东营凹陷南坡断块类型及其油气封闭性研究

杨怀宇

2020, 42(1): 1-9. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.09.17.02

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东营凹陷南部斜坡带沙河街组发育大量顺向及反向断层组成的断块圈闭，处于有利构造背景下的断块圈闭仅部分成藏，因此，断层的地质属性制约了油气封闭的有效性。从断层的各项属性如活动性、断距、砂地比、断面应力、紧闭指数及SGR因子等入手，针对研究区的顺向断块、反向断块及倾向相反的顺反向组合断块等3种主要类型开展封闭性研究。研究表明，高含砂量层系（沙二段）反向断块更易成藏，顺向断块成藏概率较低；中、低含砂量层系（沙四下亚段-孔店组）顺向、反向断块均可成藏，且反向断块更为有利。此外，倾向相反的共轭组合断块研究表明，斜交式比共线式组合断块的封堵性更好，斜交式断块的主控断层及辅助断层满足经验断层封闭参数，该共轭组合断块亦是有利类型。

哈拉哈塘油田走滑断裂带控储成藏规律初探

张银涛, 孙冲, 王轩, 袁敬一, 尹怀润

2020, 42(1): 10-18. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.08.20.02

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大型走滑断裂带是哈拉哈塘油田奥陶系缝洞型碳酸盐岩控储成藏的关键因素。哈拉哈塘油田位于塔北隆起西斜坡，走滑断裂断距较小，识别难度大，制约了该油田的勘探开发。从哈拉哈塘油田走滑断裂演化特征出发，形成了以多重滤波为基础的地震资料解释性处理研究方法，精细刻画了走滑断裂带，明确断裂空间展布规律，通过开展走滑断裂带控储机理研究，明确了断裂带对油气的疏导作用，形成以断裂带为中心的断溶体油藏描述技术，建立了哈拉哈塘油田断溶体油藏成藏模式，认为断溶体油藏具有“一体一藏”、连通关系复杂的特点，通过精细缝洞雕刻及叠后裂缝预测，提出了哈拉哈塘油田断溶体油藏的评价方法及潜力方向。

辽东湾北部东营组同沉积断裂对沉积充填控制

夏世强, 林畅松, 杜晓峰, 李俊乾, 李虹

2020, 42(1): 19-32. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.07.18.02

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为了探讨东二早期同沉积断裂对沉积充填的控制作用，利用辽东湾拗陷北部区域的岩芯分析数据、钻井、测井及地震资料，对东二下亚段层序划分、同沉积断裂活动性变化及其对轴向曲流河三角洲湖底扇沉积充填演化的控制作用进行了分析。研究结果表明，东二下亚段为一个三级层序，根据最大泛湖面可在内部划分为低位+水进体系域和高位体系域。低位+水进体系域，曲流河三角洲发育在同沉积断裂活动引起的高沉降速率阶段，断裂两侧地层厚度差异大，滑塌形成的浊积在地震上表现为强振幅、低频、高连续性特征，根据钻测井标定，测井曲线呈中高幅度齿状为主，岩性以粉砂岩和泥岩为主，没有明显的沉积构造。而高位域曲流河三角洲形成于同沉积断裂活动所造成的低沉降速率阶段，断裂两侧地层厚度差异小，滑塌形成的浊积在地震上表现中弱振幅蠕虫状杂乱反射特征，测井曲线呈中低幅度钟形或者漏斗形为主，岩性以中粗砂岩为主，局部含砾，沉积构造以软沉积变形构造为主。

南阳凹陷黑龙庙地区近岸水下扇沉积特征研究

吴群, 杨云飞, 王树芳

2020, 42(1): 33-44. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.09.10.02

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为了明确黑龙庙地区近岸水下扇沉积特征及空间演化规律，通过岩芯观察、测井、分析化验及高精度三维地震资料的分析，对研究区的扇体进行研究。结果表明，研究区岩性主要为砂砾岩、砾状砂岩、含砾砂岩、细砂岩。沉积物孔隙类型以砾内溶孔、晶间孔为主，发育块状层理、冲刷面、暗色泥岩撕裂屑、液化构造等反映重力流沉积的构造，此外，也可见小型交错层理、水平层理、板状交错层理等反映牵引流的沉积构造。沉积体划分为扇根、扇中、扇端亚相，其中，扇中辫状水道物性最好，能为油气提供良好的储集条件。黑龙庙地区核桃园组二段可划分为3个亚段，各亚段扇体的发育受基准面升降控制，整体表现出进积型与退积型扇体叠合发育的沉积演化模式。

柴北缘冷湖七号地区碳酸盐胶结物特征及其意义

王晔桐, 孙国强, 杨永恒, 秦彩虹, 李艳明

2020, 42(1): 45-56. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.09.12.01

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碳酸盐胶结物是碎屑岩储层中最常见的胶结物类型，其形成环境、物质来源、反映的成岩温度对储层研究具有重要意义。通过对柴北缘冷湖七号下干柴沟组砂岩碳酸盐胶结物进行岩石学、矿物学和地球化学分析，研究区下干柴沟组砂岩碳酸盐胶结物包含方解石、含铁方解石、铁方解石和白云石等4种类型。碳同位素（δ¹³C_PDB）和氧同位素（δ¹⁸O_PDB）值分别为8.81‰~3.51‰和8.77‰~17.36‰，平均值分别为5.33‰及13.50‰；利用碳同位素和氧同位素计算出古盐度值和古温度值分别为113.61~102.85和63.03~123.06℃，平均值分别为109.66及94.47℃。反映出研究区下干柴沟组所处成岩阶段为早成岩阶段B期-中成岩阶段A期，形成过程受到有机质脱羧基作用影响，成岩环境偏酸性，成岩流体来自碎屑的析出水和大气淋滤淡水。储层物性除了受成岩环境和温度的影响外，与碳酸盐胶结物含量具有明显的负相关关系，随着碳酸盐胶结物含量的增加，储层的孔隙度和渗透率降低。

珲春盆地八连城矿区煤岩孔隙分形特征

王有智

2020, 42(1): 57-68. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.10.10.03

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煤岩孔隙结构特征是评价煤层储集能力和选层压裂的重要参数。综合应用低温氮吸附方法、核磁共振技术和氩离子抛光成像等方法，利用分形理论定量表征孔隙的非均质性，并探讨分形维数的影响因素。结果表明，八连城矿区煤岩有机质孔主要为植物组织孔、粒间孔和气孔，矿物质孔为溶蚀孔和黏土矿物孔。I类曲线显示煤岩发育狭缝状孔和楔形孔。II类曲线表明煤岩瓶型孔发育。核磁共振双峰型T₂谱表明吸附孔较为发育，连通性差。三峰型显示渗流孔和裂隙发育，孔渗条件好。孔隙直径在2~100 nm时，水分含量和比表面积与D₁表现为正相关关系。D₂与灰分含量、平均孔径呈正相关和负相关。孔隙直径在0.1~10.0 μm时，核磁共振法获得D_N1与吸附孔表面积呈正相关，D_N2与渗流孔的孔体积呈正相关；D_M和溶蚀孔分形维数D_C，分别受到黏土矿物和长石含量的控制。因此，氮吸附I型曲线煤层和三峰型核磁T₂图谱煤层利于煤层气的开发。

伊拉克A油田地震异常体识别与成因分析

刘俊海, 徐明华, 王自明, 韩翀, 王海峰

2020, 42(1): 69-77. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.09.10.03

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A油田地震资料上广泛存在地震反射异常，其表现为地震同相轴局部的下凹、错断，目前对地震异常体识别及成因机制未开展深入研究，没有取得明确的认识，影响了研究区油气勘探进程。利用相干、方差、似然等多种地震属性进行了地震异常体识别。结果表明，地震异常体横向延伸距离很短，纵向延伸距离变化较大，从几十米到上千米不等，其在平面上为近似圆形，多数没有明显的分布规律，少数为线状或雁列状分布。根据目的层构造演化过程、地应力及岩芯资料对地震异常体成因进行了综合分析。结果表明，地震反射异常体是溶蚀作用和挤压作用的综合结果。早期目的层发生了溶蚀作用，但溶蚀作用强度在平面上和垂向上分布不均匀，由于后期挤压作用较弱，只在局部脆弱的地方发生了断裂。部分异常体是目的层主要纵向油气运移通道，破坏了下部层系圈闭的完整性。

多级孔板提高井筒气体携液能力实验研究

王其伟

2020, 42(1): 78-83. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.07.24.01

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气井生产时，井底积液会影响气井产量，甚至导致气井停产。加入泡沫剂、更换小直径油管或氮气举升等措施排出井底积液是保证气井生产的重要手段，但造成液体回流的井筒结构并没有变化。改变适合于单相流体的均一井筒结构，降低气液两相流中液体在井筒的回流，提高气体携液能力，形成适用于气液两相流的井筒结构，可以改善气井生产。实验设计了安装于管筒内的类似于倒置漏斗形的多级孔板装置，以井底气体为动能，借助“爬楼梯”原理，利用孔板减少或阻止液体回流，使液体通过多级孔板逐级上升；实验利用气体压缩机提供气源，测试了不同气体流速下，加入孔板对于气体和泡沫携液能力的影响。实验表明，在管筒内加入液体回流限制装置，大幅度地提高了管筒的气体携液能力和排液效果，减少了管筒液体回流量，降低了气体排液和泡沫排液的气体流速临界值。多级孔板可用于气井增产，能够提高气体携液能力，提高泡沫携液效果，降低泡沫剂的使用量和井底残液，但在实际生产中气体流量和装置的匹配性，还有待于在现场试验中进一步验证和优化。

基于钻柱动力学的井筒摩阻系数预测与应用

宋巍, 胡中志, 周岩, 沈园园, 魏纳

2020, 42(1): 84-90. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.07.19.04

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井筒摩阻系数是钻井设计和施工阶段准确预测和控制摩阻扭矩的关键因素，对比摩阻扭矩的实测值与预测值可预防钻井事故的发生。为此，基于钻柱动力学摩阻扭矩计算模型，结合近钻头多参数测量仪实测数据，开展了大斜度井实钻条件下套管段和裸眼段摩阻系数的预测方法研究，结果成功应用于同类型邻井的三开钻进阶段摩阻扭矩分析与控制。现场应用结果表明，实钻井筒套管内摩阻系数0.27~0.29，裸眼段摩阻系数0.39~0.41，均高于经验值；案例井钩载和扭矩预测值与实际值的误差满足施工精度要求，依托摩阻扭矩预测图版实时监测实钻摩阻扭矩的异常变化，保障了该井顺利施工。研究结果可为大斜度井钻机设备优选、井身剖面优化和现场钻井施工方案决策等提供科学依据。

边水稠油油藏蒸汽吞吐后转冷采物理模拟研究

王焱伟, 刘慧卿, 东晓虎, 张琪琛

2020, 42(1): 91-100. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.04.15.01

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针对热采后期开发效果受限的边水稠油油藏，提出热采吞吐后转化学冷采的开发方式，利用高温高压三维物理模拟系统进行了边水稠油油藏物理模拟实验，研究了边水影响下蒸汽吞吐过程的温度场、转化学冷采前后的生产动态特征。结果表明，蒸汽吞吐开发边水稠油油藏的过程中，受边水侵入的影响，油层加热范围呈非对称状，随着吞吐周期的增加，边水附近的油层加热范围明显不断缩小，逐渐形成水窜通道，使得水侵区域附近的油层动用变差；油层加热范围与边水的侵入相互影响，相互制约。降黏剂起到乳化降黏、减缓水侵的作用，结合水侵规律，合理利用边水能量，转为冷采开发可提高34%的采出程度。同时，利用数值模拟确定了该技术所适用的油藏范围。该研究成果对边水稠油油藏的开发具有一定的借鉴意义。

海上轻质油藏水驱渗流阻力特征研究

陈晓明, 刘英宪, 吴穹螈, 刘超, 赵汉卿

2020, 42(1): 101-110. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.02.27.02

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轻质油藏注水井常存在井口压力不断升高的现象，酸化、微压裂等常规措施并不能有效降低井口压力。为进一步探究注入压力过高的原因，以流管模型为基础，依据水电相似原理，开展井间渗流阻力变化规律研究。结合达西定律推导了渗流阻力表达式：渗流阻力与储层形状和总流度有关。而非活塞驱替过程的总流度变化通常分为两种：单调增加（中、高黏），先减小后增加（低黏）。原油黏度较小时，总流度会呈现减小的趋势，渗流阻力随之增加，导致注入压力升高，此时表现在注水井井口压力不断升高，即发生了“伪堵塞”，严重制约油田注水。通过对渤海南部区域不同油田注采井间渗流阻力的计算，得到了能够反应渗流阻力变化规律的无因次阻力系数图版，图版展示了“伪堵塞”可能发生的含水阶段，能够有效指导注水井的治理。结合KL油田群的治理实践，当注水井发生“伪堵塞”时，可采取以下措施：（1）对高破裂压力、低裂缝发育的油藏，实施提压增注；（2）对低破裂压力、高断裂程度的油藏，采取层内生气调驱；（3）对超低原油黏度、埋藏深的油藏，可考虑气驱开发；（3）对多层合采开发油藏，应优先解决纵向水驱矛盾。

基于多评价参数的海上低渗气藏分类方法

袁丙龙, 叶青, 张连枝, 陈之贺, 雷明珠

2020, 42(1): 111-118. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.03.05.02

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中国海上低渗透天然气资源探明储量逐年增加，为了经济高效地动用这部分储量，对低渗透气藏进行合理的分类至关重要。以莺歌海盆地东方区黄流组气田群为例，优选米无阻流量、渗透率、主流喉道半径、可动流体饱和度、含气饱和度、气层厚度6个评价参数，综合应用于海上低渗透气藏分类，建立了海上低渗透气藏的分类评价方法。综合考虑目前海上气藏的开发特点，各分类参数之间的相关性等因素，把低渗透气藏细分为4个亚类，确定了各评价参数的分类界限，并提出了各（亚）类低渗透气藏的开发建议。分类评价方法细化了对海上低渗透气藏的认识，避免了针对不同类型的低渗透气藏采用固定的分类标准带来的分类误差，可以较好地筛选出在目前海上开采技术和经济条件下适合开发的气层，对类似气藏的分类评价也具有一定的借鉴意义。

低渗透储层应力敏感特征探讨

罗川, 周鹏高, 杨虎, 石建刚

2020, 42(1): 119-125. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.01.21.03

摘要 ( 194 )

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学术界对低渗透储层是否存在强应力敏感具有较大争议，给油气生产决策带来困扰。争论的焦点在于，渗透率应力敏感实验过程中岩芯是否发生塑性变形，岩芯与封套之间是否存在微间隙及其对实验结果是否具有重要影响。针对传统实验无法证明岩芯是否发生塑性变形的问题，改进实验方法，在渗透率测试前、后增加岩芯力学测试。根据弹性力学理论和有效应力理论，推导出应力敏感评价的理论公式，并进行了定量计算。实验测试和理论计算结果表明，应力敏感实验过程中，岩芯所受的有效应力小于其弹性极限，岩芯不会产生塑性变形；岩芯与封套之间存在微间隙，对渗透率测试结果及变化规律具有重要影响；低渗透岩芯在低有效应力条件下测得的渗透率具有较大误差；微间隙的存在导致岩芯的应力敏感程度被高估；实验过程中岩芯的应变极小，渗透率变化极其微弱；低渗透储层不存在强应力敏感，一般来说岩石渗透率越低应力敏感性越弱。

苏里格气田气井配产与递减率关系研究及应用

李鹏, 范倩倩, 霍明会, 郑腊年, 岳君

2020, 42(1): 126-132. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.12.07.01

摘要 ( 188 )

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为确定气井在满足一定初期递减率条件下的合理配产，在假设气井初期配产不影响最终累积产气量的前提下，利用Arps衰竭式递减分析理论，明确了新井配产与初期日递减率成正比的关系，将初期日递减率转换为初期年递减率，最终确定了气井配产与初期年递减率的关系，并建立了气井配产降低程度与初期年递减率降低程度的理论图版。同时运用图版可指导新投产气井合理配产并确定气田产能建设工作量。研究认为，通过降低配产达到降低气井递减方式中，气井递减率降低幅度与初期年递减率大小及配产降低幅度有关，而与配产降低的绝对数值无关；初期年递减率越大的气井，通过降低配产而达到降低气井递减的效果越明显；而对于初期年递减率较小的气井，通过降低配产而降低递减的效果不明显。

一种生物合成基钻井液在长宁气田的应用

范宇, 钟成旭, 牟乃渠, 金鑫, 吴鹏程

2020, 42(1): 133-139. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.12.21.01

摘要 ( 200 )

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针对页岩气水平井用油基钻井液环境污染性强、废弃物处理难度大等缺点，开展了一种新型的页岩气井用环保型钻井液体系研究。通过生物合成基础油制备和系统配方性能实验评价，研发了一种以改性植物油为连续相，盐水为分散相的油包水乳化钻井液体系；该体系不含芳香烃等组分，易生物降解，废弃物满足环保标准。将生物合成基钻井液在长宁气田HA平台3口井中进行了应用，应用效果表明，该体系抑制性、封堵性和润滑性好，能保障钻井、电测和下套管等作业顺利施工，环保风险和废弃物处理成本低。

高CO₂含量气藏物质平衡方程及其动储量评价

成涛, 栾雪莹, 王雯娟, 刘鹏超, 吕新东

2020, 42(1): 140-146. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.09.25.04

摘要 ( 172 )

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针对高CO₂含量天然气在气藏衰竭式开发过程中存在的溶解气释放效应导致动储量无法得到有效评价的问题，建立了考虑水侵、应力敏感效应、水蒸气含量以及溶解气释放效应的物质平衡方程。采用PVT实验研究了CO₂含量分别为3.18%~53.90%的天然气混合物在压力由53.01 MPa降低至3.01 MPa的溶解度变化情况，回归得到了溶解度的预测模型。为了研究高CO₂含量对气藏的动储量评价方面的影响，分别利用压降法、考虑应力敏感储量计算模型、考虑应力敏感、水蒸气含量及水蒸气膨胀量的储量计算模型，以及针对高CO₂含量提出的计算模型对A气藏动储量进行计算。研究结果表明，不考虑高CO₂含量天然气的释放效应计算得到的动储量结果普遍偏高，误差范围在（0.69~2.55）×10⁸ m³，因此，高CO₂含量天然气的释放效应在气藏的动储量评价过程中不能被忽略。

压差时量的提出及平面单向流变量的等价性

刘海龙

2020, 42(1): 147-154. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.05.15.01

摘要 ( 197 )

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针对平面单向流主动变化量与被动变化量之间函数关系有待明确的问题，提出了压差时量的概念，开展了平面单向流变量之间函数关系研究，在研究中利用压差时量与累积注入量之间的函数关系，结合Buckley Leverett方程和Welge方程，推导了压差时量与出口端含水饱和度、含水率、累积采油量、采出程度之间的函数关系，获得了以下认识：平面单向流任意两个变量之间存在由参数方程所确定的函数关系，压差时量是参数方程的参数；平面单向流中的变量具有等价性。根据以上认识，以层间矛盾研究为例，利用压差时量概念和变量等价性研究了层间矛盾产生的机理。压差时量的概念和变量等价性的认识，明确了主动变量与被动变量之间的函数关系，建立了驱替过程中各变量之间的等价关系，该认识对相关理论问题和应用问题的研究起到一定促进作用。

长输管道储气调峰对管径选取的影响研究

谢英, 张俊

2020, 42(1): 155-160. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.10.16.01

摘要 ( 185 )

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针对天然气长输管道管径选取问题，开展了将管道储气调峰纳入管径比选的研究，总结了管道末段储气能力及调峰需求量计算方法。以某天然气长输管道工程为例，结合用气的不均匀性，采用稳态仿真模拟和动态仿真模拟相结合的方法，首先，对管道通过能力满足均月均日和高月高日工况时的管径进行水力计算，然后，对小时调峰、日调峰和月调峰的需求量进行分析，根据管道储气调峰能力和调峰需求量对比选取调峰工况下的适宜管径方案。在此基础上，对管道调峰和建设储气库调峰进行了详细经济性对比分析，获得了通过适当增大管径的方式不仅能满足小时调峰和部分日调峰需求、而且经济性更高的结论。研究结果表明，在管径选取时，应将管道调峰纳入管径比选的考虑因素，综合对比得出最优的管径方案。

非等厚度四点弯曲试样环向应力理论研究

练章华, 张琎, 王裕海, 张强, 刘永刚

2020, 42(1): 161-169. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.08.30.03

摘要 ( 243 )

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针对四点弯曲试样标准为等厚度直梁试样，不能真实模拟管件曲梁结构的真实工况，设计了一种外壁为完整的一段圆弧，内壁为一直线段和两段对称圆弧构成的非标准、非等厚度的四点弯曲试样。根据非等厚度的四点弯曲试样结构及其力学模型，推导出了其外壁任意一点环向拉应力与试样加载载荷之间的理论计算公式，建立了该四点弯曲试样的有限元力学计算模型。计算结果表明，文中推导出的理论公式计算出的最大环向应力与有限元法的计算结果误差的绝对值为0.06%~0.33%，几乎没有误差，充分证明了理论公式的准确性，该理论公式为非等厚度四点弯曲的应力腐蚀开裂试验加载参数提供了简便的计算方法。

陇东地区煤层气井油管柱腐蚀机理研究

陈立超, 王生维, 张典坤, 郭丁丁, 任龙锋

2020, 42(1): 170-180. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.07.07.01

摘要 ( 170 )

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煤层气井油管柱腐蚀导致的管柱穿孔和频繁卡泵是制约陇东地区煤层气资源开发的关键因素，确定煤层气井油管腐蚀形貌特征与产物成分，查明其腐蚀机制对于气井管材选型、防护措施改进意义重大。利用扫描电镜（SEM）及二次电子图像（SE）、背散射图像（BSE）对油管柱腐蚀产物膜形貌进行微观表征，采用能谱分析（EDS）标定腐蚀产物元素类型及含量，并通过X射线衍射分析了腐蚀产物的矿相，在此基础上提出本区煤层气井油管腐蚀机理及防护措施：本区煤层气井N80油管钢在高矿化度Cl^-、HCO₃^-地层水环境发生强烈CO₂腐蚀作用，形成多层结构腐蚀产物（FeCO₃）膜，由于腐蚀产物膜与金属基体结合强度低，在井筒流动介质冲刷下易发生剥离，且腐蚀产物膜疏松多孔致密性差，Cl^-易穿过产物膜接触金属基体，形成自催化腐蚀电偶，加速局部阳极溶解，生成大量点蚀坑，加剧了腐蚀穿孔伤害程度。选择含3% Cr油管材、加缓蚀剂（原油）与射孔完井是实现本区煤层气井油管柱整体腐蚀防护的可行措施。

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