双鱼石构造栖霞组白云岩储层特征及主控因素

彭先, 彭军, 张连进, 林攀, 兰雪梅

2020, 42(5): 1-12. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.04.29.03

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针对川西北双鱼石构造栖霞组白云岩储层特征及主控因素问题，以野外剖面实测、岩芯观察描述及钻测井资料为基础，结合普通镜下薄片、铸体薄片、扫描电镜及阴极发光等分析手段，探讨储层发育特征及主控因素。结果表明，栖霞组储层沿龙门山山前带呈北东-南西向展布，厚度在10~40 m；储层以台地边缘滩相的晶粒白云岩和少量颗粒白云岩为主；储集空间类型以溶蚀孔（洞）为主，裂缝次之；孔隙度频率分布主要集中在1.0%~4.0%，渗透率主要集中在0.001~10.000 mD；储集类型主要为裂缝-孔隙（洞）型储层。栖霞组储层的发育及分布主要受沉积相带、沉积古地貌、成岩作用及后期构造破裂等因素控制，沉积作用提供了储层发育的物质基础；沉积古地貌则控制了高能颗粒滩相的分布范围；准同生期淡水淋滤溶蚀不但形成了大量的次生溶蚀孔洞，还提供了白云石化流体运移的通道；埋藏白云石化作用最大限度地继承和保存了早期的孔洞系统；后期构造破裂形成的裂缝则进一步连通了孔洞系统。

四川盆地中二叠统栖霞组沉积相展布及勘探意义

白晓亮, 杨跃明, 文龙, 罗冰, 洪海涛

2020, 42(5): 13-24. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.03.04.03

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通过对四川盆地中二叠统栖霞组盆缘野外剖面、岩芯详细观察，结合地震、测井等资料研究分析，建立标准岩性、古生物地层剖面，识别相标志，将沉积相划分为开阔台地相、台地边缘相、斜坡相及盆地相，在平武-茂汶-小金一带识别斜坡相和盆地相，川西地区发育台地边缘滩相带，川西-川中隆起带为开阔台地相台内滩亚相发育带；川北-蜀南低隆带为开阔台地相开阔海和台内滩亚相；川东地区为开阔台地相台内浅洼亚相。区域地层对比及沉积相展布表明，二叠系沉积前古地貌控制栖霞组沉积格局，加里东古隆起地貌及川西裂陷盆地发育共同控制川西地区栖霞组台地边缘相展布。栖霞组台缘相带发育规模相控白云岩储层，与下寒武统优质烃源层形成良好源储匹配关系，栖霞组台缘相带是深层海相碳酸盐岩重点勘探领域，泥盆系-二叠系具有相同源储匹配关系，具备发育大型构造岩性圈闭气藏的地质条件，推覆体下盘发育大型隐伏构造高带，是整体勘探、立体勘探重要有利区带。

塔中西部良里塔格组台缘台内礁滩储层差异性

魏华动, 石桂鹏, 朱秀香, 张云峰, 王振宇

2020, 42(5): 25-38. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.04.23.01

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针对塔中西部上奥陶统良里塔格组台缘与台内礁滩储层特征及演化差异性，综合岩芯、薄片、测井及地球化学分析等资料，对比分析二者储层基本特征、成岩及孔隙演化的差异性，建立储层发育模式，提出相应的勘探对策。储层特征上，台缘礁滩储层储集空间具组构选择性和非组构选择性并存特征，垂向上呈多个旋回叠置，横向呈准层状；台内礁滩储层储集空间为非组构选择性缝洞，主要分布在中下部，垂向厚度及横向连续性均低于台缘。台缘优质储层的演化及分布受准同生大气淡水溶蚀、早成岩近地表岩溶和埋藏溶蚀控制；台内储层受裂缝及埋藏岩溶作用控制。勘探对策上，台缘礁滩储层应优先三期岩溶与构造破裂作用叠加发育区，而台内应注重断裂及埋藏溶蚀的联合控制区。

准噶尔盆地克—百断裂带石炭系内幕成藏特征

邱争科, 李婷, 杨兴, 胡宗芳, 胡戈玲

2020, 42(5): 39-47. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.03.04.02

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近年来，在准噶尔盆地西北缘克-百断裂带石炭系内幕钻探的探井、评价井试油获高产油流，显示了巨大的勘探潜力。断裂带石炭系逆冲推覆于二叠系、三叠系及侏罗系地层之上，受长期挤、压、扭、转应力作用，石炭系内幕地层沿低密度塑性地层易于应力释放，形成背斜、向斜及断背斜。研究区由南至北由叠瓦构造向反冲构造演变，中部叠瓦构造加反冲构造，北部反冲构造加逆冲岩席；石炭系内幕发育爆发相凝灰岩，其次为溢流相玄武岩、安山岩，试油结果表明，各种岩性均含油，含油性主要取决于岩石物性和裂缝发育程度。断裂发育部位也是各种微裂缝发育的部位，油气沿深大断裂及伴生次级断裂富集，将是该区石炭系内幕下步勘探有利区。

南阳凹陷边界断层三维几何学及运动学特征

李智, 张志业, 何登发, 罗曦, 熊健

2020, 42(5): 48-62. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.07.18.01

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新野断层位于南襄盆地南阳凹陷南部的控凹边界断裂，研究其三维几何学和运动学特征对分析南阳凹陷的形成演化至关重要。以2/3D地震、钻井及测井资料为基础，以正断层相关褶皱理论和构造复原理论为指导，深入剖析新野断层的三维几何学和运动学特征及其对凹陷形成的控制作用。根据断层平面走向，结合倾角和断距变化，将新野断层分为西、中、东3段；空间上认为，新野断层是由多个等倾角面构成的复杂曲面，通过两个垂向轴面和4个横向轴面，将新野断层断面分为11个等倾角区。根据平衡地质剖面复原结果对比，认为新野断层西段、东段形成于晚白垩世，中段形成于始新世大仓房期并逐渐与西段、东段硬连接形成一条断层；断层及其上盘地层旋转程度自西向东逐渐增强；断层反转强度自西向东亦逐渐变大。新野断层西段为"座椅式"正断层，中段由"转折式"正断层转"犁式"正断层，东段为"犁式"正断层。沿断层走向的差异沉降和断面形态差异是南阳凹陷构造特征及形成演化的重要控制因素。

威远区块页岩气水平井产量主控因素分析

陈雪, 徐剑良, 黎菁, 肖剑锋, 钟思存

2020, 42(5): 63-74. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.07.01.01

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四川盆地威远区块国家级页岩气示范区开发效果显著，但仍存在单井产量差异较大的问题，深入分析页岩气水平井高产的主控因素是目前研究的重点。利用威远示范区取芯井地质及测井资料明确龙马溪组龙一₁¹小层作为最优开发层系，开展储层精细评价研究，结合水平井压后评价建立了储层厚度、最优靶体位置、I类储层钻遇率与产量之间的关系，明确了天然裂缝发育程度对水平井产量的影响，定量计算了压裂液量、砂量和排量3项工程参数与缝网有效性的关系。结果表明：（1）龙一₁¹小层厚度与产量呈高度正相关；（2）距离龙一₁¹小层底部距离0~4 m是最优靶体位置；（3）I类储层钻遇率的高低直接影响着水平井高产与否；（4）天然裂缝发育有利于页岩气获得较高产量；（5）根据工程参数定义的缝网综合有效系数达到0.8以上时，可认为形成了有效的页岩气流动通道。

成像测井在灯影组微生物岩岩相识别中的应用

田瀚, 张建勇, 李昌, 李文正, 姚倩颖

2020, 42(5): 75-85. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.04.14.01

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岩相识别是沉积储层研究的基础，针对未取芯井开展测井岩相识别工作至关重要。对于四川盆地震旦系灯影组碳酸盐岩地层而言，由于经历过多期成岩改造作用，使得不同岩相的常规测井响应特征区分度较低，准确识别难度大。为了建立有效的测井岩相识别方法，在前人岩石分类的基础上，通过选取多口岩芯、薄片和测井等资料齐全的代表性钻井作为关键井，在充分发挥成像测井优势基础上，明确不同岩相典型成像特征，建立成像测井相岩相的转换模型，并采用多点地质统计学方法开展成像测井全井眼图像处理，提取图像典型特征，结合所建立的岩相转换模型，开展全井段岩相识别，并推广应用于研究区其他未取芯井。通过实际效果验证表明，相比常规测井，基于成像测井所建立的岩相识别方法岩性识别准确率更高，能为后续沉积微相和储层研究提供有力支撑。

宁209井区裂缝控藏体积压裂技术研究与应用

乐宏, 杨兆中, 范宇

2020, 42(5): 86-98. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2020.06.17.03

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为了解决页岩气开发面临的改造体积有限、产量递减快及储量动用程度低等难题，提出裂缝控藏体积压裂工艺技术。该技术通过减小簇间距、增加裂缝条数来加大缝控面积，形成连片控制区域，立体动用储层，大幅度提高一次可采储量。对该技术进行工艺设计优化，通过精细分段优化射孔位置、孔眼节流优化射孔孔数、渗流和应力干扰优化簇间距、气水置换和高强度加砂优选纳米压裂液、有效压力优化支撑剂、实验回归优化暂堵剂用量，优化结果为：6簇射孔，每簇6孔×60°×6孔/ft，簇间距6~8 m，单段段长40~50 m；采用纳米压裂液体系，先纳米滑溜水段塞打磨，后纳米线性胶连续加砂，加砂强度大于3.0 t/m；采用70/140目石英砂+40/70目陶粒（3：7）小粒径组合支撑剂，可适当提升石英砂比例。该技术在长宁地区宁209X-x井进行试验应用，折算1 500 m水平段测试产量26.6×10⁴ m³/d，相比邻井提升103%，增产效果显著，为页岩气井的高效开发提供借鉴。

爆燃压裂技术对水泥试样致裂实验研究

孙林, 黄波, 易飞, 张杰

2020, 42(5): 99-106. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.11.07.01

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为模拟爆燃压裂技术的破岩效果和裂缝形态，进行了水泥试样致裂实验。制作了含有模拟射孔孔眼的ϕ244.5 mm套管，外维为ϕ1 600 mm×1 000 mm的水泥试样9组，并采用现场常用的航天复合推进剂和军工双基药进行实验。在实验基础上，与层内爆炸技术和重复强电冲击波技术进行储层致裂机理对比分析。研究表明，爆燃压裂技术对9组水泥试样具有100%致裂效果，裂缝条数在2~4条，裂缝缝宽在厘米级，且水泥试样的顶部缝宽要大于中部。随着火药用量减少，井筒内峰值压力减小，岩石裂缝条数减少，裂缝宽度减小。其造缝机理和形态有别于使用炸药的层内爆炸技术和使用脉冲功率负载及含能材料的可重复强电冲击波技术。

致密气藏多级压裂水平井生产动态机理分析

张博宁, 张芮菡, 吴婷婷, 鲁友常

2020, 42(5): 107-117. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2020.04.10.01

摘要 ( 326 )

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为准确预测致密气藏多级压裂水平井在非线性渗流和复杂裂缝下的生产动态特征，通过双重连续介质-离散裂缝耦合模型对原始致密储层和水力压裂裂缝系统流动特征进行刻画并构建综合渗流数学模型，采用非结构三维四面体网格和控制体积-有限元方法建立全隐式数值模型，并通过修正Peaceman方法建立复杂压裂水平井数值井模型，从而获得准确的数值解。开展含水饱和度、应力敏感系数、压裂裂缝压开程度和空间非对称分布等关键参数对X致密气藏某区块压裂水平井生产动态的影响因素分析。研究表明，该模拟方法能准确预测致密气藏压裂水平井生产动态特征，为致密气藏的高效开发提供理论支撑和计算工具。

基于数值模拟的生物礁气藏地层水分布研究

杨丽娟, 张明迪, 王本成, 温善志, 刘远洋

2020, 42(5): 118-126. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2020.02.26.01

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对气水分布的正确认识是气井产水预测、气藏开发调整的关键，非均质性强的生物礁有水气藏气水分布通常很复杂，现有测井解释、地震解释等方法在对地层水分布的刻画方面均存在一定的局限性，数值模拟作为一种能充分结合地质静态认识及生产动态资料的技术，为研究地层水分布提供了一个重要手段。首先，对水侵活跃性参数进行分析、量化，并基于考虑储层非均质性的气藏三维模型进行水侵机理研究，分析气井生产指标对各参数的敏感程度；然后，结合地质认识及生产动态资料辨识出地层水赋存状态的最大可能情况，同时采用J函数精细描述地层水分布；最后，获得与实际气藏更相符的精细数值模拟模型。研究加深了对元坝长兴组复杂生物礁气藏地层水分布的认识，研究思路也适用于其他各种类型的、非均质程度不同的有水气藏。

超稠油油藏EBIP厚度变化模式对SAGD的影响

段永刚, 伍梓健, 魏明强, 任科屹, 卢川

2020, 42(5): 127-134. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2020.06.15.02

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SAGD技术是一种非常具有潜力的稠油开发方式，已在超稠油/油砂开发中取得了良好效果。由于储层沉积原因，SAGD水平井段对应的EBIP有效储层厚度通常会发生变化，使得SAGD井组开发效果差异明显。为了明确EBIP厚度沿水平井段变化对SAGD生产的影响，以加拿大Long Lake油田地质特征为基础，构建了3种典型EBIP厚度变化模式，建立了SAGD数值模拟机理模型，分析讨论了沿程EBIP变化模式和厚度差对SAGD蒸汽腔突破、日产油、累计汽油比和采出程度的影响，明确了EBIP厚度变化对SAGD生产影响的界限。研究表明，在储层总厚度相同下，阶梯状EBIP变化模式峰值产油速度和采出程度最低，其他两种方式生产特征相近；阶梯状EBIP模式下，厚度差64 m为优，4<厚度差<10 m为良，厚度差>10 m为差；两厚一薄和两薄一厚EBIP模式，厚度差<7 m为优，厚度差>7 m对SAGD生产影响大。

考虑岩石弹塑性变形的井周应力场计算模型研究

李小刚, 李昀昀, 胡秋萍, 张翔, 易良平

2020, 42(5): 135-144. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.06.14.01

摘要 ( 320 )

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针对煤岩、页岩等岩石具有弹塑性这一特性，考虑岩石非线性硬化与软化变形，并耦合工作液渗滤作用，沿井筒径向方向将地层分为塑性软化、塑性硬化和弹性区，根据弹性区与塑性区交界处应力连续的特点，建立了耦合工作液渗滤和岩石非线性硬化与软化变形的井壁应力场模型。分析表明，塑性区大小与井眼流体压力、泊松比和地层初始孔隙流体压力呈正相关关系，与岩石强度呈负相关关系。与弹性状态相比，岩石塑性变形降低了井眼应力集中效应，岩石塑性变形对井周径向应力影响较小，但会使井周周向应力增加。

尼日尔沙漠油田小规模“工厂化”钻井工艺优化

张海军, 张楠, 刘军彪, 钱锋, 孔祥吉

2020, 42(5): 145-152. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2020.01.13.02

摘要 ( 343 )

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为解决尼日尔Agadem复杂地貌沙漠油田因钻机搬迁及材料运输困难、地层复杂，导致钻井效率低，钻井成本高的问题，保障油田效益开发。基于复杂沙漠地貌及条带状油藏分布特点，提出了应用小规模"工厂化"（3~5口井）钻井工艺，通过地质工程经济一体化优化丛式井规模、井场位置、井口布置、井眼轨迹及井身结构设计，优化钻井液体系及重复利用，优化PDC+螺杆一趟钻及固井质量保障技术，钻机设备改造及优化平移工序，提高工厂化钻井效率及固井质量。实际应用表明，优化形成的小规模"工厂化"钻井模式及配套技术，可有效提高复杂断块沙漠油田钻井效率，大幅降低钻井成本。

深水环空圈闭压力的破裂盘泄压控制模型

石榆帆, 唐宜家, 马天寿, 何玉发

2020, 42(5): 153-160. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.09.06.01

摘要 ( 293 )

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井筒高温流体在生产过程中，向密闭环空传热引起的环空圈闭压力上升现象是深水油气开采面临的主要问题之一。为了保障井筒安全，结合深水油气井的生产实际，基于拟稳态传热以及耦合压力体积的环空压力计算方法，建立了多环空圈闭压力预测模型。根据破裂盘工作原理，建立了由内向外和由外向内的破裂盘打开阀值确定方法。以西非某井为例，对生产过程中井筒温度和环空压力进行预测。套管强度校核结果表明，正常生产过程中，表层套管和技术套管存在胀破风险；在生产套管的环空泄压或者掏空后，生产套管存在挤毁风险。采用破裂盘技术后，各层套管均满足校核的要求。因此，破裂盘技术可有效实现套管的保护，对深水油气资源安全开采具有重要意义。

新型高频电脱工艺研究与动态实验装置设计

卢大艳, 邹万勤, 梁海波, 杨海

2020, 42(5): 161-169. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.10.15.04

摘要 ( 261 )

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随着中国经济的持续增长、对能源的需求日益提高，石油供给已成为影响国家经济发展的战略问题。海上石油开采量日趋增加，但海上平台开采出的原油，普遍含水率较高，部分原油含水率甚至可高达70%以上，需进行脱水处理后才能进行输送与炼制加工。针对海上平台原油脱水处理能力有限以及脱水效率低的问题，在研究高频高压电场对油水作用机理的情况下，利用电场仿真与实验研究的方法，创新提出一种新型非均匀电场模型及高频电脱动态实验装置，该装置采用新型异径圆柱体电极，构建出不均匀电场，同时搭建的动态实验装置对原油电脱水过程进行动态循环，实现对高含水原油的电脱水处理。实验表明，利用该装置对高含水原油进行动态电脱水，出口油中含水达到0.7%，其电脱效率优于现今电脱器的电脱效率，具有较大的推广应用价值。

水平井完井管柱振动特性实验研究

黄亮, 王国荣, 徐靖, 魏安超, 贾杜平

2020, 42(5): 170-178. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.10.16.03

摘要 ( 311 )

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为探索气体作用下完井管柱振动响应机理，开展了水平井完井管柱在开井工况下振动相似实验。实验采用PE管模拟完井管柱油管，采用透明的亚克力管模拟完井套管，并采用Froude相似准则进行尺寸缩放；基于应变片测试技术采集气体作用下完井管柱油管在水平和垂直方向的振动，并采用模态分析法分析了管柱应变、位移响应及振动模态。通过有限元分析管柱固有频率并与实验振动频率对比发现，管柱振动频率接近三阶固有频率，且会发生共振；实验管柱系统在弯曲段响应应力、位移量较大，振动较为剧烈；管柱在水平方向与垂直方向振动频率与模态一致，水平方向振动剧烈。

含水稠油在纳米-微波协同下的降黏实验研究

李汉勇, 高航, 秦守强, 王业骢

2020, 42(5): 179-186. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.07.12.01

摘要 ( 311 )

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为降低含水稠油黏度，提高其输送能力，提出了纳米催化剂和微波协同作用的降黏方式。通过响应面实验设计方法，以微波加热功率、加热温度和纳米催化剂浓度为影响因素进行研究，测量得到不同情况下的黏温曲线，通过测得的黏度计算降黏率。通过优化得到不同含水率下的最优降黏处理方法，探究油包水型稠油乳状液在不同含水率下3种因素间的相互作用以及含水率变化对纳米微波协同降黏效果的影响。实验结果表明，在同一含水率下，降黏率随催化剂浓度的增加而增大，随微波功率的增大先增后降，随温度的变化规律与含水率的大小有关。对于不同含水率的稠油，为达到最优降黏效果，随着含水率增大，所需催化剂浓度先增后降，所需的微波功率相近，而温度有一定差别。说明高含水的油包水型乳状液的降黏效果更优，这可为稠油降黏技术提供理论依据。

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