象,基于矿物组分测试、扫描电镜、超声波透射等室内实验,系统分析了超临界CO_(2)—水—岩相互作用对页岩物理特性的影响,进而建立了页岩储层井壁稳定性评价模型,定量评价了超临界CO_(2)—水—岩相互作用对井壁稳定性的影响。研究结果表明:①黏土矿物水化作用及超临界CO_(2)—水—岩相互作用均导致页岩孔隙度及渗透率增加、声波能量损失及力学强度下降,页岩在超临界CO_(2)—水环境中,声波信号呈现高频向低频迁移特征,声波速度降幅为去离子水环境的2.53倍,孔隙度与渗透率增幅分别为其1.57倍和2.60倍,力学参数平均劣化程度为去离子水环境的2.12倍;②去离子水环境主要引发黏土矿物水化膨胀和分散,而超临界CO_(2)—水环境则通过碳酸盐溶解与黏土水化协同作用,加剧孔隙结构演化;③相较于原状地层,黏土矿物水化作用、超临界CO_(2)—水—岩相互作用分别使临界坍塌压力当量密度提升20.9%和42.7%。结论认为:①井壁稳定评价模型预测的坍塌压力当量密度为1.57 g/cm^(3),与现场实测数据(平均值为1.53 g/cm^(3))吻合良好(平均误差为2.61%),验证了井壁稳定性评价模型的可靠性;②研究成果有助于认识超临界CO_(2)—水—岩相互作用下页岩物理特性演化机理,为页岩气安全高效开发提供理论支撑。 展开更多
关键词 龙马溪组页岩 安全高效开发 超临界CO_(2)—水—岩相互作用 室内实验 物理特性 演化机理 井壁稳定评价
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基于可靠度理论的井壁稳定性定量评价方法 被引量：5
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作者 王庆 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第27期11880-11886,共7页
非常规深层油气资源勘探开发是目前的热点,钻井地质环境复杂、井壁稳定性差,导致钻井复杂及故障频发,严重制约了油气资源勘探的安全高效开发。针对该问题,开展了相关研究,建立了一种井壁稳定性定量评价方法。首先分析和完善了现有地层... 非常规深层油气资源勘探开发是目前的热点,钻井地质环境复杂、井壁稳定性差,导致钻井复杂及故障频发,严重制约了油气资源勘探的安全高效开发。针对该问题,开展了相关研究,建立了一种井壁稳定性定量评价方法。首先分析和完善了现有地层坍塌及破裂压力计算模型;在此基础之上,建立了地层坍塌及破裂压力不确定性定量表征方法;同时,综合考虑高温高压环境、井径不规则、排量不稳定等不确定性因素对循环当量密度(equivalent circulating density, ECD)计算结果的影响,基于不确定度理论建立了ECD不确定性定量表征方法;在上述两方面研究的基础上,建立了定量评估井壁稳定性的分析模型,解决了井壁失稳的识别难题,实现了井壁稳定性的定量评价,可以有效降低井下复杂发生率、提高钻井效率、缩短钻井周期,为钻井施工降本提速提供技术支持。 展开更多
关键词 置信度 坍塌及破裂压力 循环当量密度 可靠度理论 井壁稳定性评价
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