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天然气工业 2017年第09期杂志 文档列表

天然气工业杂志本期视点

全球首次海洋天然气水合物固态流化试采工程参数优化设计1-14

摘要：我国南海的天然气水合物（以下简称水合物）90%以上都属于非成岩矿体,常规方法难以开采。周守为院士创新性提出了高效开发该类水合物矿体的革命性技术之一——固态流化法,并在中国南海神狐海域依托国内自主知识产权的技术、装备和工艺等,成功试采了该类水合物。在流化试采过程中,井底射流破碎水合物矿体至细小颗粒并随钻井液向上返出,含水合物固相颗粒在温度升高、压力降低至受施工参数影响的、区别于常规静态相平衡曲线的动态相平衡状态时发生分解,使得环空液固流动变为复杂气液固多相流动,井控安全要求极高,需要对施工参数优化设计。为此,基于目标区块工程地质特征并结合复杂井筒多相流动分析,对该工程参数进行优化设计,建立了复杂介质井筒多相流动、温度、压力以及水合物相平衡、分解理论模型和数值计算方法,通过数值仿真、软件仿真以及实验验证,对不同施工参数下的流化试采井筒多相流动进行了分析,形成了海洋天然气水合物流化试采现场工程参数优化设计方法及方案：井底射流流化井段直径不宜过大,应适当提高钻井液排量、密度、施加井口回压,以保证安全携岩和降低井控风险。该基础理论研究成果为现场施工以及试采产能的提升提供了重要技术保障。

国家发改委两个《通知》的市场化意义14-14

摘要：2017年8月30日，中华人民共和国国家发展和改革委员会（以下简称国家发改委）连续《关于核定天然气跨省管道运输价格的通知》和《关于降低非居民用天然气基准门站价格的通知》。在核定我国跨省天然气管道运输价格的同时，降低了非居民用天然气基准门站价格，作为“管住中间”政策框架构建后首次取得的实质性效果，对我国天然气市场化发展具有以下五项重要意义。

世界首个海洋天然气水合物固态流化开采大型物理模拟实验系统15-22

摘要：天然气水合物（以下简称水合物）分别蕴藏于海洋和陆地永冻土带中,但前者的储量约为后者的100倍。海洋环境中的大部分脉状、块状水合物以及细粒沉积物中的水合物都属于非成岩天然气水合物,一般没有像常规油气藏和砂岩水合物储层那样稳定的圈闭构造。针对海洋非成岩水合物的物理特征、成藏特点,依据水合物固态流化开采法的工艺流程,建立了世界首个海洋天然气水合物固态流化开采实验室。该实验室定位于“全自动化的白领型实验室”,实验系统共分为大样品快速制备及破碎、高效管输、高效分离、快速检测等模块单元。该实验室的主体功能包括：（1）高效破岩能力评级;（2）海洋天然气水合物层流化试采携岩能力评价;（3）水合物非平衡分解规律及流态动变规律评价;（4）不同机械开采速率条件下水合物安全输送;（5）井控安全规律模拟。该实验室的关键技术指标：工作压力12 MPa、水平管长度65 m、立管长度30 m、管径3英寸。该实验室能模拟1 200 m水深的全过程水合物固态流化开采工艺过程,是西南石油大学联合中国海洋石油总公司、宏华集团原始创新自主设计、自主研发的标志性实验室。

天然气工业杂志地质勘探

四川盆地东南部下志留统龙马溪组一段页岩微——纳米观地质特征23-30

摘要：下志留统龙马溪组一段是四川盆地东南部页岩气勘探开发的目标层系之一,以往对其地质特征的研究多停留在单方面、定性层面。为此,在钻井岩心观察与描述的基础上,应用微—纳米分析技术和模拟技术,对该层系的微—纳米观地质特征进行了分析。结果显示：（1）页岩矿物组成横向发育稳定,但纵向变化明显,龙一1亚段以灰黑色富有机质硅质页岩为主,有机质含量高,石英含量高且主要为有机成因石英;（2）龙一2亚段以灰黑色—黑色含粉砂质页岩及粉砂质页岩为主,较之于龙一1亚段,其砂质含量明显增多,TOC和石英含量则相对较低;（3）龙一3亚段主要为黑灰色黏土质页岩,硅质矿物含量较低,有机质常富集在黏土矿物间呈断续顺层分布;（4）该区页岩主要发育有机质孔隙、黏土矿物孔隙、脆性矿物孔隙和裂缝（含页理缝）等4种储集空间类型,其中有机质孔隙十分发育,多数为纳米级,是页岩气赋存的主要储集空间;（5）龙一1亚段属于IUPC分类方案中的中孔,孔隙度和渗透率均较高,连通性中—差,喉道直径变小,向上到龙一2、龙一3亚段则以IUPC分类方案的大孔为主,但孔隙度降低、连通性变差;（6）该区页岩孔缝细小,孔隙表面积大,对页岩气具有很强的吸附能力,吸附气量随压力增加而增加,页岩气在低速渗流时呈现滑脱效应,渗透率和孔隙压力越小,滑脱效应越明显。

元素录井在川渝地区关键层位岩性识别中的应用31-38

摘要：随着川渝地区快速钻井工艺的推广应用,返出岩屑呈细碎甚至粉末状,传统的岩屑岩性识别方法已不能满足要求。为此,根据元素地球化学原理,对该区关键层位开展了元素录井岩性定性识别及定量解释工作。结果表明：（1）不同岩性元素录井特征差异明显,易于识别,如玄武岩为0.350.55;（2）沉积岩中可依据（Al＋Si＋Fe）和（Ca＋Mg＋S）组合识别出碎屑岩、碳酸盐岩和硫酸盐岩及其过渡岩类,其中（Al＋Si＋Fe）〉31%者为碎屑岩,（Al＋Si＋Fe）〈8%且（Ca＋Mg＋S）〈36%为碳酸盐岩,而（Al＋Si＋Fe）〈5%且（Ca＋Mg＋S）〉36%则为硫酸盐岩。进一步可根据（Si＋K＋Ca）和Si/Al、（Al＋Si＋Fe＋K）和（Ca＋S）/Mg识别出砂岩、泥（页）岩、石膏、白云岩、石灰岩及其过渡岩类。为便于该方法在现场应用,建立了该区关键层位元素录井岩性识别定性图版并开发了定量解释软件。在川渝地区MX207井等10口井现场应用的效果表明：该方法岩性识别符合率介于88.75%-95.22%,平均符合率达92.42%,能够满足该区关键油气层位随钻岩性快速识别的要求。

苏里格气田国际合作区河流相储层井位部署关键技术39-47

摘要：苏里格气田国际合作区位于该气田中南部,其开发层系属于二叠系复杂河流相岩性气藏,掌握河流相储层的类型、分布、规模和集中程度,是合理高效部署开发井位的前提和基础。通过实践探索与技术攻关,在该区形成了以三维地震泊松比岩性识别、棋盘式井网主河道带预测、河道微相精细解剖、动—静结合高产井筛选及东—西向水平井钻探为核心的井位部署关键技术。应用效果表明：（1）泊松比地震反演可有效识别厚砂岩（砂岩泊松比介于0.19-0.25,泥岩泊松比介于0.27-0.30）,把握大河道带的分布;（2）通过提取棋盘式井网净砂岩（自然伽马小于60 API,有效孔隙度大于6%,含气饱和度大于60%）厚度能快速识别河流中心部位;（3）明确该区发育2类叠置河道带、5种主要沉积相和10种河道微相;（4）单井动—静态数据分析表明,具有低自然伽马值（小于40 API）、高有效孔隙度（超过10%）及较高深电阻率响应（大于90Ω·m）是上古生界二叠系下石盒子组盒8段高产井（单井最高可采储量超过1×108 m^3）的典型配置;（5）在辫状主河道带中心区域部署东—西向水平井有利于横向沟通多期河道。结论认为,该套井位部署关键技术加深了对该区河流相储层地质规律的认识,有效支撑了该合作区的开发建设。

中石油首次试点管道气网上竞价交易47-47

摘要：2017年9月12日，中石油在上海石油天然气交易中心首次开展管道气网上竞价交易试点。当日上午挂出40单，气量为400×10^4m^3，全部成交。经过多轮竞价，最终来自山东、河南、安徽、江苏四省的42家用户成功摘单，成交92笔，单笔最大成交气量35．5×10^4m^3。

鄂尔多斯盆地东南部本溪组障壁海岸沉积特征与展布规律48-56

摘要：鄂尔多斯盆地已突破“南油北气”的传统认识,其东南部上石炭统本溪组天然气储量丰富。为了给本溪组有利储层的预测提供指导,首先根据颗粒粒度、结构、沉积构造和岩相组合等特征在本溪组障壁海岸沉积之中划分出潮坪和障壁—澙湖2种主要沉积相,进一步识别出潮汐水道、潮下带、潮间带、潮上带、障壁、澙湖、冲溢扇和潮汐三角洲等多种沉积亚相,并对上述沉积亚相进行了总结和对比,建立了垂向序列。进而在沉积模式的指导下,依据砂岩厚度资料剖析了本溪组沉积相的平面展布规律,最后研究了该区整体沉积展布格局和沉积演化规律的控制因素。结论认为：（1）该区自西向东呈现潮坪—障壁澙湖—浅海陆棚的变化规律,本1段沉积相带较本2段整体向西迁移;（2）障壁海岸沉积是在古隆起控制下由盆地北部扇三角洲经波浪和潮汐改造而形成的,其演化主要受到盆地基底缓慢下降和海平面整体上升的影响。

天然气工业杂志开发工程

HA一体化砂岩酸化酸液体系的研制及其性能评价57-62

摘要：常规的砂岩酸化工艺需要多个段塞注入前置液、处理液、后置液等,给生产作业带来了不便和困扰。为此,基于“一步”代“多步”的一体酸概念和高效、集约化的理念,研制了一种主要由有机多元酸（HA）＋HCl＋HF＋高效有机溶剂构成的HA一体化酸液体系,可实现对砂岩储层复杂堵塞的有效解堵。对其缓速性能、有机堵塞物溶解、螯合性能和抑制沉淀性能等的实验评价结果表明：（1）新型HA一体化酸不仅可以达到常规一体化酸“一步”代替“多步”酸化的功效而且还具有良好的缓速性能,可通过控制H＋的多级分步电离和在黏土矿物上形成硅酸—膦酸铝膜达到缓速的目的 ;（2）对有机物堵塞物解除效率高;（3）HA一体化酸体系相比常规的APCS（氨基聚羧酸类）螯合剂具有更宽的pH值溶解范围,对Ca^2＋、Mg^2＋、Fe^3＋的螯合能力比常规螯合剂（EDTA、NTA、DTPA等）更强,抑制金属氟化物、氟硅酸碱金属和氟铝酸碱金属、氢氧化物沉淀比多氢酸、氟硼酸、土酸效果更优异。该研究成果为高温深层油气藏的解堵提供了技术支撑。

深水气井测试临界携液条件的优化设计63-70

摘要：在深水气井测试设计中,通常采用定值曳力系数悬浮液滴理论模型判断气井测试流量是否具备携液能力。由于对深水气井全井筒携液能力预测缺乏针对性的研究,上述方法设计的携液临界条件较为保守,导致结果误差偏大,实际作业中存在着积液风险,影响了深水气井现场测试的安全性。为此,通过全域拟合方法采用雷诺数修正曳力系数得到计算关联式,据此确定适合深水气井条件的较高精度天然气物性参数,最终建立了修正参数临界携液模型。基于实际案例对模型进行对比分析,证明修正参数模型能够满足深水气井测试临界携液条件设计需要,有效解决了现有悬浮液滴理论模型采用定值曳力系数对全井段进行携液预测临界值偏小等问题,提高了预测精度。结论认为,修正参数模型针对温度、压力、凝析液气比及测试管柱内径等进行敏感性分析,较为直观了解深水气井测试管柱内临界携液条件变化趋势,为优化深水气井测试安全高效参数设计提供了技术支撑。

中国石油西南油气田公司天然气产量突破150×10^8m^370-70

摘要：2017年9月5日，中国石油西南油气田公司（以下简称西南油气田）当天产量达到5630×10^4m^3，今年累计生产天然气量达150．05×10^8m^3，完成年度计划的72．3％，有效地保障了川渝地区工业生产和居民生活用天然气，促进区域经济社会发展和民生改善。

采用多点地质统计法重构页岩的数字岩心71-78

摘要：由于实验设备获得的页岩岩样大多是微米或毫米尺度,如果要获得更大尺度和范围内的孔隙结构,必须通过对其特征的三维重构才能实现。为此,提出了基于纳米精度的体数据与多点地质统计方法的页岩三维数字岩心重构方法。以页岩纳米CT数据为训练图像,使用数据模板提取其中的结构特征,通过多点地质统计方法将结构特征重构到数字岩心中;形成了以变差函数曲线、孔隙直径分布和孔隙连通性来判别重构岩心与真实页岩结构相似度的判别方法 ;基于格子玻尔兹曼方法验证了相似度评价方法。结果表明：（1）变差函数可以检验重构岩心与真实岩心的空间相似性,孔隙直径分布和孔隙连通性可以检验流动特征的相似性;（2）当变差函数曲线、孔隙直径分布和孔隙连通性相似时,重构岩心与真实岩心的渗透率相近,表明所提出的重构方法与结构相似度评价方法是有效的;（3）由于强非均质性,不同位置的重构页岩岩心渗透率差异可超过100倍。该研究成果对构建三维大尺寸强非均质性页岩数字岩心、认识页岩孔隙结构、分析流动规律具有指导作用。

中石油非常规储层水平井压裂技术进展79-84

摘要：中国石油天然气集团公司（以下简称中石油）从2006年启动水平井改造专项攻关以来,水平井压裂技术实现了从无到有再到无限级段分段的跨越,2015年实现了最高分段数26段。10年间,中石油在非常规储层水平井压裂改造技术领域取得了突出进展：（1）自主研发了水平井双封单卡、封隔器滑套、水力喷砂和裸眼封隔器4套水平井压裂主体工艺技术;（2）自主研发了复合桥塞、套管固井滑套2项水平井大排量体积改造主体工艺技术,配套体积改造优化设计理论、压裂液体系、裂缝监测等技术,初步形成体积改造技术体系和水平井工厂化作业模式;（3）自主研发的压裂工具、液体体系等关键技术,不动管柱多级滑套水力喷砂分段压裂技术、液体胶塞分段技术等,达到了国际先进水平或同期国际领先水平。据统计,2014年中石油水平井分别占油井和气井总数的3.2%和13.1%,其对油田和气田产量的贡献率分别达到9.9%和39.7%。最后,指出了新区高密度完井压裂工程试验、老区老井体积重复压裂试验等中石油新一轮水平井改造技术的攻关重点方向。

天然气工业杂志钻井工程

PDC钻头布齿参数与地层适应性的试验研究85-90

摘要：根据地层性质合理选择或设计PDC钻头可以显著提高钻井效率。为指导PDC钻头合理选型及个性化设计,选取21只试验钻头,在6种不同可钻性级别的岩石上进行钻进试验,研究了在钻进不同可钻性级别的岩石中切削齿尺寸、后倾角、布齿密度的合理取值问题。结果表明：（1）当岩石可钻性级别小于Ⅲ时,破岩效率随切削齿尺寸的增大而增大;（2）当岩石可钻性级别大于Ⅲ时,16 mm切削齿的破岩效率最高;（3）切削齿尺寸对破岩效率产生不同影响规律的岩石可钻性级值分界点为3.11;（4）在6种不同可钻性级别的岩石中,随切削齿后倾角增大,破岩效率均呈线性规律降低,但随着岩石可钻性级别的增大,后倾角对破岩效率的影响程度降低;（5）在不同可钻性级别的岩石中,随着布齿密度增大,破岩效率均呈幂函数规律降低。该研究成果为按岩石可钻性级别合理选择PDC钻头提供了依据。

一种转化钻柱振动能量的井底高压喷射钻井装置91-96

摘要：通过转化井下钻柱振动能量来增加井底钻井液喷射压力是提高钻井速度的重要途径,而现有技术还未能充分合理地利用钻柱振动能量。为此,基于井下钻柱振动能量的利用理论,提出了钻井液井下增压、增排量的井底高压喷射钻井理念,设计出了井底高压喷射钻井装置,并对其进行了数值仿真研究。结果表明：（1）井底高压喷射钻井装置可以将钻柱振动能量有效转化给井底钻井液从而实现井下高压喷射钻井;（2）井底高压喷射钻井装置增加了喷嘴钻井液过流流量,在？215.9 mm井眼中,其输出的钻井液流量可以提高5 L/s;（3）增大了钻井液喷射压力,喷嘴处钻井液脉冲压力最高达到11.3 MPa;（4）深井内井底高压喷射钻井装置应用效果比上部地层更加显著。结论认为,井底高压喷射钻井装置为高压喷射钻井技术的实现提供了一种新的手段,可以解决现有高压喷射钻井技术设备费用昂贵、安全性差、适用范围有限的问题。

天然气工业杂志集输与加工

天然气总硫含量在线检测标准方法及其相关技术97-102

摘要：尽管目前国内检测总硫含量的诸多方法都准确可靠,但仍存在检测频率低、周期长、不能及时给出检测结果等不足。为此,在总结天然气总硫含量检测相关标准的基础上,探讨了天然气总硫含量在线检测标准方法及其相关技术,确定了上述标准方法和相关技术的原理,进而提出了制订我国天然气硫化合物和总硫含量在线检测标准方法的建议。结论认为：（1）实现天然气总硫含量在线检测是未来发展的必然趋势;（2）鉴于国内尚无天然气总硫含量在线测定方法标准,建议借鉴和参考ASTM D7165-10（2015）《气相色谱法在线测定气态燃料中的硫含量》、ASTM D7166-10（2015）《用总硫分析仪在线测定气态燃料中的硫含量》和ASTM D7493—2014《气相色谱和电化学检测法在线测定天然气和气体燃料中硫化合物》等国外标准,适时制订我国的相应标准。

土体加筋技术在油气长输管道站场高填方工程中的应用109-113

摘要：为了增强油气长输管道站场建设中高填方边坡工程的稳定性,首次引进了土体加筋技术。该技术能大大提高整个被加筋土体的抗拉性能,并改善其抗压性能,使其整体性能大为改善。采用该技术不仅能很好地解决高填方工程的稳定性问题,而且还具有造价低、工期短、施工难度小的优点。为了消化吸收这一先进技术,总结了云南成品油安宁站（其填方边坡高达30 m,是迄今为止油气管道行业中最大面积的填方工程）边坡工程中加筋技术的设计关键和加筋工程的施工关键。研究结果表明：（1）筋带布置要重点考虑筋带长短和筋带间距;（2）设计中应将回填的起始面做成反倾状,这样虽会增加一些土方量,但却可以极大地增强稳定性;（3）根据回填料中的碎石含量,碎石土的摩擦角取30°-35°是比较符合实际的;（4）每幅筋带的宽度一般为5 m,幅与幅间搭接宽度一般介于20-30 cm;（5）施工中掺拌的碎石含量应满足要求,同时要翻拌均匀;（6）设计文件中应明确压实前的摊铺厚度;（7）碾压要控制边角处及两次碾压的搭接处;（8）当一层碾压完毕后,应立即现场进行压实度检验,检验方法采用灌砂法即可。

天然气工业杂志安全与管理

天然气生产组织运行方式的探索与启示——以川渝气区为例114-118

摘要：加快天然气产业发展,提高天然气在一次能源消费结构中的占比是我国加快建设清洁低碳、安全高效现代能源体系的必由之路。当前,我国的油气企业在迎来天然气产业大发展历史机遇的同时,也面临着市场竞争日益激烈的挑战,探索高效的生产组织运行方式已迫在眉睫。为此,以具有天然气上中下游完整产业链的中国石油西南油气田公司为例,总结了天然气生产组织运行方式的经验：（1）持续做好资源配置管理;（2）积极拓展天然气利用新空间;（3）推行产运储销一体化运行模式;（4）做到生产组织与经营效益紧密结合。进而结合川渝气区天然气市场的发展现状,提出了做好天然气生产组织运行的建议：（1）资源准备充足、管网布局先行是生产组织运行的基础条件;（2）产运储销一体化管理是生产组织运行的突出优势;（3）争取政府的产业支持政策是生产组织运行的有效保障;（4）合作共赢的理念是市场化环境下生产组织运行所应遵循的基本法则。