【摘 要】
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本文从影响页岩气开发效果的主要因素入手,进行页岩气吸附/解吸特性的理论和实验研究.依据所提出的两类页岩表面原子簇模型——脆性矿物石英模型和生烃源干酪根模型,利用量子化学从头计算法(HF-3-21G)对页岩不同成分甲烷、二氧化碳、水和氮气的吸附能力变化进行研究.结果表明,4种吸附质在石英模型表面的吸附能力较干酪根模型表面强,且甲烷在页岩表面为单分子层物理吸附,为页岩气吸附机理.由此可以推测,甲烷及二
【机 构】
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中国石油集团钻井工程技术研究院 中国石油集团长城钻探工程有限公司
【出 处】
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2016年度全国钻井液完井液技术交流研讨会
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本文从影响页岩气开发效果的主要因素入手,进行页岩气吸附/解吸特性的理论和实验研究.依据所提出的两类页岩表面原子簇模型——脆性矿物石英模型和生烃源干酪根模型,利用量子化学从头计算法(HF-3-21G)对页岩不同成分甲烷、二氧化碳、水和氮气的吸附能力变化进行研究.结果表明,4种吸附质在石英模型表面的吸附能力较干酪根模型表面强,且甲烷在页岩表面为单分子层物理吸附,为页岩气吸附机理.由此可以推测,甲烷及二氧化碳由烃源岩分解出来,以物理吸附形式吸附在干酪根表面,当压裂等体积改造手段实施后,储层压力下降且气体流动通道打开,由于吸附势阱的差异和其他气体驱动,吸附在干酪根上的气体有向页岩脆性矿物表面运移的趋势和可能,为页岩气解吸机理.
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采用常规加重剂(如重晶石粉等)加重的高密度钻井液中经常出现沉降速率高、密度上下不均、流变性难以调控等复杂问题,为解决此问题,优选废旧铁屑作为原材料,并采用超微粉碎加工和表面化学改性等方法,制备出一种超高密度微粉体加重剂.加重剂密度大于6.5g/cm3,粒径D90小于30μm,具有趋于球体的粒型、粒貌和良好的分散性、悬浮性,与钻井液配伍性好;并且其酸化率达到94.5％,具有良好的酸化解堵效果.室内研
甲酸盐(Na,K,Cs的甲酸盐)可以调节密度的区间为1.01～2.2g/cm3,几乎涵盖了整个钻井液和完井液对密度的需求,但甲酸铯/钾价格较昂贵,为了控制钻完井液成本,通常采用甲酸盐与其他固体加重剂(如:石灰石、重晶石、铁矿粉和四氧化三锰等)混合的方式加重.值得注意的是甲酸盐水在高温高压条件下都可以溶解少量的重晶石中的钡,可溶性钡离子对水生生物的毒性极高.本文主要研究了影响重晶石在甲酸盐水中溶解因
与柴/白油基钻井液相比,采用气制油为基础油配制的钻井液具有如下优点:黏度低,有利于提高钻井速度;当量循环密度低,有利于防止井下复杂情况的发生;与各种处理剂配伍性好,性能容易调控;毒性低,环境保护性能好,该钻井液具有广阔的发展前景.但也存在着悬浮性差、切力较小等难题.通过研制高效的适用于气制油用的乳化剂和有机土,形成了一套抗高温气制油合成基钻井液.
针对国际市场对抗260℃油基钻井液技术的需求,通过开发新型抗高温润湿剂/热稳定剂,采用国产处理剂研发成功抗高温高密度油基钻井液.该钻井液抗温高达260℃,密度可达2.4g/cm3;具有良好的乳化稳定性,破乳电压可达1000～2000V;良好的流变性能,油基钻井液密度为2.0g/cm3时,塑性黏度低于50mPa·s,动切力保持8～20Pa;高温高压滤失量小于5mL;静/动沉降稳定性好;抗污染能力强.
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