克深气田储层地质力学特征及其对开发的影响

江同文, 张辉, 徐珂, 王志民, 王海应

2020, 42(4): 1-12. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2020.04.09.01

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克拉苏构造带深层裂缝型致密砂岩气藏经历强挤压构造变形，复杂的现今地应力场和天然裂缝系统导致储层非均质性和各向异性较强，不同构造之间和同一构造不同位置的气井产能差异明显。为明确影响该区天然气开发中的地质主控因素，在井筒一维地质力学参数评价和构造格架搭建的基础上开展了克深气田储层地质力学建模，深入分析克深气田多个构造带储层岩石力学性质、现今地应力场及天然裂缝的发育特征，归纳总结不同构造带、同一构造带不同部位及不同层位的储层地质力学特征，并结合克深气田典型井的开发现状，建立地质力学特征与产能的关联，最后，针对不同类型的气藏分别提出与之匹配的布井原则。研究表明：（1）不同构造类型气藏地应力场分布特征差异较大，应力方位与天然裂缝产状之间的关系也有明显不同；（2）气藏内储层地质力学属性呈现自分层特征，其直接影响储层孔隙度和渗透率分布；（3）气藏内部处于应力低值、裂缝走向与水平主应力方位之间夹角小的位置，储层渗透性能较好，单井产能更高。研究不仅为储层评价和气藏描述提供了有力的补充，同时也为井位优化提供有利的依据。

川北大安寨生屑灰岩储层主控因素及预测思路

王伟东, 彭军, 夏青松, 段冠一, 孙恩慧

2020, 42(4): 13-21. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.03.04.06

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为明确川北地区大安寨段湖相生屑灰岩储层发育的特点及主控因素，寻找有利储层发育区，综合钻井岩芯描述、薄片鉴定、扫描电镜观察、测试分析等手段，开展区内沉积学、储层特征研究。研究结果认为，川北地区大安寨段为浅湖-半深湖相沉积，浅湖亚相发育介屑滩、滩间洼地、浅湖泥微相，半深湖亚相发育滩前湖坡、半深湖泥微相；储层岩石类型以介屑灰岩为主，储层物性总体较差，平均孔隙度为1.18%，渗透率普遍小于1 mD，具有特低孔、特低渗的特征；储集空间类型主要为溶蚀孔、洞和裂缝。储层类型以孔隙裂缝型储层为主，裂缝孔隙型储层及裂缝型储层均有发育。以此为依据，分析并探讨了湖相生屑灰岩储层发育的控制因素，认为有利沉积相带、建设性成岩作用、裂缝系统控制了大安寨段储层的发育。结合大安寨各层段地层特点提出了有针对性的储层预测思路。

平移型点坝形成机理与沉积特征

赵晓明, 冯圣伦, 谭程鹏, 冯莫沉, 唐春

2020, 42(4): 22-36. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.01.11.04

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作为曲流河沉积中主要结构单元，平移型点坝（Translational point bar）的研究还相对滞后。通过文献调研和现代沉积观察对平移型点坝的成因机理及沉积特征进行了总结。研究表明，低位时期的下切谷及同沉积断层限制条件是平移型点坝发育的基础。根据平面形态变化，平移型点坝可划分为点坝主体和点坝尾部两部分。点坝主体以粗粒沉积为主，且在顺水流方向上沉积物保存程度增大、粒度逐渐减小；当水流以不同角度冲击外岸时，会形成两种不同模式的点坝尾部沉积，即以细粒沉积为主的反向点坝沉积（Counter-point-bar deposits）和以粗粒沉积为主的涡流堆积（Eddy-accretion deposit）。最后，通过三维岩相模型，平移型点坝内泥质侧积层的分布范围和砂体厚度的差异性进一步明确，点坝主体部分的砂体具有连通性好、砂体厚度大的特征，而点坝尾部砂体连通性较差、砂体厚度较薄。

深水浊积水道储层构型叠置关系定量表征探索

李晨曦, 王亚青, 杨希濮, 卜范青, 段瑞凯

2020, 42(4): 37-46. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.01.31.01

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为精细刻画深水浊积复合水道砂体内部单一水道砂体之间的叠置关系，对尼日尔盆地AKPO油田Z油藏开展了定量表征的探索。研究发现，深水浊积水道储层单一水道砂体间不同的叠置关系可以采用“叠置比例”参数进行定量表征，该参数可进一步细分为垂向叠置比例和侧向叠置比例；单一水道砂体间的叠置比例与其所在的复合水道砂体弯度存在一定的相关性，而水道弯度与所在盆地坡度、物源供给等地质因素高度相关；单一水道砂体间的叠置比例与复合砂体内部的连通性存在相关性，且可拟合“连通系数”作为判断储层内部连通性的参考。研究表明，叠置比例是重要的桥梁，可在砂体叠置样式、形态与储层连通性、开发效果间建立数学联系，是开展深水浊积砂体精细表征和数字化研究的有效手段之一。

方正断陷多期构造叠合构造解析及模式分析

吴景峰, 蒙启安, 付晓飞

2020, 42(4): 47-54. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.03.02.01

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为了理清方正断陷多期构造叠合引起的盆地变形，断陷内部构造样式多样及构造解析存在多解性的问题，通过对地震资料的重新梳理、区域构造特征及郯庐断裂演化的分析，结合伸展、走滑拉分、走滑挤压以及后期抬升剥蚀等多期构造叠加对方正断陷的影响，对构造解析提出了新的认识和方法，并建立了方正断陷伸展-走滑-挤压三维应力模式。研究认为断陷西部改造程度弱，继承了断陷初期白垩系盆地的伸展模式，断陷东部后期挤压推覆改造强度大，伸展模式已不适用，必须考虑逆冲推覆构造的影响，断陷中部发育的伊汉通断裂走滑特征明显，花状构造发育，以伊汉通断裂为界断陷东西两侧表现为不对称差异走滑断陷特征，伊汉通断裂两侧应用走滑模式解析，因此，对于多构造叠合断陷盆地不能单纯地用伸展模式来解析，更应考虑后期的改造模式，在此基础上形成了一套复杂断陷盆地构造解析方法。

东营凹陷细粒沉积岩岩相组合特征

宁方兴, 王学军, 郝雪峰, 杨万芹, 丁桔红

2020, 42(4): 55-65. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.11.07.01

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综合应用岩芯、薄片、全岩X射线衍射等资料，根据岩石组分、沉积构造、TOC和碳酸盐晶体结构等指标划分东营凹陷沙四上-沙三下亚段细粒沉积岩岩相，该段主要发育富有机质纹层状隐晶泥质灰岩、富有机质纹层状微晶泥质灰岩、富有机质纹层状灰质泥岩、富有机质层状泥质灰岩、富有机质层状灰质泥岩、富有机质块状灰质泥岩、含有机质层状灰质泥岩和含有机质层状膏质泥岩相等8种岩相。结合地球化学元素资料恢复的古气候、古盐度、古水深及古水体的氧化还原性和古物源等指标恢复细粒沉积岩的沉积环境，进而明确不同沉积环境细粒沉积岩岩相组合特征及成因。在此基础上，建立了东营凹陷沙四上-沙三下亚段细粒沉积岩的沉积模式。该成果对陆相页岩油勘探有重要指导作用。

桑托斯盆地盐下CO₂聚集条件及对油气成藏影响

贾怀存, 康洪全, 李明刚, 程涛, 侯波

2020, 42(4): 66-72. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.12.04.01

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巴西桑托斯盆地盐下层系是近几年世界油气勘探的热点地区，但盐下已发现的油气田中普遍含有CO₂。通过对CO₂含量、CO₂碳同位素和伴生氦气同位素分析，明确桑托斯盆地盐下油气田中的CO₂成因类型主要为幔源无机成因。从CO₂成因类型出发，结合对桑托斯盆地盐下已发现油气田中CO₂含量与基底断裂展布关系，提出紧邻基底大断裂的油气田中CO₂含量往往高于远离基底断裂的油气田。同时，通过对桑托斯盆地盐下典型油气田中的CO₂形成条件和聚集成藏特征分析后，认为火山活动和晚期活化的基底断裂是桑托斯盆地盐下CO₂聚集成藏的主要控制因素，其中火山活动为CO₂的聚集成藏提供气源条件，晚期活化的基底断裂为CO₂聚集成藏提供了有利通道条件。受后期大量幔源CO₂源源不断地注入影响，油气藏中的油气组分发生蒸发分馏作用，并形成高含CO₂的凝析气顶和下部的稠油油环。

墨西哥Perdido带上Wilcox组油藏富集模式分析

李冬, 黄兴文

2020, 42(4): 73-82. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.03.11.02

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为了明确Perdido带上Wilcox组油藏富集控制因素，以上Wilcox组油藏为研究对象，通过有效供烃范围、油输导方式、圈闭形成与生排烃期匹配关系及保存条件对比分析，探讨了Perdido带上Wilcox组油藏富集控制因素及成藏模式。研究认为，供烃区规模对油藏规模控制作用明显；上Wilcox组油藏存在顺源式、向源式和背源式3种垂向运移方式，其中，顺源式和向源式运移有利于油藏富集；圈闭形成与生排烃期匹配较好的油藏，供烃充足，油藏规模大；保存是油藏富集的必要条件，遭受严重破坏的油藏规模小；建立了Perdido带上Wilcox组3种油藏成藏模式，其中，“双侧供烃-顺源输导”和“单侧供烃-向源输导”有利于油藏富集，是该区寻找规模性油藏的有利模式。

神木双110井区非均质气藏井位优化部署技术

祝金利

2020, 42(4): 83-94. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.12.05.01

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神木气田双110井区地质条件复杂，储层非均质性强，井位部署及跟踪调整难度极大。2017-2019年长城钻探公司与长庆油田创新合作模式，充分发挥联合开发优势，以双110井区为目标，坚持地质工程一体化，精细地质研究，优化井位部署。为了保证开发效果，从地震、测井、录井、岩芯、试气等资料入手，开展构造特征、沉积相特征、砂体及有效储层分布规律研究，建立三维地质模型，优选含气富集区。在井型、井网论证的基础上，优化井位部署，最终实现“少井高产”。共完钻直/定向井208口，对比方案少钻37口井，静态I+II类井比例达84.0%，部署完成水平井15口，平均水平井长度1 433.5 m，砂岩钻遇率83.3%，获得良好的开发效果。

缝洞型油藏氮气扩散系数测定及影响因素

宋传真, 朱桂良, 刘中春

2020, 42(4): 95-103. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.09.18.02

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针对塔河缝洞型油藏注氮气提高采收率深层次机理认识有待提高的问题，开展了该类型油藏条件下注氮气扩散系数影响因素的研究，采用压力衰竭法测定了氮气在油相和填充介质中的扩散系数，分析了原油黏度、气体组成、填充类型及流体饱和度对氮气扩散系数的影响。结果表明，氮气在稠油中的溶解度、扩散系数均低于稀油，但压力敏感性高于稀油；氮气中混合二氧化碳促进注入气在原油中的扩散。氮气在垮塌、砂泥和致密等3种常规缝洞油藏填充介质的扩散结果显示，填充介质的致密程度增加，氮气向填充介质内部扩散越困难，且致密介质中氮气的扩散系数达到固体扩散系数的级别（×10^-11 m²/s）；含水饱和度的增加减缓了氮气在填充介质中的扩散。首次测量了氮气在缝洞型油藏高温高压条件（温度>100℃，压力>20 MPa）下原油及填充介质中的扩散系数，并分析了相关影响因素，深化了缝洞型油藏注气提高采收率机理认识，为现场注气应用提供相应的理论指导。

论构造应力不是油气初次运移的主要动力

罗川, 杨虎

2020, 42(4): 104-110. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.06.10.02

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油气初次运移是一个尚未完全解决的学术难题。石油地质学界认为，构造应力是油气初次运移的主要动力之一，笔者对该观点进行了质疑。根据有效应力理论和弹性力学理论，分析了构造应力对孔隙压力的影响，建立了孔隙压力增量的计算模型以及孔隙压力释放驱动油气运移尺度的计算模型。结果表明，相同构造应力条件下，烃源岩的孔隙压力增量主要受杨氏模量影响，杨氏模量越大，孔隙压力增量越小；构造应力导致的孔隙压力增量一般不会超过60 MPa；孔隙压力释放只需要排出少量地层流体即可，驱动油气运移的距离很短，相对于烃源岩厚度几乎可以忽略不计；构造应力对油气初次运移的影响十分微弱，不可能是初次运移的主要动力。

油藏流场定量表征方法及应用

芦凤明, 武玺, 朱红云, 张阳, 王芮

2020, 42(4): 111-120. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.10.25.03

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复杂断块油藏经过长期注水开发，导致油藏流场分布愈加复杂，逐渐形成优势流场和弱势流场。优势流场区无效注水循环严重，弱势流场区注水却难以波及，油藏开发效果差，开发调整困难。为此，以黄骅拗陷南部的沧东凹陷枣南孔一段枣Z断块为例，基于真实油藏建立概念模型，开展了复杂断块高含水油藏流场定量化研究。根据油藏静、动态参数对油藏流场的影响程度，优选出渗透率、地层压力梯度、含油饱和度、面通量4个参数作为油藏流场的主要表征参数。在此基础上，基于模糊数学理论建立油藏流场强度计算模型，从而确定了目标油藏的不同类型流场强度划分界限，并针对不同流场类型制定了流场调整技术对策。目标油藏的流场调整实践结果表明，应用油藏流场定量表征方法能有效描述高含水期油藏流场特征，有利于指导油藏层系组合调整、注采井网重构，进而改善油藏注水开发效果。

高压低渗气井产能二项式改进与求解

马帅, 张风波, 王雯娟, 查玉强, 王彦利

2020, 42(4): 121-126. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.03.21.02

摘要 ( 301 )

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南海西部乐东X区气藏压力高达100 MPa，渗透率低至0.1 mD，该类高压低渗气井产能测试回归得到二项式产能方程斜率常为负，无法获取真实产能。对气井测试过程进行分析，认为传统二项式法未考虑地层压力变化是造成回归斜率负异常主要原因，建立有效供给范围内的物质平衡模型求解得到测试过程中平均地层压力，认为地层压力随产量和时间变化，且地层渗透率越低压力变化幅度越大。考虑测试过程中有效供给范围内地层压降，回归得到全新二项式产能方程及无阻流量表达式，认为气井实际无阻流量与原始地层压力、测试情况、地层物性均相关。对南海西部LDX-5-A等6口高压低渗井二项式产能方程进行矫正，成功解决该类井产能异常问题，为气田下步合理开发提供了依据，也为该类高压低渗气井产能异常矫正提供了解决思路。

CO₂原油体系中的PR状态方程改进方法

谢丹, 瞿利明, 池建萍, 陶武龙, 熊维莉

2020, 42(4): 127-134. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.08.16.01

摘要 ( 317 )

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针对现有工程应用中的状态方程描述油藏条件下CO₂-原油非理想体系时不能同时兼顾精度和计算简便性要求的问题，开展了对PR立方型状态方程修正研究。基于热力学和流体相平衡原理，考虑温度、压力和非烃组分相互作用等影响因素，采用将无因次系数由常数项改进为与对比温度相关联函数项的方法，对PR状态方程进行修正，改善液体密度及重组分特征的预测效果。以油田现场油样实测组分数据为基础，在油藏温压条件下，对PR状态方程修正前后计算油气组分等参数的精度进行了对比。结果表明，新的状态方程在不失计算简便的前提下，计算精度显著提高，相对误差下降到5%以下，满足工程应用要求，在预测油藏条件下流体相态方面具有更好的实用价值，为CO₂驱数值模拟提供支持。

超深水平井钻柱动力学研究及强度校核

钟文建, 李双贵, 熊宇楼, 付建红, 苏昱

2020, 42(4): 135-143. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.11.18.02

摘要 ( 356 )

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超深井钻井过程中钻具失效事故频繁发生，钻柱动力学特性研究对增加钻具安全性具有重要作用。考虑真实井眼轨迹、钻头与地层相互作用、钻柱与井壁接触及钻井液黏滞作用等因素的影响，建立了全井钻柱动力学特性仿真模型，模拟了不同钻压及转速下钻柱不同截面轴向力、扭矩、位移及等效应力等随时间的变化，采用第四强度理论计算了井口钻具的安全系数，校核了超深水平井钻具强度。分析结果表明，井口轴向力和等效应力表现为低频变化，MWD处等效应力和加速度表现为高频振动且其横向振动比轴向振动更加剧烈；在钻压和转速较小的情况下，钻压和转速对井口轴向载荷、井口扭矩、井口等效应力及井口安全系数影响不大；MWD处等效应力随钻压的增加而增大，其横向加速度随转速的增加幅值显著增大；对于井深超过8 000 m、井眼尺寸φ120.65 mm及φ114.3 mm的G105钻杆，动力学分析得到的井口安全系数大部分时间内在1.2附近波动，钻具总体是安全的。

磨溪雷一¹气藏高效开发主体技术与成效

何小川, 欧家强

2020, 42(4): 144-154. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2020.02.23.01

摘要 ( 296 )

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针对磨溪雷一¹气藏中储层有效厚度薄、渗透性差、天然气含硫的问题，开展了精细气藏描述及井下管柱安全生产的相关研究。为确认磨溪雷一¹气藏的储层有效厚度及储层物性，采用了测井资料与地震信息结合方法，形成了建模数值模拟一体化精细气藏描述技术，精确划分层段、识别储层甜点，形成了裸眼封隔器分段酸化储层改造技术、水平井开发结合井网优化技术等气藏高效开发技术。针对井下管柱腐蚀、堵塞严重的问题，对井下油管及玻璃钢油管进行寿命评价，采用了预防性更换油管，形成了修井延长井筒腐蚀气井开采期技术。基于上述技术的成功应用，为气藏实现持续25 a的稳产奠定了坚实的基础，为低渗碳酸盐岩气藏高效开发的典范，目前实现累计生产天然气110×10⁸ m³，取得了较好的开发效果。

成品油管道拖尾油形成机理研究

刘恩斌, 李文胜, 蔡泓均, 谢萍, 尚臣

2020, 42(4): 155-164. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.01.03.01

摘要 ( 305 )

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拖尾油是混油的尾段。在成品油顺序输送过程中不可避免地会产生拖尾油，而拖尾油会污染后行油品。在盲管段主要是由于死油区的前行油品混入主管而形成拖尾油。传统的混油量计算式没有考虑拖尾油的影响，采用雷诺时均法对紊流进行模拟计算，利用CFD对不同的流速及盲管长度的情况进行模拟得到混油相关实验数据，模拟结果表明，盲管中油品替换速度与流速呈指数关系，为使混油量较小，流速最好控制在1.6 m/s内。盲管长度与油品替换时间呈指数关系，为减少混油量，盲管长度应小于5倍主管管径。利用MATLAB对盲管段油品替换时间、盲管长度和流速进行多元非线性拟合，得到盲管段所产生的拖尾油长度，结合混油长度计算的Austin-Palfery式得到混油长度的计算修正公式。对比现场实际数据表明，修正公式计算得到的混油量更加接近实际值。

三维复杂井眼上提冲放套管屈曲摩阻模拟研究

林铁军, 李朝阳, 王雪刚, 邓元洲, 宋琳

2020, 42(4): 165-172. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.07.05.01

摘要 ( 298 )

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针对复杂井身结构、复杂井眼轨迹和井径变化导致的套管下放困难甚至不能到达预期井深的问题，开展了三维复杂井眼上提冲放套管屈曲摩阻研究。在螺旋屈曲套管附加摩阻理论的基础上，利用有限元分析，以H井实际工况参数建立三维复杂井眼套管“上提冲放”作业过程的有限元模型。利用该模型对全井段套管受力及屈曲变形情况进行了分析，结果表明，H井直井段套管在冲放瞬间及自由稳定后所受的轴向力大于其螺旋屈曲临界载荷，从2 000 m井深至造斜点之间井段发生了严重的螺旋屈曲变形，套管螺旋屈曲附加摩阻太大而自锁，下部套管无法传递动力出现下放困难。该类三维复杂井眼套管下放困难机理对复杂井眼套管柱屈曲形态损伤及其失效研究具有重要意义。

磷酸酯改性呋喃树脂固砂剂的制备及性能研究

宋金波, 赵益忠, 贾培锋, 张雨晨, 陈雪

2020, 42(4): 173-180. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.04.29.01

摘要 ( 332 )

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针对树脂固砂剂一直存在固砂强度与地层渗透率保留率之间的矛盾，开展了磷酸酯改性呋喃树脂固砂剂的研究，研究中以磷酸、聚醚（L35）、呋喃树脂为主要原料，通过羟基缩聚制备出磷酸酯改性呋喃树脂水性聚合物，并将其用水稀释3倍后作为油田固砂剂使用，一方面，以水作为天然增孔剂，另一方面，在水环境下成膜固化，既保证了固砂强度，又保证了高地层渗透率，有效解决了长期困扰化学防砂效果的难题。研究结果表明，磷酸酯改性呋喃树脂用水稀释3倍浸入砂粒后，于水下环境中60～80℃保温48 h可固结砂粒，固砂强度大于4 MPa，适合油田水下环境固砂。截至2019年3月，现场应用10口油井，控砂成功率达100%，累计增油13 000 t，应用效果良好。

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