本文關(guān)鍵詞：威遠(yuǎn)地區(qū)頁巖氣開發(fā)對(duì)環(huán)境影響的地質(zhì)因素　出處：《西南石油大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 環(huán)境污染 溶蝕縫 頁巖脆性 壓裂規(guī)模 斷層

【摘要】：隨著國內(nèi)頁巖氣的大規(guī)模開發(fā),鉆井?dāng)?shù)量的增加,鉆井與壓裂過程中出現(xiàn)環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重,受到各方高度關(guān)注。本文利用威遠(yuǎn)地區(qū)水文、頁巖地質(zhì)資料及頁巖氣鉆井現(xiàn)場跟蹤分析,結(jié)合礦物巖石學(xué)、儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)等相關(guān)理論知識(shí),對(duì)威遠(yuǎn)地區(qū)頁巖氣鉆井過程中污染環(huán)境的地質(zhì)因素進(jìn)行了分析與探究。通過收集威遠(yuǎn)地區(qū)水文地質(zhì)資料及對(duì)頁巖氣開發(fā)污染現(xiàn)場水質(zhì)檢測(cè)分析,認(rèn)為在頁巖氣開發(fā)井區(qū)內(nèi)存在鉆井液和壓裂液污染環(huán)境的問題。其次,通過現(xiàn)場收集和分析鉆井過程中鉆井液漏失的主要層位在須家河組、茅口組、棲霞組以及嘉陵江組,根據(jù)隨鉆數(shù)據(jù)、測(cè)井圖像、巖心薄片等數(shù)據(jù)分析認(rèn)為威遠(yuǎn)地區(qū)須家河組、嘉陵江組以及棲霞-茅口組地層構(gòu)造縫、溶蝕縫發(fā)育,鉆井過程中易造成鉆井液的漏失,并結(jié)合公式計(jì)算對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證。通過數(shù)據(jù)分析和樣品實(shí)驗(yàn)可知威遠(yuǎn)地區(qū)頁巖分布廣泛,厚度較大,TOC含量普遍超過2mg/g,脆性指數(shù)在30%-60%,易于壓裂形成大規(guī)模網(wǎng)縫。建立頁巖脆性指數(shù)、楊氏模量及泊松比與壓力寬度值預(yù)測(cè)模型,通過3種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法算法,在MATLAB R2013B中編程確定壓裂寬度與脆性指數(shù)、楊氏模量及泊松比的關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)算法。由預(yù)測(cè)結(jié)果顯示,RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法模型預(yù)測(cè)精度較高。根據(jù)壓裂規(guī)模表明,頁巖脆性指數(shù)高,微裂縫發(fā)育等,使得壓裂規(guī)模較大,形成的網(wǎng)縫穿透上覆地層,由實(shí)驗(yàn)可知在低粘度壓裂液和上覆高孔隙度地層等因素下,壓裂液更容易出現(xiàn)滲流和運(yùn)移。井區(qū)內(nèi)發(fā)育的斷層可成為壓裂液運(yùn)移和滲流至淺表地層的通道,造成環(huán)境污染,現(xiàn)場對(duì)水質(zhì)的分析和壓裂微地震監(jiān)測(cè)可知,形成的網(wǎng)縫與斷層連通可導(dǎo)致壓裂液通過裂縫和斷層運(yùn)移和滲流。基于斷層的壓裂液運(yùn)移數(shù)值模擬分析了在斷層存在的情況下,壓裂液滲漏點(diǎn)越靠近斷層,壓裂液的滲流擴(kuò)散越明顯。
[Abstract]:With the large-scale development of shale gas and the increase of drilling numbers, the problem of environmental pollution during drilling and fracturing is becoming more and more serious. Based on the hydrologic and shale geological data and the field analysis of shale gas drilling in Weiyuan area, combined with mineral and petrology and reservoir geology, the geological factors of shale gas drilling process in Weiyuan area are analyzed and explored. By collecting the hydrogeological data of Weiyuan area and analyzing the water quality of shale gas development, it is considered that there is a problem of drilling fluid and fracturing fluid polluting the environment in shale gas development well area. Secondly, through the collection and analysis of drilling fluid leakage in the main stratum of Xujiahe Formation and Maokou group, Qixia group and Jialingjiang group, according to the drilling data, logging data, core slice image analysis that Weiyuan Xujiahe group, Jialingjiang group and Qixia Maokou group stratigraphic structural fractures and dissolved fractures, the leakage of drilling fluid caused by the drilling process, and combined with the formula to verify. Through data analysis and sample experiments, we can see that shale in Weiyuan area is widely distributed, with large thickness, TOC content is generally more than 2mg/g, and the brittleness index is 30%-60%, which is easy to form large scale mesh joints. A prediction model of shale brittleness index, Young's modulus and Poisson's ratio and pressure width value is established. 3 neural network algorithm is applied to determine the relationship between fracture width and brittleness index, Young's modulus and Poisson's ratio in MATLAB R2013B programming. The prediction results show that the prediction accuracy of the RBF neural network algorithm model is high. According to the scale of fracturing, it shows that the high fragility index of shale and the development of microfracture make the fracture scale larger and the network seams penetrate the overlying strata. The experiment shows that fracturing fluid is more prone to seepage and migration under the factors of low viscosity fracturing fluid and overlying high porosity formation. The fault developed in the well area can become a channel for fracturing fluid migration and seepage to shallow strata, resulting in environmental pollution. The on-site water quality analysis and fracturing microseismic monitoring show that the formation of network gap and fault connectivity can lead to fracturing fluid migration and seepage through fractures and faults. The numerical simulation of fracture fluid migration based on fault shows that the seepage point of the fracturing fluid is closer to the fault when the fault exists, the more obvious the seepage diffusion of the fracturing fluid is.
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X741

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本文編號(hào)：1343781