摘要：都沃内油田深部储层以页岩为主,页岩具有明显的层理构造,具有高地层压力、高岩石硬度、强各向异性的特点,导致沿着水平方向钻进过程中储层可钻性差。针对以上问题,为了方便、准确地预测都沃内油田储层段的可钻性,本文在室内实验的基础上,首先,通过扫描电镜和X射线能谱仪得到该区块井的矿物组分和矿物含量,其次为了减少可钻性级值方程的建模参数,降低计算维度,故将矿物组分归类为砂质、泥质、钙质并分别将其作为单参数分析与岩石可钻性的关系,最后建立砂质、泥质、钙质与可钻性级值的多元非线性回归预测模型,其相关性在0.9以上,预测效果精准。依据此模型方法填补了技术空白,完善了页岩储层横向可钻性预测理论,为高效开发页岩油气藏钻头选型和优化钻井设计提供依据。

摘要：PL区块沧浪铺组地层岩石非均质性强,钻井提速困难,严重制约了油气勘探开发进度。因此,精确评价地层岩石的抗钻特性对优选钻头、提高钻井时效具有重要意义。本文采用BP-ANN模型建立了基于矿物组分含量的地层抗钻参数预测模型,首先基于实验数据进行皮尔逊相关性分析,筛选模型输入变量;其次利用Leave-One-Out-Cross-Validation(LOOCV)数据集划分方法,以均方误差(MSE)、决定系数(R 2)和批次(Epochs)三种指标对BP-ANN模型进行训练并评估其性能;最后使用训练后的BP-ANN模型对该区域沧浪铺组地层岩石进行抗钻特性评价,在已有钻头的基础上,依据岩石抗钻参数优化钻头设计并应用于现场。研究表明:①训练后的BP-ANN模型可以准确预测PL区块PT101井沧浪铺组地层岩石的抗钻参数,预测精度大于90%;②基于地层岩石抗钻特性的钻头优化方案在PT101井取得了良好的应用效果,相较于邻井同层位钻头,平均机械钻速提高约110%,单个钻头进尺超过200 m,现场提速效果明显。文章研究结果可以准确评价地层岩石的抗钻特性,为钻头选型、优化提供理论依据。

摘要：光电催化技术是解决环境污染和能源短缺问题最具应用前景的方法之一。基于半导体矿物的光电化学性质或非半导体矿物的天然物理特性,将矿物与光电催化功能体复合构建的光电催化矿物材料具有成本低、环境相容性好、性能优异等特点,其在矿物利用的新兴领域受到了广泛关注。本文在限定了光电催化矿物材料研究是否属于矿物应用范畴的基础上,介绍了光电催化矿物材料包含的矿物组分及特征,提出了光电催化矿物材料的分类,并对光电催化矿物材料的制备方法及矿物增强光电催化活性的机制进行了讨论。最后,概述了光电催化矿物材料用于水中污染物治理、光电催化水分解产氢、CO_(2)能源化等领域的研究现状;指出应重点关注矿物本征光电属性、有效建立材料复合结构与效能的联系、明确材料矿物学属性影响光电催化的机制等问题,拓展光电催化矿物材料在新能源、化学品合成和矿物/微生物作用等领域的应用研究。

摘要：石油天然气钻井过程中,上覆非目的地层钻取的岩心数量有限,在一定程度上限制了其岩石力学行为的研究,不利于安全高效钻进。为此,采用数字岩心模型对上覆长井段非目的地层岩石力学行为开展了反演研究,并以四川盆地天府气田上三叠统须家河组地层为例,基于目标层位岩屑组分测试结果与Voronoi理论,建立了用于表征须家河组岩心力学行为的数字岩心三维Voronoi体模型,还原了矿物成分、黏土以及孔隙的空间分布,最后从微观角度分析和研究了岩石的力学特性及损伤演化过程。研究结果表明:①数字岩心单轴压缩变形存在空隙压密、弹性变形、塑性变形和破坏后4个阶段,破坏形式主要为剪切破坏,这与实验结果高度吻合;②在轴向压力加载时,矿物颗粒受到挤压产生应变,当应变超过矿物本身的屈服应变时,矿物开始损伤,并将无法承受的压力传递给邻近矿物颗粒,逐渐形成裂纹和破裂面;③矿物空间分布仅对数字岩心的损伤演化和裂纹发展有影响,颗粒尺寸对弹、塑性以及破坏后阶段的力学行为均有影响;④随着围压增加,抗压强度和残余强度明显增大,且岩心尺寸越大弹性模量和峰值强度越低。结论认为,该方法分析结果与实验结果吻合,为岩心缺少条件下研究钻井过程中上覆地层岩石力学特性提供了新思路,并对破岩机理认识及优化钻头选型与设计具有重要工程意义。

摘要：致密砂岩储层脆性评价对指导压裂施工等具有重要意义。针对目前岩石脆性评价中存在的脆性矿物不明确以及忽略成岩作用对岩石脆性影响的问题,首先根据鄂尔多斯盆地东北部某区块26块岩心样品的薄片、岩心资料和地层条件下的三轴压缩应力实验结果,系统地分析各矿物组分与岩石脆性的关系,明确石英和长石为研究区主要的脆性矿物;其次基于脆性指数与主要脆性矿物具有2种不同的相关关系,明确成岩作用、孔隙发育程度及类型差异对岩石脆性指数的影响;进而综合岩石中成岩矿物对孔隙发育程度及成岩作用的指示作用,利用石英和岩屑含量与长石含量的比值作为成岩作用的分类指标,将研究区致密砂岩储层分为Ⅰ类和Ⅱ类成岩作用储层;最终提出基于矿物组分和成岩作用的致密砂岩储层脆性评价方法,建立相应的脆性指数评价模型。利用该方法对鄂尔多斯盆地某致密气井的致密砂岩储层进行脆性评价,结果表明,基于矿物组分和成岩作用的脆性指数评价模型可以得到更为准确的致密砂岩储层脆性指数,为高脆性有利压裂目的层的识别及增产方案设计提供参数依据。

摘要：为了探究强碱三元复合体系对储层矿物成分的影响,通过X射线衍射、扫描电镜及能谱分析等方法对大庆油田三元复合驱前、后岩心进行分析,并设计水-岩反应实验进行验证。结果表明:强碱对高岭石、钾长石等储层原生矿物造成了不同程度的溶蚀并改变矿物组成,同时生成了绿泥石等新矿物,而新矿物与储层原生矿物在元素组成上有所差异。

摘要：提起做CT,首先想到的是给人做CT。中国石化石油工程技术研究院把CT技术引入石油工程技术研究,通过X射线技术对储层岩石进行无损扫描,摸清岩石样品中存在的矿物以及占比,为钻完井工程技术设计提供科学支撑。2023年12月5日,中国石化石油工程技术研究院研究人员进行矿物组分分析实验,测定岩心的矿物组成和各矿物组分含量。

摘要：聚晶金刚石复合片(PDC)钻头在非均质、研磨性强的复杂地层存在破岩效率低、使用寿命短的问题,现有研究普遍孤立看待PDC齿的寿命和破岩效率。为此,根据PDC齿的攻击性能、受力状态及破岩效率间的关系,以2种花岗岩为研究对象,建立了非均质花岗岩的有限元模型,然后对3种PDC齿(锥形齿、鞍形齿和圆形齿)切削破碎非均质花岗岩的破岩效率的影响因素进行了研究,最后对3种齿的破岩性能进行了评价,对切削倾角进行了优选,最终提出一种评价PDC齿破岩性能的新方法。研究结果表明:①岩石细观矿物成分、强度、尺寸和含量会影响破岩效率,岩石的细观平均强度和岩石矿物泊松比的增加均会降低破岩效率;②围压的增加会降低齿的破岩性能,3种齿形的破岩性能从大到小排序为锥形齿、鞍形齿和圆形齿,且不受围压与切削倾角的影响;③当切削深度为1 mm,且仅考虑切削作用时,鞍形齿最优切削倾角范围为10°~15°,锥形齿的切削倾角优选范围为5°~10°,圆形齿的推荐切削倾角范围为0°~5°。结论认为,破岩性能评价新方法综合考虑了PDC齿的破岩效率、几何形状及其受力状态,能充分体现PDC齿的能耗经济性、寿命经济性及其切削参数的攻击特性差异,可为PDC齿形设计和参数优化提供新思路和新依据。

摘要：水力压裂是目前中国构建页岩油气储层复杂裂缝网络的主要技术之一,而页岩储层内部矿物组分差异以及不连续界面(层理、天然裂缝)的广泛分布使其具有强烈的非均质性,直接影响并制约了储层水力压裂改造效果。基于页岩微观矿物组分非均质性和宏观结构非均质性2方面,系统阐述了水力压裂裂缝扩展形态的研究进展。首先,分析了矿物组分差异引起的脆性程度对水力压裂裂缝扩展形态的影响;其次,总结了影响水力压裂裂缝与天然裂缝相互作用模式的关键地质因素和工程因素,探讨了水力压裂裂缝与天然裂缝相互作用机制;最后,研究了页岩层理对水力压裂裂缝穿层扩展的影响机理,阐述了层理面倾角、胶结强度及密度等关键参数对层理面开裂、水力压裂裂缝穿层和扩展形态的影响规律。综述了现阶段非均质性页岩水力压裂研究中存在的问题及发展趋势,为压裂设计优化提供了重要的理论依据。

摘要：泥页岩储层的岩石力学特性对油气开发影响极大,进行泥页岩力学特性和脆性评价方面的研究,可以为泥页岩油钻井和压裂设计工作提供技术支撑。实验研究表明,泥页岩抗压强度与围压、杨氏模量成正相关;体积应变量随杨氏模量减小而增大,随泊松比增加而增加;泥页岩破坏在低围压下以劈裂式破坏为主,高围压时多出现剪切式破坏。泥页岩的脆性与其弹性参数和矿物组成关系密切,通过数值模拟和实验测量,综合弹性参数和矿物组分两种方法提出了一种新的脆性评价方法-弹性参数与矿物成分组合法(EP&MC Method),并实现了单井脆性评价,效果较好。脆性评价既是储层岩石力学特性分析的重要内容,也是压裂选层的重要依据。