四川盆地碳酸盐岩源岩气地质特征与勘探前景

郭彤楼

2021, 43(1): 1-16. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2020.10.20.03

摘要 ( 312 )

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充分利用露头、岩芯、岩屑等原始样品，通过薄片观察、物性分析、扫描电镜、X射线衍射及同位素分析等实验方法，结合测井资料、地震剖面解释等进行研究，从碳酸盐岩源岩气地球化学评价参数和指标厘定入手，以南川区带高产稳产气藏为实例，深入解剖四川盆地茅口组一段碳酸盐岩源岩的岩矿、物性、电性、含气性及生烃潜力，探讨了表生沉积环境、早期成岩作用等因素对碳酸盐岩源岩气储层的影响，尤其是富镁黏土矿物黑滑石在碳酸盐岩中有机质富集、碳酸盐岩气成生和聚集的积极作用，进一步明确气藏高产稳产的主控因素，落实“甜点段”的特征和分布，指明了该领域勘探开发的前景。

渤中22-1构造碳酸盐岩储层岩溶识别及影响因素

侯明才, 陈扬, 王粤川, 高坤顺

2021, 43(1): 17-29. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.11.25.01

摘要 ( 203 )

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以渤中22-1潜山构造为研究目标，通过岩芯、薄片、成像测井等资料，研究潜山碳酸盐岩储层基础特征、岩溶识别及影响因素。结果表明，研究区岩性主要为白云岩类、灰岩类及过渡岩类，储集空间以溶蚀孔、洞、缝为主，平均孔隙度为4.1%，储层主要受沉积相、裂缝作用和岩溶作用的控制。沉积微相影响溶蚀程度，研究区发育局限台地相和开阔台地相，其中，台内滩微相和云质瀉湖微相基质孔隙发育，有利于溶蚀作用发生；构造作用形成的断裂、裂缝系统改善储集空间，是岩溶的先期通道；多期岩溶作用是储层形成的关键，通过岩芯和成像测井对科2井岩溶结构进行识别，表生岩溶影响深度达不整合面以下180 m。受岩溶旋回控制，发育有4个垂直渗流-水平潜流带，水平潜流带物性最好，为优质储层发育带。

黄河口凹陷明化镇组下段网状浅水三角洲沉积

刘文超, 沈孝秀, 王少鹏, 来又春, 缪飞飞

2021, 43(1): 30-40. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.05.06.03

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为了认识湖盆萎缩期网状浅水三角洲的沉积特征和沉积模式，利用测井、录井、取芯、粒度、地震等资料，对黄河口凹陷明化镇组下段低位域地层进行了分析。研究认为，黄河口凹陷明化镇组下段低位域网状浅水三角洲河道砂体主要是垂向加积作用的产物，河道平面上呈网状、交织状，具有宽深比小、稳定性强等特点，砂体发育程度中等；其形成于低坡降背景，三角洲平原和前缘相带均有网状河道发育，河道呈花状，沉积微相类型多样，天然堤、河漫滩、席状砂等溢岸沉积物大量发育，形成以溢岸沉积物为主的“河道花”模式。网状浅水三角洲河道两侧均发育天然堤，增加了其侧向稳定性，决口改道是形成新河道的主要机理。

玛南斜坡下乌尔禾组砾岩储层特征及主控因素

钱海涛, 张翔, 卞保力, 刘海磊, 张孟刚

2021, 43(1): 41-50. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.06.12.03

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准噶尔盆地玛湖凹陷南斜坡二叠系下乌尔禾组具有良好的勘探前景，为明确该区储层特征及主控因素，通过岩芯观察、铸体薄片、扫描电镜及储层物性等手段，对二叠系下乌尔禾组砾岩储层特征及主控因素进行了研究。结果表明，下乌尔禾组储层岩石类型主要为岩屑砂岩，胶结类型以泥质、沸石胶结为主，结构及成分成熟度较低。储层储集空间类型多样，以剩余粒间孔、火山物质溶孔及沸石溶孔为主。储层物性主要受沉积作用、成岩作用及构造作用共同影响。其中，优质储层受沉积相带控制作用明显，以牵引流为主的扇三角洲前缘水下分流河道是最有利的沉积相带，其次为扇三角洲平原水上分流河道；成岩作用主要有压实作用、胶结作用和溶蚀作用，其中，压实减孔损失量平均为24.0%，胶结减孔量为4.9%，溶蚀作用以浊沸石溶蚀为主，产生的次生溶蚀孔隙对储层物性具有明显的改善作用。构造破裂作用对储层物性也具有重要的改造作用。

龙马溪组岩相类型及其对孔隙特征的影响因素

徐传正, 冯烁, 田继军, 蒋立伟

2021, 43(1): 51-60. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.05.04.01

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以川南黔北地区下志留统龙马溪组下段页岩储层为研究对象，以全岩矿物分析为手段，结合岩芯薄片观察，划分出4种页岩岩相，其中，黏土质页岩岩相和混合页岩岩相是本研究区发育的主要岩相。基于扫描电镜、有机碳含量和低温氮气吸附实验，系统地分析了两种主要岩相孔隙结构特征。结果表明，黏土质页岩岩相储层中较大孔隙以细颈瓶状、开放型孔隙和半封闭孔为主，混合页岩岩相较大孔隙形态以开放型孔隙和部分半封闭孔为主，两种岩相较小孔隙形态多是半封闭孔。TOC有利于微孔和中孔的发育，黏土矿物发育有利于大孔的发育。由于黏土质页岩岩相的黏土矿物含量比混合页岩岩相高，TOC含量却比混合页岩岩相低，加上成岩作用影响，从而导致黏土质页岩岩相的大孔孔隙体积比混合页岩岩相大，微孔和中孔孔隙体积比混合页岩岩相小。

风化校正作用在烃源岩有机地化研究中的应用

米伟伟, 王腾, 李娜, 郭晓丹, 谢小飞

2021, 43(1): 61-71. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.07.04.02

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通过对哈密拗陷下二叠统野外剖面观察和样品采集，运用岩石热解、有机碳测试、干酪根分析及饱和烃气相色谱等技术进行室内样品测试，在与前人分析数据相结合的基础上，利用风化校正作用对哈密拗陷下二叠统露头烃源岩有机质丰度、有机质类型进行评价，同时探讨了有机质成熟度、原始沉积环境和生源特征。结果表明，哈密拗陷下二叠统烃源岩属于好-很好的烃源岩，有机质类型以腐泥腐殖型（Ⅱ₂）为主，少部分腐殖型（Ⅲ）；有机质热演化程度高，处于高成熟阶段低-中期；烃源岩正构烷烃分布变化较大，呈前低后高的双峰特征，与很低的轻重烃比值相映，反映出有机质受陆源生物影响较大。低Pr/Ph比值显示出强烈的植烷优势，沉积环境具有较强的还原性，盐度较高，应属于半封闭水体。

岩石导热各向异性对干热岩热量富集的影响

胡明, 冷文祥

2021, 43(1): 72-80. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.06.11.01

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干热岩的勘探开发近年来已成为学术界的研究热点，但相关研究大多是从开发角度进行研究，而对干热岩中热量富集传递的研究甚少。为了解干热岩岩体中热量富集与传导机理，通过对前人研究成果的整理与总结，结合构造地质学、传热学、地热学、矿物岩石学等理论方法，进行岩石三轴热导率的实验。结果表明，岩石的三轴热导率存在差异，使得地下热流在岩石中的传导存在各向异性。因此，提出了岩石导热各向异性指数，及干热岩岩体中的热量传导公式，进而研究分析了干热岩岩体中热量传导规律与聚集特征，并认为“热源-热通道-干热岩储层-盖层”的垂向构造组合有利于干热岩中热量的富集。

复杂断块油田内部低次级断层封闭性定量研究

曹龙, 秦润森, 周立业, 崔龙涛, 吴穹螈

2021, 43(1): 81-90. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.05.10.01

摘要 ( 157 )

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断块油田内部低次级断层，由于规模小、区域地质特征、成藏条件存在差异性，应用Yielding的断层封闭性评价方法预测圈闭的油藏高度以及油水分布与实钻吻合度不高。为了提高预测精度，提出利用油田内部钻井、流体压力等资料，通过建立断块的深度压力模型，对断层泥岩比率I_SGR与过断层压力差（△p）进行拟合确定符合区域成藏特征的定量评价关系式，并根据拟合图上封闭失效区域识别断层封闭的I_SGR参数下限，二者结合定量判断断层封闭能力的评价方法。运用该方法对K油田4井区的断块进行研究发现，4井区南块I油组与中块Ⅱ油组上、下段为同一油水系统，研究结果得到油藏动态认识的支持。

致密油藏提高采收率方法与理论研究进展

魏兵, 刘江, 张翔, 蒲万芬

2021, 43(1): 91-102. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2020.03.10.01

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全面梳理了近十年来国内外有关致密油藏提高采收率方法的研究进展，提升总结了理论层面认识，从作用机理方面客观分析了各类方法的可行性，指出了目前室内研究和现场应用中存在的技术难点和问题，并展望了未来致密油藏提高采收率的研究重点和发展方向。历经多年的探索，已初步形成了注气、化学方法、智能水、溶剂法和纳米流体等提高致密油藏采收率的方法体系，其中，CO₂、天然气和表面活性剂的应用潜力最大。岩芯尺度模拟结果和油藏规模效果存在较大差异甚至相悖，导致无法准确预测。所以，未来提高采收率研究重点应该瞄准关键科学问题，如注入介质地层流体储层间的相互作用机制，油气水在复杂裂缝系统中的多尺度渗流行为，致密基质裂缝间的“质”换机制等，同时融合信息化技术，切实推进致密油藏提高采收率技术与理论发展。

页岩-液体作用对套管变形的影响研究

李皋, 李泽, 蒋祖军, 于浩, 何龙

2021, 43(1): 103-110. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.12.23.01

摘要 ( 213 )

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页岩气井压裂后套管变形问题严重，已成为制约页岩气资源高效开发的瓶颈，但目前引发套变现象的原因仍认识不清，且无有效防治措施。根据页岩结构特征及力学性质，结合数值模拟技术对页岩-液体作用对套管变形的影响及其防治措施开展研究。结果表明，由于液相侵入导致的裂缝层间膨胀会造成页岩在液体作用下产生微弱形变，由于页岩力学强度高，且水化后仍具备较高的弹性模量，造成液-岩反应后的膨胀变形会产生较强的作用力，在无应力释放的情况下该作用力施加在套管上导致套管应力增加，对套管变形产生重要影响。水泥环弹性模量的降低以及密集射孔能够对防治套管变形起到积极作用。

页岩油压裂水平井变导流能力试井模型研究

叶义平, 钱根葆, 徐有杰, 高阳, 覃建华

2021, 43(1): 111-119. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.10.09.04

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致密油气、页岩油气等非常规油气资源由于其储层渗透率低，在开采过程中往往采用水平井多级压裂技术来提高单井产量，实现经济开采。基于渗流力学，建立了考虑应力敏感、变裂缝导流能力的裂缝性油气藏多段压裂水平井试井数学模型，通过Laplace和Fourier变换等方法求得模型在Laplace空间下的无因次井底压力解；用Stehfest数值反演计算了实空间无因次井底压力。研究表明，当所有无因次裂缝导流能力之和不变时，如果井筒两端裂缝导流能力高于中部裂缝导流能力，早期阶段生产压差小，压力曲线低；当无因次裂缝导流能力沿裂缝方向减小时，无因次裂缝导流能力变化梯度越大，生产压差越大，早期阶段无因次压力曲线越高；应力敏感系数越大，无因次压力及压力导数曲线上翘幅度越大；裂缝储容比越小，窜流段压力导数曲线“凹子”越深；窜流系数越大，窜流发生越早。

含水富有机质页岩重复升温热激增渗实验

游利军, 李鑫磊, 康毅力, 陈明君, 郝志伟

2021, 43(1): 120-132. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.09.17.03

摘要 ( 185 )

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水力压裂可提高页岩气井产量，但改造尺度多集中于毫米级裂缝，难以沟通微纳孔隙和天然微裂缝，且压后大量压裂液滞留易形成水相圈闭损害，阻碍气体多尺度传输。选取四川盆地下志留统龙马溪组富有机质页岩，模拟水力压裂后页岩储层热处理，开展了加热速率为5 ℃/min干燥页岩重复升温与加热速率为10 ℃/min含水页岩重复升温热激实验，监测了富有机质页岩加热过程中颜色、质量、渗流能力和纵横波速率。研究表明，加热过程中富有机质页岩表观颜色变浅；干燥页岩在600～700 ℃渗透率改善较为明显，渗透率增加了3～5倍；含水页岩渗透率在加热至200～300 ℃时显著提高，纵横波速率整体呈降低的趋势，降低幅度比干燥页岩更大。水岩相互作用、热蒸气压和加热速率引发的空间应力是降低含水页岩热致裂增渗阈值温度的有利条件。

一种反演水淹层混合水电阻率的新方法

张建升, 杨洪伟, 时新磊, 关叶钦, 安玉华

2021, 43(1): 133-141. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.10.29.01

摘要 ( 161 )

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注水开发油田储层水淹后电性特征变化复杂，混合水（注入水和原生地层水的混合液）矿化度不仅受注入水和原生地层水矿化度的控制，还受水淹程度等因素影响，造成混合水电阻率和岩电参数的动态变化，为水淹层的识别和剩余油饱和度的评价带来较大困难。以渤海S油田为例，利用图论多分辨率聚类算法对测井相进行划分，建立了测井相约束下的束缚水饱和度评价模型；根据岩电实验数据讨论了岩电参数随地层水矿化度变化的规律，提出水淹层中胶结指数和饱和度指数与混合水矿化度的函数关系。在此基础上，通过迭代反演得到水淹层剩余油饱和度和混合水电阻率，实现了水淹层的定量评价。研究结果表明：（1）利用图论多分辨率聚类算法可以对测井相进行有效划分，基于测井相约束的束缚水饱和度模型精度高于未分相的结果；（2）水淹层储层胶结指数和饱和度指数随混合水矿化度增大而增大，二者具有明显的幂函数关系；（3）该方法划分水淹层结果与S油田产出剖面测井测量结果吻合率为92.3%，明显提高了水淹层的评价精度。

水平对接采卤井腔体溶蚀形态分析

周冬林, 焦雨佳, 杜玉洁, 王立东

2021, 43(1): 142-148. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.05.20.01

摘要 ( 137 )

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水平对接采卤井腔体的形态无法被现有声呐检测设备直接探测，腔体形态不明是制约这类腔体改造利用的主要因素。针对这一问题，采用声呐检测技术和造腔工程技术，结合采卤井钻井工程资料、生产资料和盐层不溶物含量等资料，计算了腔体的底坑体积，构建了水平对接井腔体的整体形态。结果表明，水平对接井腔体的溶蚀主要发生在两口井的井眼附近，形成两个类似于单井溶蚀的腔体，自由体积仅存于两口井附近，两口井之间连通部位仅有一个狭长的通道连接，腔体大部分被不溶物掩埋，整体形态呈U形。研究结果可以指导水平对接井采卤腔体的稳定性评价和改造利用方案设计，有效推动这类腔体的储气库改造利用。

输气管道泄漏模型不确定性因素敏感性分析

安建川

2021, 43(1): 149-156. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2020.06.29.03

摘要 ( 189 )

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输气管道泄漏模型中不确定性因素的分析是影响管道泄漏风险评价不确定的主要原因。为此，在确定起点压力、泄漏孔面积、气体温度和泄漏点距起点距离4项为影响输气管道泄漏速率计算的主要不确定性因素基础上，考虑多因素相互关联、共同影响模型计算精度的问题，采用多因素敏感度整体分析方法分别抽取数量为500，1 000，2 000和3 000的样本各3组，研究各不确定性因素对泄漏速率的影响程度，分析表明，不同样本量下计算得到的各因素Spearman秩相关系数排序基本一致，说明泄漏孔面积对泄漏速率的影响最大，其次是气体温度，起点压力和泄漏点距起点距离对泄漏速率的影响较小；样本数量为500时得到的不确定性因素Spearman秩相关系数排序与样本数量为1 000，2 000和3 000时得到的不确定性因素Spearman秩相关系数排序趋势相同，说明在现有因素取值区间内，抽样数量大于500时的模型计算结果已具备可靠性，能够满足后续风险分析的精度要求。

微球聚焦测井仪推靠系统多目标优化设计

任涛, 冯斌, 孙文, 张春琳, 唐道临

2021, 43(1): 157-166. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.08.01.01

摘要 ( 133 )

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提出了基于极板速度、加速度以及推靠系统主传动机构传动角为优化设计目标的推靠系统优化设计方法。通过推靠系统的运动分析，根据实际工况，择优选取推靠系统中极板质心处的速度、加速度，作为推靠系统传动性能的评价参数。以此期望参数与推靠极板质心点处的运动速度差值均方根，加速度差值均方根，推靠系统主传动机构传动角差值均方根最小为目标，建立推靠系统的约束多目标优化模型。采用复合形-遗传算法中群体搜索策略和群体间个体之间的信息交换方法引入复合形算法中，来求解该约束多目标优化问题。获得了与期望值逼近程度较高、机构参数合理的测井推靠系统。最后，将优化结果与原设计的微球聚焦测井仪推靠系统进行动力性能分析比对，以验证其优化方法的正确性与有效性。结果表明，优化效果明显，对推靠系统的运动平稳性以及推靠极板的传力性能都有较大改善。

基于实验和数值仿真的钻具防顶卡瓦结构优化

董学成, 熊柯睿, 王国荣, 王鹏程, 匡生平

2021, 43(1): 167-175. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.10.15.01

摘要 ( 147 )

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现有技术及装备中对预防钻具上顶的研究较少，目前没有一套成熟的装置能够解决钻具在溢流关井后高套压引起的上顶问题。设计的钻具防上顶装置能够有效解决这个问题，装置所用卡瓦在工作过程中承受较大夹持力，其齿尖易发生磨损，直接影响防上顶装置的锚定性能。运用有限元和室内实验相印证的方法对卡瓦工作过程进行分析，分析了牙前角、牙顶圆角和齿顶距等参数变化对钻具应力分布的影响，通过数值模拟得到钻具Mises应力、接触压力及钻具轴向滑移量的变化趋势，优化出牙前角60°、牙尖部截面形状为圆角，且半径0.3 mm时为最合理的防上顶卡瓦牙型，并通过室内实验进行了验证。研究结果对钻具防上顶装置的卡瓦结构优化设计提供了理论依据。

一种延迟交联的抗高温加重胍胶压裂液的研究

戴秀兰, 刘通义, 魏俊, 王锰

2021, 43(1): 176-182. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.05.05.04

摘要 ( 173 )

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深井储层埋藏深、岩性致密，破裂压力和裂缝延伸压力高，导致压裂施工压力高、难度大，常规压裂液密度低，无法保证施工安全和措施效果。为此，合成了一种有机硼交联剂YGB 1，通过交联时间的测定对交联比和调节剂用量进行优化；并对稠化剂、加重剂和其他添加剂进行了优选，形成了密度为1.35 g/cm³、延迟交联时间在3～17 min内可调、适用于160 ℃储层的加重胍胶压裂液配方。通过耐温耐剪切实验、悬砂实验、降阻实验和破乳实验对压裂液的各项性能进行了测定，结果表明，该加重胍胶压裂液各项性能优异，在160 ℃、170 s^-1下剪切2 h后黏度仍保持在150 mPa·s以上；当混砂比为25%时，使用20～40目的陶粒在90 ℃条件下测试悬砂实验，悬浮0.5 h后，陶粒无沉降；测试管路为6 mm，当排量为3.5 m³/h时，加重压裂液的降阻率为61%；破胶液表面张力为24.8 mN/m，残渣含量为398.2 mg/L；破胶液防膨率为91%。

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