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天然气工业 2016年第01期杂志 文档列表

天然气工业杂志本期视点

能源革命：从化石能源到新能源1-10

摘要：为了预测世界总体能源发展的态势,从分析能源发展历史入手,明确了能源利用方式将在木柴向煤炭、煤炭向油气之后经历油气向新能源的第三次重大转换。尽管全球化石能源供应量总体比较充足,但关键技术突破和生态环境保护需求加快并推动了化石能源向新能源的转换。世界能源消费正在迈入石油、天然气、煤炭和新能源“四分天下”的时代,其在一次能源消费结构中的比例分别为32.6%、23.7%、30.0%和13.7%,中国能源消费也将由煤炭独大,逐步进入煤炭、油气和新能源“三足鼎立”的时代。对全球能源发展的预判结果表明：①石油迈入“稳定期”,产量高峰将出现在2040年前后,高峰年产量约45×10^8 t;②天然气步入“鼎盛期”,产量高峰将出现在2060年前后,高峰年产量约4.5×10^12 m^3（40.5×10^8 t油当量）,将在未来能源可持续发展中发挥支柱作用;③世界煤炭产量稳中有降,煤炭发展进入高效清洁化“转型期”,污染物排放量将大幅降低,其占一次能源消费结构的比重也将有所下降;4新能源开发利用渐入“黄金期”,占一次能源消费结构的比重将大幅提升。结论认为：①我国能源生产和消费具有自身特点,能源发展需从国情实际出发,加强煤炭资源清洁高效利用是解决我国能源环境问题的关键;②我国石油产量需达2×10^8 t,以保障国家能源安全;③加快致密气和页岩气等非常规资源开发步伐,力争实现2030年我国天然气产量超3 000×10^8 m^3的目标;4加强新能源资源的开发利用,2030年我国有可能实现非化石能源占一次能源消费结构比重20%的目标。

天然气工业杂志要闻信息

我国碳排放交易市场有望2017年启动10-10

摘要：在2016年1月18日举行的中国碳市场重点行业企业高层培训研讨会上，国家发展和改革委员会（以下简称发改委）应对气候变化司副司长蒋兆理表示，我国碳排放交易市场启动已经进入倒计时，发改委起草的《碳排放权交易管理条例》2015年12月已正式报国务院审议，2016年将加快推进该条例出台，抓紧制定各项配套细则和标准，确保2017年全国碳排放交易市场启动运行。

天然气工业杂志本期视点

中国“十二五”油气勘探开发规划目标后评估及“十三五”目标预测11-18

摘要：在中国“十二五”“十三五”两个五年规划交替之际,国际油气市场形势发生了巨大变化,开展“十二五”油气勘探开发规划目标后评估,对于科学合理编制“十三五”各类油气发展专项规划具有重要的意义。评估结果认为,“十二五”期间,全国油气勘探开发规划目标完成情况总体较好,但尚有差距：①石油年产量目标2×10^8 t超额完成、而储量目标65×10^8 t相差6.4%,天然气储量目标3.5×10^12 m^3超额完成、年产量1 385×10^8 m^3目标相差6.2%;②非常规气规划目标完成情况相对较差,其中页岩气好于煤层气。新常态下,油气消费量增速放缓、油价暴跌、资源品位下降及统计口径的变化是导致“十二五”油气勘探开发部分规划目标未能完成的主要因素。预测结果表明,“十三五”期间,在国际油价介于50～70美元/桶的条件下,国内年均新增常规石油、天然气探明地质储量将分别为10.0×10^8～12.0×10^8 t、6 000×10^8～8 000×10^8 m^3;年均新增探明页岩气、煤层气地质储量将分别为1 000×10^8～2 000×10^8 m^3、500×10^8～1 000×10^8 m^3;国内石油年产量将保持在约2.0×10^8 t;到2020年,天然气年产量将介于1 800×10^8～2 000×10^8 m^3,其中页岩气年产量将达200×10^8 m^3,煤层气年产量将达150×10^8 m^3。

天然气工业杂志地质勘探

中国页岩气勘探开发新突破及发展前景思考19-32

摘要：近5年来,中国页岩气勘探开发实现了跨越式发展,成为继美国、加拿大之后,第三个实现页岩气工业化生产的国家,截至2015年底,页岩气累计产量突破了60×10^8 m^3。基于近期中国页岩气勘探开发快速发展的主要成果,通过全面回顾勘探开发新突破和深入分析未来发展前景,进而指出中国的页岩气勘探开发整体尚处在发展初期,四川盆地海相页岩气是近期勘探开发的主要对象,海陆过渡相与陆相页岩气的突破和工业化生产是实现中国页岩气规模化发展的重要环节;低产—中等产量井是中国页岩气的生产常态,发展勘探开发关键技术非常重要;严格控制单井投资和大幅降低成本成为提升页岩气勘探开发效益的重要手段。为此,建议：①持续加强理论技术攻关,积极开展页岩气“甜点区”评价勘探,逐渐夯实发展基础;②高度重视勘探开发前期评价,突出有效页岩气资源的落实,把控好评价钻探与产能建设的节奏;③突出页岩气储层精细描述和评价,提升整体开发水平;④加大勘探开发技术攻关力度,突出技术的简化和实用性,有效降低成本;5全面总结页岩气勘探开发快速发展经验,突出关键指标论证及评价,加强新区、新领域及新层系突破和接替。

天然气工业杂志要闻信息

长庆油田等熵增压一体化集成装置在榆林气田试验成功32-32

摘要：截至2016年1月10日，西安长庆科技工程有限公司自主研发的首套等熵增压一体化集成装置已在鄂尔多斯盆地中国石油长庆油田公司榆林气田成功试验3种类型井，累计运行时间超过40h，实现了保持8000m^3／d以上产量较长时间的连续稳产，初步测算增加产气量超过4000m^3／d，成为该气田低压井实现增压连续生产的利器。

天然气工业杂志地质勘探

中国南方海相复杂山地页岩气储层甜点综合评价技术——以昭通部级页岩气示范区为例33-42

摘要：针对中国南方海相页岩气勘探开发所面临的“强改造、过成熟、复杂山地人文”等地质与地理条件,以云南昭通部级页岩气示范区6年来的页岩气勘探甜点评价及黄金坝产区5×10^8 m^3页岩气产能建设实践为支撑,在调研总结国内外页岩气储层评价认识的基础上,明确提出南方海相山地页岩气储层甜点评价中应补充页岩气保存条件、孔隙压力条件这2项关键指标,并应强化地应力与天然微裂缝系统评价研究。以此为基础,融合页岩气多学科资料进行系统分析并开展地质工程一体化综合研究,由此建立了页岩气储层“地球物理、储层地质、裂缝系统、岩石地质力学”三维模型。应用实践结果表明：①地质工程一体化和储层三维建模是中国南方海相复杂山地页岩气储层甜点评价的有效方法 ;②页岩气储层甜点评价体现了多属性、多项评价参数的三维空间叠合与叠加效应;③木桶短板原理决定了页岩气储层甜点区的分布格局和评选结果。结论认为：该页岩气储层甜点综合评价方法具有创新性,可有效规避复杂的地质风险和工程风险,对高效勘探开发南方海相页岩气具有指导意义。

天然气工业杂志要闻信息

中石油“十二五”时期依靠技术创新创造效益超1000亿元42-42

摘要：刚刚过去的2015年，中石油积极应对国际油价低位震荡、资源劣质化矛盾突出、市场竞争日益激烈的严峻局面，继续保持了石油天然气产量的稳步增长，国内外油气当量产量达到2．6亿吨，新增探明油气当量储量连续9年超过10亿吨。中石油在异常困难的环境下能继续保持平稳发展，科技创新是重要的支撑和驱动力量。

天然气工业杂志地质勘探

四川盆地威远气田水溶气脱气成藏地球化学证据43-51

摘要：目前,对于四川盆地威远气田的形成过程和天然气来源在认识上还存在着较大分歧。为此,针对该气田天然气的甲烷碳同位素值异常偏重的现象,首先分析了气藏的地质特征和天然气的地球化学特征：气田主力气层是震旦系灯影组,天然气以甲烷为主,含微量乙烷和痕量丙烷;气藏含水饱和度较高,普遍含有保存很好的原生水。进一步根据天然气中H2S含量与甲烷碳同位素值的关系,判断该区天然气甲烷碳同位素值偏重并非由硫酸盐热化学还原反应（TSR）造成。最后根据该区天然气的甲烷碳同位素值和邻区的对比结果,结合构造演化背景,判断认为,威远气田的天然气主要来自水溶气,并非过去认为的自邻区经侧向运移而来。结论认为：①由于水中释放出的甲烷碳同位素值较重,水溶气的脱气成藏造成了威远气田天然气甲烷碳同位素值偏重的现象;②伴随喜马拉雅期构造运动,威远地区大幅度抬升,形成构造圈闭,在高温、高压状态下溶解在水中的天然气发生减压脱溶,释放出的气体在圈闭中成藏,进而形成了威远气田;③经计算,威远气田圈闭下的水中释放出的天然气数量与该气田的探明储量相当,印证了该气田水溶气脱气成藏的观点。

四川盆地洗象池组储集层的主控因素与有利区分布52-60

摘要：寒武系洗象池组是四川盆地天然气的后备勘探领域和接替层系,目前其整体勘探程度较低,沉积相带展布规律尚不清楚,还有待深入的研究工作。为此,通过典型野外露头剖面、岩心以及岩石薄片观察,结合实验分析数据,研究了该盆地洗象池组的沉积相展布特征和储集层的岩性、储集空间及物性等特征,进而探讨了储集层形成的主控因素,预测了有利储集区带的分布范围。结果认为：①有效储集层多发育在洗象池组中上段,岩性以颗粒白云岩、晶粒白云岩为主,次为藻白云岩和膏溶角砾岩;②储集层厚度介于43.75～136 m（平均约为87 m）,孔隙度多介于1.27%～11.95%,其主要储集空间为溶蚀孔洞、粒间孔与晶间孔;③颗粒滩亚相是储集层发育的基础,而准同生溶蚀作用则是形成主要储集空间的关键因素;④该储集层受古地理格局约束,在盆地内具双颗粒滩带特征。结论认为：宜宾—合川—广安、永安—三汇—石柱一带古地貌高部位为有利的洗象池组储集层发育区,可作为该区下一步天然气勘探的主攻方向。

天然气工业杂志开发工程

川东南深层页岩气分段压裂技术的突破与认识61-67

摘要：四川盆地东南部深层（垂深超过2 800 m）页岩气藏受地质背景和成岩作用的影响,储层矿物成分及孔隙结构特征复杂多变,岩石塑性与非线性破裂特征明显增强,最大与最小主应力差异绝对值加大,导致分段压裂施工破裂压力与延伸压力高、裂缝宽度小、砂液比与裂缝导流能力低、体积裂缝难以形成,严重影响了压后页岩气的产能。基于对深层岩石力学性质、地应力特征、破裂特征及裂缝形态特征的分析研究,提出了“预处理酸＋胶液＋滑溜水＋胶液”混合压裂施工新模式及配套技术。现场应用效果表明：丁页2HF井下志留统龙马溪组压后获得页岩气无阻流量10.5×10^4 m^3/d,取得了地质突破;金页1HF井下寒武统竹寺组压后获得页岩气无阻流量10.5×10^4 m^3/d,有望获得商业突破。结论认为：①深层页岩复杂缝难以形成,其压裂技术应有别于中深层;②所建立的破裂压力模型可为深层破裂压力的预测提供有效手段;③降低施工压力是确保深层压裂施工安全的关键之一;④深层页岩压裂除了储层应具有良好的物质基础外,增加压裂裂缝复杂性与形成高导流裂缝也非常关键。

基于双层非稳态导热过程的井筒温度场半解析模型68-75

摘要：在油气井酸化、压裂增产施工中,温度控制着入井工作液的流变性和酸岩反应速度,是影响裂缝几何形态、酸蚀导流能力和措施后产能的重要因素。但目前的井筒温度场模型还缺乏对非稳态过程的严密推导和精确描述。为此,首先在物性分析的基础上,建立了轴向上离散、径向上解析的双层非稳态导热井筒温度场半解析模型,并通过拉普拉斯变换和Stehfest数值反演方法进行了求解;其次,分析了不同水泥环导热过程处理方法对井筒温度分布的影响,认为假设水泥环具有稳态热阻,模拟输出的误差过大且难以修正;最后,对地层和施工参数进行了敏感性分析,认为岩性、施工排量和注入温度变化对井筒温度分布具有显著的影响,而油管腐蚀的影响则可以忽略。现场实际应用效果表明,该数学模型精度较高,模拟结果与监测结果吻合良好。该成果对于提高单井酸化压裂成功率、增加措施后的产能和油气田采收率具有重要意义。

保压取心储层流体饱和度分析方法——以柴达木盆地台南气田第四系生物成因气藏为例76-80

摘要：为了准确获取柴达木盆地台南气田第四系疏松泥质粉砂岩储层原始流体饱和度,在其区内两口气井中应用保压密闭取心及其配套分析技术,对储层温压条件下所含流体含量进行了测定。具体方法是,运用保压密闭取心技术保证岩心从井筒提升到地面后仍保持地层压力,冷冻截取过程中系统收集游离气和游离水,并对岩样开展束缚水、可动水及残余气饱和度等实验分析研究,依据岩心孔隙体积最终按照地面实际收集的流体体积通过校正得到地层温压条件下储层孔隙内的原始气、水总饱和度和可动流体饱和度等参数。在此基础上,对比测井解释储层流体饱和度后发现,测井求取值偏大、物性好的气层平均相差17.89%,物性中等的气层平均相差为20.79%,物性差的气层平均相差36.64%。结论认为,只有采用保压密闭取心才能够准确获取储层的真实原始流体饱和度,其对测井解释计算方法具有修正作用。

四川盆地震旦系灯影组储层改造实验与应用81-88

摘要：为了提升四川盆地震旦系灯影组储层的改造效果,研究了高温下不同酸液的酸岩反应速率、高闭合压力下不同酸液及不同注入方式下酸蚀裂缝导流能力保持率、酸液穿透实验最低穿透时间、酸蚀裂缝形态特征数值化特征表述及暂堵球转向暂堵效果。在此基础上,提出了适合灯影组储层改造的主体酸液类型,以及适合不同储层类型的主体改造工艺,优化了施工参数。现场试验18口井,平均单井获得井口测试天然气产量45.482×10^4 m^3/d。结论认为：①酸岩反应速率影响因素大小为酸液类型〉温度〉转速〉酸液浓度〉同离子效应,灯影组储层酸化要考虑酸液类型、转速（施工排量）的优化及工艺上降温措施;②采用自生酸＋胶凝酸＋转向酸注入顺序不但能实现深穿透,而且能同时获得较高的导流能力;③孔洞型储层采用高温胶凝酸改造,非均质性强的储层采用高温转向酸实现均匀改造,岩性致密、裂缝及孔洞均不发育的储层宜采用自生酸与主体酸交替注入造长缝改造;④除了少数裂缝发育储层外,主体工艺应以深度酸压为主;⑤解堵酸化施工排量应不低于3.5 m^3/min;⑥可溶解暂堵球转向酸化工艺技术能够调整酸液在各酸化层的注入量,以实现对非均质储层的均匀改造。

天然气工业杂志钻井工程

煤层气排采中的“灰堵”问题应对技术——以沁水盆地多分支水平井为例89-93

摘要：煤层的性质决定了煤层气在排水采气过程中“出灰”（产出煤粉）是一种必然现象,在煤层气低能量开采及关井后再次开井条件下,煤粉的产出对产能的负面影响是不可逆转的。为此,通过分析山西沁水盆地煤层气排采特征以及该区多分支水平井实钻井眼轨迹特征,找出了多分支水平井产气量达不到预期目标,以及关井实施维护性作业后难以恢复到关井前产量的2个原因：煤粉沉积堵塞了储层的运移通道,水平井段的波谷处形成的地层水和煤粉沉积加大了气体流向井底的阻力。进而提出了应对“灰堵”问题的关键技术：①煤层气水平井的井眼轨迹应在保证一定煤层钻遇率的前提下,以井眼光滑、总体上倾为原则,避免出现“波浪状”井眼;②排采井洞穴具有“沉沙”功能,便于气、液、固三相分离,是煤层气多分支水平井不可或缺的重要组成部分;③主支在稳定的煤层顶板或底板的仿树形水平井为疏灰提供了稳定的洗井通道。该研究成果为解决煤层气排水采气过程中的排灰问题提供了有益的尝试。

气体钻井连续循环短节的设计与本体的力学分析94-98

摘要：气体钻井是欠平衡钻井技术的重要组成部分,可以提高钻井速度,但接单根工况需要中断循环,容易造成岩屑沉降、井壁垮塌、卡钻等安全隐患。为此,设计了一种在气体钻进中接、卸钻具可保持气体连续循环且便于安装和拆卸的短节,其主要结构包括短节本体、主通阀、旁通阀和旁通接头,重点解决了其核心部件主通阀、旁通阀的结构设计;在对其本体进行静力学分析的基础上,运用ANSYS有限元分析软件,模拟了短节本体在受拉伸、扭转、内压工况下的受力状况。分析结果表明,其应力分布趋势与弹塑性力学分析结果相符,在短节本体两处圆孔附近产生应力集中现象,最大变形量仍然处于材料弹性变形阶段。有限元分析结果与弹塑性力学分析结果相符,能满足本体强度的要求。该成果为解决大位移井、欠平衡井、窄密度窗口井等安全钻井提供了新的方案。

套管在单轴压缩载荷下的失效规律99-105

摘要：针对均匀载荷下套管挤毁失效规律的研究颇多,并已形成了API 5C3和ISO标准;然而,非均匀载荷对套管的挤毁强度也具有显著影响,目前对其套管挤毁失效规律的探索与试验则较少。为此,利用YAW电液伺服压力试验机,开展了无水泥环和含水泥环的P110SS套管局部受到单轴压缩载荷的非均匀挤毁试验,得到了P110SS套管在单轴压缩载荷下的位移变化规律,套管在挤压过程中始终没有出现任何裂纹,表明该套管在变形过程中不会爆裂而发生井下事故;基于套管外壁粘贴电阻应变片测量套管在测试过程中应变的方法,得到了无水泥环和含水泥环的套管局部屈服载荷、局部失稳载荷以及其在单轴压缩载荷下的变形规律和失效机理,分析了水泥环对单轴压缩载荷下套管局部屈服载荷和局部失稳载荷的影响。结论认为,加载过程中刚开始发生屈服的套管,并不代表其失去承载能力或其承载能力下降,相反其承载能力有较大的提高。

深水钻井隔水管三维涡激振动理论模型106-114

摘要：隔水管作为深水钻井的关键设备,国内外均对其涡激振动开展了大量的理论与实验研究,但都主要针对隔水管在横向的涡激振动,并没有考虑隔水管同时受到横向以及流向的耦合作用。为此,利用旋涡动力学理论,建立了同时考虑流向静态变形以及流向与横向耦合作用下的深水钻井隔水管三维涡激振动理论模型,采用有限单元法结合Newmark-β法对模型进行求解,并在深水试验池开展了相似实验对模型进行验证,编制了计算分析程序,模拟了不同海流流速下隔水管涡激振动模态以及三维空间形态,探索了三维空间下隔水管涡激振动响应机理。模拟结果表明：①随着表面流速的增大隔水管横向以及流向的振动模态分别增大,且流向振动模态阶次大于横向振动模态阶次,横向振动幅值远大于流向振动幅值;②隔水管流向的静态变形远大于流向涡激振动变形,流向的变形形态主要受静态变形的影响;③隔水管在横向以及流向涡激振动耦合作用下,空间形态变得扭曲,在进行隔水管组合配置设计时应该同时考虑来自横向和流向的影响。

天然气工业杂志集输与加工

页岩气地面工程标准化设计115-122

摘要：页岩气藏的特殊物性决定了其地面工程建设必须采用非常规、标准化的技术手段,加之我国页岩气藏地面工程设计面临集输规模不确定性强、管网和站场布局适应性差、工艺设备配套难度大及后期需考虑增压开采等诸多难点,因此要求页岩气地面工程建设必须向“标准化设计、模块化建设、橇装化配备”的方向发展。为此,在文献调研和技术探索的基础上,形成了以“标准化井场布局、通用化工艺流程、模块化功能分区、橇装化设备选型、集约化场地设计、数字化生产管理”为核心的页岩气地面工程标准化设计技术;并以国内川渝地区典型页岩气田为例,讨论其应用背景和地面工艺技术路线,对地面集输系统进行标准化设计,包括标准化工艺流程、模块化集输站场、系列化脱水装置、集约化平面布置,取得了显著的效果。建立了灵活、实用、可靠的地面生产体系,完成了丛式井平台、集气站、配套工程等一系列标准化工艺及模块的设计,形成了一套适应于国内页岩气田地面工程建设的技术体系。