本文關(guān)鍵詞：層理性頁(yè)巖浸水力學(xué)弱化及其對(duì)井壁失穩(wěn)影響研究

  更多相關(guān)文章： 頁(yè)巖氣 弱結(jié)構(gòu)面 層理傾角 力學(xué)弱化 坍塌壓力

【摘要】：新世紀(jì)以來(lái),我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整,對(duì)天然氣等清潔能源的需求不斷增加,加大頁(yè)巖氣的勘探開發(fā)對(duì)優(yōu)化我國(guó)能源結(jié)構(gòu)十分必要。本文針對(duì)頁(yè)巖氣水平井井壁普遍垮塌這一嚴(yán)重制約頁(yè)巖氣勘探開發(fā)的關(guān)鍵問(wèn)題,以川中南長(zhǎng)寧頁(yè)巖氣區(qū)塊的層理性頁(yè)巖為研究對(duì)象,通過(guò)礦物組分實(shí)驗(yàn)、電鏡掃描實(shí)驗(yàn)、理化特性實(shí)驗(yàn)、巖石飽水實(shí)驗(yàn)和常規(guī)三軸抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)等室內(nèi)實(shí)驗(yàn),對(duì)層理性頁(yè)巖浸水力學(xué)弱化過(guò)程中的彈性模量、泊松比、內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角等巖石力學(xué)參數(shù)的變化規(guī)律進(jìn)行了研究,結(jié)合長(zhǎng)寧區(qū)塊地質(zhì)資料和測(cè)井?dāng)?shù)據(jù),以長(zhǎng)寧201-H1井為例分析了浸水力學(xué)弱化條件下層理傾角和井眼方位對(duì)水平井井壁失穩(wěn)的影響。本文主要內(nèi)容包括：(1)綜合分析了目標(biāo)區(qū)塊的地質(zhì)構(gòu)造特征、地層剖面特征和儲(chǔ)層巖石的弱結(jié)構(gòu)面類型及成因。長(zhǎng)寧構(gòu)造主要儲(chǔ)層是位于2300m左右的龍馬溪組,巖性主要為深灰色、黑色頁(yè)巖,底部為生物灰?guī)r。龍馬溪組層理性頁(yè)巖是一種層狀結(jié)構(gòu)巖體,可視為各向異性彈性體,其穩(wěn)定性較差,其不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生剪切滑移破壞。(2)通過(guò)分析巖石礦物組分實(shí)驗(yàn)、理化特性實(shí)驗(yàn)和電鏡掃描實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)龍馬溪組層理性頁(yè)巖脆性礦物含量高,黏土礦物以伊利石為主,少量伊蒙混層,發(fā)育有大量的層理弱面和微裂隙,孔隙多為納米孔,浸水后出現(xiàn)片狀分布的微裂縫,屬于弱膨脹性硬脆性頁(yè)巖。(3)進(jìn)行了飽水實(shí)驗(yàn)和巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明：目標(biāo)巖樣飽和含水率低,在飽水24h后達(dá)到最大值1.1%左右,水化膨脹性弱；巖樣破壞方式主要為脆性破壞,易沿層理面發(fā)生破壞,彈性模量和抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)明顯的各向異性,在層理傾角為50°至70°之間時(shí)最低；層理面膠結(jié)強(qiáng)度低,受水化作用的影響大,隨著飽和含水率的增加,抗壓強(qiáng)度迅速降低,最大可降低35%左右。(4)結(jié)合長(zhǎng)寧201-H1井鉆井資料,分析了浸水力學(xué)弱化條件下層理傾角與井眼方位對(duì)井壁失穩(wěn)的影響。在沿最小水平主應(yīng)力方向鉆進(jìn)時(shí),坍塌壓力最小；隨著飽和含水率的增加,坍塌壓力逐漸增大,發(fā)生弱面破壞的層理傾角范圍逐漸增大,高飽水巖樣中發(fā)生弱面破壞的層理傾角范圍擴(kuò)大到30°至85°,從而導(dǎo)致井壁更易坍塌失穩(wěn)。浸水力學(xué)弱化對(duì)弱面強(qiáng)度的影響最明顯,對(duì)坍塌壓力的影響比各向異性的影響更大,力學(xué)弱化和層理傾角的綜合影響下坍塌壓力的增加幅度達(dá)到73%。
【關(guān)鍵詞】：頁(yè)巖氣 弱結(jié)構(gòu)面 層理傾角 力學(xué)弱化 坍塌壓力
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE21
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 研究目的與意義8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-14
• 1.2.1 頁(yè)巖氣成藏機(jī)理8-9
• 1.2.2 頁(yè)巖氣儲(chǔ)層特征9-10
• 1.2.3 頁(yè)巖氣鉆井工藝技術(shù)10-11
• 1.2.4 頁(yè)巖力學(xué)性質(zhì)研究現(xiàn)狀11
• 1.2.5 頁(yè)巖氣井壁穩(wěn)定研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線14-16
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容14-15
• 1.3.2 技術(shù)思路15-16
• 第2章 研究區(qū)塊地質(zhì)特征16-20
• 2.1 區(qū)塊構(gòu)造特征16-17
• 2.2 區(qū)塊地層剖面特征17-18
• 2.3 弱結(jié)構(gòu)面類型及成因18-19
• 2.4 本章小結(jié)19-20
• 第3章 層理性頁(yè)巖礦物組分及微觀結(jié)構(gòu)研究20-31
• 3.1 層理性頁(yè)巖礦物組分研究20-24
• 3.1.1 全巖礦物分析21-22
• 3.1.2 黏土礦物測(cè)試分析22-24
• 3.2 層理性頁(yè)巖微觀結(jié)構(gòu)研究24-27
• 3.3 層理性頁(yè)巖理化特性分析27-30
• 3.3.1 陽(yáng)離子交換容量測(cè)定27-28
• 3.3.2 比表面積測(cè)試28-30
• 3.4 本章小結(jié)30-31
• 第4章 層理性頁(yè)巖浸水力學(xué)弱化實(shí)驗(yàn)研究31-46
• 4.1 實(shí)驗(yàn)巖樣制備31-32
• 4.2 層理性頁(yè)巖飽和吸水實(shí)驗(yàn)研究32-34
• 4.2.1 試驗(yàn)程序32
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析32-34
• 4.3 層理性頁(yè)巖巖石力學(xué)特征實(shí)驗(yàn)研究34-45
• 4.3.1 層理性頁(yè)巖三軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)34-36
• 4.3.2 三軸抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析36-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 第5章 層理性頁(yè)巖水平井井壁穩(wěn)定性研究46-66
• 5.1 頁(yè)巖氣水平井井壁應(yīng)力分布狀態(tài)46-51
• 5.1.1 主地應(yīng)力在井坐標(biāo)系中的轉(zhuǎn)換46-48
• 5.1.2 水平井井壁應(yīng)力分布狀態(tài)48-51
• 5.2 層理性頁(yè)巖破壞失穩(wěn)判別51-55
• 5.2.1 含單組弱面頁(yè)巖的強(qiáng)度理論51-53
• 5.2.2 層理面強(qiáng)度浸水力學(xué)弱化53-54
• 5.2.3 井壁穩(wěn)定性判別準(zhǔn)則54-55
• 5.3 層理性頁(yè)巖浸水力學(xué)弱化對(duì)井壁失穩(wěn)的影響分析55-64
• 5.3.1 浸水力學(xué)弱化對(duì)彈性模量的影響55-57
• 5.3.2 浸水力學(xué)弱化對(duì)三軸抗壓強(qiáng)度的影響57-58
• 5.3.3 浸水力學(xué)弱化對(duì)內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角的影響58-60
• 5.3.4 浸水力學(xué)弱化對(duì)坍塌壓力的影響60-64
• 5.4 本章小結(jié)64-66
• 第6章 結(jié)論與建議66-69
• 6.1 結(jié)論66-67
• 6.2 建議67-69
• 致謝69-70
• 參考文獻(xiàn)70-75
• 攻讀碩士士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果75

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 胡文瑞;;迎接頁(yè)巖氣發(fā)展的春天[J];中國(guó)石油石化;2009年11期

2 譚蓉蓉;;美國(guó)頁(yè)巖氣工業(yè)始于1821年[J];天然氣工業(yè);2009年05期

3 譚蓉蓉;;中國(guó)頁(yè)巖氣技術(shù)國(guó)際研討會(huì)在長(zhǎng)江大學(xué)召開[J];天然氣工業(yè);2009年05期

4 董立;;我國(guó)需要盡快開展頁(yè)巖氣的勘探開發(fā)[J];石油與天然氣地質(zhì);2009年02期

5 ;綦江頁(yè)巖氣開發(fā)項(xiàng)目啟動(dòng)[J];精細(xì)化工原料及中間體;2009年09期

6 本刊編輯部;;我國(guó)研究人員發(fā)現(xiàn)頁(yè)巖氣的直接存在[J];天然氣工業(yè);2009年09期

7 李立;;中國(guó)正式實(shí)施新型能源頁(yè)巖氣開發(fā)[J];石油鉆采工藝;2009年05期

8 ;我國(guó)首個(gè)頁(yè)巖氣開發(fā)項(xiàng)目在綦江啟動(dòng)[J];吐哈油氣;2009年03期

9 王立彬;;中國(guó)啟動(dòng)頁(yè)巖氣資源勘查[J];國(guó)外測(cè)井技術(shù);2009年05期

10 安曉璇;黃文輝;劉思宇;江懷友;;頁(yè)巖氣資源分布、開發(fā)現(xiàn)狀及展望[J];資源與產(chǎn)業(yè);2010年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳明;;世界頁(yè)巖氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀及面臨的環(huán)境問(wèn)題[A];第二屆全國(guó)特殊氣藏開發(fā)技術(shù)研討會(huì)優(yōu)秀論文集[C];2013年

2 葉舒陽(yáng);;頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)環(huán)境的影響及對(duì)策[A];浙江省經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)低碳發(fā)展綜合研討會(huì)論文集[C];2013年

3 王玉芳;包書景;張宏達(dá);葛明娜;王勁鑄;孟凡洋;任收麥;;國(guó)外頁(yè)巖氣勘查開發(fā)進(jìn)展[A];中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)2013年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要匯編——S13石油天然氣、非常規(guī)能源勘探開發(fā)理論與技術(shù)分會(huì)場(chǎng)[C];2013年

4 吳西順;;世界各國(guó)頁(yè)巖氣政策綜述[A];中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)2013年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要匯編——S01地質(zhì)科技與國(guó)土資源管理科學(xué)研討分會(huì)場(chǎng)[C];2013年

5 ;中國(guó)頁(yè)巖氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀及前景展望[A];“寶塔油氣”杯第四屆天然氣凈化、液化、儲(chǔ)運(yùn)與綜合利用技術(shù)交流會(huì)暨LNG國(guó)產(chǎn)化新技術(shù)新設(shè)備展示會(huì)論文集[C];2014年

6 林斌;郭巍;趙肖冰;曹瀚升;王少華;;頁(yè)巖氣資源評(píng)價(jià)方法:概率體積法在三江盆地古生代頁(yè)巖氣中的應(yīng)用[A];中國(guó)礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會(huì)第14屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要專輯[C];2013年

7 印興耀;吳國(guó)忱;;頁(yè)巖氣儲(chǔ)層地震評(píng)價(jià)[A];中國(guó)地球物理2013——第二十三專題論文集[C];2013年

8 蔡啟宏;傅子云;;地震頻率信息在頁(yè)巖氣勘探開發(fā)中應(yīng)用的可能性分析[A];中國(guó)地球物理2013——第二十三專題論文集[C];2013年

9 劉禹;王常斌;文建軍;宋付權(quán);;頁(yè)巖氣滲流中的力學(xué)模型分析[A];第二十五屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)暨第十二屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議文集（上冊(cè)）[C];2013年

10 滕吉文;劉有山;;中國(guó)頁(yè)巖氣成藏和潛在產(chǎn)能與對(duì)環(huán)境的污染分析[A];中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2013年度（第13屆）學(xué)術(shù)論文匯編——特提斯研究中心[C];2014年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王巧然;中國(guó)石油儲(chǔ)備頁(yè)巖氣開發(fā)技術(shù)[N];中國(guó)石油報(bào);2008年

2 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院教授 張金川;中國(guó)應(yīng)大力開發(fā)頁(yè)巖氣[N];中國(guó)能源報(bào);2009年

3 林剛;我國(guó)首個(gè)頁(yè)巖氣合作開發(fā)項(xiàng)目已實(shí)施[N];中國(guó)企業(yè)報(bào);2009年

4 李冰　李婧婧;頁(yè)巖氣藏：尚待開發(fā)的處女地[N];中國(guó)石化報(bào);2009年

5 本報(bào)記者 胡學(xué)萃;頁(yè)巖氣：有望改變我國(guó)能源格局[N];中國(guó)能源報(bào);2009年

6 胡文瑞;頁(yè)巖氣：“雞肋”變“牛排”[N];中國(guó)經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報(bào);2010年

7 本報(bào)記者 高慧麗;喚醒沉睡的頁(yè)巖氣[N];地質(zhì)勘查導(dǎo)報(bào);2010年

8 李慧;頁(yè)巖氣并非亞洲首選[N];中國(guó)能源報(bào);2010年

9 本報(bào)記者 王海霞;頁(yè)巖氣勘探熱潮席卷歐洲[N];中國(guó)能源報(bào);2010年

10 特約記者 劉楠;我國(guó)頁(yè)巖氣開采將從重慶起步[N];中國(guó)化工報(bào);2010年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 郭為;頁(yè)巖儲(chǔ)層特征與滲流機(jī)理研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(滲流流體力學(xué)研究所);2014年

2 金吉能;頁(yè)巖氣地球物理建模分析[D];長(zhǎng)江大學(xué);2015年

3 張宏學(xué);頁(yè)巖儲(chǔ)層滲流—應(yīng)力耦合模型及應(yīng)用[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2015年

4 梁順;長(zhǎng)壁開采區(qū)內(nèi)垂直頁(yè)巖氣井穩(wěn)定性研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2015年

5 俞楊烽;富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖多尺度結(jié)構(gòu)描述及失穩(wěn)機(jī)理[D];西南石油大學(xué);2013年

6 郭晶晶;基于多重運(yùn)移機(jī)制的頁(yè)巖氣滲流機(jī)理及試井分析理論研究[D];西南石油大學(xué);2013年

7 馮楊偉;伊寧盆地構(gòu)造—熱演化與上古生界頁(yè)巖氣成藏條件研究[D];西北大學(xué);2015年

8 俞益新;鄂爾多斯盆地東南部延長(zhǎng)組頁(yè)巖油氣富集機(jī)理研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2012年

9 姜文利;華北及東北地區(qū)頁(yè)巖氣資源潛力[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2012年

10 時(shí)賢;頁(yè)巖氣水平井體積壓裂縫網(wǎng)設(shè)計(jì)方法研究[D];中國(guó)石油大學(xué)(華東);2014年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉龍;頁(yè)巖氣資源開發(fā)利用管理研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2014年

2 余美;基于科學(xué)發(fā)展觀的我國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)戰(zhàn)略研究[D];西南石油大學(xué);2015年

3 韓淑喬;高過(guò)成熟階段頁(yè)巖生烴及含氣量研究[D];西安石油大學(xué);2014年

4 蘇俊;頁(yè)巖氣儲(chǔ)層雙側(cè)向測(cè)井有限元正演模擬研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

5 顏君;頁(yè)巖氣儲(chǔ)層感應(yīng)測(cè)井?dāng)?shù)值模擬研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

6 琚璇;中國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展評(píng)價(jià)及發(fā)展對(duì)策研究[D];石河子大學(xué);2015年

7 相智文;延長(zhǎng)陸相頁(yè)巖氣儲(chǔ)層分段多簇壓裂裂縫模擬研究[D];西安石油大學(xué);2015年

8 孫艷玲;柴達(dá)木盆地東部石炭系頁(yè)巖納米級(jí)孔隙特征研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

9 田梟;頁(yè)巖氣水力壓裂過(guò)程中壓裂液—甲烷—礦物反應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

10 李鵬飛;南方富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖復(fù)電阻率測(cè)試分析與激電機(jī)理研究[D];長(zhǎng)江大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：1045955