万金塔构造特征及其对深层气藏的控制作用

刘玉虎, 曹春辉, 李瑞磊, 韩淑霞, 王晓峰

2017, 39(4): 1-12. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2016.04.14.01

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万金塔地区位于德惠断陷西缘断垒带，其构造特征及变形机理与油气成藏密切相关。综合区域地质、钻井及三维地震解释资料，对万金塔地区构造样式、断裂系统特征、断裂活动期次及应力场进行分析；选取贯穿研究区的两条地质剖面，利用平衡剖面技术进行复原，重塑构造演化史；基于断裂控藏作用，采用权重加权平均算法建立相应数学评价模型，提出"三参数评价法"定量评价深大断裂活动程度。研究表明：万金塔地区历经多旋回构造运动改造调整，构造叠加复杂，形成深部断陷期基底断裂及浅部反转期叠加断裂两套断裂系统。其中，沟通深部和浅部的深大断裂性质呈分段变化特点，在逆冲走滑地区断裂活动程度相对较高，控制了平面上CO₂气藏的富集，反之，在远离活动程度高的深大断裂、二期褶皱构造叠加断裂影响小、靠近沙河子组烃源岩灶的地区可能存在有机烃类气藏的富集。

黔北地区牛蹄塘组富有机质泥岩储层特征

秦川, 余谦, 刘伟, 闫剑飞, 张海全

2017, 39(4): 13-24. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2016.05.12.01

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为全面研究黔北地区牛蹄塘组富有机质泥岩储层特征，对该组7口页岩气调查井和4口地质浅钻的岩芯进行了系统采样，并做了矿物学分析、地球化学分析、孔隙度和渗透率测定、含气性分析等实验。结果表明，牛蹄塘组富有机质泥岩主要发育于深水陆棚相带，岩性以含粉砂炭质泥岩、粉砂质炭质泥岩为主，脆性矿物以石英+长石组合为主，方解石、白云石、黄铁矿等自生脆性矿物含量总体较低；黏土矿物含量较低，变化范围较大，成分以伊利石为主。有机碳含量普遍较高，在1.5%~15.7%，有机质成熟度1.74%~3.40%，总体演化程度较高；平均岩石密度2.52 g/cm³，BET比表面积0.33~33.76 m²/g；微观储集空间以粒间（晶间）孔为主，其次为粒内孔，有机质孔发育较差，微裂缝总体不发育，具有低孔低渗低孔超低渗的储层特征；总含气量0.02~2.05 m³/t，现场解析气中N₂、H₂含量异常，CH₄等烃类气体含量较低。

辽河西部凹陷古近系扇三角洲前缘沉积特征

王珏

2017, 39(4): 25-35. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2016.04.01.01

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针对研究区砂体成因机制不明确的问题，对辽河西部凹陷A区块于楼油层沉积体系进行了分析。应用丰富的岩芯、测井及粒度等资料，对沉积相特征、平面展布及时空演化过程进行了详细描述。结果表明，研究区发育扇三角洲前缘亚相储层，可进一步划分为水下分流河道、河口砂坝、水下分流河道间砂、水下分流河道间泥及前缘席状砂5种微相。目的油层以水下分流河道沉积为主，呈条带状沿北西南东向展布，整体上表现为基准面下降的水退旋回。从下至上，y₂₄^I小层表现为基准面上升后又下降的震荡过程，y₂₃^I小层表现为基准面上升的过程，而y₁₂^I小层表现为基准面下降的过程。储层非均质性受沉积展布与沉积演化的影响。通过对研究区沉积体系的精细解剖，为"相控建模"和进一步的剩余油分布研究提供了坚实的地质基础，为开发方式的调整提供了重要依据。

华庆地区长6致密油储层微观孔喉结构特征

徐黎明, 牛小兵, 梁晓伟, 陈亚娟, 马继业

2017, 39(4): 36-46. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2016.03.28.03

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针对鄂尔多斯盆地华庆地区三叠系延长组长6段致密油储层，应用恒速压汞和微、纳米CT扫描分析等技术手段和方法，开展了微观孔喉结构特征研究。研究结果表明，长6致密油储层孔隙以微米级孔隙为主，纳米级孔隙分布频率较低，主流喉道半径为1.07 μm，平均喉道半径为0.84 μm；平均孔隙半径为140.12 μm，平均孔喉比为281.03，微纳米孔喉特征明显。喉道半径、孔喉比与孔渗关系表明，孔喉特征是影响和制约储层物性的关键因素，孔喉特征参数对渗透率的影响和制约要明显高于其对孔隙度的影响。致密油储层微纳米CT实验表明，致密油储层发育孔喉网络复杂的纳米微米级孔喉系统，且具连通性；微纳米孔隙结构三维重构显示，纳米孔隙一般呈椭圆形、长条形和不规则形，微米级孔隙呈现圆形、椭圆形、三角形和不规则形，石油赋存在较大孔隙的团块状、球形斑点状孔隙结构和微裂缝中。

太行山中南段长城系赵家庄组沉积特征

王青春, 贺萍, 杜江民, 刘荣访, 李伟

2017, 39(4): 47-56. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2016.03.22.04

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前寒武纪沉积地层多因地质时代久远而受到过变质作用的强烈改造，因而沉积作用过程研究难度较大且较为薄弱。以详细的野外地质剖面测制工作为基础，结合区域地质背景资料分析，通过野外岩石类型鉴定、沉积构造鉴别及室内岩相古地理综合分析等，发现太行山中南段长城系赵家庄组发育陆相→海相的沉积岩相组合，主要形成环境为冲积扇相→潮坪相，地层顶底界线清晰，易于识别。赵家庄组完整的地层层序可划分为4段，包括粗碎屑岩层、砂岩页岩互层、页岩层和叠层石藻礁层，岩石类型丰富，地层沉积特征明显，具有明显的沉积环境指示作用，可以作为地质工作者进一步研究前寒武纪沉积环境及早期古生物的一个窗口。

泰国呵呖高原盆地油气成藏组合与资源潜力

王俊, 鲍志东, 吴义平, 杨益春, 何陵沅

2017, 39(4): 57-70. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2016.02.28.02

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针对海外含油气盆地勘探程度较低、资料相对匮乏的问题，以呵呖高原盆地为例开展了成藏组合及油气资源潜力研究，研究中以构造沉积演化成藏的递进控制作用为核心，获得了以下认识。晚古生代新生代，盆地构造演化可划分为两期构造层序TS1和TS2；其中，TS1构造层序内主要充填浅海相滨岸、陆棚、碳酸盐岩台地沉积，TS2构造层序内主要充填陆相冲积扇、河流、湖泊沉积；沉积相控制下盆地内发育两套主要的生储盖组合，结合盆地的主要圈闭类型，进一步划分出已证实二叠系和远景三叠系两个一级成藏组合，4套二级成藏组合；在下一阶段的勘探中，纵向上应侧重于二叠系一级成藏组合的天然气勘探，平面上应重视以Phu Phan隆起为主的盆地中部及以Khorat次盆北部和Sakhon Nakhon次盆西部为主的盆地西部地区，前者发育二叠系一级成藏组合最有利油气勘探区，后者为三叠系一级成藏组合最有利油气勘探区。

密井网条件下钙质胶结条带空间展布研究

吴穹螈, 吴胜和, 秦国省, 陈诚, 张佳佳

2017, 39(4): 71-80. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2016.03.24.03

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综合应用铸体薄片、物性分析等资料，以鄂尔多斯盆地华庆地区长8油组为例，对密井网条件下低渗致密砂岩内部的钙质胶结条带进行了研究，明确了其基本特征，阐明了不同位置胶结条带的发育控制因素，建立了密井网条件下钙质胶结条带的空间展布模式。研究表明，华庆地区长8油组砂岩中，钙质胶结条带广泛发育，主要成分为晚期铁方解石。不同发育位置的钙质胶结条带发育主控因素不一，整体胶结式发育主要受控于粒度，中部式主要受侧向临近泥页岩和长石溶蚀影响，顶底式则主要受到粒度和泥页岩发育程度配置关系影响。不同沉积微相组合和构型界面控制了钙质胶结条带的垂向分布，平面上钙质胶结条带主要呈团块状、条带状分布于研究区中部远离物源的分流河道末端及其附近河口坝中部。总体上，密井网条件下钙质胶结条带在空间上呈厚层粗粒砂体内部"顶底胶结厚延伸远中部胶结薄延伸近"和薄层砂体"整体胶结薄延伸近"的展布模式。

樊庄北部3号煤层现今应力场分布数值模拟

尹帅, 丁文龙, 高敏东, 周广照

2017, 39(4): 81-89. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2015.06.02.02

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为了制定针对樊庄区块北部煤层气井区3号煤层的有效缝网改造措施，利用工区二维地震资料对石炭系二叠系的构造样式及断层特征进行解释，在此基础上，利用压裂法、成像测井及有限元数值模拟方法对山西组3号煤层现今应力场特征进行研究。结果表明，3号煤层主应力满足σ_H > σ_v > σ_h，各主应力随深度的增加而增加，σ_v、σ_H及σ_h的应力梯度分别为0.025 MPa/m、0.018 MPa/m及0.013 MPa/m。3号煤层的σ_H及σ_h均略高于其顶底板砂泥岩地层1.0~2.5 MPa，这种应力特征易造成压裂穿层，缝高难于控制；3号煤层σ_H-σ_h为2.0~6.0 MPa，且随深度增加而增加，这是造成工区埋深相对较浅的煤层压裂效果较好、产气量相对较高的重要原因。研究区现今地应力方向在SN及NNE之间，与喜马拉雅中晚期构造挤压运动相关。有限元模拟显示，煤储层应力场平面分布特征受控于埋深、岩性、褶皱及断层等因素。3号煤层σ_H为15.6~21.0 MPa；σ_h为12.5~16.0 MPa，预测结果与实测值相符。

低渗透油藏储层多尺度裂缝的建模方法研究

刘建军, 吴明洋, 宋睿, 黄刘科, 戴小军

2017, 39(4): 90-103. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2016.06.25.03

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低渗透油藏储层中流体的流动是一个横跨致密基质、天然裂缝、水压裂缝、井筒的典型多尺度力学行为。明确油藏储层中裂缝的尺度分级，建立精确的低渗透储层多尺度裂缝模型，探究多尺度之间的级联耦合作用过程和内在联系，是低渗透油藏渗流研究的关键，也是实现超低渗透油藏有效开发的重要理论基础。根据复杂学科的多尺度关联方法及油藏多尺度裂缝建模的相关文献资料，明确提出了油藏中多尺度裂缝的尺度分级标准，总结归纳了多尺度关联方法和低渗透油藏储层多尺度裂缝模型，分析了按连续介质思想和离散介质思想构建的几种代表模型的优劣。在此基础上，提出了储层裂缝多尺度建模的建议，并指出了低渗透油藏多尺度裂缝建模研究的趋势。

煤层气吸附解吸规律研究进展

朱苏阳, 杜志敏, 李传亮, 彭小龙, 王超文

2017, 39(4): 104-112. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2015.11.12.05

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调研了煤层气吸附理论与实验、水对煤层气吸附解吸过程的影响与煤层气液固吸附理论体系等3方面的研究进展，总结了气相吸附理论在煤层气吸附研究中取得的成果以及水对煤层气吸附的影响作用，分析了气相吸附理论在解释煤层气吸附状态时存在的问题，介绍了最新的液相吸附理论及在此基础上的煤层气复合解吸理论。不同相态的水对煤层气的吸附作用不同，煤样含水饱和度较低时，气相的平衡水可以显著降低煤层气的吸附量；当含水饱和度达到一定临界值时，含水量对煤层气吸附量变化的影响不大；而煤样中含水进一步增大时，注水煤样中液相水可以增加煤层气的吸附量。煤层气的赋存状态与气相吸附规律并不相符，而煤层气的液相吸附理论可以同时解决煤岩在水环境下生烃的条件及气相吸附没有临界解吸压力的问题；在液相吸附的条件下，煤层气的解吸过程是由气相及液相解吸共同控制的复合解吸过程。

存在直线断层的复合模型试井曲线特征研究

刘启国, 金吉焱, 贵富, 李科, 成显安

2017, 39(4): 113-118. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2016.03.02.01

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鲜有文献报道井附近存在直线断层（尤其是断层位于复合油气藏内区）对试井解释的影响，因此，从渗流力学理论出发，首先建立考虑表皮和井筒储集的无限大地层两区径向复合油气藏试井解释数学模型，并通过拉氏变换对模型进行求解，再利用镜像反映原理和叠加原理研究存在直线断层的复合油气藏的无因次井底压力及压力导数曲线特征及影响因素。研究表明，当井到断层距离小于1/2内区半径时，无因次压力导数曲线将由无限作用径向流的0.5水平线变为内区受断层影响的1.0水平线和外区受断层影响的值为M₁₂水平线；当井到断层距离大于1/2内区半径时，无因次压力导数曲线将由无限作用径向流的0.5水平线变为反映外区特征的值为M₁₂水平线和反映外区受断层影响的值为M₁₂的水平线。

热采环境泥岩层应力演化规律及破坏机理研究

王海静, 薛世峰, 仝兴华, 孙峰, 朱秀星

2017, 39(4): 119-126. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2016.04.27.03

摘要 ( 232 )

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深入认识热采环境下泥岩层的应力演化规律及破坏机理，有助于科学有效地解决稠油藏注汽过程中的盖层破裂问题及隔夹层遮挡问题。首先，从理论上定量研究了热采油藏泥岩层的传热、增压机制，分析了变温、变压条件下泥岩层不同的应力演化规律及破坏模式；然后，针对一加拿大热采项目的盖层破坏事件，开展了泥岩盖层热水应力全耦合数值模拟研究，揭示了热采环境下泥岩层的破坏机理及关键影响因素。结果表明，热采环境中泥岩层应力演化主要受热增压影响；孔隙压力远高于注汽压力，峰值位于孔隙水最大热压力系数所对应的温度附近；孔隙压力峰值附近岩层可能发生拉伸破坏和剪切破坏。热采油藏合理注汽方案的制定必须充分考虑泥岩层的热水应力耦合效应。

基于多孔介质中聚合物弹性的相渗曲线研究

唐永强, 吕成远, 侯吉瑞

2017, 39(4): 127-135. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2015.05.12.03

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聚驱相对渗透率曲线对进一步认识聚合物驱的渗流规律具有重要意义，但现有研究并未充分考虑聚合物在多孔介质中的弹性，因此对传统计算方法的聚合物弹性进行修正。设计了一种弹性恢复实验，测定消除弹性后的纯黏压差，来计算聚合物在岩芯中的弹性黏度。将聚合物的弹性以弹性黏度的形式引入相对渗透率曲线的计算。结果表明不考虑弹性黏度，计算的水相相对渗透率偏小。测定了不同分子量和不同浓度聚合物的相对渗透率曲线。结果表明分子量越大，弹性黏度越大；浓度越高，弹性黏度越大。弹性黏度的增大会使油相相对渗透率增大，水相相对渗透率降低，残余油饱和度也随之降低。另外，此方法与传统J.B.N.方法相比，计算的相对渗透率曲线不受到流速的影响，计算结果更加可靠。

页岩气渗流机理研究进展及发展趋势

杜殿发, 赵艳武, 张婧, 刘长利, 唐建信

2017, 39(4): 136-144. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2015.12.24.04

摘要 ( 421 )

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页岩气在复杂孔渗空间的流动属典型的多尺度多场耦合流动。开展页岩气渗流机理研究，有助于揭示页岩气藏中流体运移机制，为后期建立数学模型、开展数值模拟研究及产能评价与预测奠定理论基础。在调研国内外相关文献的基础上，并结合近期已开展的工作，从页岩孔隙结构特征、吸附解吸规律、含气量测试、应力敏感性、储层流体运移等实验内容以及分子动力学方法、直接蒙特卡洛方法和格子Boltzmann方法等微观流动机理模拟方法两方面进行归纳总结，阐述了页岩气渗流机理的研究进展，指出气体吸附程度对渗流规律的影响研究、页岩气多尺度介质流动机理实验评价装置研制、页岩气藏气水两相流动实验与理论研究是未来的发展方向。

储气库井油套环空压力影响因素分析

王兆会, 陈俊, 何学良, 尹宜勇, 刘翀

2017, 39(4): 145-151. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2015.08.20.01

摘要 ( 203 )

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针对储气库注采井密闭环空带压问题，开展了储气库注采井在生产管柱内温度、压力变化时，密闭环空压力计算模型的研究。首先，根据储气库现场实际简化井身结构，建立了密闭环空分析模型。其次，采用管柱弹性力学平面应变理论、物质的热胀冷缩性质及流体PVT状态方程，建立了数理解析模型。最后，根据某井的基础数据得出储气库注采井生产管柱内温度变化是形成密闭环空压力的主要影响因素这一认识；在只考虑温度、压力变化对保护液影响的情况下，可以满足现场工程要求，误差小于5%，计算结果与现场数据吻合较好。计算方法便于现场的环空压力快速预估。

东海某区块致密砂岩钻井液侵入深度实验研究

张海山, 蔡斌, 刘永兵, 石祥超

2017, 39(4): 152-158. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2015.11.02.01

摘要 ( 259 )

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针对东海区块在钻井作业中钻井液对储层造成严重伤害的问题，开展了东海某区块致密砂岩钻井液侵入深度实验研究，研究中采用了电阻测试法和体积法两种方法，通过测量钻井液侵入过程中岩样电阻和钻井液滤液最大侵入量，并根据电阻、侵入量与时间的关系拟合出侵入深度和时间的关系从而计算钻井液侵入深度。获得了花港组下段致密砂岩基块岩样钻井液侵入深度，电阻测试法计算的钻井液侵入深度主要分布在34~49 cm，体积法计算结果为30~56 cm，钻井液侵入储层后伤害程度为78.2%~97.9%，伤害程度均为强。实验研究为东海区块在钻井和完井作业中控制滤失，减小损害程度提供了依据。

海洋浮式平台钻机井架动态响应的试验研究

赵广慧, 梁政, 李毅平, 蒋发光, 叶哲伟

2017, 39(4): 159-167. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2015.04.28.01

摘要 ( 204 )

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深水浮式平台钻机井架在海洋环境载荷和平台运动条件下会受到较大的动态载荷。为评价浮式平台运动对井架动力响应的影响，以某海洋浮式平台及其配套的塔型井架为依据，按照相似原理设计了井架模型及其平台的6自由度运动条件，利用大型地震模拟试验台阵系统实施了动态井架试验。对振动台沿6个自由度方向单独激励以及模拟作业工况、生存工况和设计生存工况的6自由度耦合激励条件下井架各测点的加速度和动态应变进行测试。发现井架对于纵摇和垂荡激励最敏感，而对艏摇激励不敏感；钩载的变化对井架动态响应的影响不大；基于平台在风浪流沿不同方向入射的运动响应，发现在迎风迎浪迎流条件下井架的动态响应幅值最大，受力状况最恶劣。

钻柱系统黏滑振动的自激振动特性研究

汤历平, 祝效华, 石昌帅, 唐建

2017, 39(4): 168-175. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2015.07.07.03

摘要 ( 174 )

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针对当前钻柱系统黏滑振动产生的影响不断增大的问题，研究黏滑振动的自激振动特性。通过建立钻柱系统的黏滑振动力学模型，推导了钻头于黏滞阶段与滑脱阶段的状态方程，并得到其滑脱阶段的振动响应。在得到系统黏滑振动特性的基础上，研究钻头在不同初始条件时相对转盘运动的相轨迹。结果表明，当钻头初相点存在扰动时，其运动均将趋向于稳定的黏滑振动，表现为钻头运动的相轨迹收敛于稳定的极限环。对黏滑振动产生的原因进行分析，结果表明，产生黏滑振动的钻柱系统在黏滞状态与滑脱状态转变时均存在摩擦扭矩的降落，相当于在钻头转动方向作用一个外载，即钻头临界状态转变时存在的负阻尼效应将钻柱的振动调节为自激振动。

嗜蜡菌的筛选及其对稠油流变性的影响

王卫强, 李佳, 王国付, 张晓博

2017, 39(4): 176-182. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2016.06.30.03

摘要 ( 279 )

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由于黏度大、流动性差等，稠油开发和集输面临较大的困难，而利用微生物改善稠油的性能比业界的传统做法更为经济、环保。从辽河油田活性污泥中筛选出一株嗜蜡菌（ZL 7），优化出其最佳培养温度为45 ℃，培养周期为7 d；含菌体的富集培养液（菌悬液）处理稠油7 d后，对稠油有较明显的降黏、除蜡的作用；利用聚焦光束反射测量仪（FBRM）监测稠油的粒径长度分布（CLD）与粒径分布（DDD），发现稠油小粒径所占比率上升，大粒径所占比率下降，粒径平均值较之前有所下降，有利于稠油乳状液的制备及分离。

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