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2014年 第36卷 第3期    刊出日期：2014-06-01

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专家论坛

深海钻井升沉补偿装置国内现状及发展思路

刘清友，徐涛

2014, 36(3):  1-8.  DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2013.12.07.01

摘要 ( 273 )   HTML   PDF (1041KB) ( 806 )  

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升沉补偿装置是对浮式钻井平台和钻柱系统在海浪等自然载荷作用下做升沉运动时进行适当补偿的关键设
备，在深海石油钻井开发过程中，该装置能在浮式平台遇到大风等恶劣环境作用时，有效减小上下振荡运动对钻井作
业带来的一系列影响，保证井底钻压的稳定和钻井系统整体工作过程的高效进行。通过大量文献调研，分析了升沉补
偿装置在中国的发展现状和应用情况，结合升沉补偿装置在中国深海石油钻井过程中的实际使用情况和研究现状，利
用多浮体理论和钻井系统动力学特征提出对该装置进一步深入研究的新思路和技术路线图，对促进中国海洋石油装
备自主研究和发展具有十分重要的意义。

地质勘探

哈拉阿拉特山石炭系裂缝发育特征及成藏意义

张关龙，张奎华，王圣柱，许文国

2014, 36(3):  9-18.  DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2014.01.28.02

摘要 ( 194 )   HTML   PDF (1159KB) ( 558 )  

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哈拉阿拉特山地区位于准噶尔盆地西北缘前陆褶皱冲断带，紧邻玛湖生烃凹陷，是油气运移和聚集的有利区
域。针对该区石炭系油气藏主要赋存于火山岩构造裂缝中且富集规律不清楚的问题，开展了构造裂缝的发育特征、控
制因素及其与油气成藏的关系研究。利用钻井岩芯、成像测井、岩石力学实验及流体包裹体分析等手段，研究了石炭
系火山岩构造裂缝的产状、密度、发育次序、主控因素及其与油气成藏关系。结果表明，石炭系火山岩裂缝主要为高角
度裂缝，裂缝发育的优势倾向为北西—南东向，影响裂缝发育的主控因素为岩石力学性质及所处的构造位置。同时，
由于高角度缝充填程度低、形成时间晚、发育程度高，且与油气主要的运移成藏期匹配较好，因而成为研究区石炭系油
气主要勘探目标。该研究结果对于哈拉阿拉特山地区石炭系火山岩油气藏的勘探与开发具有重要的指导意义。

荣兴屯构造带断裂特征及油气地质意义

陈国民1，李三国2，王海峰3，时林春4，高建军4

2014, 36(3):  19-26.  DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2013.08.06.01

摘要 ( 181 )   HTML   PDF (1069KB) ( 413 )  

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荣兴屯构造带油气分布深受断裂系统影响致使其分布规律不清楚。为揭示荣兴屯断裂特征及其油气地质意
义，通过地震剖面、构造图和平衡剖面等厘定了断裂的级别、性质和空间组合特征。研究表明，本区断裂的性质、特征
及演化极为复杂，平面上可划分为北东向主级断裂和北西向次级断裂，纵向上依次发育了沙三期伸展断裂、东营期走
滑断裂及馆陶期压缩断裂，3 种不同性质的断裂系统在纵向上叠加后构成了本区复杂的断裂体系。这种复杂断裂体系
深刻影响到油气藏形成、分布与调整等诸多方面，具体表现为其差异活动导致了凸凹相间的基本构造格局与油气藏的
形成，控制了烃源、各类圈闭以及火山岩—砂岩—泥岩三元储集结构的发育，是油气运移的主要通道和重要找油线索，
大部分油气藏依附于各级断裂及其相关构造。

恰什古伊地区碳氧同位素地层学分析

王强1，2，王兴志1，徐剑良2，刘斌3，张沁2

2014, 36(3):  27-34.  DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2014.02.24.04

摘要 ( 192 )   HTML   PDF (775KB) ( 476 )  

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土库曼斯坦恰什古伊地区有效储集层为卡洛夫—牛津阶碳酸盐岩，该段GR 变化小，旋回分析困难，导致
有利储层预测难。利用该区Cha–21 井所取岩芯中采集的41 个样品测定的碳氧同位素，结合区域沉积演化分析资
料，探讨了卡洛夫—牛津阶储层段沉积时的海平面变化。结果表明，氧同位素的原始信息已被成岩作用破坏，而碳
同位素基本保持了原始特征，因此碳同位素可用于同位素地层研究和古环境分析；据此计算出盐度指数变化范围为
128.25～136.63，明显大于海水和淡水的分界标准，反映成岩流体具有较高盐度海源水性质；由δ13C 的变化所确定的研
究区的海平面变化曲线与卡洛夫—牛津阶全球海平面变化曲线吻合，印证了该区储层地质年代定为卡洛夫—牛津期
是准确的；依据海平面变化曲线，将卡洛夫—牛津阶主力储层段分为3 个沉积旋回5 个演化阶段。该成果填补了该区
碳氧同位素地层研究的空白，对深化盆地沉积演化规律的认识及预测储层有利区块具有重要意义。

查干凹陷巴二段有效储层控制因素分析

张放东1，王学军1，饶蕾1，周艳1，刘庆伟2

2014, 36(3):  35-44.  DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2013.12.17.03

摘要 ( 176 )   HTML   PDF (2294KB) ( 548 )  

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查干凹陷是中生代的沉积凹陷，巴音戈壁组二段是主力生烃层段，扇三角洲环凹分布，但扇三角洲沉积粒度
粗、相变快、物性差，储层有效性是油气成藏的主控因素。针对有效储层的形成机制和分布，开展了沉积相、成岩作
用、储层预测等方面的研究。认为，扇三角洲不同相带储集物性差别较大，平原相砂砾岩杂基含量高、分选差，储层致
密；外前缘相岩石粒度偏细，水动力弱，泥质含量高，储层物性较差；扇三角洲内前缘分流河道微相岩石多为细砾岩、
粗砂岩，分选较好，泥质含量较低，成岩早期的钙质胶结作用对压实起到抑制作用，为后期溶蚀作用创造了条件，碱性
沉积环境及其储层的成岩演化史有利于形成溶蚀孔隙。油气成藏具有扇三角洲前缘储—平原封堵—源内近距离运
移—构造背景控藏的特点。在上述认识基础上，优选乌力吉构造带重点解剖，在扇三角洲前缘钻探获得突破。

苏里格东部马5五储层特征及成藏控制因素

朱广社1，2，赵俊兴1，3，邵晓岩2，李凤杰1，季明明1

2014, 36(3):  45-53.  DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2013.12.19.02

摘要 ( 330 )   HTML   PDF (952KB) ( 504 )  

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近年来，作为鄂尔多斯盆地油气勘探新层段，奥陶系马家沟组马5五亚段取得了天然气勘探的突破。在钻井岩
芯观察、测井分析、薄片鉴定、物性分析等基础上，结合生产资料，系统研究了苏里格地区东部马5五亚段碳酸盐岩储层
特征，分析了成藏控制因素。认为苏里格东部地区马5五亚段主要储层为白云岩型岩性气藏，气藏与白云岩之间对应关
系好，晶间孔是最主要的储集空间类型，其中，中晶白云岩、细晶白云岩和粉晶白云岩的储层物性最好；沉积微相为储
层的发育提供物质基础，白云岩控制了有效储层的分布，中—后期埋藏阶段的成岩作用对储层发育和成藏最为有利，
鼻状构造对成藏有一定的影响，古岩溶作用对马5五亚段储层的影响不大。

油气二次运移通道稳定性及其成因机制

姜林1，2，薄冬梅1，洪峰1，2，郝加庆1，2，樊阳1，2，3

2014, 36(3):  54-58.  DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2013.08.11.05

摘要 ( 338 )   HTML   PDF (372KB) ( 581 )  

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烃源岩生成的油气要经过一定距离的二次运移后才能在有效的圈闭中聚集成藏，因此油气二次运移的过程对
于油气最终聚集率有很大的影响。原油的二次运移过程可分为活塞式和优势式，天然气二次运移是一种由活塞式和
优势式两种基本运移方式组成的断续式运移。二次运移模式的不同导致了油气运移路径的稳定性存在差异，采用染
色煤油和氮气分别进行二次运移过程物理模拟实验，通过多次充注的方式探讨油气二次运移通道稳定性，并结合油气
水物性特征差异及其与孔隙岩石的关系分析了其成因机制。认为原油二次运移过程中形成比较稳定的运移通道，运
移效率较高；天然气二次运移过程中形成一种动态的相对稳定的运移通道，运移散失量较大。

铜川地区油页岩地层电性断面特征及勘查

王凯，张旭，唐圣松，姜亭

2014, 36(3):  59-67.  DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2012.10.11.04

摘要 ( 269 )   HTML   PDF (655KB) ( 421 )  

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为了研究电阻率测深方法在油页岩地区的适用性及分辨率，在鄂尔多斯盆地南缘铜川地区开展了电阻率测深
工作。结合钻孔录井和见矿情况，分析了油页岩地段两种勘查方法获得的电阻率断面特征，在电性断面上圈定了油页
岩层的特定部位。油页岩层厚度相对埋深而言属薄层、高阻目标体，其厚度与埋深纵向比小，在获得的电阻率测深断
面上，高阻电性的油页岩层在电阻率测深断面上分辨率不清晰，其层位与电阻率等值线梯度变化带对应较好，从而间
接指示了油页岩层位置。同时，通过岩性与测井参数综合分析，认为测深断面上这种电阻率值随深度的渐变特征，从
电性角度描述了油页岩层由浅湖沉积环境到半深湖环境的变迁过程，提出电阻率测深方法可以达到勘查油页岩层之
目的。

岩电参数对储层饱和度计算精度的影响分析

李雄炎，秦瑞宝，刘春成

2014, 36(3):  68-74.  DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2012.10.11.01

摘要 ( 208 )   HTML   PDF (539KB) ( 554 )  

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基于Archie 公式，分析了m，n 变化时给饱和度造成的影响，推导了m，n 所携带的误差传递给饱和度的误差
公式；结合疏松砂岩、中等砂岩、致密砂岩、砾岩、凝灰岩、角砾岩、玄武岩、安山岩、英安岩和流纹岩等10 种岩性，阐
述了m，n 的分布区间、变化幅度及其对计算储层含水饱和度的影响。从而得出在每种岩性内，m 的分布范围、变化
幅度均大于n，m 对饱和度的影响强于n；当m 的误差为±0.2 时，储层含水饱和度的计算误差基本大于5%，最大值甚
至能达到30%；而当n 的误差为±0.2 时，储层含水饱和度的计算误差基本小于5%。明确了m，n 对饱和度的影响程
度及给饱和度传递误差的大小，对复杂储层饱和度的精确评价具有一定的理论和实践意义。

基于地震属性的支持向量机河道砂体厚度预测

沈加刚1，宋宗平2，关晓巍1

2014, 36(3):  75-81.  DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2012.10.29.01

摘要 ( 235 )   HTML   PDF (815KB) ( 513 )  

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松辽盆地北部中浅层扶余油层的主力储层为河道砂体，以厚度薄、沉积规模小和横向变化快为特点。针对河
道砂体的准确识别、砂体厚度的精确预测难题，提出在优化地震属性组合的基础上确定支持向量机模型，进而用支持
向量机方法定量预测河道砂体。对振幅、频率、相位、地震波形分类和相干等多种有效地震属性开展优选组合，将最好
的组合作为最终输入数据。然后调试SVM 关键参数：损失函数C、不敏感损失函数参数ε 及γ 系数，最终全部井点数
据参与计算，得出最后预测结果。预测结果不但能较好地保持地震属性的横向分辨率，整体变化趋势符合研究区的沉
积地质规律，而且在井点处吻合程度高，具有较高的砂体厚度定量预测能力。

拖缆与海缆联合宽频采集设计

李艳青

2014, 36(3):  82-86.  DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2012.09.29.01

摘要 ( 265 )   HTML   PDF (552KB) ( 571 )  

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传统的海洋地震勘探采用拖缆进行数据采集，拖缆采集数据的信噪比受外部环境影响较大，通过改变拖缆的
沉放深度，可以降低环境对采集地震数据的影响。受国内海洋地震勘探装备作业能力的限制，在中国海域实现海洋宽
频地震采集相对较困难。为了打破这一限制，探讨了拖缆与海缆联合宽频采集设计的方法，对联合采集的参数论证、
面元合并、羽角对宽频的影响和深度优化求解等4 项关键技术进行了分析。在参数论证方面，论证了如何通过最浅目
的层深度设计线间距的方法；针对拖缆和海底电缆检波器间距差异设计了面元合并方案，同时考虑了面元合并对信噪
比的改变；在羽角存在的情况下，讨论了横向变化率对采集数据限波点频率和能量的影响；最后论述了深度变化试验
求取拖缆最优沉放深度的方法。通过对拖缆与海底电缆联合宽频采集设计4 项关键技术的分析，搭建了拖缆与海缆
联合宽频采集设计的基本流程。

石油与天然气工程

基于水侵预警的边水气藏动态预测模型

李志军1，戚志林1，宿亚仙2，李继强1，严文德1

2014, 36(3):  87-92.  DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2014.02.13.05

摘要 ( 234 )   HTML   PDF (397KB) ( 501 )  

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对于水驱气藏，水侵可以起到维持地层压力、保持气井产量的正面作用。但当水锥突破至井底后，受气水两
相渗流的影响，气相渗透率急剧降低，严重影响气井生产。如何准确预测边水推进距离，做到水侵的提早预警，对于气
藏开发技术对策调整具有重要的意义。基于体积平衡原理、以边水气藏水侵圆环为研究对象，建立的边水气藏水侵预
警方程能预测气藏的可能见水井及其见水时间，可实现水侵气藏的早预警、早调整；并结合产量预测、压力预测和水侵
量预测模型，建立了一种新的基于水侵预警的边水气藏动态预测模型，应用于PG 气田水侵气藏的见水井、见水时间和
相关开发指标的动态预测，与实际生产对比表明，该模型预测结果基本吻合，能够指导气藏的水侵预警与及时调整。

缝洞型油藏拟颗粒法多尺度流动模拟

张宏方，吕心瑞，刘中春，韩科龙

2014, 36(3):  93-100.  DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2012.11.19.08

摘要 ( 266 )   HTML   PDF (542KB) ( 453 )  

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缝洞型油藏储集空间类型多样，且尺度差异非常大，储层中多种流动状态共存，既有孔隙渗流，又有溶洞自由
流，属典型的多尺度多相复杂流动，物理仿真实验及常规数值模拟难以准确地描述此类油藏流动特征。基于拟颗粒方
法建立油水两相流动多尺度离散计算模型，利用其在界面追踪上的优势，通过在两相界面处引入一种斥力的方式实现
表面张力模拟，建立了表面张力模型，实现了缝洞型油藏的油水流动模拟，并通过理论分析及与实验现象对比的方法，
验证了模型的正确性。结果表明：该方法能够在不同尺度上刻画此类油藏油水流动特征，可以取代室内物理仿真实
验，确定不同缝洞组合类型下的剩余油分布情况，能够进行宏观油藏模拟，为此类油藏的高效开发奠定基础。

双台阶水平井不稳定渗流耦合模型及求解

李苗，计秉玉

2014, 36(3):  101-106.  DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2012.01.09.01

摘要 ( 175 )   HTML   PDF (444KB) ( 505 )  

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针对国内外对双台阶水平井渗流规律及产能分析研究相对欠缺的情况，以水平井不稳定渗流模型为基础，根
据势叠加原理，采用半解析方法建立了双台阶水平井不稳定渗流模型，同时考虑了井筒内变质量流动压降损失影响，
给出了定压生产条件下耦合模型解法。通过实例计算，结果表明双台阶水平井比产能指数沿井筒长度不是均匀分布
的，大致呈非对称“U”型分布，且跟端的比产能指数略高于趾端；井筒沿程压差分布曲线明显有一个台阶，说明压降损
失主要集中在中间夹层连接段处，主要为重力压降损失。该成果为双台阶水平井井身结构设计，及合理利用双台阶水
平井进行开发方案设计、计算开发指标、制订开发调整方案等提供理论依据，从而合理、高效地开发我国复杂油气田。

基于储层构型的流动单元划分及对开发的影响

熊光勤1，刘丽2

2014, 36(3):  107-114.  DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2014.03.02.01

摘要 ( 196 )   HTML   PDF (1076KB) ( 416 )  

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三角洲沉积储层非均质性强，储层内部渗流特征复杂，制约油藏高效开发。以南湖油田E1 f 43 油藏为例，采用
基于储层构型的渗流屏障识别技术及基于多参数聚类分析和逐步判别的流动单元划分方法，结合开发动态资料，开展
了渗流屏障分布规律和储层流动单元发育特征研究，分析了不同类型流动单元组合模式的连通关系，总结了渗流屏障
和渗流差异对开发的影响。结果表明：（1）研究区发育连片状和条带状2 种储层砂体类型，其中，条带状储层因注采井
砂体分别存在于砂体和渗流屏障内而产生注水不受效，剩余油富集；（2）研究区发育5 类流动单元，以II～III 类为主；
（3）储层连通砂体内部存在5 种不同的流动单元组合模式，不同模式下的储层砂体连通关系存在差异，连通砂体内不
同流动单元间形成渗流差异界面，使连通体内形成弱连通或差连通关系，制约油藏开发，造成剩余油大量富集。

一种简便的测试压裂压力递减分析方法

王飞，张士诚，蔡久杰

2014, 36(3):  115-120.  DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2014.02.14.01

摘要 ( 203 )   HTML   PDF (724KB) ( 654 )  

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目前缺乏简便有效的分析测试压裂压力递减数据的方法，为此开展了测试压裂压力递减特征研究，研究中采
用了数值模拟的方法，结果表明：施工停泵后压裂液在地下裂缝和储层将依次经历裂缝延伸、弹性闭合、闭合后拟线性
流和闭合后拟径向流4 个流动阶段，其压降导数在双对数坐标下会依次呈现1/2 斜率、3/2 斜率、1/2 斜率和0 斜率直
线段；进一步提出运用井底压降及其导数双对数曲线分析方法，首先诊断出压裂井的各个流动阶段，再分别利用G 函
数、FL 函数和FR 函数模型分析获得压裂储层关键参数，如初始地层压力、闭合压力、地层系数、压裂液滤失系数。东
海低渗气田某测试压裂井的实例应用证明了提出方法的可靠性和实用性。

塔河油田超大型复合酸压降滤失技术研究

张烨1，2，杨胜来1，焦克波2

2014, 36(3):  121-126.  DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2012.10.18.02

摘要 ( 194 )   HTML   PDF (2885KB) ( 580 )  

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为满足塔河油田碳酸盐岩储层超大型复合酸压增产改造的技术需要，对0.15 mm 粒径粉陶、油溶性暂堵降
滤剂和可降解纤维降滤失剂进行了室内实验评价。加入粉陶较不加粉陶15 min 滤失量下降了近2 L，滤失速度由
3.3×10-6 m/min 下降到2.0×10-6 m/min；油溶降滤剂的暂堵率大于85%；可降解纤维降滤剂在80～120 ℃，降低液体滤
失量37.70%～22.99%。结合储层特征与工艺技术要求以及粉陶不同粒径组合的渗透率实验测试结果，优选0.150 mm
粒径粉陶作为塔河油田超大型复合酸压降滤失剂。基于粉陶对天然裂缝的不同作用方式分析，优化粉陶加入浓度为
10% 左右，按由小到大逐级加入，并结合了支撑段塞和裂缝形态优化了粉陶降滤量，在TH12227H 井进行矿场试验取
得了满意的效果。研究结果对塔河油田超大型酸压具有重要的指导意义。

海上“三低”油藏CO2 注气开发适应性评价

罗成栋

2014, 36(3):  127-132.  DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2012.01.14.01

摘要 ( 250 )   HTML   PDF (463KB) ( 474 )  

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针对南海西部海域油田“三低”特征（即电阻率低、含油饱和度低和渗透率低），在开发过程中由于束缚水饱和
度高和泥质含量高，水敏性强，面临注水困难和地层能量补充的问题。在充分调研国内外CO2 驱室内试验研究和注气
开发适应性评价的基础上，以油藏为例，完成了CO2 注气室内试验和油藏数值模拟研究，并在此基础上进行了CO2
注气开发适应性评价。通过数值模拟研究，对衰竭式开发、连续注气和WAG 水气交替注入两种驱替方式进行了方案
设计和对比分析，结果表明该油田CO2 注气开发具有很好的适应性，WAG 水气交替注入能进一步提高油田开发的采
收率。

沥青质沉淀中的改进固相模型研究

向敏1，宫敬1，杨毅2

2014, 36(3):  133-138.  DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2014.03.25.05

摘要 ( 220 )   HTML   PDF (352KB) ( 552 )  

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含沥青质原油体系在温度、压力或成分等发生变化时，沥青质会不断地沉淀、聚集并依附于管壁，严重时会堵
塞油井和外输管道。要准确地描述沥青的沉淀和沉积问题，需要对原油体系气–液–固三相相平衡进行研究。通过调
研和分析含沥青质油气体系特征过程和三相相平衡计算方法，在假设沥青质的沉淀不影响体系气–液平衡的基础上，
提出先计算气–液平衡，利用气–液平衡计算出的结果进一步计算液–固平衡，将三相平衡计算分解成两次两相平衡计
算。将沉淀的沥青质视为固相，建立了一种用以模拟沥青质沉淀的气–液–固三相相平衡热力学模型，同时考虑了标准
态温度和压力对沥青质固相逸度计算的影响。某一含气原油中沥青质沉淀计算结果表明，该模型能够有效地模拟并
计算油气体系中沥青质沉淀量和包络线。

水平气井连续携液实验研究及模型评价

王琦1，李颖川1，2，王志彬1，程金金2

2014, 36(3):  139-145.  DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2014.01.22.01

摘要 ( 241 )   HTML   PDF (684KB) ( 595 )  

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水平气井较直井更难于连续携液，为了研究水平气井连续携液问题，利用可视化水平井气水两相井筒管流模
拟实验装置（垂直段6 m，水平段10 m，倾斜段6 m）模拟水平井气液两相流动，对比观测直井段、倾斜井段、水平井段
的流动型态。实验表明：水平井三井段中，倾斜管段的携液能力最差，所需临界携液流速最大，可将其作为水平气井的
临界携液流速。倾斜管临界携液流量预测模型中，液滴模型和液膜模型是目前被普遍接受的两类模型。为研究倾斜
管连续携液，实验观测不同倾斜角（28°∼72°）条件下流型变化并测试临界携液流速。实验表明倾斜管段液体主要以液
膜形式被携带，从携液机理分析，液膜模型也更为合理；通过实验测得的213 组数据对液滴模型和液膜模型进行对比
分析，发现液膜模型的平均百分误差、平均绝对百分误差及相对性能系数均较小，从计算结果分析，液膜模型也更为
合理。

油气化学工程

抗油抗高矿化度泡沫排水剂的室内研究

刘月娥1，杨雯雯1，邬国栋2，阿不都维力·阿不力米提2，徐向红1

2014, 36(3):  146-150.  DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2013.03.15.01

摘要 ( 185 )   HTML   PDF (460KB) ( 525 )  

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针对国内高温深井、高凝析油气井开采后期井底产生大量积液影响正常生产的实际情况，研制出了一种
在高温高含凝析油条件下起泡性和泡沫稳定性良好的泡排剂，能显著提高气井采收率，稳定气井产量。采用改
进Ross–miles 法对各种单一起泡剂的起泡性和泡沫稳定性进行评价筛选，最终选用SDS、CAB、SBFA–30 进行复
配，为了进一步提高泡沫的稳定性，还添加聚乙烯醇（PVA）作为稳泡剂。通过正交实验优化出最佳复配体系为
0.1%SDS+0.1%CAB +0.05%SBFA–30+0.02%PVA，实验结果表明，该复配体系在150 ℃、凝析油体积分数高达50% 具
有良好的起泡性和稳泡性。

新型缔合压裂液黏弹性控制滤失的特性研究

林波1，刘通义1，2，谭浩波3，魏俊1

2014, 36(3):  151-156.  DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2012.04.05.02

摘要 ( 200 )   HTML   PDF (493KB) ( 485 )  

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研究的新型缔合压裂液（GRF 压裂液）无造壁性，因此，设计了一种适合此类压裂液滤失量测定的简易装置
并制定了其滤失测定方法，评价结果表明其滤失性能较好。利用RS6000 流变仪及岩芯驱替装置研究了GRF 压裂液
的黏弹性对其在多孔介质中渗流阻力的影响，结果表明：GRF 由于具有优良的黏弹性，能在岩芯孔隙中建立有效的渗
流阻抗R0，并且黏弹性越强、岩芯渗透率越低，R0 就越大，压裂液渗流越困难；而液体表观黏度和黏弹性对滤失的
影响实验结果进一步表明，液体黏弹性是压裂液滤失控制的最主要因素，因此提出了GRF 压裂液黏弹性控制滤失的
理论。

石油机械工程及其他

钻柱表面裂纹在拉扭作用下的弹塑性断裂性能

赵广慧，汪浩瀚，石健，赵莉

2014, 36(3):  157-164.  DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2013.12.09.01

摘要 ( 297 )   HTML   PDF (565KB) ( 577 )  

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在钻井作业过程中，井口附近钻杆受到的拉力和扭矩往往达到整个钻柱的最大值，尤其是在上提钻柱解卡、
震击解卡以及蹩钻、卡钻情况发生时，井口附近钻杆受力更为恶劣。针对井口附近钻杆的断裂问题，以某超深直井的
实际工况载荷为例，将钻杆外表面的缺陷简化为横向半椭圆裂纹，以30CrMo 作为钻杆材料并通过实验拟合得到其
Ramberg–Osgood（R–O）本构模型，研究了拉力和扭矩组合作用下裂纹的弹塑性断裂特性。得到钻进工况下钻柱外表
面裂纹扩展至不同深度的临界形状比以及塑性成分在J 积分中所占的比例；定量分析了拉力波动和扭矩波动对井口
附近钻杆弹塑性断裂性能的影响，发现扭矩波动对裂纹扩展的贡献远大于拉力波动，避免钻柱受到扭转冲击对延长钻
柱寿命有重要意义。

欠尺寸稳定器环空流场特性模拟

陈颖杰1，邓传光1，常洪渠1，李向碧1，马天寿2

2014, 36(3):  165-172.  DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2013.06.08.03

摘要 ( 213 )   HTML   PDF (777KB) ( 529 )  

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欠尺寸稳定器在页岩气导向钻井中具有控制井眼轨迹、降低摩阻/扭矩、减少钻具阻卡的风险和改善井眼清洁
状况等多重作用，但欠尺寸螺旋稳定器作用下的环空流场特性和作用机理并不完善。为此，采用时均紊流黏性模型法和
Realizable k–ε 湍流模型，对欠尺寸螺旋稳定器环空流体流动特性进行了数值仿真模拟。模拟结果表明，在稳定器环空
入口段的环空流动较稳定，靠近稳定器位置开始出现扰动；在稳定器环空中下游（稳定器外侧和出口段）环空流速、总压
力和动压力的分布均出现了3 个轴对称的流动区域，该流动区域的形成、发展和分布规律基本呈螺旋状，这种螺旋流动
状态有利清除井壁岩屑床；而且该段流场涡量较大，流动迹线的发展也极不规律，即稳定器的螺旋结构导致流体发生绕
流，绕流时形成了大量的漩涡流动，伴随产生了较大的动压力，而动压力诱发的激振力会加剧钻柱的振动。

气体携岩对钻杆接头冲蚀规律研究

明鑫1，练章华1，林铁军1，陈新海1，郑建翔1，2

2014, 36(3):  173-178.  DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2013.11.04.02

摘要 ( 157 )   HTML   PDF (793KB) ( 480 )  

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针对气体钻井钻杆接头冲蚀严重易导致钻杆快速失效的问题，基于两相流计算流体动力学有限元法建立了气
体携岩冲蚀18° 斜坡钻杆的CFD 仿真模型。根据此模型，系统地研究了钻杆居中、钻杆不同偏心程度、不同注气量以
及不同钻速对岩屑颗粒冲蚀钻杆接头、岩屑颗粒运动轨迹和浓度分布以及环空气流速的影响。结果表明：（1）钻杆居
中时，冲蚀速度对称分布，接头冲蚀比钻杆本体冲蚀严重，迎风坡面顶部附近出现最大冲蚀速度。同时，得到了接头最
大冲蚀速度随岩屑质量流量及携岩速度的定量关系；（2）钻杆偏心时的最大冲蚀速度和接头宽流道环空一侧的冲蚀速
度比钻杆居中时大，且偏心程度越高，接头环空窄流道一侧冲蚀区域越密集。钻杆偏心程度在30%～70% 时，最大冲
蚀速度由钻杆接头转移至钻杆本体。接头最大冲蚀速度分别在钻杆偏心0～30%、50%～70% 和80%～90% 时随携岩速
度增加而增加，但在钻杆偏心30%～50% 和70%～80% 时最大冲蚀速度随接头环空宽流道岩屑浓度减小而减小。研究
结果为预防钻杆接头冲蚀失效提供了理论依据，并在现场得到了应用。

博导论评

注入水中悬浮微粒导致储层伤害网络模拟研究

冯其红1，韩晓冬1，2，王守磊3，张欣1，周文胜3

2014, 36(3):  179-184.  DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2012.08.30.13

摘要 ( 264 )   HTML   PDF (472KB) ( 570 )  

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注入流体中的悬浮固体微粒随流体进入储层后会对储层造成伤害，导致储层渗透率降低，明确不同因素对储
层伤害的影响规律对现场储层伤害的预防和治理有十分重要的意义。因此应用网络模拟方法对不同条件下储层伤害
变化规律及孔喉变化规律进行了研究。模拟结果表明：随驱替的不断进行，孔喉半径总体逐渐减小，且距离注入端面
越近，孔喉半径减小幅度越大；注入流量越小、注入流体内微粒浓度越大、流体黏度越小、微粒粒径越大，越有利于微
粒的沉积，造成的储层伤害越严重。