储层构型研究发展历程与趋势思考

陈飞, 胡光义, 胡宇霆, 解超, 王海峰

2018, 40(5): 1-14. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.05.11.03

摘要 ( 271 )

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构型研究是目前储层研究的重点和难点领域之一。分阶段论述了这一学科的形成背景和实际需求，总结了储层构型的研究历程和发展趋势。储层构型研究手段已由常规的野外露头、现代沉积分析向3D地震、探地雷达、水槽实验、数值模拟等新技术新方法转变，层次约束、模式拟合、多维互动和地震沉积学等方法进一步加强，研究对象也由传统的曲流河沉积向三角洲、深水沉积和碳酸盐岩储层转变。储层构型研究向着精细化和定量化方向发展。同时，针对当前储层构型所涉及的热点领域，如地下构型分析、构型地震响应及解释方法、复合砂体构型与井网井距关系等方面进行了概述与讨论。

基于储层构型研究的储层平面非均质性表征

张瑞, 刘宗宾, 贾晓飞, 王公昌, 田博

2018, 40(5): 15-27. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.05.02.03

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密闭取芯以及大量加密调整井实钻显示，渤海SZ油田平面上水淹差异大，平面剩余油动用不均，而现行平面非均质性定量表征手段难以满足下一步挖潜需求，基于减缓平面矛盾、释放平面剩余油潜力需求，开展了渤海SZ油田开发后期储层平面非均质性表征研究。研究显示，现行平面非均质性定量表征以地质统计学方法为主，其基础参数多为井眼处储层指标信息、以小层为测量单元，存在表征层次不足、无法有效描述井间储层内部结构差异等问题，通过开展储层构型研究，深化储层平面非均质性程度表征层次，结合油田不同相带单元平面油水接触关系，统计了储层平面非均质性定量表征新指标非连通厚度，该指标以连井剖面为基本单元，克服了无法描述井间储层内部结构差异的局限，并通过绘制非连通厚度平面分布图，实现了储层内部结构差异程度半定量表征。将非连通厚度指标应用于渤海SZ油田小井距先导试验，指标预测结果与生产实际一致，应用效果良好。

渤海SZ油田剩余油控制因素及挖潜策略研究

田博, 李云鹏, 贾晓飞, 张雪芳, 张瑞

2018, 40(5): 28-36. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.10.31.02

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渤海SZ油田经首次加密调整后开发效果大幅提高，但随着油田逐渐进入高含水阶段，剩余油分布日趋复杂，进一步调整和挖潜的难度增大，需要探索新的技术手段和开发策略以实现油田的可持续开发。针对此现状，在三角洲相储层构型理论的指导下，综合利用岩芯、地震、测井等资料，详细刻画了单一成因砂体在垂向及平面的接触关系，并在此基础上分析了储层构型对油水运动的控制作用。结果表明，油田进入高含水期后，层间相带干扰、层内夹层及平面构型单元接触关系是控制剩余油分布的主要因素。为了进一步提高油田开发效果，提出了基于构型单元的层间水平井挖潜策略、基于构型单元的层内水平井挖潜策略、基于构型单元的平面小井距加密策略等，构建了一套海上三角洲相油田综合调整后的剩余油挖潜技术方法，并取得了良好的应用效果。

KL油田沙三下亚段混合沉积特征及演化

韩建斌, 田晓平, 康凯, 申春生, 汪利兵

2018, 40(5): 37-46. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.05.05.02

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针对目前莱州湾凹陷南斜坡带KL油田沙河街组三段下亚段陆源碎屑与碳酸盐岩混合沉积形成条件、沉积特征及模式认识程度较低的问题，利用该区壁芯、薄片及扫描电镜等资料，结合构造演化、古气候和古地貌背景，在层序格架约束下研究沉积环境，分析其沉积特征。结果表明，研究区发育混合沉积，形成于宽缓斜坡、亚热带湿润气候，兼具湖平面、物源、水动力条件周期性变化等条件；该混合沉积包括相缘渐变混合与原地混合两种沉积类型，互层式和组分式两种混合模式，以及4种混合样式。两种混合沉积类型沉积机理不同，混合模式及组合样式表现较大差异，因而具有不同的储层微观特征。

准噶尔盆地八道湾组湿地扇三角洲沉积特征

邱争科, 王辉, 李婷, 陶武龙, 蒲波

2018, 40(5): 47-58. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.07.18.01

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准噶尔盆地西北缘侏罗系八道湾组油气资源丰富，但主要分布在克乌断裂带东南侧砂砾岩储层中。近期的勘探表明，远离断裂带的盆地区油气显示丰富，具有较强的勘探潜力，但研究区沉积相类型和展布方面的认识尚属空白。在钻井、测井、岩芯以及地球物理资料综合分析的基础上，将八道湾组划分为两个三级层序，并识别出扇三角洲相、辫状河流相、辫状河三角洲相以及湖泊相等。八道湾组下部层序广泛发育扇三角洲相，上部层序以发育辫状河流相和辫状河三角洲相为特征。研究区扇三角洲相为潮湿环境下形成的，具有分布面积广，粒度细，前缘厚度大，平原富含油的特征，这与中国东部地区古近系断陷盆地中发育的干旱扇三角洲明显不同。

塔中隆起鹰山组岩溶储层特征及主控因素

肖波, 白晓亮, 吕海涛

2018, 40(5): 59-70. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.04.19.02

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探讨塔中隆起鹰山组碳酸盐岩岩溶储层发育主控因素，为寻找鹰山组岩性油气藏提供地质理论依据。通过岩芯、薄片观察以及物性资料分析，并结合成像测井解释，认为鹰山组碳酸盐岩为低孔低渗岩溶储层，储集空间主要为溶孔、裂缝及溶洞。将中下奥陶统碳酸盐岩储集层划分为裂缝-孔隙型、裂缝型、溶蚀孔洞型及岩溶洞穴型等类型；精细刻画岩溶储层发育样式，讨论岩溶储层发育主控因素：（1）加里东期中期第I幕致使地层隆升为一个大的宽缓的背斜构造，碳酸盐岩地层普遍遭受顺层淋滤、溶蚀。构造活动的挤压褶皱及断裂作用可形成许多构造裂缝，从而在垂向上增加灰岩地层渗透性和水平方向连通性；（2）泥晶灰岩、含云灰岩、云质灰岩在岩溶过程中，岩性较为致密，只能沿裂缝发生溶蚀作用形成溶孔-扩溶缝，含灰质白云岩和灰质白云岩具有较好孔渗，使得地表水相对更容易流经白云岩地层，形成大量溶孔；（3）白云石化作用普遍提高了白云岩地层（结构好、白云石含量高）的孔渗性能，为岩溶作用提供了基础。

塔中隆起奥陶系储层与油源断裂复合控藏模式

沈卫兵, 陈践发, 罗广平, 贺礼文

2018, 40(5): 71-83. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.11.26.01

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基于现有油、气、水勘探成果及储层、断裂资料，利用常规测井、地震、地化及数理统计等多种方法，对塔中隆起奥陶系油气分布及成藏特征开展研究。结果表明，奥陶系储层以礁滩沉积为基础，发育大量溶蚀孔洞及裂缝，控制了油气相对高孔渗富集。储层孔隙度和渗透率越大，与围岩之间的毛细管力差就越大，含油气概率越大、含油饱和度越高，存在油气富集的临界毛细管力（2.5 MPa）。奥陶系油源断裂交汇处为油气优先充注点，控制了油气的近源富集。距离充注点越远，油气充注强度越小，油气产能越低，油气地球化学性质规律性变化，存在油气富集的临界距离（距充注点20 km）。在储层和油源断裂联合控制下，塔中隆起奥陶系油气富集呈"近充注点-相对高孔"的地质模式，于充注点近端的高孔渗储层内优先成藏。

宜宾地区页岩微孔特征及吸附解吸特性研究

岳长涛, 李术元, 许心怡, 马跃, 杨飞

2018, 40(5): 84-94. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.07.26.04

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选取四川宜宾地区志留系龙马溪组页岩，对总有机碳、黏土矿物含量等储层性质进行表征。利用扫描电镜、高压压汞法、低温氮气吸附-解吸法和二氧化碳气体吸附法对孔隙结构特征进行定性和定量分析。采用质量法对页岩样品进行不同温度时的等温吸附和解吸实验，结合吸附势理论对吸附解吸过程进行解释。结果表明，页岩样品TOC较高，页岩样品主要以微孔为主，介孔次之，大孔发育较少；微孔和介孔的发育增大了页岩的表面积，提供了更多的吸附位，有利于页岩气的吸附。页岩样品等温吸附曲线表明，随着压力的增大，吸附量先迅速增大而后逐渐趋于稳定，解吸曲线与吸附曲线相似并存在滞后现象；TOC与页岩吸附性能有着较好的正相关性；吸附势能曲线中势能零点与吸附曲线的拐点基本一致，通过吸附势的变化可以解释吸附解吸过程中页岩气的赋存状态。

三类油层压裂驱油技术设计及效果研究

何金钢, 王洪卫

2018, 40(5): 95-104. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.12.25.03

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大庆油田三类油层的高效开发技术研究是保障油田高产稳产的关键。针对萨中开发区三类油层砂体类型多、储层物性差，在开发过程中采出程度低、剩余油零散、吸附量大，化学驱难度大等问题，提出了"压裂驱油"技术，通过压裂造长缝形成高速通道，将高效驱油剂经裂缝快速送至剩余油富集部位，边压裂造缝边沿程上下滤失，减少化学剂与地层之间接触时间和接触距离，以降低注入过程中化学剂性能的沿程损失，提高利用效率，增强驱油效果。现场试验表明，三类油层工艺上能够实现压裂驱油注入，且试注井组见到驱油效果，可推广应用于萨中开发区萨葡三类和高台子三类油层，作为增产增注技术快速挖潜零散井点剩余油。

强底水礁灰岩油藏水驱采收率表征模型

罗东红, 朱旭, 戴宗, 程佳, 宁玉萍

2018, 40(5): 105-112. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.11.07.01

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为了对海上强底水礁灰岩L油藏水驱采收率进行快速预测，通过对油藏开发过程中的地质参数、流体参数和工程参数进行分析总结，建立了包含影响开发效果各个因素的机理模型，并结合数值模拟研究，获取了采收率与各影响因素间的函数关系，确定了影响油藏水驱采收率的主控因素。在此基础上，运用正交实验设计与多元非线性回归理论，建立了礁灰岩油藏水平井开发水驱采收率定量表征模型。实例应用结果表明，该采收率表征模型可用于强底水水平井开发条件下的礁灰岩油藏采收率快速预测，预测结果精度较高，误差小。

强水驱油藏渗透率动态变化规律定量预测方法

洪楚侨, 王雯娟, 鲁瑞彬, 钟家峻, 任超群

2018, 40(5): 113-121. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.10.09.01

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南海西部海相砂岩油田大多已进入中高含水阶段，长期冲刷作用造成储层渗透率不断发生变化。针对岩芯驱替实验难以定量表征和预测水驱油藏开发过程中储层渗透率的动态变化问题，开展了水驱过程中储层渗透率动态变化规律研究。研究中优选面通量为表征油藏冲刷强度指标，通过对渗透率时变机理的分析，结合油藏开发过程中各生产井试井解释渗透率变化情况，推导出渗透率随面通量动态变化对数预测公式，进一步对关系式进行推广应用，扩大了对数关系式的适用性。最后，设计高倍驱替实验，验证渗透率和面通量对数关系的准确性和科学性，该对数关系式在南海西部高含水油田中后期调整挖潜研究中应用效果较好。

径向井排引导水力压裂裂缝扩展机理研究

龚迪光, 陈军斌, 曲占庆, 郭天魁

2018, 40(5): 122-130. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.10.27.02

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为探究径向井排系统对裂缝的影响，明确水力裂缝的扩展规律，利用扩展有限元理论建立了流固耦合三维裂缝扩展模型，模拟了受径向井排引导的水力裂缝扩展过程。重点分析了3种影响因素（径向井排方位角、水平地应力差、径向井孔径）对水力裂缝的引导机理。首次提出了"引导因子"的概念，并将其作为有效评价径向井排引导效果的量化参数。研究发现，径向井方位角、水平地应力差、径向井井径会对水力裂缝的引导效果产生影响：较小的径向井方位角、水平地应力差以及较大的井径都使径向井排具有较强的引导能力和较好的引导效果，反之亦然。同时，较大井径对增加水力裂缝宽度有明显作用。最后，利用大尺寸真三轴水力压裂模拟试验证实了数值模拟结果具有一定的准确性。

基于压裂效果评价的页岩气井井距优化研究

王妍妍, 王卫红, 胡小虎, 刘华, 郭艳东

2018, 40(5): 131-139. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.10.24.03

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针对页岩气藏最优井距很大程度上受限于压裂效果后评估的问题，开展了多段压裂水平井改造参数解释研究，并在此基础上开展井距优化。通过建立的渗流数学模型明确页岩气井生产时地层中存在的流态，形成基于线性流识别和特征线诊断技术的压裂参数解释方法，并对参数解释的不确定性进行了分析论证。之后通过定义百米地层累产气进行均匀压裂情况下井距优化。研究表明，地层进入边界控制流后能准确确定裂缝半长，且不影响气井的产能预测；井距的决定性因素是裂缝半长，二者之间的比例关系受SRV内外区相对物性和裂缝导流能力的影响，据此可指导现场井距优化及开发技术政策制定。

实时微地震监测金坛盐穴储气库稳定性

井岗, 李龙, 巴金红, 刘涛, 陈加松

2018, 40(5): 140-146. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.05.24.01

摘要 ( 321 )

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地下腔体的稳定性是盐穴储气库安全平稳运行的重中之重。为了实时监测盐穴储气库注水排卤和注采气过程中腔体状态进而评价注采运行参数的合理性，利用微地震技术连续监测23 d，通过井中方式布置12级检波器，采用地面震源进行检波器空间定向，联合P波S波信息进行微地震事件空间定位。通过微地震事件数量和注采参数的交汇分析研究生产工艺对腔体稳定性的影响。研究成果表明，为期23 d的监测过程中共发生419个有效信号；在2口造腔井各监测到16个微地震信号，在注采井中并未监测到明显信号；在两口注采井之间监测到大量微地震信号，结合三维地震数据及b值分析认为是天然裂缝活动；分析监测到微地震震源属于剪应力和张应力共同作用，其中张应力占主要作用的震源较多。研究认为，当前的注采运行参数满足盐穴储气库的安全运行要求；建议后续的研究过程中延长监测时间以加强微地震数量和注采参数的统计规律，加强气腔之间的天然裂缝活动研究以保证储气库的安全运行。

盐穴储气库水溶造腔工艺优化研究与现场应用

王元刚, 周冬林, 邓琳, 付亚平, 管笛

2018, 40(5): 147-153. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.09.06.04

摘要 ( 196 )

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盐穴储气库在天然气行业所占比重越来越大，金坛储气库作为国内第一座投产的盐穴储气库，经过工程建设实践发现，很多溶腔工艺存在较大的优化空间。通过分析储气库水溶造腔流程，对造腔过程中涉及到的提高造腔效率，减小造腔耗能以及盐层最大化利用进行分析，提出了水溶造腔的优化工艺：采用反循环造腔大幅度增加排卤盐度，减小井下作业次数缩短不必要的停井时间以加快水溶造强进程，安装光纤界面仪实现阻溶剂界面的实时监控，优化注水量大幅度减小能耗，处理厚夹层以及整体扩容腔体对盐层进行最大化利用。

页岩纳米孔内超临界CO₂、CH₄传输行为实验研究

陈强, 孙雷, 潘毅, 高玉琼

2018, 40(5): 154-162. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.08.30.11

摘要 ( 295 )

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了解超临界CO₂、CH₄在页岩纳米孔内传输行为，是研究页岩储层超临界CO₂注入能力、注入后时空分布以及提高页岩气藏采收率的基础。选用渗透率小于100 nD的龙马溪组富有机质页岩基块岩样，利用岩芯流动实验装置，通过监测岩芯入/出口端气体压力与混合气体（CO₂、CH₄）浓度变化，对比了页岩纳米孔内超临界CO₂、CH₄传输能力，分析了传输能力差异的原因。结果表明：页岩纳米孔内超临界CO₂压力传递速率明显小于CH₄，实验结束后岩样入口端二元混合气体组分中CH₄百分含量显著降低，证实页岩纳米孔内超临界CO₂传输能力显著低于CH₄，主要原因是超临界CO₂吸附能力更强、扩散-渗流能力更小以及超高密度特性表现出的非混相、活塞式驱替行为。基于以上认识，选择某些压裂段注入超临界CO₂，而其他压裂段作为生产段，比单井"吞吐"方式（即注入-焖井-开井生产）更有利于驱替置换页岩纳米孔内游离态甲烷。

深水钻井隔水管法兰接头压溃安全分析研究

刘清友, 何俊江, 毛良杰

2018, 40(5): 163-169. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.07.25.02

摘要 ( 255 )

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针对深水钻井隔水管法兰接头在深水钻井过程中承受着复杂恶劣的环境载荷，以及工作过程中产生的内外压差，有必要对深水钻井过程中法兰接头的工作受力情况进行深入研究。根据有限元原理，建立了法兰接头模型，利用有限元分析方法研究了不同外压载荷下的隔水管法兰接头无磨损以及磨损情况下的应力分布情况及临界压溃压力。分析结果表明，在螺栓预紧力载荷以及工作载荷情况下，法兰接头符合安全强度要求；对无磨损的法兰接头施加外压载荷，法兰接头受到的最大应力随着外压载荷的增加而增加，外压载荷增加到一定值时，上法兰接头辅助管道通道处的T型台处会产生应力集中；对磨损的法兰接头施加外压载荷，法兰接头的临界压溃压力随着磨损深度的增加而减小。

喷射器气体动力函数法的真实气体修正

周三平, 谷平

2018, 40(5): 170-180. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.09.28.01

摘要 ( 274 )

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索科洛夫提出的气体动力函数法是喷射器经典的设计方法，但是其基于理想气体的假设使得该方法应用于高压的真实气体时误差较大。运用气体热力学方法，从焓和定压比热容的定义入手，引入真实气体等熵温度绝热指数和等熵容积绝热指数，结合能量方程，推导出基于真实气体的气体动力学函数理论式。在此基础上，依据动量守恒和质量守恒定律，推导出了基于真实气体的气体喷射器与气力输送喷射器的基本方程。与索科洛夫设计方法进行了对比，结果表明，低压工况下，基于真实气体的修正方法与索科洛夫设计方法计算结果吻合，说明修正的设计方法覆盖了索科洛夫设计方法；但在高压工况下，两种设计方法的结果差异明显。基于真实气体的修正弥补了索科洛夫设计方法的局限，可适用于全压范围的喷射器设计。

絮凝菌处理页岩气压裂返排液的响应面优化

冯栩, 陈柯锦, 关统伟, 王姝歆, 温丽

2018, 40(5): 181-188. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.11.07.03

摘要 ( 289 )

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采用实验室已经筛选出的具有絮凝活性的菌株，考察发酵培养时间对絮凝效果的影响，并进行絮凝性能测定。测定结果表明，菌株H5为Acinetobacter baumannii strain，发酵培养36 h时，其絮凝率可达到65.7%。采用絮凝菌与PAC复配的方法处理页岩气压裂返排液，并且应用响应面分析法对处理过程进行了优化。设定响应值为COD去除率，根据响应值的分布情况确定最佳絮凝条件为：絮凝菌H5的投加量10 mg/L；PAC浓度30 mg/L；慢速搅拌速度73 r/min；沉降时间40 min。最佳絮凝条件下，联合处理对压裂返排液中COD去除率为85.1%，浊度去除率95%以上。

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