高孔低渗碳酸盐岩孔隙结构及控制因素

唐洪明, 庞榆, 王锡伟, 赵昱超

2023, 45(3): 1-13. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2021.04.09.01

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中东X油田上白垩统Khasib组碳酸盐岩储层属于浅海陆棚沉积，具有生物类型和岩石类型多、高孔低渗及孔隙结构复杂等特征，根据福克石灰岩分类方案，突出生物特征，在岩石分类基础上，综合对比不同类型储层孔隙结构特征及控制因素。研究表明，储层岩石类型有泥晶生屑砂屑灰岩、泥晶藻屑灰岩、泥晶生屑灰岩和泥晶浮游有孔虫灰岩等4类；孔隙结构类型可划分为高孔中渗中喉型、高孔低渗中细喉型及高孔低渗细喉型等3类；影响孔隙结构的主要因素为物性和结构组分两种，不同岩性之间，生物种类和含量的差异影响原生孔隙的发育和后期成岩作用的强弱，造成了孔隙结构的差异。同种岩性之间，灰泥含量控制了孔隙结构的质量。

辽河东部凹陷斜坡带扇三角洲地震沉积学表征

黄德榕, 张宪国, 王友净, 蔡国钢, 解宝国

2023, 45(3): 14-28. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2021.11.21.01

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扇三角洲是断陷盆地斜坡带重要的油气储层类型，岩性复杂，沉积相带横向变化快，井间沉积相表征难。选取发育典型扇三角洲沉积的辽河东部凹陷斜坡带铁匠炉地区，开展地震反射等时性分析和多属性融合的沉积相地震表征。研究发现： 1)斜坡带扇三角洲沉积区存在局部地震反射“穿时”现象，分频倾角差分析能识别显著的穿时地震反射。2)均方根振幅、能量半时和振幅不对称性属性包含了砂岩发育程度和岩性组合信息，对三者进行RGB融合，可为少井区沉积相地震表征提供简便且有效的方法。3)研究区发育北物源的两个大型扇三角洲和东南物源的一个小型扇三角洲，目前勘探开发主要集中在北物源扇三角洲储层。研究为斜坡带扇三角洲沉积相地震表征提供了有效方法，为研究区下一步勘探提供了方向和目标。

吉木萨尔凹陷陆相页岩油储层测井定量解释

谭锋奇, 黎宪坤, 高阳, 李映艳, 张方

2023, 45(3): 29-48. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2021.04.07.01

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以吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组陆相页岩油为研究对象，采用岩芯刻度测井和数据挖掘两种方法，分上、下甜点分别建立物性、含油性、微观孔隙结构及岩石力学等参数的测井定量解释模型，在矿场应用中储层评价精度得到大幅度提高，均达到85%以上。特别是多条曲线反演的渗透率模型，数据挖掘方法优选出3条测井曲线，既反映了绝对孔隙性对渗透率的贡献，又考虑了微观孔隙结构改造对渗透率的制约，用自然伽马和声波时差曲线分别表征泥质含量和压实胶结作用对渗流路径及渗流阻力的影响，相较于单因素模型，其计算精度提高了25.6%。另外，由于井眼环境、孔隙流体的重力分异以及地层在不同方向上的各向异性，水平井与直井测井曲线存在一定的偏差，基于直井测井曲线响应特征与岩芯分析资料建立的解释模型不能直接应用于水平井的储层评价。针对以上难题，建立两种测量方式测井曲线的转换图版和公式，在测井曲线转换的基础上，可以对水平段的储层进行定量解释。

准西车排子凸起下石炭统地层划分及潜力分析

卞保力, 胡修权, 王学勇, 刘海磊, 程锦翔

2023, 45(3): 49-60. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2021.04.20.01

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利用野外露头、地震及最新钻测井资料，对车排子凸起下石炭统地层进行细分，并开展勘探潜力分析。研究结果表明，车排子凸起下石炭统地层三分特征明显，自下而上依次发育太勒古拉组火山岩、包古图组火山岩与沉积岩互层及希贝库拉斯组沉积岩，3套地层在岩性特征、测井响应及地震反射等方面存在明显差异。平面上，太勒古拉组全区分布，南北向凹隆相间，包古图组和希贝库拉斯组呈南北向展布，向东向西削蚀尖灭。总体上，火山岩储层总体优于砂砾岩储层，火山角砾岩物性好于安山岩。太勒古拉组爆发相和中基性溢流相是储层发育的优势岩相，尤其东南部爆发相发育区，位于中等磁力异常范围，分布广，勘探潜力大。

川北典型陆相页岩——砂岩油气潜力表征与评价

欧成华, 李航, 史百强, 张峙岳, 贺健

2023, 45(3): 61-71. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2021.08.08.01

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四川盆地北部中侏罗统千佛崖组陆相地层颇具油气资源潜力，亟待实现突破。在岩芯描述，沉积微相分析和储集体识别基础上，解析了研究区千佛崖组典型陆相页岩——砂岩储集体纵横向叠合类型和平面组合类型，发现了多层致密砂岩油(气)藏、上页——下砂油(气)藏、砂——页互层油(气)藏、页包砂油(气)藏和孤立油(气)藏等5类油气混合储集类型，分层段、分类型评价了研究区各个层段发现的44个油气藏，从中优选出A、B和C等3个典型陆相页岩——砂岩油气混合储集有利区。上述成果有利于中国陆相页岩油气成储理论的深入发展。

油气勘探开发中的工程地质力学问题及研究方法

李皋, 张毅, 杨旭

2023, 45(3): 72-80. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2023.02.26.01

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工程地质力学研究在复杂油气藏勘探开发及地质-工程一体化中的作用日趋重要，但目前还有诸多问题需要探索，其中最为核心的是地层岩石的地质演变与力学研究结合尚不够紧密。以岩石力学性质随地质演变为内在联系，综合沉积相、成岩作用、构造演化及工程影响，将地质和工程因素更为紧密地结合到工程地质力学研究中。所形成的新方法强调在区域三维地质构造建模的基础上，根据不同岩类的地质演变特征实现区域—井区—单井跨尺度岩石力学参数赋值。在建立区域岩石力学相后，结合井工程的干扰机制，逆向修正参数场，从而优化和调整井工程设计，提高区域地质认识和地质信息预测的准确性，可为地应力评价、裂缝展布预测、孔隙压力系统分析、产能评价等提供科学研究手段。

一种基于长效储层保护的新型有机胺完井液

孙文化, 卢爱婷

2023, 45(3): 81-88. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2022.11.11.01

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针对乌干达某油田储层黏土矿物含量高，完井液在井底与储层接触时间过长，易造成储层损害的问题，基于完井液的抑制性实验确定有机胺加量比例和储层保护性能实验验证优选完井液的长效储层保护的作用的方法，提出了一种加入有机胺(PF-NETROL)的新型完井液。结果表明，现场不同含量有机胺(PF-NETROL)的完井液作用到膨润土后，放置1 d之后的防膨率分别为85.42%和94.21%，加入有机胺之后防膨效果较好；其中，加量为2%时的完井液体系在放置90 d后该完井液体系的防膨率仍大于90%，一直对膨润土保持着较好的抑制性；并且该体系在0~30 d内完井液对储层的危害最小，超过30 d之后开始对储层有一定程度的污染，在30 d后污染速度由缓慢增加到快速上升。因此，优选加量为2%有机胺(PF-NETROL)的完井液作为乌干达该油田的完井液体系，并建议在实际作业中采用每30 d更换、补充完井液的方式来保证完井液的性能，为能够进行长期作业提供保障。研究提出的新型有机胺(PF-NETROL)完井液配方可为长效完井液储层保护提供参考和借鉴。

准噶尔南缘高泉背斜钻井液技术难点与对策

徐生江, 吴宝成, 徐新纽, 叶成, 黄鸿

2023, 45(3): 89-97. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2021.04.29.08

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针对准噶尔盆地南缘高泉背斜构造钻遇地层特点，通过分析已钻井资料，结合矿物成分及力学特征，指出该地区钻井存在安全密度窗口窄、冬季地面与地下温差大的技术难点。结合现场情况，给出了分别适应上部地层和中下部地层的钻井液体系，上部地层采用强抑制性水基体系；中下部地层塔西河组硬脆性泥岩地层，采用中等密度、强封堵油基钻井液，安集海河组等强水敏地层采用高密度、低滤失量的油基钻井液体系。结果表明，南缘高泉背斜上部地层采用强抑制水基钻井液体系可有效防塌、防黏卡；中下部地层采用的高密度油基钻井液具有优良的防塌、防漏性能，其耐温区间为-10~240 ℃，可抗高达40%盐水侵，可抗10%水敏性岩屑污染。钻井液技术为高泉构造油气重大发现提供了重要技术支撑，可为类似地区及构造探井提供钻井液方案参考。

溶剂辅助蒸汽驱后期提高稠油采收率研究

刘佳丽, 黄思源, 蒋琪, 王宏远, 王中元

2023, 45(3): 98-108. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2021.05.19.02

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以辽河油田杜84块兴VI组超稠油油藏为对象，根据SAGD蒸汽汽腔操作压力，筛选与蒸汽露点温度相近的己烷作为辅助溶剂，进行单管驱替实验。研究了不同温度下，溶剂类型和浓度对稠油的降黏效果，并对比了不同浓度的己烷辅助蒸汽驱与纯蒸汽驱的驱油效率。实验结果分析了溶剂辅助对蒸汽驱后期的油汽比，剩余油饱和度和最终采收率的影响，揭示了蒸汽温度和溶剂浓度对蒸汽驱效率的影响规律。研究结果可为SAGD开发后期提高稠油开采效率、优化现场操作参数提供理论支持。

考虑页岩基质不同孔隙特征的表观渗透率模型

李荷婷, 曾杰, 李真祥, 路千里

2023, 45(3): 109-118. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2022.10.08.02

摘要 ( 137 )

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页岩基质含气量大、供气时间长，其渗透率随地层孔隙压力变化的演化直接影响气藏的长效产气能力。基质中微纳米孔隙发育，有机孔隙和无机孔隙的力学性质和流体传输机理各异，有效应力和流态变化都将影响其表观渗透率。此外，有机质中的吸附气使岩体发生吸附变形也不同程度地影响表观渗透率。基于孔弹性理论，考虑有机孔隙和无机孔隙中不同岩石力学参数、流体流动机理以及有机孔隙吸附变形的特点，建立了适用于页岩基质的表观渗透率模型，分析了不同孔隙参数对表观渗透率的影响，揭示了表观渗透率演化的主控因素。结果表明，在定压注气和采气过程中，页岩基质表观渗透率的演化均与时间有关，主要受稀薄气体效应、有效应力变化以及有机孔隙周围局部吸附膨胀或解吸附收缩影响。表观渗透率演化过程的主控因素随时间变化，同时与有机孔隙、无机孔隙的体积占总孔隙体积的比例有关。

气藏型储气库出砂规律研究的新方法

廖伟, 罗双涵, 胡书勇, 张赟新, 罗海涛

2023, 45(3): 119-130. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2021.10.19.03

摘要 ( 77 )

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新疆H储气库受储气库强注强采运行模式影响，调峰采气过程中储层易发生出砂风险，从而严重影响储气库的寿命和调峰能力，亟需开展储气库出砂规律研究，确保储气库调峰保供能力。针对常规岩芯驱替出砂实验条件下岩芯出砂量很小，实验过程中很难监测到出砂量等问题，提出了一种新的实验方法，即在常规驱替出砂实验的基础上，通过核磁共振仪测量岩芯实验前后孔径分布与孔喉分布变化。该方法解决了常规出砂实验过程中出砂量过小难以监测的难题，从微观角度更加全面地探究了地层出砂规律。利用此方法，分析了流速、生产压差、渗透率、含水率和地层压降等5种因素对地层出砂的影响，实验研究结果表明： 1)流速越大，岩芯渗透率与出砂量均先增大再减小最后保持不变； 2) H储气库的临界流速为4.14 L/min，临界生产压差为5 MPa； 3)孔径分布分析表明，含水率与地层压降是影响新疆H储气库地层出砂的主要因素； 4) H储气库在早期无水生产时，适当出砂反而会提高地层渗透率进而提高气井注采气能力。

基于PHAST的储气库注采管道泄漏爆炸模拟分析

陈磊, 张哲, 张新鹏, 刘茜, 陈桂芳

2023, 45(3): 131-142. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2021.08.13.03

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为提高地下储气库注采集输管道运行作业的安全性，针对管道泄漏爆炸伤亡危害事故的问题，基于储气库作业区现场生产特点，应用事故树法分析管道泄漏爆炸事故的主要影响因素；并采用PHAST软件模拟定量分析了注采气管道运行压力及管输介质对泄漏爆炸事故后果的影响，进行了事故的风险评估。结果表明，在给定的模拟参数下，管道事故的危害范围随管道运行压力升高而递增，气云扩散及爆炸冲击波形成的高危区域均较小；采用湿气输送模式的采气管线发生泄漏时，会造成喷射火及池火灾等多种火灾事故；风险评价曲线可直观地看出该储气库注采集输管道对井站周围企业人员、建筑以及储气库地面作业人员造成的危害。该研究结论可为储气库作业区进行应急预案体系建设及处置能力提升提供参考依据。

CO₂伴生气混合过程的数值模拟研究

张涛, 杨若凡, 常文杰, 陈斌

2023, 45(3): 143-153. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2021.11.10.01

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低渗油气田CO₂驱生产后期，采出物是含有大量CO₂的伴生气，进一步生产过程需要对不同来源的伴生气进行计量及处理。针对这一过程，首先采用CFD建立了CO₂气质扩散流动的几何模型和数值模型，进而研究了现场工况条件下气质扩散距离，为在线色谱仪的安装位置提供了依据。研究结果表明，来自不同气源的CO₂伴生气进入混合管后没有立刻充分混合，而是沿着管长方向，两侧的速度逐渐变小，浓度差异也变小，扩散一段距离后发生明显的混合；方案B时，随气体流动速度和压力的增大，气质扩散混合均匀的距离也增大；方案分别为A、B、C时，在40、45及30 m左右CO₂和CH₄质量分数达到稳定值，建议在此位置安装气相色谱仪，选择取样点进行测量。

基于正交实验的井下直线发电机设计与分析

钟功祥, 申伟, 雷鹏燕, 宋华, 钟升级

2023, 45(3): 154-162. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2020.11.06.01

摘要 ( 77 )

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针对现有井下电能供应方式发电功率低的缺点，结合直线发电的优点，提出了一种新型圆筒型井下直线感应发电方案，该发电机利用抽油杆和油管之间相对运动的方式，产生感应电流。首先，根据现有电机学原理，完成对圆筒型永磁直线发电机的结构设计，然后，利用Ansoft Maxwell对圆筒型永磁直线发电机的空载磁通量密度、空载感应电动势、阻性负载以及实际密封不严情况下的发电性能进行分析，验证了发电机设计的正确性；最后，利用正交实验的优化方法，以畸变率和发电量为优化目标，对关键结构参数进行了优化。结果表明，该发电机谐波畸变率低、发电功率大，不论在空载时还是负载时都有很好的稳定性，能够有效解决现有井下发电机发电效率低、性能不稳定的问题。

有杆泵-地面驱动螺杆泵组合举升工艺设计

杨志, 康露, 张兴华, 陈勇, 伊兆龙

2023, 45(3): 163-170. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2020.11.14.01

摘要 ( 78 )

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随着塔里木等深层油气田的开发，能够满足深井大排量深抽的工艺技术逐渐成为现实需要，考虑到机采井的泵挂深度不断加深，单一的举升方式随着举升高度的增加往往表现出一定的局限性和低效性，因此，针对性地提出有杆泵-地面驱动螺杆泵组合举升工艺，将螺杆泵和有杆泵安装在同一生产管柱上进行“接力”采油。为论证有杆泵-地面驱动螺杆泵组合举升工艺的可行性，在分析有杆泵-地面驱动螺杆泵组合工艺的工作原理、流量匹配及杆柱受力状况的基础上，建立了有杆泵-地面驱动螺杆泵组合举升工艺在油井深抽条件下的悬点载荷计算模型，与单独的有杆泵抽油相比，在保证产量相同的情况下，该组合系统能通过降低抽油机悬点载荷达到增加泵挂深度及排量范围、降低抽油能耗的目的。

聚环氧琥珀酸衍生物缓蚀阻垢性能的理论研究

陈鑫, 张益臻, 陈勤, 骆亮

2023, 45(3): 171-180. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2022.09.22.02

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在油气田开发过程中会出现油管腐蚀和结垢的现象，从而造成巨大的经济损失并引起严重的安全问题。添加缓蚀阻垢剂是一种有效的防腐防垢的方法。近年来，随着人们环保意识的增强，环境友好的聚环氧琥珀酸(PESA)被广泛研究。采用量子化学和分子动力学模拟方法研究了PESA和聚环氧琥珀酸衍生物(MEA-PESA)的缓蚀阻垢性能。讨论了量子化学参数(前线分子轨道能量、能隙、整体硬度和Fukui指数)对缓蚀效率的影响。采用分子动力学模拟方法研究了8种缓蚀阻垢剂在金属和碳酸钙表面的吸附行为。结果表明，PESA和MEA-PESA缓蚀阻垢剂随着聚合度增加，缓蚀和阻垢效率均随之增强。

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