埕岛地区古生界构造和地层多样性及形成机制

罗霞

2019, 41(2): 1-9. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.06.09.02

摘要 ( 277 )

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运用三维地震、钻井资料和区域应力场研究结果，探讨埕岛地区古生界构造和地层多样性的形成机制。结果表明，三叠纪末期-始新世，在郯庐断裂左旋→右旋"往返式"走滑运动控制下，埕岛地区古生界经历了"挤压倾伏褶皱、拉张反转成山、差异走滑定型"3个阶段。三叠纪末期，在郯庐断裂左旋走滑运动下，埕岛地区NE-SW向挤压、北西向倾伏褶皱，形成西、中、东3个逆掩断块体，差异隆升作用造成古生界剥蚀程度不一。晚侏罗世-早白垩世，在郯庐断裂左旋走滑运动下，埕岛地区经历NWW-SEE向→NW-SE向拉伸，逆冲断层发生不均衡反转形成西、中、东三排山和"南敛北散"形态。晚白垩世-始新世，在郯庐断裂右旋走滑运动下，埕岛3排山自西向东基底走滑剪切位移不断增大，中排山和东排山在基底剪切下发育的东西向断层和北东向走滑断层相互切割，构造样式和岩性分布更复杂。

磨溪-高石梯区块断层对裂缝分布的控制作用

徐珂, 戴俊生, 冯建伟, 任启强

2019, 41(2): 10-22. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.01.10.01

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为了查明磨溪-高石梯区块断层展布与裂缝分布特征，以地质力学理论为指导，利用地震、测录井、岩芯及相关实验测试资料，识别不同断层类型，划分断层级别，开展裂缝定量预测工作，建立断层与裂缝分布关系模式。结果表明，磨溪-高石梯区块断层在纵向上规模大，延伸长，断开层位多，具有明显的分层性，可划分为3个构造层，且在平面上具有显著的分区性和分带性。不同规模、走向及性质的断层对裂缝的分布影响显著，裂缝密度普遍在1.5~5.0条/m，最高为7.0条/m，高值区主要分布于断层及其周缘。裂缝开度在断层发育带最高可达3 mm。磨溪-高石梯区块是一套断层-裂缝共生系统，主断裂控制次级断裂及裂缝的发育，次级断层控制局部裂缝发育。

泾河油田裂缝型致密油藏地质特征及开发对策

刘忠群

2019, 41(2): 23-32. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.06.04.03

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在阐述裂缝致密油藏地质及开发动态特征的基础上，明确了开发难点，并提出开发对策，可为同类型油田开发提供借鉴。泾河油田储层致密、孔喉细小、连通性差、可动流体百分数低，发育构造和水平层理裂缝，裂缝是高产主控因素。储层可划分为4类，I、Ⅱ类为"甜点"，非均质性强、厚度薄、孔隙度低、含油饱和度低、储量丰度低；油井产量低、产能差异大、产量递减快、累产低、采收率低，开发难度大。开发难点主要有"甜点"精细描述难度大、提高井控储量难度大、提高采收率难度大、能量补充难度大等。针对开发难点，提出了"非连续"性井位部署、水平井分段压裂、滚动建产、优化油藏工程参数、能量补充先导试验、实施低成本战略等6项开发对策。

页岩有机孔成因演化及影响因素探讨

丁江辉, 张金川, 杨超, 霍志鹏, 郎岳

2019, 41(2): 33-44. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.03.05.03

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有机孔作为页岩孔隙系统的重要组成部分，形成于页岩生烃演化过程中，是页岩气生成、扩散和聚集留下的痕迹，也是页岩储层生气、储气能力的体现。在系统调研文献的基础上，结合已有的地质资料，首先，探讨了有机孔的成因，认为有机孔是有机质在生气膨胀力足够强时突破有机质表面大规模发育形成，属于生气膨胀力成因。其次，讨论了有机孔发育的影响因素。结果表明，有机孔发育除受TOC、R_o、有机质类型及显微组分等有机质地化属性影响外，还受有机质塑性特征、有机质赋存形式、次生沥青、压实作用及地层压力系数等的影响，变质阶段有机质的强烈压实变形不利于有机孔的保存，有机质黏附于矿物表面则有助于有机孔的后期保存，而地层压力系数与有机孔的发育具有较好的对应性。最后，以R_o作为主要划分指标，将有机孔的演化过程划分为未-低熟、成熟、高-过成熟及变质4个阶段，有机孔大量形成于高-过成熟阶段。

基于模糊数学的油藏干层识别研究

许晓明, 李彦兰, 孙景民

2019, 41(2): 45-52. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.12.14.04

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在精细油藏地质认识的基础上进行注采精细调整是高含水老油田挖潜工作的重要出路。通过对渤海湾中深层油藏储层的精细认识及实际生产动态资料分析，认为部分与油井相通的水井干层具有一定的吸水能力，因此有效利用干层能够进一步完善注采关系、提高水驱动用程度以最终提高水驱采收率。决定与油层相通的干层是否可以利用的因素多而复杂，将主成分分析方法与模糊贴近度理论结合，利用各判别变量的综合信息建立一种模糊隶属度判别函数的识别方法，既降低了初始变量的维数，又保证了判别函数的全面性及准确性。实例分析表明，模糊贴近度识别方法对干层的有效性识别准确率超过85%以上，用数值模拟方法进行分析对比，干层的有效利用可使注采关系得到了进一步完善，开采效果明显提高。因此，该综合判别法结果可靠，实用性较强，能够指导油田生产实际。

分流砂坝型浅水三角洲储层构型研究

吴穹螈, 陈晓明, 赵汉卿, 张言辉, 曹龙

2019, 41(2): 53-63. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.11.16.10

摘要 ( 309 )

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为了揭示分流砂坝型浅水三角洲储层分布特征及其内部结构，综合应用现代沉积、岩芯、测井和动态资料，根据构型层次分析理论，对渤海海域A油田NmⅡ-1小层进行了精细构型研究，建立了分流砂坝型浅水三角洲构型分级系统，阐明了其内部单砂体的空间配置关系。研究表明，分流砂坝为该类浅水三角洲的主要构型单元，其中，五级构型单元为同期分流砂坝复合体，四级构型单元为单一分流砂坝，三级构型单元为分流砂坝内部增生体。研究区主要发育泥岩、泥质粉砂岩和粉砂质泥岩3种单一期次砂体构型界面；单一成因分流砂坝长约600~1 300 m，宽约400~800 m，厚度约2.5~7.0 m；垂向上呈部分叠置、主体叠置和主体叠加3种接触样式，平面上呈孤立分布、边部侧向拼接和主体侧向拼接3种组合样式，总体呈"早期前积伴随侧向迁移-晚期逐渐超覆加积"式演化。分流砂坝内部发育3种不同成因类型的泥质夹层，其中，顺源为前积倾斜式夹层，垂直物源为侧迭式和垂积水平式夹层，侧迭式夹层发育于近端物源区，垂积水平式夹层发育于远端湖盆区；研究区夹层厚度一般在0.4~1.2 m，延伸多小于300 m。

油气资源评价方法的分类、内涵与外延

赵迎冬, 赵银军

2019, 41(2): 64-74. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.03.16.01

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根据计算基础、计算方式、计算过程的不同，可将油气资源评价方法分为成因法、统计法、类比法3大类，并且这3类评价方法可进一步细分。通过对不同油气资源评价方法的实质与关键问题分析，认为成因法实质上是一种"模拟法"，不同成因法的计算侧重点有所不同，计算过程可看做"递减"模式；统计法通过分析各种统计数据来计算油气资源量，实质上是一种"数据法"，计算过程可看做"递增"模式；类比法通过与刻度区的相似性来确定预测区中油气资源的富集程度，其计算结果往往会受一些敏感参数的影响，实质上是一种"主观认识法"，计算过程可看做"中值"模式。对不同评价对象与不同勘探程度地区需要选择适用的评价方法，以提高可靠程度。本文还讨论了一种新的资源量结果综合法，即结果区间法，可更直观地分析资源量计算结果的分布范围，提高最终结果的准确度。

金坛盐穴储气库腔体偏溶特征分析

齐得山, 李淑平, 王元刚

2019, 41(2): 75-83. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.04.19.02

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国内可用于盐穴储气库建设的盐矿以层状盐岩为主，造腔过程中普遍存在腔体偏溶现象，研究其特征及成因对国内以后盐穴储气库的建设具有一定的借鉴作用。以国内第一个盐穴储气库金坛储气库为研究对象，基于声呐测腔数据，提出了以偏溶系数，即腔体最大半径与同一平面最小半径的比值，来定量表征腔体的偏溶程度，最大半径方向即为腔体偏溶方向。统计结果表明，金坛储气库腔体偏溶系数1.13~11.88，偏溶方向以北东南西向为主。结合夹层、可造腔盐层厚度和地应力数据，分析了腔体偏溶发生的原因，认为造腔过程中夹层的不均匀垮塌可促使腔体发生偏溶；可造腔盐层厚度越大，腔体发生偏溶的可能性就越大，偏溶程度就越严重；地应力方向对腔体的偏溶方向具有重要影响。

济阳拗陷页岩储层水平井裂缝扩展数值模拟

薛仁江, 郭建春, 赵志红, 周广清, 孟宪波

2019, 41(2): 84-96. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.05.21.01

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由于物理实验受到实验条件、数量的限制，难以对裂缝扩展规律开展大规模的研究。因此，在有了一定的岩石力学测试、页岩压裂破裂方式测试以及页岩压裂裂缝扩展物模试验的基础上，开展了页岩压裂裂缝起裂及扩展规律数值模拟研究。基于流固耦合Biot固结理论、Darcy渗流定律，采用最大拉伸强度准则和Mohr Coulomb准则损伤阈值进行单元损伤判断，引入全新的材料分布算法，建立了水力压裂裂缝扩展的有限元计算模型。进行了岩石样本的参数标定试验。采用有限元计算方法研究了地应力、页岩脆性指数、压裂液黏度和层理特征等关键物理参数对页岩裂缝扩展的影响。结果表明，当脆性指数较小时，水力裂缝主要沿最大主应力方向在页岩基质中扩展，难以转向形成复杂缝网。层理胶结强度较高时，水力作用即便在局部压开天然层理，也难以持续以大角度偏离，而只能形成比较单一的裂缝。地应力比、压裂液黏度越低，层理密度等特性越高时，裂纹网络越复杂。

深水浊积砂岩油田含水变化规律精细预测方法

康博韬, 杨莉, 杨宝泉, 张迎春, 苑志旺

2019, 41(2): 97-108. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.05.28.02

摘要 ( 237 )

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受复杂储层特征影响，深水浊积砂岩油田单井动态规律预测难度大，实现单井含水变化规律的精细预测对目标油田而言具有重要意义。以西非尼日尔三角洲盆地Akpo油田为研究对象，根据该油田储层构型的研究成果，综合考虑沉积相、注采井间的砂体连通性及储层非均质性等影响因素，形成一套基于储层特征的生产井含水变化模式划分方法；并通过油藏工程与动态分析相结合的方法，建立一套基于储层特征的单井全周期含水变化规律预测方法；通过分析不同含水变化模式下生产井各阶段的主要矛盾，提出有针对性的优化调整策略；并进一步论证该方法在其他油田中的适用性。结果表明，（1）深水浊积砂岩油田储层构型复杂，储层特征是影响含水变化规律的关键因素；（2）深水浊积砂岩油田单井动态规律差异明显，生产决策必须有针对性；（3）所建立方法首次将深水浊积砂岩油田复杂的储层特征与多样化的单井生产动态规律结合起来，预测结果精度高；（4）研究思路与流程对深水浊积油田具有普遍的适用性。

低渗透储层流体非线性渗流机理及特征分析

孙志刚, 马炳杰, 李奋

2019, 41(2): 109-117. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.05.09.02

摘要 ( 262 )

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基于微尺度渗流效应，分析了低渗透油藏非线性渗流机理，根据力学平衡方程和压汞实验数据，建立了低渗透储层流体非线性渗流数学模型，分析了非线性渗流特征，并引入动态阻力梯度概念，实现对低渗储层非线性渗流的动态表征。结果表明，边界层、流体屈服应力、边界流体体相流体间的表面力对低渗透渗流形成的附加阻力，是非线性渗流的主要原因；非线性渗流特征在不同的驱替压力梯度下一直存在，在低驱替压力梯度下明显，高驱替压力梯度下弱化；采用动态阻力梯度代替启动压力梯度对非线性渗流进行表征更加合理；随着驱替压力梯度的增加，动态驱替梯度曲线特征为先从一个比较高初始值瞬间降落，之后逐渐增大；动态阻力梯度与驱替压力梯度的比值先增大后减小。

页岩储层纳米孔气体传输耦合模型新研究

黄婷, 谭伟, 庄琦, 王国盛, 殷婷婷

2019, 41(2): 118-126. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.07.16.01

摘要 ( 276 )

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页岩气在纳米孔隙的传输过程中受多种因素影响，包括孔隙尺寸和压力、孔隙壁面粗糙度、孔隙力学反应、吸附诱导膨胀反应以及权重因子等。因此需要综合考虑以上因素以及吸附气分子在孔隙中所占空间对气体流动影响的条件下，厘清页岩气的不同运移机制（表面扩散、滑脱流、Knudsen扩散和黏性流动）在不同孔隙尺寸和压力下对纳米孔中总气体流量的贡献率。首先，对页岩气的不同运移方式进行了物理描述及数学表征，然后，在考虑孔隙壁面粗糙度、孔隙力学反应、吸附诱导膨胀反应和权重因子等因素的条件下，建立页岩气在储层纳米孔中的气体传输耦合数学模型，模型可靠性通过格子Boltzmann方法计算结果验证。研究结果表明，当孔径小于10 nm时，纳米孔的总流量主要由表面扩散流量组成，孔径越小，表面扩散流量越大；当孔径为40~250 nm和低压条件下，滑脱流和Knudsen扩散对气体传输影响较大；当孔径大于10 μm时，纳米孔的总流量主要为黏性流量。

特高含水期相渗关系表征新理论与实践

刘浩瀚, 颜永勤

2019, 41(2): 127-136. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.08.04.01

摘要 ( 186 )

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特高含水阶段油水相对渗透率比与含水饱和度半对数关系曲线发生转折，针对传统相渗线性理论难以适用于特高含水期水驱油田开发问题，开展了特高含水期相渗非线性理论研究。采用数学建模方法建立了相渗有理函数，基于局部加权回归理论对参数进行识别，通过构建F-统计量开展拟合优度检验，率先将有理拟合理论应用到特高含水期相渗关系表征。利用贝尔油田、榆树林油田、西峰油田及羊二庄油田实际数据，对比分析传统线性拟合方法、二次多项式拟合方法、指数拟合方法、基于数据变形的线性拟合法，新方法预测精度更高、相关性更强，且能准确反映特高含水期相渗曲线半对数坐标轴弯曲特性；基于新方法的水驱特征曲线预测精度更高、相关性更强。新方法对于改进特高含水期水驱评价方法及开发指标预测具有极强的实用性。

考虑储层参数时变的相对渗透率曲线计算方法

刘晨

2019, 41(2): 137-142. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.08.08.01

摘要 ( 304 )

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针对目前水驱油藏相对渗透率曲线计算方法未能考虑储层参数时变的问题，开展了理论研究。基于新型的近似理论水驱曲线，推导建立了油相指数、水相指数、残余油饱和度下的水相相对渗透率等相对渗透率曲线关键参数的数学表征公式，同时结合残余油饱和度计算方法，构建了一种广泛适用的考虑储层参数时变效应的油水相对渗透率曲线动态计算方法，可直接根据生产数据计算长期水驱后的油藏相对渗透率曲线。应用实例表明，新方法求得油水相对渗透率曲线可有效反映油藏动态规律，为油田可采储量标定、剩余油分布规律研究、特高含水期油藏数值模拟历史拟合等提供了理论支持。

水平井、直井联合开发压力场及流线分布研究

祖琳

2019, 41(2): 143-151. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.07.27.01

摘要 ( 258 )

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针对目前大庆长垣外围低产低效水平井比例较高，亟待开展水平井井组剩余油分布特征规律研究等问题，开展了水平井、直井联合开发注采井网流线和压力分布特征研究。应用源汇理论及压力叠加原理，建立直井、水平井、压裂水平井以及直井与水平井联合开发压力场模型，采用Euler方法对模型进行了求解，模拟了二注、三注和四注3种井网形式的压力场和流线分布。研究表明，不同完井方式水平井组压力场和流线分布特征主要规律一致；水井位于正对水平井的边井位置处，水井与水平井之间易形成线性推进；水井位于非正对水平井的角井位置处，不易形成线性推进，形成大面积的低压力区域；压裂水平井特别之处在于，水井非正对水平井时外侧裂缝压力梯度场大于内侧裂缝。通过与实际井组数值模拟研究的剩余油结果对比，进一步验证了研究结论的准确性，最终达到指导水平井组剩余油分布特征研究及开发调整的目的。

深水井环空圈闭压力管理方案研究

杨向前, 张兴全, 刘书杰, 任美鹏

2019, 41(2): 152-159. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.04.10.01

摘要 ( 268 )

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除油套环空外，深水油气井套管环空圈闭压力无法释放，易造成套管挤毁等事故发生，需对环空圈闭压力进行管理，保障油气井生产安全。计算深水井在温度差下的环空圈闭压力，优化分析适用于深水的环空圈闭压力防治方法，结合管柱强度校核标准，建立深水井套管柱强度校核方法，最终形成环空圈闭压力管理设计方法。对于深水油气井，适用的圈闭压力防治方法为A环空压力释放、通过地层进行压力释放和套管外安装可压缩泡沫；考虑环空圈闭压力时，套管柱强度优选应同时采用平衡法和非平衡法进行套管强度校核；综合考虑防治方法和油套管强度校核结果，最终确定A环空圈闭压力控制范围，深水井环空圈闭压力管理方案研究对深水油气井安全高效开发提供技术支持。

基于误差修正模型的压缩机组性能预测

蒲宏斌

2019, 41(2): 160-166. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.09.10.01

摘要 ( 304 )

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针对前期制定的压缩机组运行方案不切实际的问题，开展了离心压缩机性能预测研究。采用误差修正的思想，以某压气站离心压缩机组为研究对象，运用多变换算法对压缩机组性能曲线进行换算，然后，基于最小二乘法曲面拟合原理对经过相似变换后的性能曲线进行拟合。考虑到压缩机组的劣化情况，运用最小二乘法一元拟合原理获得了性能参数的误差修正模型，并与不同工况下的多组历史数据进行对比分析，由误差修正模型得到的轴功率、压比预测值与其实测值的相对误差在3%以内，验证了误差修正模型的可靠性，为压缩机组运行方案的制定提供了切合实际的生产运行基础数据。

基于MFO算法的全液压压裂车功率节能匹配

杨波, 曹学鹏

2019, 41(2): 167-174. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.12.14.03

摘要 ( 245 )

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针对机械式压裂车油耗和成本较高的缺点，提出全液压压裂车概念，考虑到系统功率损失，提出使用"施工比油耗"衡量压裂车实际油耗，对全液压压裂车进行全局功率匹配，分别建立发动机万有特性、变量柱塞泵效率和整机辅助功率的数学模型，采用自适应惩罚函数法构建惩罚函数，以施工比油耗最低为优化目标建立目标函数，基于MFO算法，以压裂泵需输出的压力和流量作为优化输入参数，优化输出需启动的发动机数量、各发动机转速及其柱塞泵排量共计11个调整参数的最佳组合，结果表明，在全部工况下，全液压压裂车施工比油耗维持在4.55~9.91 L/（60 MPa·m³），且随着负载压力和排量的增加而逐渐降低；与原方案相比，新方案最高可节油35.97%，且节油率随着负载压力的增大而逐渐减小；与机械式压裂车相比，同等工况下，采用新方案的全液压压裂车最高可节油53.74%。

注CO₂采油井油管柱腐蚀速率预测

张智, 刘金铭, 张华礼, 李玉飞, 罗伟

2019, 41(2): 175-184. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.06.07.01

摘要 ( 209 )

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针对注CO₂采油井生产中油管柱存在的腐蚀现象，开展了注CO₂采油井不同阶段的油管腐蚀规律研究。对油管柱CO₂腐蚀进展进行了概述，基于动力学原理与金属的电化学腐蚀理论，考虑油气生产过程的产液量、含水率、井口温度、生产压差、流体流速等因素，得到油管内温度压力分布，研究了CO₂采油井油管腐蚀速率预测方法。对实例井的油管柱腐蚀速率做出了预测，并开展主控因素下油管柱腐蚀速率随时间、井深的变化规律研究。结果表明，在整个吞吐周期中，油管腐蚀主要发生在生产阶段。腐蚀情况预测结果与现场实测腐蚀情况吻合较好。

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