大数据统计在碳酸盐岩油气田开发中的应用

韩杰, 张少伟, 吴江勇, 陈思, 马小平

2018, 40(6): 1-11. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.09.08.01

摘要 ( 241 )

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为解决塔里木盆地下古生界奥陶系碳酸盐岩油气田后续高效井的部署难题，在精细构造成图的基础上，进行有效圈闭的识别和分类，通过海量钻井资料统计分析油气富集规律，重新落实构造对油气的控制作用。结果表明，研究区主要的构造圈闭类型可分为背斜圈闭、断背斜圈闭及与走滑断裂相关的断裂圈闭共3大类6小类；研究区碳酸盐岩储层具有一定的连续性和连通性，油、气、水的分布宏观上和微观上符合油气差异聚集原理。构造圈闭是油气最富集的区域，是高效井集中分布区，油气藏富集模式可分为圈闭内富集型、斜坡全充注型、斜坡半充注型和斜坡全漏失型四种，其中斜坡全充注型和圈闭内富集型是钻探获高效井最有利的地质目标。

精细古地貌恢复指导隐蔽油藏勘探发现

吕振宇, 张新涛, 边立恩, 王军, 刘腾

2018, 40(6): 12-22. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.07.21.01

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精细恢复陡坡带下降盘的微古地貌，探讨沉积期古地貌对沉积的控制作用。基于平衡剖面原理，提出构造沉积恢复法：选取合适机制，对Q构造三维构造模型进行构造恢复和地层压实恢复，减小晚期构造运动对边界断层下降盘同沉积期古地貌的影响。实例对比表明，构造沉积恢复法较传统的残余厚度法能够更准确地刻画盆地同沉积期的微古地貌特征。实际钻探结果证实，运用该方法恢复古地貌可以更精准地预测沉积体系和储层的分布，预测结果与实钻吻合良好，为渤海湾盆地Q构造区大型油田的发现提供了有力支持。

中非裂谷盆地构造演化差异性与构造动力学机制

吕彩丽, 赵阳

2018, 40(6): 23-34. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.09.11.01

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分析了不同空间位置盆地的构造演化差异性，并结合区域构造事件探讨了中非裂谷盆地的构造动力学成因机制。中非裂谷盆地包括两个分支体系：西非裂谷系主要呈左旋走滑双断式结构；中非裂谷系主要表现为单断式右旋走滑结构。研究区内有走滑盆地和伸展盆地两种类型：前者位于走滑断裂带内部，近似平行于走滑断裂带展布，走滑作用强，构造反转明显；后者位于走滑断裂带端部，与走滑断裂带斜交，伸展作用强，构造反转较弱。中非裂谷盆地发育3期裂陷—拗陷构造旋回：早白垩世，中非盆地同时发生强烈的裂陷作用；晚白垩世，不同空间位置盆地的裂谷作用强度差异明显并且经历构造反转；古近纪，只有近NW-SE向盆地发生第三期裂谷作用，而其他盆地处于拗陷期。中非裂谷盆地是非洲陆缘板块构造运动在非洲陆内3个块体差异应力作用的陆内响应，3期裂谷作用的构造动力来源不同：早白垩世中大西洋扩张、晚白垩世南大西洋快速扩张和印度洋扩张双重作用、古近纪非洲板块与欧洲板块主要碰撞及西北印度洋中脊扩张影响。

西非深水浊积复合水道储层连通模式表征

陈筱, 卜范青, 王昊, 陈国宁, 张旭

2018, 40(6): 35-46. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.07.27.01

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采用储层表征、构型刻画相结合的方法综合分析K油田A油组水道体系内部连通特征。基于岩芯、测井资料，分析深水浊积扇岩芯特征及测井响应特征；以单井相划分为基础，结合地震反演和平面属性特征，刻画浊积水道沉积相空间展布。采用井震结合的方法，分别从垂向、侧向对复合水道的空间几何关系进行剖析，归纳出4类15种构型样式，并总结出深水浊积复合水道构型演化规律。研究表明，深水浊积水道包含主水道、砂质天然堤两类亚相。主水道储层物性、均质性优于天然堤。复合水道在垂向上按照接触关系分为孤立式、叠加式、切叠式3类，在侧向上按照搭接程度可分为雁列孤立式、雁列叠加式和雁列切叠式，同时按摆动叠置关系可分为摆动孤立式、摆动叠加式和摆动切叠式。深水复合水道由近源至远源划分为5个区域，由近及远水动力强度经历了由弱增强再次减弱的过程；水道构型在近源以垂向孤立式为主，在中部随水动力增强，切叠、叠加样式增多，远源呈现摆动孤立式；由此水道连通性呈现从弱至强再减弱趋势。深水浊积复合水道具有多种构型样式，连通关系较为复杂，水道构型及连通性随水动力变化呈现规律性演化。

川中大安寨段致密油储层储集特征研究

刘红岐, 李博, 王拥军, 田杰, 孙杨沙

2018, 40(6): 47-55. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.06.28.01

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通过岩芯观察、铸体薄片鉴定、SEM扫描电镜等方法对川中地区下侏罗统大安寨段致密油储层储集空间特征进行研究，发现川中大安寨段致密油储层发育大量微裂缝，储集空间则以溶蚀孔洞、粒间溶孔、粒内溶孔、晶间微孔、有机质孔等次生孔隙为主，原生孔隙几乎均为微米—纳米级微孔。利用CT扫描技术建立大安寨段致密灰岩储层微观储集空间三维模型，发现该段致密灰岩基质内部存在大量能够赋存油气的储集空间，同时认为，大安寨段孔喉系统可大致分为孤立孔型和孔缝型两种。根据该段储集空间特征及孔缝配置关系将大安寨段储层分为孔隙型、孔缝型、裂缝型3类储层，其中，孔缝型储层分布较广，裂缝型储层初期产能最高，孔隙型储层具有长期稳产的特点，具有开发潜力。

压实作用和胶结作用对鄂尔多斯长₈储层的影响

王钊, 邱军利

2018, 40(6): 56-68. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.07.28.01

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为探讨压实作用和胶结作用对鄂尔多斯盆地长₈储层孔隙度的影响，将长8储层按区域分为5个体系，运用矿物岩石学和统计学方法对压实、胶结作用进行系统研究。对压实率、胶结率、孔隙度变化与压实胶结作用的相关性进行定量计算。研究发现，压实作用具有早期快速埋深和埋藏时间长的特点；胶结作用发生于整个成岩过程，包括硅质和碳酸盐胶结。压实率统计表明，储层处于中等—强压实程度。压实作用造成的长₈¹层各体系孔隙度损失：东北 > 西北 > 南部 > 西南 > 西部；长₈²层：西北 > 西部 > 西南 > 东北 > 南部。压实孔隙度损失平均大于19%。胶结率统计表明，储层为弱中等胶结，胶结孔隙度损失在11%~16%。胶结作用造成的长₈¹层各体系孔隙度损失：西部 > 东北 > 西北 > 南部 > 西南，长₈²层：东北 > 南部 > 西部 > 西南 > 西北。压实作用对孔隙度造成的损失比胶结作用大，是鄂尔多斯长₈储层物性的主要破坏作用。

江汉盐湖盆地油气形成与运聚特征

黄华

2018, 40(6): 69-76. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.04.26.02

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为厘清陆相盐湖盆地油气形成和运聚特征，以江汉盆地潜江凹陷潜江组为研究对象，通过岩芯分析的古生物、地球化学测试数据等，恢复盐湖古环境，分析盐湖沉积特征，厘定烃源岩发育及其演化特征，探讨油气排烃及运聚特征。研究结果表明，盐湖干湿交替周期变化的古气候，造成了湖盆咸淡交替，形成了碎屑岩、碳酸盐岩、蒸发岩有规律地韵律沉积，沉积岩性为成分复杂的混积岩；盐湖优质烃源岩发育在咸淡转化期，盐湖烃源岩演化相对滞后，发育未熟低熟油演化阶段；特殊的盐湖沉积特征导致了烃源岩排烃效率低，形成了规模巨大的烃源岩油藏；油气主要沿侧向运移，常规砂岩油藏具有顺层、近源、砂控、源控的特点。陆相盐湖盆地的沉积、油气形成与运聚特征与海相或淡水湖盆具有明显差异性，在勘探中应当引起重视。

金坛盐穴储气库上限压力提高试验

井岗, 何俊, 陈加松, 杨林, 李建君

2018, 40(6): 77-84. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.11.09.02

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为了精确获取造腔层段最小主应力以确定盐穴储气库上限压力，确保气腔安全稳定运行且最大限度地发挥盐穴储气库的功能。在金坛储气库进行小型水力压裂地应力测试，测量5个层段的最小主应力，选取注采B井套管鞋处最小主应力22.5 MPa的80%，即18 MPa作为理论上限压力。上限压力的确定需进行数值模拟，研究表明，注采B井在上限压力18 MPa下满足气腔稳定性和密闭性的要求。根据注采站压缩机技术参数和安全考虑，金坛盐穴储气库确定了上限压力提高0.5 MPa的方案，且提压过程中利用实时微地震技术监测腔体及围岩的稳定性。经过现场提压试验，注采B井上限压力达到17.5 MPa，库容从3 481.06×10⁴ m³增加到3 590.39×10⁴ m³，工作气量从2 137.02×10⁴ m³增加到2 246.15×10⁴ m³，增加了5.11%。研究认为：虽然盐穴储气库行业普遍采用最小主应力的80%~85%的经验值作为盐穴储气库上限运行压力，但采取的上限压力需要进行数值模拟。通过理论模拟研究和现场试验，金坛盐穴储气库上限压力可以从当前的17.0 MPa提高到17.5 MPa。

岩石孔隙结构表征与流体输运可视化研究进展

宋睿, 汪尧, 刘建军

2018, 40(6): 85-105. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.07.18.03

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孔隙结构特征的室内测试技术主要分为间接测试和直接测试两大类。前者主要以获取孔径分布等特征统计参数为主的流体注入法及孔隙流体饱和度的反分析法。后者主要为以获取孔隙结构图像为目的的光学辐射法。微观渗流物理实验可以实现孔隙空间中流体流动形态的可视化监测与分析，获取宏观条件下难以观测的实验现象，有助于孔隙尺度下渗流及驱替过程中复杂流动行为的微观力学机制分析。基于岩芯微观孔隙结构图像的模型重建是一种实现孔隙结构精细化表征与流体输运特性可视化研究的数值分析手段。基于不同的表征思想，多孔介质内流体输运控制方程可分为分子动力学模拟、格子玻尔兹曼模拟和计算流体动力学模拟。主要通过泊肃叶定律和准静态模型实现孔隙尺度流体流动和驱替过程的模拟。

基于树状分形网络的裂缝性气藏试井模型

张本健, 曹建, 邓清源, 李旭成, 王宇峰

2018, 40(6): 106-114. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.03.22.01

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针对裂缝性气藏试井渗流问题，基于树状分形网络对径向流动模拟的优越性，使用树状分形网络模拟气藏裂缝系统，并将树状分形网络嵌入到气藏中，提出了基于树状分形网络的裂缝性气藏试井模型，计算出试井模型的流动动态特征典型曲线，分析了长度比、直径比、分叉角度、总分叉级数和分叉级数对拟压力动态特征的影响，长度比、分叉角度和分叉级数主要影响动态特征典型曲线中基质系统向裂缝系统窜流阶段，总分叉级数主要影响总系统径向流阶段，直径比影响除井筒储集阶段外的所有阶段。结果表明，树状分形网络能够很好地模拟裂缝性气藏的渗流特征。

中煤阶煤层气井排采阶段划分及渗透率变化

夏鹏, 曾凡桂, 吴婧, 王晋, 冯绍盛

2018, 40(6): 115-123. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.05.08.01

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煤层渗透率动态变化规律是煤层气开发所面临的重点问题之一。根据无因次产气率划分煤层气井排采阶段，结合等温吸附实验下煤层气的解吸过程确定排采阶段分界点位置。通过物质能量动态平衡理论建立中煤阶煤储层渗透率评价模型，从渗透率变化趋势、主导机制、产能动态等方面，阐释了中煤阶煤层气井不同排采阶段煤储层渗透率动态变化特征与控制机理。结果表明，排采过程中，煤储层绝对渗透率发生“先降低—后回返—再上升”的动态变化。排水阶段水相有效渗透率迅速下降，气相有效渗透率为0。储层压力降低至临界解吸压力后进入产气阶段，气相有效渗透率迅速增加，水相有效渗透率缓慢降低。产气量衰减阶段绝对渗透率开始下降，在滑脱效应影响下，气相有效渗透率仍然保持缓慢上升，水相有效渗透率降低。

热水吞吐开采水合物藏数值模拟研究

夏志增, 王学武, 王厉强, 白雅洁

2018, 40(6): 124-130. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.01.10.02

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天然气水合物资源潜力巨大，高效的开采方法是实现水合物资源开发利用的关键。热水吞吐法广泛应用于石油工业，为加强对热水吞吐法开采水合物藏规律的认识，结合实际水合物藏参数，使用数值模拟方法，研究了水平井热水吞吐条件下水合物藏的开采动态规律，并与单纯降压与单纯注热的开发效果进行了对比。结果表明，热水吞吐开采水合物藏时，产气速率呈周期性变化，随周期数增加，周期生产时间变长，分解气速率整体呈上升趋势，开发效果变好，但分解气的采出比例偏低，需要采取合适措施提高其采出比例；水合物的分解以水平井筒为中心逐渐向外扩展，但受效范围主要在近井区域；热水吞吐开发水合物藏兼具降压和注热的作用，且开发效果比降压或注热单独作用时好，能够获得更高的产气量、分解气量和水合物分解程度。

煤层气水平井随钻地层判识技术研究

张禾, 张弓

2018, 40(6): 131-138. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.03.18.01

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煤层气水平井是提高煤层气单井产量的有效技术措施，为确保煤层气水平井的有效钻遇率，需要进行随钻地层判识，进而对钻井施工过程实施地质导向。现有的煤层气水平井随钻地层判识技术大都以井下随钻数据进行分析，判识准确率有待提高。针对目前中国煤层气水平井钻井过程中普遍采用的仪器组合方式，在满足煤层气低成本开发的客观要求的前提下，选取了自然伽马、声波时差、补偿密度、补偿中子4个参数进行分析，采用支持向量机算法对上述测井参数进行归一化处理，根据随钻地层判识要求选择了符合条件的核函数，对相关参数进行了优化，通过对输出结果的分类实现了煤层气水平井随钻地层判识，判识准确度满足现场应用的要求。

采动影响下浅埋输气管道与土体耦合作用机理

曹正正, 郭帅房, 徐平, 蔺海晓, 陈家瑞

2018, 40(6): 139-147. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.10.12.01

摘要 ( 186 )

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针对地下煤炭开采对采空沉陷区内浅埋输气管道变形破坏的采动影响，根据采动过程中埋地管道与土体相互作用的基本特征，将采动过程中管土相互作用划分为管土协同变形、管土暗悬空和管道明悬空3个阶段。根据各阶段中埋地管道的力学特征，分别采用弹性地基梁、均布载荷作用下的弹性梁和纵横弯曲弹性梁模型对非沉陷区的管道、沉陷区内处于协同变形的管道和沉陷区内处于悬空状态的管道进行力学分析，建立各阶段下埋地管道的分段弹性梁力学模型；并结合各分段弹性梁的边界条件，分析各阶段下管土相互作用的极限状态，得到埋地管道失效的临界判据，进而建立采动影响下浅埋输气管道与土体作用机理分析方法。

基于双流体模型的人工煤气管道腐蚀预测

商博军, 李长俊, 胡镁林

2018, 40(6): 148-156. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.05.28.01

摘要 ( 163 )

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人工煤气管网中广泛存在的多相流动腐蚀是造成人工煤气管道减薄的主要原因。针对现有检测技术难以检测输送复杂介质管道的剩余壁厚的问题，以昆明市燃气管网为例，基于双流体模型进行人工煤气管网的多相流动分析，采用实验与理论研究相结合的方法，确定了人工煤气管道的腐蚀特征，计算得到管道的腐蚀情况，结果表明：管道腐蚀程度主要与持液率和CO₂分压相关；采用多相流动仿真模型平均腐蚀速率为0.054 3 mm/a，全动态多相流模拟的腐蚀预测结果存在明显误差；建立的人工煤气管网腐蚀速率预测模型误差平均值为8.9%，优于全动态多相流模拟多相流腐蚀预测结果。

冲积扇油气管道坡面侵蚀灾害因子分析

王庆栋, 汪鹏飞, 王子帅, 潘松杰, 李策策

2018, 40(6): 157-164. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.12.08.01

摘要 ( 177 )

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坡面侵蚀是管道破坏的重要地质灾害之一，且其过程复杂，各指标因子相互作用。基于熵权法确定指标权重，距出水口距离所占权重最高，达24%。通过GIS沿管道两侧50 m建立缓冲区，利用空间加权叠加分析，得到缓冲区侵蚀强度。以灾害点侵蚀强度为统计指标，对坡面侵蚀的抗冲性、渗透性、植被、坡度、距出水口距离、水量6类指标进行统计分析。结果表明，坡面侵蚀强度与渗透性、坡度、水量呈现较好的正相关；抗冲性、植被与侵蚀强度具有一定程度的负相关关系；整体而言，侵蚀强度随距出水口距离的减小变高。

烷基胺插层蒙脱土的阳离子交换容量研究

谢刚, 罗平亚, 邓明毅

2018, 40(6): 165-171. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.08.08.02

摘要 ( 169 )

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针对烷基胺作为插层抑制剂抑制黏土矿物水化膨胀缺少定量评价方法的问题，开展了烷基胺（己二胺和支化聚乙烯亚胺）插层蒙脱土的阳离子交换容量研究，研究中采用了红外光谱法表征了烷基胺-蒙脱土复合物，采用了不同阳离子交换容量法测量了烷基胺插层蒙脱土复合物的CEC值，并且通过光电子能谱法进行了定性验证。研究发现，氯化铵-乙酸铵法不仅能准确测量蒙脱土的CEC值，也能准确测量烷基胺-蒙脱土复合物的CEC值。支化聚乙烯亚胺比己二胺能置换更多的交换阳离子，暗示了伯胺基团数量越多，抑制性能越好。因此氯化铵-乙酸铵法可以定量测定烷基胺插层蒙脱土复合物的CEC值，为评价页岩插层剂的抑制性能提供一个准确的定量评价方法。

钻机柴油机二级涡轮增压系统优化与流场分析

钟功祥, 向令, 穆伯锋

2018, 40(6): 172-180. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.03.15.02

摘要 ( 195 )

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以济柴190系列柴油机的真实尺寸和实验数据为依据，对二级涡轮增压器的改造方案进行了分析，确立了二级涡轮增压器连接方案。在GT-Power中建立发动机模型并验证了模型的可靠性，在GT-Power中对二级涡轮增压器进行仿真计算并与原机涡轮增压器进行了对比分析；建立流道模型，设置合适的边界条件对二级涡轮增压系统的内部流场进行分析，分析了原增压器和二级涡轮增压系统的压气端和涡轮端的内部流场分布和运行状况。研究发现新的涡轮增压系统较原机相比的加速性能、动力性能、低转速特性都有提高，相同时间内新增压系统的进气流量更多，使燃油的燃烧更加充分，大大降低了燃油消耗率和废气中氮氧化物的含量。

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