以KS地區(qū)的礫巖研究對(duì)象,通過XRD衍射、孔滲測(cè)試、巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究了該地區(qū)礫巖地層的基礎(chǔ)物性、力學(xué)特性。研究結(jié)果表明:礫巖礫石顆粒主要由泥晶灰?guī)r和灰質(zhì)云巖組成,基質(zhì)主要由碳酸鹽巖、黏土礦物、石英和長(zhǎng)石類礦物組成;礫石和基質(zhì)強(qiáng)度差異較大,礫石的壓入硬度分布在569.39～1 379.33 MPa,平均值為973.46 MPa,是基質(zhì)硬度的2～3倍;礫巖地層的巖石力學(xué)參數(shù)變化范圍大,礫巖未浸泡鉆井液條件下,單軸抗壓強(qiáng)度分布在59.74～75.5 MPa,而浸泡現(xiàn)場(chǎng)鉆進(jìn)液后礫巖抗壓強(qiáng)度下降較明顯,下降幅度約為42.7%;礫巖脆性較強(qiáng),且在浸泡鉆井液后脆性更明顯。礫巖的非均質(zhì)性比較強(qiáng),其力學(xué)特性受到礫石和基質(zhì)影響;鉆井液對(duì)礫巖的力學(xué)性能影響較明顯,鉆井過程井壁穩(wěn)定性應(yīng)考慮礫巖與鉆井液間的物理化學(xué)作用的影響。 

【文章來源】：科學(xué)技術(shù)與工程. 2020,20(27)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

礫巖基質(zhì)礦物組分分析

根據(jù)《巖心分析方法》(GB/T 29172—2012)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)巖心進(jìn)行孔隙度和滲透率測(cè)試。KS地區(qū)N1j組礫巖井下巖心的體積密度、孔隙度、滲透率結(jié)果如圖2所示,礫巖體積密度分布為2.545～2.656 g/cm3,平均值為2.590 g/cm3;孔隙度分布在1.08%～2.46%,平均值為1.72%;滲透率分布在0.002～0.044 mD,平均值為0.015 mD。從圖2(a)可以看出,礫巖的巖石密度分布均勻,不同樣品之間密度差異不大,而對(duì)比圖2(b)和圖2(c)可以發(fā)現(xiàn),礫巖的孔隙多和滲透率相關(guān)性差,特別是滲透率分布差異較大,這可能與礫巖本身的不均勻性有關(guān),礫石大小和含量的分布不均,使得不同樣品之間的滲透率差異明顯。3 力學(xué)特性測(cè)試

為探究礫巖的抗壓強(qiáng)度特性,對(duì)比分析了浸泡鉆進(jìn)液前后礫巖抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)。如圖4所示,礫巖地層的巖石力學(xué)參數(shù)變化范圍非常大,礫巖未浸泡鉆井液條件下,抗壓強(qiáng)度分布在59.74～75.5 MPa;而在80 MPa圍壓條件下礫巖的抗壓強(qiáng)度分布在140.06～170.06 MPa。而在浸泡現(xiàn)場(chǎng)鉆進(jìn)液后礫巖的抗壓強(qiáng)度明顯下降,在單軸實(shí)驗(yàn)條件下,其抗壓強(qiáng)度分布在33.35～44.15 MPa。從圖4還可以發(fā)現(xiàn),不同礫巖樣品的抗壓強(qiáng)度差異較大,在浸泡鉆進(jìn)液后礫巖的抗壓強(qiáng)度下降幅度達(dá)到42.71%,說明礫巖在浸泡鉆井液后,由于鉆進(jìn)液進(jìn)入礫巖巖石內(nèi)部,造成礫巖的基質(zhì)部分發(fā)生水化,導(dǎo)致礫巖強(qiáng)度降低。為了防止研究區(qū)塊的礫巖段發(fā)生井下復(fù)雜狀況,現(xiàn)場(chǎng)鉆井液還需要進(jìn)一步優(yōu)化,降低鉆進(jìn)液對(duì)礫巖巖石力學(xué)特性的影響,保證鉆井高效安全開展。圖4 礫巖抗壓強(qiáng)度分析

【參考文獻(xiàn)】：
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