陇东长7地层组构、理化性能及坍塌机理研究.pdf

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1、2014年7月西安石油大学学报(自然科学版)Ju1．2014第29卷第4期JournalofXi’anShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)V01．29No．4文章编号：1673-064X(2014)04-0014-04陇东长7地层组构、理化性能及坍塌机理研究高云文，曲波，许建生4，赵向阳，郭康，胡恒，。(1．低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西西安710021；2．长庆油田油气工艺研究院，陕西西安710021；3．川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院，陕西西安710018；4．长庆油田分公司第二采油厂，甘肃庆阳745100)

2、摘要：采用x一射线衍射、扫描电镜、铸体薄片及高压压汞分析技术对长庆油气田陇东长7地层组构进行研究，并对阳离子交换容量、膨胀率、分散性及页岩稳定指数等理化性能指标进行了测定。结果表明：陇东长7地层主要是由石英和长石组成的泥质致密粉砂岩，黏土矿物质量分数约10％，其成分以伊利石和绿泥石为主，含有一定量的伊／蒙间层；岩心孔隙度小，渗透率低于0．5×10I3la,m，无大裂缝存在，属于超低渗地层；地层的膨胀率和分散性属于中等偏弱，其中页岩稳定指数(SSI)值中等偏低，阳离子交换容量(CEC)值中等偏高，膨胀率为4％～19％，回收率为88％一92％。该地层井壁失稳的物理化学因素是黏

3、土矿物经钻井液长期浸泡而发生水化膨胀。关键词：陇东长7地层；地层组构；理化性能分析；坍塌机理中图分类号：TEl22．1文献标识码：A陇东长7地层为长庆致密油储层，纵向上分布构进行了深入研究。着致密砂岩、泥质粉砂岩和油页岩。与砂岩储层相1．1全岩矿物分析比，致密油层具有泥质含量高、非均质性强、层理发依据石油天然气行业标准SY／T5163—2010，育、水敏性填隙物含量高、岩石结构稳定性差的特采用D／MAX一1400型x衍射仪对长7地层的矿物点。水平井在斜井段、水平段等大斜度井段的钻井成分进行了分析，结果见表1。过程中，钻井液长时间浸泡、冲刷，井壁稳定性变差，由表1可以看出，

4、该地层岩石组分以石英和易发生失稳垮塌、掉块卡钻等情况，存在较大施工难长石为主，分别占49．7％～56．3％和26．1％～度。截止目前，陇东长7地层还从未开展过地层组34．2％。泥质的质量分数相对较高，平均10．1％，构及理化性能方面的系统研究，缺乏从根本上了最高14．5％。由于黏土矿物在钻井过程中易发生解引起该地层井壁失稳的原因，这给制定相应的防水化膨胀，从而对井壁稳定性造成一定影响。样品塌措施带了很大困难。因此，开展陇东长7地层组中含有一定量的碳酸盐，质量分数从0．3％至构及理化性能分析对预测井壁坍塌具有重要意义。18．5％不等。虽然碳酸盐对井壁具有一定的稳定作用，但其

5、质量分数总体偏低，因此，稳定作用有限。1陇东长7地层组构分析从黏土矿物各组分质量分数看，伊利石所占比例最大，为44．23％～70．97％，其次是绿泥石和伊／采用x一射线衍射、扫描电镜、铸体薄片及高压蒙间层，所占比例分别为12．37％～43．82％和压汞分析技术对陇东长7地层的矿物组分及微观结11．95％～40．09％，几乎检测不到高岭石和蒙脱石。收稿日期：2014-03-08基金项目：中国石油天然气股份公司重大科技专项：鄂尔多斯盆地致密油层勘探开发关键技术研究(编号：2011E一2602)作者简介：高云文(1976·)，工程师，硕士，主要从事油气田钻井工艺技术研究。E-m

6、ail：Ten—cq@petrochina．tom．cn一16一西安石油大学学报(自然科学版)从所选的20组样品扫描电镜图片可以看出，岩裂缝渗入到地层内部而导致井壁失稳。样多数属于砂岩，但仍存在少数泥岩和砾岩，黏土矿1．4高压压汞分析物主要为伊利石及绿泥石，其组成与全岩矿物分析通过压汞曲线可以深入了解岩样的孔喉分布情及黏土矿物分析结果一致。从孔隙发育形态来看，况，且能够得到详细的孔隙结构特征参数。实验对岩石孔隙发育都较差，孔隙类型有粒间残余孔、颗粒该地区5口井的岩样进行了高压压汞分析，结果见溶孔等，黏土矿物多呈孔隙充填式产出，未见大的裂表2。缝形成。因此，在钻井过程中钻井

7、液一般不会由微表25口井的岩样参数Tab．2Mercurymjecfionparametersandcharacteristicparametersofrocksamplesfrom5wells从表2可以看出，这5个岩样的孔隙度和渗透黏土矿物CEC值和黏土矿物类型是判断黏土率都很低，普遍小于0．5Z10～m，属于超低渗地矿物属性的一种依据。对比发现，CEC值随着岩石层。从压汞特征参数来看，门槛压力普遍较大，排驱泥质质量分数的增加而增加，其中庄143的黏土矿压力高；最大孔喉半径很小，平均只有0．75m，属物质量分数最低，其CEC