收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

松辽盆地深层火成岩破碎机理及破岩效率评价

张立刚  
【摘要】:松辽盆地深层火成岩分布广泛,含有大段中酸性火山喷发岩、流纹岩、砂砾岩、凝灰岩、玄武岩、角砾岩以及安山岩等,上述火成岩地层具有高硬度,强研磨性、高可钻性、沿纵向和横向强非均质性等特征,给钻井作业带来了很多大困难,造成现有钻头适应性差,破岩效率不高,钻头事故频出,单只钻头进尺少,寿命短等。如近2年松辽盆地北部徐家围子气田所钻的气井,平均井深3725米,平均钻井周期120.1天,营城组及以下平均400~700m,平均单只钻头进尺仅56.21m,需牙轮钻头9~13只,行程钻速只有0.92m/h,严重影响制约深层油气的勘探和开发。 针对上述问题,本文深入开展了深层火成岩破碎机理研究,主要的工作和研究成果如下: (1)开展了不同岩性火成岩的基本物理力学特性研究。不同岩性火成岩具有不同的测井响应特征,本文借助测井资料、录井资料和岩心资料,运用神经网络理论,建立了火成岩岩性识别方法;通过室内实验分析了火成岩的密度特性、热力学特性、Biot参数、全应力-应变关系曲线,计算了抗压强度、弹性模量、泊松比、内聚力、内摩擦角和抗拉强度等变形参数和强度参数,结合室内实验和测井数据,建立的火成岩物理力学参数的测井解释模型,并计算了了松辽盆地北部徐深44等井的岩石力学参数剖面。 (2)开展了不同岩性火成岩抗钻特性研究。测试了松辽盆地深层火成岩硬度、塑性系数、可钻性级值和研磨性等抗钻特性参数,并建立基于测井解释的抗钻特性参数预测模型,计算了徐深41、44等井的抗钻特性剖面,并运用模糊聚类方法,建立了基于地层可钻性的地层分层的方法;针对抗钻特性的钻前预测问题,建立了基于有限单元插值方法的抗钻特性预测方法,并对松辽盆地北部兴城气田营城组进行了应用。 (3)开展了区域地应力场特性研究。对松辽盆地兴城气田火成岩进行了取心,并运用古地磁实验和差应变实验测试了单井点的地应力大小和方向,结合地应力测井解释信息和区域地质特征,运用多源信息集成和融合的地应力场反演方法,计算了松辽盆地兴城气田营城组的现今三维地应力场。 (4)开展了火成岩地层/钻头牙齿的接触耦合作用机理分析。基于弹性力学和接触力学,分析了不同齿形牙齿与地层岩石接触过程的弹性应力状态、侵入过程和岩石破碎机理,并建立了牙齿/地层岩石作用过程中从弹塑性变形、压实体形成及体积破碎形成等不同阶段的产生条件和判别模型,结合单齿破岩模拟实验,获得了破岩效率的影响因素和影响规律。 (5)开展了火成岩地层钻头适配性研究。对松辽盆地北部深层火成岩地层的钻头使用情况进行了统计,并进行了标准化处理,形成了钻头使用数据库。然后通过钻速、钻时、进尺等技术指标的对比,分析了现有钻头与地层的适配性,并利用改进的主成分算法,对现有的钻头进行了优选分析,并针对钻头的失效情况和失效原因,提出了相应的改进方案。 (6)基于钻头牙齿/地层耦合作用模型,建立了孕镶金刚石钻头破岩效率和磨损评价理论,形成了金刚石粒度、浓度、胎体强度等参数的设计方法,并针对火成岩地层特性优选了高速研磨-切削钻头参数,在古深3井和达深15井进行了现场应用,取得了较好的提速效果。 上述研究成果深入揭示了松辽盆地深层火成岩的基本物理力学特性、抗钻特性、地应力特性和基本的破碎规律,为火成岩气藏的有效开发,提高钻井速度,减少作业成本,提供了技术支撑。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 卢双舫,刘新颖,王振平,王跃文;松辽盆地深层剥蚀量探讨及其意义[J];大庆石油地质与开发;2005年01期
2 陈波;夏永涛;黄发木;孙晓军;;松辽盆地深层富烃断陷形成的地质条件研究[J];中国石油勘探;2008年06期
3 邹艳荣;魏志福;蔡玉兰;陶伟;刘金钟;;非生物成因气与松辽盆地深层气:综述与思考[J];天然气地球科学;2009年05期
4 王玲;孙夕平;张研;马晓宇;;松辽盆地深层断裂体系对火山岩成因和火山岩相带的控制:以徐深地区为例[J];天然气地球科学;2007年03期
5 刘成林;金惠;高嘉玉;刘人和;朱杰;范柏江;;松辽盆地深层天然气成藏富集规律和勘探方向[J];中国石油勘探;2007年04期
6 刘成林;金惠;高嘉玉;刘人和;朱杰;范柏江;;松辽盆地深层天然气成藏研究[J];油气地质与采收率;2009年01期
7 孙大明;松辽盆地深层天然气勘探前景与策略[J];天然气工业;2000年S1期
8 刘成林;金惠;刘人和;朱杰;范柏江;;松辽盆地深层天然气区带评价和资源预测[J];西南石油大学学报(自然科学版);2008年01期
9 刘耀光;松辽盆地深层生油岩评价[J];大庆石油学院学报;1982年04期
10 ;松辽盆地深层天然气勘探捷报频传——卫深5井日前喜获高产工业气流[J];大庆石油地质与开发;2002年04期
11 李忠权,萧德铭,侯启军,潘懋,郭冀义,迟元林,冯自强,任延广;松辽盆地深层古前陆型盆地的发现及其天然气地质意义[J];地质通报;2002年10期
12 谢晓安;周卓明;;松辽盆地深层天然气勘探实践与勘探领域[J];石油与天然气地质;2008年01期
13 侯启军;赵志魁;王立武;邵明礼;;松辽盆地深层天然气富集条件的特殊性[J];大庆石油学院学报;2009年02期
14 王立武;邵明礼;;松辽盆地深层天然气富集条件的特殊性探讨[J];中国石油勘探;2009年04期
15 刘耀光;;松辽盆地深层天然气勘探取得重大突破[J];石油勘探与开发;1990年01期
16 博科;;松辽盆地深层发现古前陆型原型盆地[J];海相油气地质;2002年04期
17 ;松辽盆地深层及海拉尔断陷盆地勘探取得历史性突破[J];大庆石油地质与开发;2003年05期
18 刘万洙;庞彦明;吴河勇;高有峰;门广田;任延广;;松辽盆地深层储层砂岩中火山碎屑物质在成岩阶段的变化与孔隙发育[J];吉林大学学报(地球科学版);2007年04期
19 李忠权,萧德铭,侯启军,潘懋,郭冀义,冯志强,任延广,朱德丰;松辽盆地深层古前陆盆地地层特征及其油气勘探意义[J];成都理工大学学报(自然科学版);2004年06期
20 刘婷;米敬奎;张敏;;松辽盆地深层天然气碳同位素倒转数值模拟[J];天然气地球科学;2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 江涛;李明;闫文华;汪莹汇;;松辽盆地深层火山岩气藏预测方法研究[A];中国地球物理学会第二十届年会论文集[C];2004年
2 万传彪;;松辽盆地深层大孢子研究初步[A];中国古生物学会第十次全国会员代表大会暨第25届学术年会——纪念中国古生物学会成立80周年论文摘要集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 杨春;松辽盆地深层不同类型天然气成因机理及其成藏贡献[D];浙江大学;2009年
2 张立刚;松辽盆地深层火成岩破碎机理及破岩效率评价[D];东北石油大学;2014年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 佳武张英;松辽盆地深层碎屑岩勘探首获突破[N];中国石化报;2007年
2 ;铸就27年5000万吨原油高产稳产奇迹[N];大庆日报;2012年
3 佳武张英;松辽盆地深层勘探再获成果[N];中国石化报;2007年
4 佳武王哲 春满;合作共赢建设松辽大气田[N];中国石化报;2008年
5 记者 王淮志;27年高产稳产大庆油田创奇迹[N];新华每日电讯;2003年
6 通讯员杨丽华;大庆油田:5000万吨稳产27年[N];中国经济时报;2003年
7 特约记者 杨丽华;大庆油田创高产稳产奇迹[N];中国石油报;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978