马井地区

马井地区（共3篇）

马井地区 篇1

1 地质背景

马井气田位于四川省什邡市马井-隐丰镇一线, 西接龙门山, 南邻成都平原;构造背景上位于川西凹陷中段成都凹陷带和孝泉-丰谷构造带内, 区内蓬莱镇组广泛发育, 但因后期剥蚀作用强烈, 仅在坳陷中西部保持较好, 已成为该气田的主力产气层位[1,2], 为了取得对该组更深一步的认识, 扩大已有的勘探成果, 需要深入了解该组砂岩储层特征及主控因素。

2 岩石特征

蓬莱镇组储层岩性以浅灰色细粒岩屑砂岩为主, 局部含钙, 偶见泥砾, 横向上岩性差异不大[2]。砂岩中石英最高, 多在54%~72%, 次为岩屑 (23%~40%) 和长石 (5%~10%) ;以方解石胶结为主, 含量多在0~18%, 泥质 (1%~8%) 次之, 另见少量硬石膏;孔隙式胶结, 分选中等-好, 磨圆为次棱角状。

3 储集岩物性特征

蓬莱镇组气藏储层孔隙度一般在6%~13%, 最小值2.28%, 最大值17.44%, 平均值10.85% (见图1) ;基质渗透率一般为0.3×10-3~1.5×10-3μm2, 最小值为0.01×10-3μm2, 最大值为9.341×10-3μm2, 平均值1.029×10-3μm2 (见图2) 。蓬一段和蓬二段储层孔隙度主峰位均在12%~14%, 渗透率的主峰位为0.2×10-3~0.8×10-3μm2。蓬三段储层孔隙度主峰位均在10%~12%, 渗透率的主峰位为0.15×10-3~0.3×10-3μm2。

4 储集空间类型

马井地区的蓬莱镇组孔隙类型主要为溶蚀孔隙, 另外常见有粒间溶孔、残余粒间孔、粒内溶孔 (包括铸模孔) 和少量晶间微孔, 其中粒内溶孔对储层储集性贡献最大, 次为粒间溶孔, 而晶间微孔和残余粒间孔对储集性的贡献较小[3]。孔隙形态不规则, 孔径大小不一, 最大可达165.0μm。平均值为51.8μm, 孔隙以中孔为主。反映出在扇三角洲前缘部位原生孔隙发育较差的岩屑砂岩内, 后期溶解作用对岩石孔隙空间的改造可以形成良好的储层。

5 主控因素分析

储层的主控因素一共有3个方面:沉积作用、成岩作用和构造作用;其中沉积作用主要通过不同沉积相的岩石分选磨圆的不同、粒度的大小、砂岩厚度和来自不同源区母岩类型的差异来影响并控制储层[5];成岩作用是在沉积期后一系列物理化学作用的总和, 包括压实压溶、胶结交代及溶蚀等多种作用来影响孔隙的大小, 构造作用主要是宏观上控制着储层的分布。

5.1 沉积微相对储层的影响

沉积相是沉积物形成一切物理化学条件及其特征的总和, 换言之也就是原始沉积物与沉积环境, 而沉积微相又是其最小的沉积组合, 其对储层的好坏有着至关重要的影响, 在蓬莱镇组砂岩沉积期, 沉积微相一方面控制着原生孔隙度的大小, 另一方面成岩作用阶段原生孔隙的保存和次生孔隙的发育程度也受控于原始沉积物的性质[2,3,4]。

研究区内主要发育有曲流河三角洲、辫状河三角洲和扇三角洲相, 比较而言, 曲流河三角洲各项物性参数明显优于后两者, 其中曲流河三角洲平原河道、前缘河道和河口砂坝在研究区内孔渗性均较好 (见图1~2) , 为良好储层主要发育部位[2,5];辫状河三角洲前缘的水下分流河道与河口砂坝次之;扇三角洲前缘的水下分流河道等微相砂岩物性最差 (见图3~4) 。

5.2 成岩作用对储层的影响

成岩作用是指沉积物埋藏以后受到各种作用的总和, 对于碎屑岩储层来讲, 对物性影响较大的无非就是压实、压溶、胶结、交代、破裂、溶蚀几种, 本研究区以压实、胶结和溶蚀影响较甚, 受破裂和交代作用影响较小。

1) 压实作用。研究区压实作用主要表现为机械压实, 在岩石学特征上为碎屑颗原生孔隙迅速减少, 主要发生于沉积物埋藏后到胶结作用结束阶段, 对储层物性的影响立竿见影。

2) 胶结作用。胶结作用是影响该区储层物性的另一个重要因素, 因各类胶结物占据了粒间孔隙空间而使储层的原始孔隙度和渗透率显著降低。蓬莱镇组砂岩主要有自生黏土矿物, 碳酸盐胶结物, 硅质胶结物, 偶见石盐胶结等其他类型 (见图5~6) 。

(1) 泥质胶结物:通过对扫描电镜的分析发现, 研究区砂岩中黏土矿物主要是伊利石, 其次是伊蒙混层, 偶见少量绿泥石, 这些自生矿物有的无序堆积在孔隙中, 有的附着在颗粒表面, 导致喉道变窄, 降低储层物性。

(2) 硅质胶结物:多以石英的次生加大形式在储集岩中出现, 次生加大使储层孔隙度降低, 喉道变窄, 从而导致储层物性变差。

(3) 碳酸盐胶结物:主要以粒状方解石胶结为主, 其通过堵塞喉道, 从而降低储层物性 (见图6) , 在研究区各类胶结类型中, 碳酸盐胶结物的充填对蓬莱镇组砂岩孔隙的降低影响最大。

3) 溶蚀作用。砂岩储集性能在一定程度上会受到溶蚀作用的改善, 其颗粒及填隙物在一定的成岩环境下会发生不同程度的溶蚀作用, 马井地区溶蚀作用主要晚成岩A阶段, 改造了储层孔隙结构, 形成大量次生溶蚀孔隙 (见图7~8) , 为天然气的聚集提供了储集空间。区内泥屑的溶蚀最为发育, 产生了粒内溶孔, 甚至铸模孔。另外, 见有少量裂缝。

6 结论

1) 马井地区蓬莱镇组储层岩石类型为细粒岩屑砂岩为主, 偶见泥砾, 局部含钙, 横向上岩性差异不大。

2) 马井地区的蓬莱镇组孔隙以溶蚀孔隙为主, 其中粒内溶孔对储层储集性能贡献最大, 粒间溶孔次之, 而晶间微孔和残余粒间孔对储集性的贡献不大。

3) 构造作用主要是宏观上控制着储层的分布。储层主要受控于沉积相和成岩作用的影响, 比较而言, 沉积相中曲流河三角洲相储层物性要明显好于扇三角洲和辫状河三角洲相, 辫状河三角洲次之, 扇三角洲等砂岩储集性最差。成岩作用中储层孔隙的显著下降受控于机械压实作用, 而溶蚀作用则对储层物性起到了一定的改善作用。

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参考文献

[1]王传忠.马井气田蓬莱镇组气藏特征及主控因素分析[J].石油天然气学报, 2009, 31 (4) :227-229.

[2]张慧娟.川西坳陷侏罗系沙溪庙组碎屑岩储层成岩作用研究[D].成都:成都理工大学, 2011.

[3]黎鹏.马井气田蓬二气藏储层特征研究[D].成都:成都理工大学, 2009.

[4]钱利军, 陈洪德, 时志强, 等.川西坳陷中段上侏罗统蓬莱镇组物源分析及沉积相展布特征[J].成都理工大学学报:自然科学版, 2013, 40 (1) :15-24.

[5]陈洪德, 徐胜林.川西地区晚侏罗世蓬莱镇期构造隆升得沉积响应[J].成都理工大学学报, 2010, 37 (4) :353-358.

浅谈马井大桥的加固 篇2

贵州地质情况特殊,原二级公路桥梁均无法达到目前高速公路桥梁的标准。本文以都匀市马井大桥为例,通过综合分析,就该桥梁的加固方案和施工注意事项进行探讨。

1 工程概况

1.1 地质情况

马井大桥位于都匀市墨冲镇南东约3 km处,地貌类型属构造侵蚀、剥蚀、溶蚀型低山沟谷地貌,受构造、侵蚀、剥蚀、溶蚀、冲蚀作用较强烈。大桥斜跨墨冲河,都匀岸桥台为一缓坡,新寨岸桥台则处于稍陡的斜坡上。桥位段植被不发育,桥位区局部有基岩裸露。

1.2 桥梁概况

马井大桥桥梁全长为237.350 m。上部结构为7 m×30 m预应力混凝土T型梁桥;下部结构为钢筋混凝土双柱式墩,桩基础;重力式桥台,明挖扩大基础。

现有贵新公路都匀至新寨段为二级汽车专用公路。目前道路的技术等级低,拟通过技术改造使其达到高速公路标准。考虑拟合后的路线纵、横坡要求,该桥桥面的最大加铺厚度为26.8 cm。

2 病害成因及存在问题分析

2.1 桥梁病害成因

桥梁病害主要是由于施工质量较差和缺乏及时的维修养护所致,而结构普遍存在的结构承载能力不足或不能满足正常使用极限状态要求的问题,主要是由于以下原因所致。

(1)由于道路等级的提高致使铺装增厚,结构自重增大和汽车活载效应的增大。

(2)桥梁经过数年服役,较差的混凝土施工质量等使结构抗力低于其设计抗力。

(3)新规范对结构承载能力和正常使用极限状态的要求普遍高于旧规范。

进行结构计算时,考虑了桥梁结构增加的恒载,并根据对结构的评级结果,将结构的承载力予以适当折减。经计算,T梁的变形、应力等满足规范要求,抗弯承载力不满足规范要求。建议对该桥上部结构进行维修加固。下部结构盖梁支点处承载力和裂缝宽度不能满足要求,需进行加固。

2.2 桥梁的存在问题

该桥在加固前的检测中发现以下问题:

(1)未见跨中设置横隔梁,不符合JTG D62—2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》。

(2)桥面情况一般,有破损老化现象。

(3)伸缩缝宽度似显不足。

3 桥梁加固方案

综合以上病害原因,考虑到施工工艺及费用问题,提出了以下加固方案:

(1)上部结构。

增大截面(增大马蹄高度)和桥面补强层综合加固,并将桥面增厚部分混凝土改用轻骨料混凝土;在T梁跨中及1/4跨处增设钢横隔梁,提高上部结构的整体刚度。

(2)下部结构。

增大截面加固盖梁。

(3)裂缝处理。

当裂缝宽度<0.15 mm时,其对结构内部钢筋锈蚀的影响较小,故对此类型裂缝仅进行表面封闭;当裂缝宽度>0.15 mm时,其对结构内部钢筋锈蚀的影响较大,对此类型裂缝首先开设V槽,然后将V槽封闭并进行压力灌浆处理。对锈胀裂缝,将松动开裂的混凝土凿去,再进行钢筋表面除锈,用环氧砂浆防护。将T梁、桥墩钢筋锈迹清除,并把松动的保护层凿去、洗净,用环氧砂浆修补。

(4)露筋、混凝土剥落处理。

将露筋、混凝土剥落周围松动的保护层凿去、洗净。如果损坏面积不大,可用环氧砂浆修补,如果破坏面积较大,喷注强度等级高的水泥砂浆。

(5)加固施工流程。

加固改造时,要遵守从上至下拆除、由下而上加固的原则,先拆除桥面系(卸载),再加固地基、墩台、主梁;最后浇注桥面整体混凝土层、护栏,更换伸缩缝、泄水管,铺筑沥青混凝土,安装标志、标线等安全设施。当施工有困难时,可适当调整施工程序。

桥梁加固施工流程为:凿出桥面沥青混凝土→按要求拆除桥梁护栏→修复结构蜂窝、剥落、露筋等缺陷→更换破损支座→增大截面加固盖梁→增设横隔梁→对主梁进行增大截面加固→在桥面板上植筋→铺设桥面,铺装钢筋网→制作护栏钢筋并浇注混凝土→浇注桥面钢筋混凝土→防水层施工→沥青混凝土铺装层施工→安装伸缩缝。

4 加固施工中的注意事项

由于该工程是改扩建工程,该桥是在边通车、边施工的复杂环境下进行的,无形中增加了施工的难度。在施工过程中,业主、设计代表及监理多次深入工地现场,发现了诸多问题,特提出以下注意事项。

(1)在施工前,必须对原结构标高、尺寸、桥面结构组成、厚度及桥梁在改建线上的位置等进行复测,并对各维修加固项目的数据进行核查。

(2)长期浸水的墩柱受冲刷严重会引起混凝土剥落,使得钢筋外露锈蚀,造成墩柱承载能力下降,严重时引起桥梁坍塌。可采取沿墩柱一定宽度及深度内浇注混凝土形成围墙,使墩柱与水源隔离,防止水流对墩柱的冲刷,并对原冲刷病害进行处理。

(3)将植筋胶由孔底灌注至孔深约3/4处,待插入结合钢筋后,应使胶充满整个孔洞。

(4)做横隔板在原梁梁肋上留下不少钻出的孔洞,做完横隔板之后,需要尽快将这些孔洞用比原构件混凝土高1个强度等级的环氧砂浆封堵严实。

(5)植筋前,按设计要求将植筋部位表面凿毛,形成6～8 mm的凹凸粗糙面,并清洗干净,再在桥面铺设钢筋网。新浇注混凝土达到设计强度的80%后,涂防水剂,再铺筑沥青混凝土铺装。在植筋后应对粗糙面进行处理,方法是用比原梁混凝土高1个强度等级的混凝土进行补缺填漏。

(6)为避免焊接温度过高对混凝土造成烧伤,可在混凝土上铺一些棉布或采用木板遮挡的方法,并注意在焊接时浇水降温。

(7)横隔板浇注混凝土后混凝土可能会发生收缩变形,拆模后应重点检查新增横隔板与原梁翼缘板和梁肋的接触处,发现有接触不密合的尽快上报相关单位处理。

(8)补强混凝土浇注应按设计规定的程序进行,而且振捣必须充分。厚度薄时应注意避免过振引起的集料沉底、砂浆上翻的现象。由于补强层面积大、厚度薄,新旧混凝土存在龄期差,混凝土浇注完成后应特别注意养护,一要尽早进行养护;二是要延长养护时间,一般要求湿养护时间≮14 d,并根据季节、气候进行调整。

(9)在施工过程中,要切实做好交通保畅工作,完善标志标牌。

参考文献

[1]JTG B01—2003,公路工程技术标准[S].

[2]JTG D60—2004,公路桥涵设计通用规范[S].

[3]JTG/T J22—2008,公路桥梁加固设计规范[S].

马井地区 篇3

1.1 高效桥塞堵漏技术基本原理

高效桥塞堵漏技术是在常规桥塞堵漏技术的基础上引入新型高效堵漏材料 (NTS) , 解决井漏难题。它既利用了常规堵漏材料成本低优点, 节约堵漏成本, 堵漏施工方便快捷, 又可提高堵漏成功率。

高效堵漏剂NTS的特性:NTS是一种短纤维及片状材料组成的复合型堵漏材料, 以片状材料为主;片状材料是一高压实、高强度的抗温材料, 吸水后在一定时间内大幅度膨胀;短纤维材料经过改性、接支有大量阳离子基团, 与地层有强吸附特性。

高效桥塞堵漏技术的堵漏机理:颗粒滞流架桥:利用常规堵漏材料及高效堵漏材料颗粒在裂缝中翻滚架桥, 高效堵漏材料表面的阳离子很易吸附在地层裂缝通道表面, 形成滞流, 进而快速架桥, 一旦架桥, 为紧随其后的颗粒提供了架桥屏障;锲入膨胀承压:不同级配的颗粒迅速堆积, 高效堵漏剂中的片状颗粒能很好地锲入到前面堆积的颗粒中, 在压差作用下使片状颗粒锲紧, 同时, 此片状颗粒材料迅速膨胀, 形成稳定高承压层;封门加固:高效堵漏材料中的含阳离子基团的纤维很快覆盖在漏失层段表面, 其表面的阳离子基团很好地吸附在漏失层段表面, 封门加固, 提高承压能力。

1.2 堵漏配方的优化

以马井构造常用体系的钻井液为基浆, 在此基础上加入常规堵漏材料, 以封堵2 mm裂缝为主, 进行常规堵漏材料粒径筛选及搭配, 材料筛选搭配好后, 配成常规堵漏钻井液为基础堵漏浆, 并在基础堵漏浆加入高效堵漏剂NTS进行承压能力改造。

(1) 经优化后基础堵漏浆配方。若要实现对裂缝的封堵, 则应合理选取桥接堵漏材料的种类、浓度与粒度级配[3]。经多次实验, 对现场常规堵漏浆粒度分布及配方进行了优化。最终确定的基础堵漏浆配方如下:

基础堵漏浆配方:基浆+5%GT-1+4%KSD-1+4%SY-5+7%核桃壳 (各粒级搭配) 。

(2) 筛选高效桥塞堵漏浆配方。为加强基础堵漏浆的承压能力, 在其中加入高效堵漏剂NTS, 据承压能力确定最终堵漏配方。

筛选出的最终堵漏配方:基浆+5%GT-1+4%KSD-1+4%SY-5+7%核桃壳+5%NTS。

筛选出的配方堵漏效果情况:实验最大承压21MPa, 但由于仪器的限制未再往上做承压测试, 故实际承压能力可能更高。

1.3 堵漏施工工艺

(1) 堵漏浆的配制。基本配方:基浆+5%GT-1+4%KSD-1+4%SY-5+7%核桃壳+5%NTS。配制时调整好钻井液性能, 因为堵漏钻井液不论浓度高低, 首先要保持有较好的流动性, 很好的悬浮能力, 防止堵漏剂在替入和静止时上窜, 产生堵漏剂的不均和堆积, 造成在憋压过程中憋压不实, 使之在憋压过程中不能有效的将堵漏剂挤入地层, 故粘度控制在40~50秒之间, 初切力保持在2~4 Pa, 防止加入堵漏剂浓度过高后堵漏浆泵送困难, 同时壁免粘切过低, 较粗颗粒的堵漏材料料吸水后聚集沉淀。配制体积要求要封闭漏层以上至少200 m以上, 钻杆内预留量在3方以上, 以便挤堵。配制时用配浆漏斗加入堵漏材料, 以便使堵漏材料能很好地分布到堵漏浆中, 禁止直接倒入堵漏浆中, 致使堵漏材料结块或飘浮在泥浆上部。配制时先加入常规堵漏材料, 最后加入高效桥塞堵漏材料。

(2) 施工要求。高效桥塞堵漏施工要求排量控制在10~20 L/s;堵漏钻具为光钻杆;注堵漏浆、替浆等作业过程中都要保持井内钻具转动或上下活动 (转动时速控制在30~40 r/min) , 防止钻具粘卡, 如特殊需要需停止转动时要尽可能缩短停止时间。

(3) 施工流程。施工时, 将钻具下至漏层上5~10 m, 注入配好的堵漏浆, 据情况在钻杆水眼内留堵漏浆3~5 m3左右, 注入高效堵漏浆后起钻到漏层上100 m左右, 关井挤堵, 挤注排量控制在10 L/s以下, 挤注附加压力2~3 MPa, 分多次挤注, 使堵漏浆尽可能多地挤注入地层。每次挤注完成后稳压15 min以上, 卸压要缓慢卸压, 不可过快, 一次卸压最多不可超过1.5 MPa。最终挤注完成后关井憋压2 h以上, 再卸压, 起钻至堵漏桥塞上部, 大排量循环观察, 不漏后下钻到漏层, 边活动钻具, 边循环排堵漏材料。

2 川西马井构造井漏原因分析

2.1 井漏基本情况

在该区块部署的井主要是浅井及中深井, 井漏主要集中在表层及中上部井段。表层井漏采取强、下导管封隔解决。中上部井漏主要发生在其主产层井段, 属该构造的上部开发层段, 井漏发生率为30%;井漏集中在马井构造的西南翼及北西翼。漏速:1~45 m3/h到失返, 目前发生井漏的井, 漏失量在25.34~530.5 m3不等, 平均每次漏失量为54.45 m3。漏失层段为蓬莱镇及沙溪庙组地层。

2.2 井漏类型

对该构造6口井的测井曲线, 漏失层段所取37块岩心进行了详细分析;并对井漏跟踪分析18井次, 结合本区块为加大开发力度, 在生产前一般都经过大型酸化压裂的事实, 分析认为:中部井段漏失类型主要为裂缝性漏失及诱导裂缝漏失。

2.3 井漏原因分析

(1) 裂缝或诱导裂缝的存在, 地层承压能力低; (2) 对漏层认识不足, 堵漏配方选择不合理; (3) 承压堵漏作业施工工艺运用不当; (4) 为达到天然气增产目标, 同一层位同一井场往往部署多口井, 且完钻井还进行加砂压裂, 使得地层裂缝延伸更长、更宽、连通性更通畅, 容易导致正钻井的钻井液漏入生产井中。

3 现场应用

3.1 SF37井现场应用

(1) 常规桥塞堵漏施工。实施高效桥塞堵漏前, 井内反复发生3次漏失, 第一次井漏失返, 挤堵成功后, 又发生一次渗漏及一次压井 (钻井液比重由1.4提高到1.5) 后的井漏, 一共进行了两次常规桥浆挤堵和一次随钻堵漏, 分析漏层为同一层位。

(2) 常规堵漏反复井漏的原因分析。①F37井与新浅121-1井轨迹最近距离仅为11.29 m, 为漏层附近, 造成SF37井漏失层位与新浅121-1井采气层位窜通;②堵漏配方不合理, 颗粒偏小, 纤维含量太多;③堵漏工艺不合理, 挤堵量太少, 挤堵承压时间太短。

(3) 高效桥塞堵漏施工。①施工过程:SF37井钻进至井深1204.6 m, 发现液面上涨后关井循环, 排完气后开井循环, 发现井漏, 随后配高效堵漏浆, 进行高效堵漏施工, 注入高效堵漏浆后, 关井挤堵3次, 最大关井套压2 MPa, 累计挤入漏层8.2 m3, 关井静止堵漏, 循环观察, 无漏失, 堵漏成功。②施工效果:SF37井高效桥塞堵漏一次成功, 堵漏至完井及固井期间均无漏失。固井前为防止固井时的漏失, 对地层进行承压试验, 蹩压6.85 MPa, 稳压30min不降, 即当量密度达到2.0 g/cm3地层不漏。

3.2 推广应用

在马井构造的MJ19、MP25-3, MP25-6等井在蓬莱镇发生井漏后, 直接应用高效桥塞堵漏技术, 堵漏均是一次成功, 一次堵漏成功率达100%, 且无复漏, 无反吐;承压试验都接近各井的最大破裂压力, 为确保安全, 未再往上做承压试验, 其中, MP25-6井承压能力经验证达14 MPa。

4 结论

(1) 高效桥塞堵漏技术以新型高效堵漏剂为基础, 主要针对地层的裂缝、诱导裂缝等易发生恶性漏失层段, 有较好的堵漏效果。堵漏工艺简便、经济实用, 能提高一次性堵漏成功率, 避免在同一漏失层段的反复堵漏作业, 缩短处理复杂情况的时间。 (2) 高效桥塞堵漏技术对钻井时钻井液密度低、地层承压能力低、固井时易漏失的井有很好的应用前景。

参考文献

[1]陈曾伟, 刘四海, 林永学, 等.塔河油田顺西2井二叠系火成岩裂缝性地层堵漏技术[J].钻井液与完井液, 2014, 31 (1) :40~43.