简介:钻井过程中,钻井液与井壁围岩的接触产生水化作用会导致井壁围岩变形,引发井壁缩颈坍塌、破裂等事故。根据弹塑性力学和岩石力学相关理论,应用最大张应力准则,在黄氏模型的基础上考虑了钻井液在岩石孔隙中的渗流而在井壁围岩所产生的附加应力场、岩石的孔隙度和钻井液水化作用的影响,建立了泥页岩破裂压力模型,结合现场压裂实验数据和不同含水率泥页岩岩心三轴压缩实验结果,计算得到了泥页岩破裂压力的预测值、泥页岩含水率与抗张强度和破裂压力的关系曲线。结果表明:本文模型预测值和实测值相比,误差为3.65%,更加接近实测地层破裂压力,破裂压力和抗张强度均随着含水率的升高而降低,说明水软化了泥页岩,降低了它的力学性能。
简介:根据地球化学资料对美国科罗拉多州皮申斯(Piceance)盆地曼科斯(Mancos)组页岩开展了元素地球化学研究,把上白垩统曼科斯组页岩奈厄布拉勒段划分成了6个化学地层。对间距大约32km的9口井开展了化学地层对比,其结果与基于伽玛和深电阻率电缆测井资料开展的岩性对比结果非常一致。基于电缆测井资料的岩性解释结果表明,奈厄布拉勒段及其同位地层主要由互层的钙质页岩和泥质石灰岩构成,其厚度向盆地西北方向逐渐增大。地球化学资料表明,在奈厄布拉勒段沉积的过程中,向盆地的东部,缺氧和钙质富集的程度都提高,而向盆地的西北部,陆源碎屑物质输入量增多,粘土富集程度提高。元素交会图表明,大部分硅都是碎屑成因的,而且向西和西北方向,奈厄布拉勒段的碎屑沉积体系特征越来越明显,而碳酸盐沉积体系特征则越来越弱。采用声波一电阻率曲线叠合法,基于△10gR计算了总有机碳含量(TOC)。结果表明,奈厄布拉勒段由富有机质地层和贫有机质地层组成。其TOC平均值介于1wt.%(贫有机质沉积地层)和2.37wt.%(富有机质沉积地层)之间,最大值出现在该盆地的南部和东部。根据元素和TOC资料估算了岩石的相对脆性,结果揭示了奈厄布拉勒段的地层变化性,塑性层(TOC高,ca含量和Si/Al比低)和脆性层(TOC低,Ca含量和Si/Al比高)交替出现。
简介:美国的商业性天然气最早(1821)产自阿巴拉契亚盆地富含有机质的泥盆系页岩。了解有机质页岩层的地质和地球化学特征,提高其天然气生产率,是20世纪70年代以来耗资巨大的研究工作中极具挑战性的问题。页岩气系统基本上是生物成因(主要类型)、热成因或者生物——热成因的连续型天然气聚集,它以大面积含气、隐蔽圈闭机理、可变的盖层岩性和较短的烃类运移距离为特征。页岩气可以是储存在天然裂隙和粒间孔隙内的游离气,也可以是干酪根和页岩颗粒表面的吸附气或是干酪根和沥青中的溶解气。美国正在进行商业性采气的5套页岩层,在热成熟度(Ro)、吸附气馏份、储层厚度、总有机碳含量和天然气地质储量等五项关键参数上有出人意料的巨大变化。此外,低基质渗透率页岩储层中的天然裂缝发育程度是天然气生产率的控制因素。目前,只有少数天然裂缝十分发育的页岩井不采取增产措施便可生产商业性天然气。在其它的大多数情况下,成功的页岩气井需要进行水力压裂。密歇根盆地的泥盆系Antrim页岩和阿巴拉契亚盆地的泥盆系Ohio页岩约占1999年全美页岩气产量(380×10^9立方英尺)的84%。但是,后来经过充分勘探和开发的其它3套主要有机质页岩层,即伊利诺伊盆地的泥盆系新Albany页岩、福特沃斯盆地密西西比系的:Barnett页岩以及圣胡安盆地白垩系的Lewis页岩,其天然气年产量正在稳步上升。在作过资源评价的盆地中,页岩气资源量十分丰富,其地质资源量高达497~783×10^12立方英尺。技术可采资源量(Lewis页岩除外)变化在31~76×10^12立方英尺之间。其中以Ohio页岩的地质资源量和技术可采资源量最多。
简介:1875年英国第一个页岩气井钻于晚侏罗纪的Kimmerdge粘土层中,但其意义在当时没有得到实现。25年前,帝国学院应用美国页岩气范例进行研究,对英国的页岩气潜力进行了评估。在中部地区的石炭系以及侏罗系地层,特别是在维耳德,页岩气在天然气生产中的持续潜力得到了证实。由于没有女皇陛下政府的支持,这项初步研究没有取得结果。许多英国期刊拒绝出版该项目研究结果。结果最终于1987年在美国出版。能源部对英国石油资源进行了后续评估,2001、2003年先后再次出版,其中省略了页岩气资源。近来,英国地质调查局和能源与气候变化部对英国的页岩气潜力进行了重新评估。尽管一直关注页岩气及其发展前景,但2008年第十三届陆上许可证交易论坛还是批准了几个页岩气勘探项目。Cuadrilla资源的PreeseHalll号钻井钻于2010年,这是第一口专门用于测试英国页岩气的井。相同的钻井和压裂技术使得页岩气在美国复兴,目前正应用于从富含有机质、处于产油窗的页岩中提取石油。一种有趣的推测是,可以采用这种技术在英国南部的Wessex和Weald盆地的热成熟侏罗纪页岩中提取石油。