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石油学报 2018年第03期杂志 文档列表

陆相湖盆致密砂岩油气储层储集性能表征与成储机制--以松辽盆地南部下白垩统泉头组四段为例247-265

摘要：在致密砂岩油气储层相关研究成果的基础上,结合对松辽盆地南部下白垩统泉头组四段致密砂岩油气储层的研究,认为储集空间类型与特征、孔喉大小与分布、孔喉连通性及不同尺度孔喉物性贡献等是致密砂岩油气储层储集性能表征的核心内容。将铸体薄片观察、扫描电镜分析及微米CT扫描等手段相结合实现了储层储集空间与孔喉结构类型、形貌、分布及连通性等的定性表征;恒速压汞与高压压汞的有机结合实现了致密砂岩储层孔喉大小、分布、连通性及不同尺度孔喉物性贡献等特征的定量表征。致密砂岩油气成储机制研究主要涉及储层成岩演化与致密化机理、致密砂岩油气藏成因类型及致密砂岩油气充注与聚集等方面的内容。以成岩演化为约束,恢复地质历史时期储层物性演化过程,结合关键成岩作用对储层物性的贡献量,明确储层致密化时间与决定因素,是砂岩储层致密化机理研究的重点;以此为基础,将油气充注史与致密化史相结合,可以确定致密砂岩油气藏成因类型。对于“先致密,后成藏”型致密砂岩油气藏,孔喉结构及其配置关系控制油气能否进入致密砂岩储层,而储层润湿性的改变则影响油气在其中如何聚集。

漠河盆地浅部气体特征及对天然气水合物形成的意义266-277

摘要：烃类气源是天然气水合物形成的关键因素之一,气源问题长期困扰着中国东北冻土带的天然气水合物勘探。通过对中国东北漠河盆地4口地质浅井数百个岩心气体样品测试数据的研究可以得出:漠河盆地浅部(地表以下约1 200 m以浅的范围)的烃类气体含量多为10~100 mL/L,个别超过100 mL/L。通常泥质类岩石、破碎带和盆地深部的含气量较高,含碳或碳质泥岩的含气量更高。漠河盆地冻土带浅部主要为生物气;中深部(深度为1 200~2 300 m)可能主要是混合气;深部(深度>2 300 m)应该有热解成因的常规天然气。浅部生物气为漠河冻土带天然气水合物形成的主要气源,这对中国东北地区乃至中国陆域天然气水合物的勘探具有重要意义。

东营凹陷沙河街组页岩油储集层润湿性、孔隙连通性和流体-示踪剂运移278-289

摘要：对渤海湾盆地济阳坳陷东营凹陷沙河街组典型(块状、纹层状和层状)灰质泥页岩的润湿性、孔隙连通性和流体—示踪剂运移行为进行了系统研究。由于页岩油储层具有很强的亲油性和相对较弱的亲水性,而微—纳米级孔隙体系又与其独特的混杂型润湿性密切相关,因此开发了含不同分子大小和反应性能的极性与非极性示踪剂,并应用于毛细管自吸(蒸馏水与含示踪剂的正葵烷)和饱和扩散(含示踪剂的卤水)实验中,实验后的样品用激光剥蚀-电感耦合等离子体-质谱仪法,检测示踪剂在混杂型润湿性页岩中的分布行为和运移速率。研究结果表明,页岩在三维空间下呈现出特有的“双通道”运移行为:(1)由于其相对较弱的亲水性,孔喉直径大于10nm亲水孔隙体系的传输性非常有限,不吸附示踪剂的有效扩散系数仅为(1~10)×10-13 m2/s,其几何孔道迂曲度高达9.24±3.20;(2)孔喉直径约为5nm的亲油孔隙体系有快速的传输特性,但流体运移行为明显受不同分子大小的阻塞作用影响。

莺歌海盆地东方区黄流组细粒厚层重力流砂体沉积特征290-303

摘要：莺歌海盆地东方区中深层黄流组为浅海重力流沉积,表现为粒度细、迁移快、堆积厚的多期砂体组合。基于地震、测井、岩心及测试数据,分析了细粒厚层重力流砂体沉积特征,并探讨了浅海重力流沉积的控制因素。基于井震结合在东方区共识别出砂质碎屑流水道、浊积水道、富砂朵体和富泥朵体4种基本沉积单元。砂质碎屑流水道常位于朵体内部,均方根振幅为低值,剖面上呈U型或深V型,宽度多在1~2km,测井单砂体厚度多大于25 m,主要发育含漂浮泥砾或泥质撕裂块状细砂岩相,取心段表现为多期反旋回特征;浊积水道剖面上表现为浅V型或蠕虫状反射,均方根振幅可为低值或高值,宽度多小于500 m,其水道末端多发育局部小型朵体,形成朵体-水道-朵体沉积样式,测井单砂体厚度多在10~25 m,主要发育递变层理和平行层理粉细砂岩相,发育不完整鲍马序列Ta—Tb段组合,取心段表现为多期正旋回特征;富砂朵体和富泥朵体表现为高连续反射,均方根振幅分别为高值和低值。研究区浅海重力流沉积受到物源供给、相对海平面变化和古地形地貌的共同控制。大规模蓝江三角洲前缘砂体是物质基础;随着海平面的上升,重力流的能量不断减弱,造成砂体发育规模减小、泥质含量增加、孔隙结构及物性变差,同时造成重力流流态的转变;陆架基底差异沉降形成的陆架低洼提供了浅海重力流沉积所需的可容纳空间,而不同的沉积样式主要受到局部古地貌的控制。

运用三维地震资料确定断层滑动参数的定量化方法304-313

摘要：伸展盆地或挤压盆地内很多断层在发生升降运动的同时往往伴有走滑运动,但在传统地震解释过程中通常只考虑升降运动,而对断层的走滑运动分量的重视程度不够。鉴于断层滑距同时包含了断层两盘的相对升降运动和水平运动信息,其更能反映断层的真位移。从三维地震资料入手,充分运用三维地震数据体可以构建任意方向地震剖面的优势,通过引入地震学中对断层走向和运动方式的表征方法,提出了一套三维地震解释过程中确定断层滑动参数(滑移量、滑移角)的定量化方法。首先利用作图法确定出断层产状、断盘地层产状及地层界面和断层面的交线产状,然后根据2个不同产状地层界面被同一断层的错断情况,求出断层的滑移量和滑移角,该方法适用于确定覆盖区两盘未发生明显相对转动的非同生或同生断层的真位移。与传统地震解释中通常仅考虑断层升降运动相比,该方法可以同时确定出断层两盘的升降运动和水平运动性质及其运动量,克服了断层效应对认识断裂实际活动特征的制约,从而使构造解释更接近于实际构造活动状况,这对于客观揭示研究区的实际构造活动特征具有一定理论和实践意义。

注空气开发中地层原油氧化反应特征314-319

摘要：通过分析中国不同类型油藏注空气开发的技术优势,依据室内实验和现场试验的研究成果,阐述了轻质油和稠油不同氧化阶段的氧化反应特征。研究认为,不同氧化阶段地层原油的氧化反应特征存在明显差异:在中低温氧化阶段,氧气直接与原油接触,温度越高氧化反应越强;无论轻质油还是稠油,高温氧化阶段氧化反应的主要对象是焦碳而不是原油。进一步提出了划分轻质油和稠油氧化反应4个阶段的温度区间,轻质油比稠油中温氧化反应的起始温度低,放热量大,轻质油比稠油更容易诱发氧化反应;轻质油高温放热峰值(8.06 mW/mg)略高于中温放热峰值(6.42 mW/mg),而稠油高温放热峰值却是中温放热峰值的5倍,稠油注空气火驱开发应该以实现高温氧化为主要目标。因此,根据油藏温度和油品性质等关键指标可选择空气驱或火驱等注空气开发方式:当油藏温度小于120℃时,由于氧化放热不明显,为了避免注空气开发的爆炸风险,应以减氧空气驱有效补充地层能量的开发方式为主;当油藏温度大于120℃时,在油藏条件下原油就可发生明显的氧化反应,此时可实施不减氧空气驱,充分利用原油氧化反应放热提高采收率;对于油藏温度小于120℃的稠油油藏,可通过电加热器等人工手段实现高温点火,进行高温火驱开发。

水力裂缝与天然裂缝交错延伸规律320-326

摘要：非常规与致密储层的缝网压裂或分段压裂改造技术使水力压裂裂缝与天然裂缝交错延伸的问题成为焦点。为了更好地控制水力裂缝的延伸方位,达到最优缝网状态,以位移不连续方法为基础,依据单元体的叠加原理,建立了二维裂缝延伸计算模型,对一条水力裂缝与一条天然裂缝在不同倾角、间距、应力等条件下的交错延伸规律进行了量化模拟。研究结果表明:裂缝间距、倾角能较大地影响裂缝延伸幅度,天然裂缝与压裂裂缝间距大于1 m、倾斜角小于70°时,压裂裂缝会诱使天然裂缝转弯延伸,直至相交;主应力比值对交错裂缝延伸幅度有一定程度的影响;储层泊松比与杨氏模量对交错裂缝延伸幅度却不明显。

基于二阶B样条的ILK流量反褶积算法改进及应用327-334

摘要：受ILK压力反褶积算法压力计算精度高的启发,基于一个等价的褶积积分方程,改用流量数据代替原算法所采用的累积流量数据进行反褶积计算,并给出了反褶积算法的快速求解方法:利用褶积积分的数学性质,采用按照压力降落段进行分段积分的方法,快速地解析求解反褶积计算过程中的敏感性矩阵;同时利用二分法快速查找每组流量数据点所属的压力降落段,进一步提高了计算效率。通过理论算例和实际算例的测试分析表明,改进后的ILK流量反褶积算法具有更高的计算精度,尤其使初始和后期阶段的流量数据精度有了较大提高,实际算例的计算结果更加符合单位井底压力降下的流量递减变化规律。与原算法相比,改进算法在产量递减分析时可以获得更长的表征拟稳态流的特征直线段,显著提高了数据的拟合效果,也具备较高的计算速度、稳定性及实用性。因此,将该反褶积算法应用于产量递减分析不仅可以有效降低数据误差影响的敏感性,还可以获得更多的数据信息量,提高数据的拟合效果,降低解释结果的不确定性。

深水井筒环空圈闭压力单向控制机理335-340

摘要：深水油气井水下完井技术条件下,多级中间套管的环空圈闭压力是影响深水井筒完整性的关键因素之一。为有效控制油气生产或测试过程中圈闭压力对井筒安全性的威胁,开发了一种深水井筒环空圈闭压力单向控制技术。以南海深水油气典型井的井身结构为设计依据,研究了深水井筒生产测试过程的圈闭空间压力单向释放与控制工艺技术方法;构建了单向控制技术的室内实验模拟系统,实验模拟了井筒产出热流体对圈闭空间内圈闭液体温度、压力的影响。基于所设计的环空圈闭压力单向控制的方法,研制了一套压力单向控制的套管短节工具,并对压力单向控制套管短节工具的原理样机进行了室内模拟实验。实验结果表明,圈闭压力单向控制的方法可有效降低圈闭热应力异常升高而导致的套管变形、井口密封破坏等井筒安全事故的发生。圈闭空间的单向控制技术可有效保护深水井筒完整性,同时为深水圈闭压力的控制提供了安全方法。

充满液体的圆筒中受压屈曲杆柱旋转实验341-348

摘要：在钻井过程中,下部钻柱的主要运动形式为受压屈曲后的自转和涡动。受压屈曲钻柱旋转可以增大钻柱与井壁的接触摩擦力,诱发钻柱横向振动和涡动,造成井壁失稳和钻柱损坏,甚至造成钻井作业失败。目前,井筒中受压屈曲旋转钻柱的运动规律的认识尚不全面甚至部分认识是错误的。通过实验研究了载荷、转速、钻井液和圆筒内径等参数对圆筒中的受压屈曲杆柱旋转运动的影响。分析了模拟钻柱在液体中由正向涡动转为自转和反向涡动的耗散能量。结果表明:(1)随着载荷的增大,屈曲钻柱首先正向涡动;其次既有正向涡动,又有自转;然后沿部分井壁反向涡动和自转的组合;最后沿井壁反向涡动。(2)钻井液的动力润滑作用可以减小钻柱正向涡动旋转幅值,并能阻止反向涡动的形成。(3)提高钻井液的动力润滑性、减小井眼直径、增加井斜角,出现反向涡动的载荷增大。(4)钻柱随载荷增加可能出现2次反向涡动。(5)钻柱运动状态转换符合最小耗散功率原理。

弹性液体胶塞修井防漏机理及应用349-356

摘要：针对低压油气藏修井液漏失问题,研发了一种具有玻璃态特征的弹性液体胶塞,能显著提高地层承压能力并阻断压井液漏失,防止地层损害,且无需破胶工艺,能实现高效返排解堵。技术原理为地面预交联(泵得进)→井下高温再交联(堵得住)→后期在外力作用下破裂成弹性颗粒(返得出)。实验研究表明:弹性液体胶塞抗温为150℃、抗压为20 MPa、抗盐为30×104 mg/L,能满足盐水配制需求,岩心渗透率恢复值大于90%。现场试验表明:在地层压力系数为0.818、温度为133℃的凝析气井修井时采取弹性液体胶塞技术后,修井持续41d,未出现气侵上窜,基本无漏失。弹性液体胶塞破裂返排后,憋压试验表明,滤饼暂堵层承压能力达29.4 MPa,气举仅12h便诱喷成功,生产25d压力恢复率为92%,产量恢复率达100%,生产恢复能力明显提高。

七缸往复泵曲柄初相角布置方案及优选357-364

摘要：七缸泵曲柄初相角的不同布置对泵吸入性能及曲轴受力有较大影响。采用无量纲方法,分析了吸入管各断面瞬时流量,基于流量波动及断流时间等优化条件先后优选出任意2个和3个初相角的组合方案;对最优的3个初相角进行组合布置并考虑曲轴旋转,得到4种基本布置方案,并根据流量叠加的无序性,对4种基本方案进行了扩展;最后通过液缸内压对曲轴受力的影响,以曲轴受力最优为目标,得到了七缸泵曲柄初相角的4种优选布置方案;该4种方案的断流时间、流量波动及曲轴弯矩等均达到了较优结果。优选方法简单易行、效率高,且采用该方法对五缸泵进行相关分析得出的结论与国内外现行五缸泵产品所采用的曲柄初相角布置方案完全一致。通过方案优选,有效地降低了液流附加的惯性水头损失、减轻了管路断流沉沙现象,改善了泵的吸入性能,并降低了曲轴弯矩,从而提高了泵的使用寿命及工作可靠性。