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天然气工业 2017年第10期杂志 文档列表

天然气工业杂志地质勘探

四川盆地及邻区中上寒武统洗象池群碳同位素特征与芙蓉统底界标志1-10

摘要：四川盆地中上寒武统洗象池群为一套以台地相为主的白云岩,过去一直未能找到有效的方法来确定上寒武统的底界标志,导致对该层位的天然气勘探工作较为滞后。以岩屑碳氧同位素剖面的建立为依托,发现洗象池群中部存在着碳同位素正漂移事件且这一现象可全球比对,可作为识别芙蓉统（相当于上寒武统）的重要标志。进而结合电性曲线特征,确定了芙蓉统底界的划分标志,初步找到了解决芙蓉统划分难题的方案。研究结果表明：（1）洗象池群沉积时该区古地貌为西高东低的缓坡碳酸盐岩台地,沉积了一套西薄东厚的薄层—中厚层白云岩地层,纵向上可分4个层段;（2）四川盆地及邻区芙蓉统底界划分标志可以由碳同位素SPICE（Steptoean Positive Carbon Isotope Excursion）事件与电性曲线特征结合来确定;（3）芙蓉统底界的碳同位素标志是区域可对比的正漂移所对应的SPICE事件,电性标志是SPICE事件对应的洗象池群中部自然伽马值低峰,而岩性标志则是该自然伽马值低峰所对应的泥质云岩。该研究成果有助于对该盆地及其邻区洗象池群的进一步细分并推进其沉积演化与储层分布规律研究,以加快对该层系的勘探步伐。

断层岩封闭性演化阶段确定方法及其应用11-16

摘要：为了准确确定断裂的封闭性,在对断层岩形成过程及封闭性演化特征进行研究的基础上,根据断层岩开始压实成岩时间和封闭能力形成时间把断层岩封闭性演化划分为3个阶段：（1）压实不封闭阶段,时间从断裂停止活动至断层岩开始压实成岩;（2）成岩弱封闭阶段,时间从断层岩开始压实成岩至封闭能力形成;（3）成岩强封闭阶段,时间从断层岩封闭能力形成至现今。由此建立了一套断层岩封闭性演化阶段的确定方法,并将其应用于渤海湾盆地南堡凹陷南堡5号构造,以确定该构造内的f_1、f_2、f_3这3条断裂在古近系东营组三段（以下简称东三段）断层岩中的封闭性演化阶段。结果表明：（1）f_1断裂在东三段断层岩封闭性演化目前处于第1封闭性演化阶段,即压实不封闭阶段,不利于油气的聚集与保存;（2）f_2、f_3断裂在东三段断层岩封闭性演化目前均处于第3封闭性演化阶段,即成岩强封闭阶段,有利于油气的聚集与保存。结论认为：该方法确定的结果与目前该构造f_1、f_2、f_3断裂两侧东三段已发现的油气分布规律相吻合,表明采用该方法来确定断层岩封闭性演化阶段是可行的。

下扬子地区二叠系页岩有机质孔隙发育特征及其影响因素17-26

摘要：利用高分辨率成像技术实现不同类型页岩孔隙结构的定性描述和定量表征是页岩储层评价研究的重要课题之一。为此,选取下扬子地区二叠系大隆组和孤峰组2套页岩作为研究对象,首先采用氩离子抛光—扫描电镜技术对其有机质孔隙结构进行了系统的观察,再结合三维重构数据和Image J软件对有机质孔隙结构参数进行了统计与分析,最后探讨了影响有机质孔隙发育的主要因素。结果表明：（1）该区页岩有机质孔隙可划分为有机质粒内孔、有机质边缘收缩缝、有机质内部微裂隙3种类型,不同的有机质其孔径、孔隙数量、面孔率、有机质孔隙度等孔隙结构参数存在着较大的差异;（2）不同的有机质孔隙类型是随着有机质热演化作用推进阶段的不同而形成的,伴随着有机质生烃演化过程的进行,有机质粒内孔持续发育,并逐渐形成有机质边缘收缩缝,高演化条件下在有机质局部（特别是镜质体组分）还会产生有机质内部微裂隙;（3）该区页岩有机质孔隙发育非均质性的内因主要受控于有机碳含量、有机质热演化程度、有机质显微组分以及黏土矿物含量等因素,而外因则主要受控于异常压力。

天然气工业杂志开发工程

高阶煤层气高效开发工程技术优选模式及其应用27-34

摘要：高阶煤层气井的平均单井产气量低已成为制约我国煤层气产业发展的主要瓶颈之一,直接导致了煤层气开发经济效益低。为此,基于不同煤储层的地质条件,选择适用于煤层气高效开发的工程技术是提高当前高阶煤层气开发效益的关键。在剖析影响高阶煤层气开发效果的地质因素的基础上,建立了高阶煤层气开发的地质模式,并针对不同的地质模式优选出了相应的开发工程技术。结果表明：（1）影响高阶煤层气开发效果的主要地质因素按其影响程度从小到大依次为：煤体结构、煤岩变质程度、地应力、临储比;（2）据此划分了直井压裂、裸眼多分支水平井、U型和顶板仿树形水平井、鱼骨状和单支型水平井等4种工程地质模式。结论认为：直井压裂和裸眼多分支水平井仅适用于煤体结构好、变质程度高的地区;而低成本、后期可维护、占地面积少的单支型水平井和鱼骨状水平井适用范围广,是适宜大力推广的井型。

深煤层水力波及压裂技术及其在沁南地区的应用35-45

摘要：为提高深部煤层的煤层气产能,针对其地质特征提出了在深煤层实施多口直井同步水力波及压裂的技术思路。首先基于边界元位移不连续法建立了多裂缝诱导应力数学模型,模拟深煤层诱导应力场分布,分析水力波及压裂复杂缝网形成的可能性,然后采用离散元方法研究应力干扰的裂缝网络延伸情况及其影响因素,最后通过三轴压裂实验和现场应用效果验证了其可行性。结果表明：（1）水力波及压裂技术能增大应力干扰面积和应力干扰强度,促使水平主应力差的减小甚至诱导局部区域的地应力方向发生改变,有利于沟通煤岩中发育的面、端割理,从而形成大规模高效复杂的裂缝网络;（2）水力波及压裂有利于复杂缝网形成的条件包括较小的初始水平主应力差、低泊松比、较小井距、低压裂液黏度、高缝内净压力等;（3）真三轴物理模拟实验结果显示,水力波及压裂技术能够充分沟通煤岩天然裂隙,形成由人工裂缝、面割理和端割理组成的复杂裂缝网络。进而提出了一套深煤层多井同步水力波及压裂工艺优化设计方法,在沁水盆地南部柿庄北地区深煤层选取了5口直井进行先导性试验,裂缝监测及排采数据表明,水力波及压裂井产生的波及体积较大,裂缝网络复杂;较之于常规压裂井,水力波及压裂井不仅见气更早,产量、套压较高且稳定,而且所形成的区域压力降波及邻井,可大幅增加实施井及邻井产量。

天然气工业杂志要闻信息

中石油建成向上海供气的第三条战略通道45-45

摘要：2017年10月15日,随着如东—海门—崇明岛输气管道的正式投产,中国第三大岛——崇明岛首次迎来了外输管道天然气。 该输气管道由中石油、上海申能（集团）有限公司、江苏洋口港股份有限公司合资建设,北起西气东输如东LNG接收站外输管道如东首站,途经江苏南通市通州区、海门市,穿越长江后进入上海市崇明区。管道线路全长约88.77 km,设计天然气输量18.4×10~8 m~3/a。

天然气工业杂志开发工程

四川盆地下寒武统龙王庙组气藏转向酸酸化模拟及其应用46-53

摘要：四川盆地下寒武统龙王庙组气藏白云岩储层溶蚀孔洞、天然微裂缝均发育,储层较强的非均质性和严重的钻完井液伤害导致均匀布酸困难,特别是对于长井段大斜度井和水平井酸化改造则更加困难。为此,从黏弹性表面活性剂转向酸转向变黏机理和流变行为研究入手,优选转向性能好且二次伤害低的转向酸作为主体酸液,根据流变行为实验结果拟合有效黏度经验模型,耦合双尺度蚓孔扩展模型,建立自转向酸酸化数学模型,模拟长井段大斜度井非均匀伤害下转向酸酸化的pH值、Ca~（2＋）浓度、有效黏度和蚓孔形态等,并对比了胶凝酸和5%VES转向酸酸化的蚓孔形态、流量分配和吸酸剖面。结果表明：转向酸可明显地改善强非均质性储层的吸酸剖面,增强对低渗透储层的改造力度。针对该盆地龙王庙组白云岩储层强非均质性和钻完井液伤害复杂性,形成了长井段割缝衬管完成大斜度井和水平井变VES浓度转向酸酸液置放技术,现场应用8井次,累计获井口测试天然气产量1 233.46×10~4m~3/d,平均单井增产倍比达到1.95,该技术有力地支撑了对龙王庙组特大型气藏的高效开发。

基于生产测井的多层试井解释技术54-58

摘要：致密砂岩气井为了获得工业产气量,常常采取多层分压合采措施,常规试井解释由于采用平均化的单层试井解释模型,容易造成解释结果无法反映各个产层的真实信息。为此,基于鄂尔多斯盆地致密砂岩气田某井4个产层分层压裂后开展的268 h的压降测试、468 h的压力恢复测试和生产测井数据,采用单层试井解释模型和多层试井解释模型分别对其进行解释,其中多层试井解释模型结合生产测井解释成果引入分层产量数据作为新增约束条件,对多层合采气井进行精细试井解释。结果表明：（1）3种单层试井解释模型均等同于将该井4个层位的参数平均化,各项指标均拟合较好,反映了单层试井解释模型具有多解性;（2）多层试井解释录入各层储层物性参数,并引入分层产量作为拟合约束条件,其压力及压力导数双对数曲线拟合、单对数曲线拟合、压力史拟合和分层产量拟合均较好,能够获得各层的表皮系数、裂缝半长、渗透率及边界等数据。结论认为,采用多层试井解释模型降低了合采气井试井解释结果的多解性,定量评价了各储层的参数,为类似储层的针对性措施和动态描述提供了参考。

天然气工业杂志要闻信息

大连LNG接收站成功接卸百船“海气”58-58

摘要：2017年10月8日10时30分,来自马来西亚的阿玛纳号LNG运输船平稳靠泊在昆仑能源大连LNG接收站码头。至此,这个码头在2 155天内接卸LNG船舶已达100艘,共计885×10~4 t,气化后的天然气量达125×108 m~3,相当于东北三省一年的民用燃气供应量。大连LNG接收站是我国建设海上油气通道的战略工程,供气范围覆盖东北全域、华北部分地区和南部沿海及内河流域。

天然气工业杂志钻井工程

页岩气长水平井段防气窜固井技术59-65

摘要：页岩气开发的核心技术为水平井配合大型水力压裂,而固井质量不佳已成为页岩气完井和实施储层改造的主要瓶颈问题。为此,以四川盆地页岩气开发区块为例,探索了水力压裂作用下保持水泥环力学完整性的方法及其配套工艺技术措施。研究结果表明：（1）采用模拟套管刚度的近钻头三扶正器通井钻具组合,可以降低长水平段页岩气井套管下放难度,提高下套管时效和安全度;（2）研制的高效洗油冲洗隔离液体系在常温至120℃下的冲洗效率均大于90%,能够保证水泥浆对油基钻井液的顶替效率和井壁的有效胶结;（3）确定了该区长水平段固井韧性防窜水泥浆凝固后的性能——水泥石弹性模量应小于7 GPa、三轴强度最好大于40 MPa,以减轻和避免压裂时的水泥环破坏;（4）形成的钻井液调整、预应力固井、地面高压泵注工艺等配套技术提高了页岩气井固井质量。2015—2016年期间运用上述系列固井技术在四川盆地开展了85口井固井作业,平均井深4 832 m,平均水平段长1 560 m,固井质量优质率达89.58%;水平井固井后候凝期间无环空带压,钻完井及试油期间环空气窜得到明显改善。结论认为,该配套技术可以保证并提高长水平段页岩气井的固井质量。

《ISO 13679：石油天然气工业 套管及油管螺纹连接试验程序》的仿真方法66-72

摘要：依照《ISO 13679：石油天然气工业套管及油管螺纹连接试验程序》进行实物试验并据此评价油管和套管特殊扣的性能,不仅耗时长而且成本高昂。为此,以？73.0 mm×5.51 mm J55钢级中低压力、中高温度的经济型气密封特殊扣为例,基于ABAQUS软件,通过建立有限元模型,在考虑仿真分析过程中的几何非线性、材料非线性和边界条件非线性耦合问题的基础上,依据弹塑性的双线性等向强化模型和超弹性Moony-Rivlin模型的材料本构关系,对上扣工况和ISO 13679的Ⅱ级试验B系载荷包络线工况进行了仿真评价,计算得到了各个工况下特殊扣的接触位移、最大接触压力、密封积分强度、等效应力等重要参数,其计算结果与实物密封试验结果的误差小于7.3%,对于密封性能的有限元分析结果与实验结果一致,进而利用上述参数评价了特殊扣在各工况下的结构与密封性能。结论认为,按照ISO 13679的试验内容和程序所建立的仿真评价方法,能够高效地对气密封特殊扣的性能进行评价,可以极大地节约时间成本与经济成本,能在一定程度上代替特殊扣的实物评价。

含水泥环的变形套管修复过程实验73-78

摘要：油气田现场经常凭经验确定旋压整形器修复变形套管所需的修复力和扭矩,而不合理的整形力或扭矩容易造成变形套管和周围水泥环的二次损伤及卡钻事故。为此,在YAW-200压力试验机上分别制作了无水泥环（水泥环完全损伤）、水泥环部分损伤和水泥环未损伤等3种类型的P110SS变形套管,并采用？126 mm和？133 mm的2种旋压整形器对3种变形套管进行整形测试,得到了变形套管整形所需的整形力和修复扭矩、变形套管回弹量的测试数据。实验结果表明：（1）修复过程中整形力与扭矩整形时间的关系密切——弹性变形阶段,随修复时间增加环向应变呈线性增加,整形力和扭矩早期呈缓慢增加后期保持不变,塑性变形阶段套管开始屈服,随修复时间增加环向应变呈非线性增加,整形力和扭矩急剧降低,直到整形工具通过变形套管,直到整形力和扭矩降低到最低为止;（2）修复后的回弹量不可避免且较大（2.90~3.04 mm）,表明水泥环的损伤程度对变形套管的修复具有较大影响;（3）水泥环未损伤的变形套管修复所需机械载荷大于水泥环部分损伤变形套管所需机械载荷,带水泥环变形套管修复所需机械载荷大于无水泥环变形套管所需的机械载荷。

天然气工业杂志集输加工

点燃式重型天然气发动机燃烧技术的发展及其应用79-86

摘要：稀燃与当量燃烧是点燃式重型天然气发动机的两种主要燃烧方式。其中,稀燃技术凭借高效清洁燃烧的优势长期占据主导地位,然而随着欧Ⅵ法规的逐渐推行,稀燃发动机必须加装选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction,SCR）装置才能满足氮氧化物的排放要求。相比之下,当量燃烧结合三效催化器可实现超低排放量并明显降低后处理成本,正受到越来越多的关注。为此,阐述了上述两种燃烧方式各自的优势及面临的问题,进而提出了相应的优化技术措施。结论认为：（1）稀燃发动机可通过拓展稀燃极限,在不加装NO_x后处理装置的情况下满足欧Ⅴ排放法规要求,同时实现较高的热效率,但要进一步满足欧Ⅵ法规则必须加装SCR;（2）相比燃烧室及进气道结构的优化,采用局部分层或预燃室结构更有利于拓展稀燃极限并实现稳定燃烧,在相同NO_x排放量水平下可以明显改善热效率,但过稀混合气区域的增加将导致未燃碳氢的排放量明显上升;（3）采用稀燃方式结合SCR满足欧Ⅵ排放法规时,还可采用少量废气再循环稀释进一步抑制原始NO_x排放量,以获得更好的燃烧相位;（4）针对当量燃烧结合少量废气再循环的方式,采用米勒循环可有效提高热效率,但是,随着气门关闭时刻推迟或提前,即使有效压缩比保持不变或有所增加,燃烧速率仍降低,若气门关闭时刻推迟或提前较少,有效压缩比将提高,会导致传热损失及大负荷爆震倾向明显增加。

天然气工业杂志要闻信息

西气东输二线（西段）工程正式竣工投产86-86

摘要：2017年9月29日,西气东输二线（西段）（以下简称西二线西段）工程通过中国石油天然气股份有限公司竣工验收,正式投产。至此,西二线西段已累计输送天然气2 426×10~8 m~3,成为建设美丽中国的能源主干道。

天然气工业杂志集输加工

多气源混输管道在线气相色谱仪安装位置的确定方法87-92

摘要：采用在线气相色谱仪实时监测管道中天然气组分的变化是目前大型输气场站保证天然气计量准确性的关键工艺,而在线气相色谱仪抽取样品的代表性则是保证分析检测结果准确可靠的关键因素,对于多气源汇合的输气场站,不同气源天然气的混合程度直接关系到在线气相色谱仪所取样品的代表性。为此,以中石化川气东送工程的普光首站为例,按照该站的工况条件,采用FLUENT软件对多气源天然气的混合规律进行了仿真模拟,探讨了多气源天然气混合距离与温度、压力、流速等因素的关系,以及多气源天然气混合均匀的最近位置。试验结果表明：（1）含两种不同摩尔分数值组分的天然气在汇管不同位置处混合的均匀程度不同——距汇管50 m处天然气各组分混合不均匀,具明显分层现象,距汇管150 m处天然气各组分的混合开始呈现均匀状态,但仍存在分层现象,距汇管280 m处天然气各组分混合完全呈现出均匀状态,其CH_4摩尔分数为98.30%,CO_2摩尔分数为0.95%;（2）在普光首站距混合点280 m以远处的位置安装在线气相色谱仪取样较为合适;（3）对于气源体积流量或气源的体积流量差别较大、压力较高或温度较低的工况条件,在线气相色谱仪的取样点可适当靠近混合点。

多年冻土区管道地基土开式冻胀试验93-99

摘要：大兴安岭地区冻土冻胀型冻害对浅埋式石油管道的安全稳定运行威胁很大。目前国内有关研究多采用闭式冻胀模拟试验,试样的含水率、干密度等因素是假设不变的,相比之下,采用各因素随试验进展而不断变化的的开式冻胀试验更能反映实际冻胀型冻害。为此,对中俄原油管道沿线5种冻土进行了开式冻胀模拟试验,测定了各种土料冻胀率与含水率,并据此分析了二者的关系,同时与闭式冻胀试验结果进行了对比分析,还应用限制位移法测定了法向冻胀力,并与静力平衡法试验结果进行了比较和差异显著性检验。试验结果表明：（1）开式冻胀试验的冻胀率大于闭式冻胀试验的冻胀率;（2）细粒土的冻胀率对土料冻胀率的影响十分显著,并且土料的毛细管作用或抽吸作用越强烈,冻胀率就越大;（3）粗粒土的冻胀率主要受含泥量的影响,其冻胀率比细粒土小;（4）法向冻胀力的大小与试验方法和试样高度的关系密切;（5）开式冻胀试验方法更适用于大兴安岭地区管道地基土的冻胀研究。结论认为：该区多年冻土区管道垫层和挖填层的土料应选用含泥量较少的砂砾或碎石,且需要采用塑性较大的黏性土做好防排水管堤。

天然气工业杂志安全与管理

油气价格弹性对LNG汽车应用推广的影响100-104

摘要：油气价格波动与LNG汽车的发展密切相关,在油价下调、气价上升的形势下,LNG汽车的价格优势愈发不明显,其推广面临着严峻的挑战。四川省“富气贫油”的能源结构为LNG汽车的发展提供了良好的先决条件,该省也成为全国LNG汽车应用推广的一个典型代表,但在实际推广过程中仍遇到了瓶颈。为此,构建了油、气价格变动对LNG汽车需求量影响的双对数需求函数模型;根据四川省2003—2015年的油气价格及LNG汽车保有量数据,运用Eviews软件计算了理论模型的相关参数,并对其进行检验和分析。结果表明：（1）四川省LNG汽车呈现刚性需求——气价每增长1%,LNG汽车需求量增长1.84%;（2）汽油和柴油是天然气的替代能源,油价每降低1%,LNG汽车的需求量则减少4.73%,这也是低油价形势下LNG汽车需求量剧烈下降的主要原因。结论认为：（1）燃气价格、燃油价格、人均GDP等影响LNG汽车需求量的直接因素占总影响因素的63.99%,间接表明政策等因素会对LNG汽车的需求量产生重要的影响;（2）燃油价格的变动给LNG汽车需求量造成的影响比人均GDP、燃气价格更为显著,建议有关部门实行油气价格联动,以控制油气价格比。

天然气工业杂志要闻信息

哈萨克斯坦开始向中国出口天然气104-104

摘要：哈萨克斯坦天然气运输公司2017年10月3日对外界宣称,哈萨克斯坦和中国日前签署了一份天然气出口协议,哈萨克斯坦每年将向中国出口50×10~8 m~3天然气。 在哈萨克斯坦天然气公司发表的书面声明中指出,该出口计划将从2017年10月15日开始执行。声明同时表示,中石油与哈萨克斯坦天然气公司已经签署了出口协议。声明中说,“由于哈中两国签署这份历史性协议,年出口收入预计将会达到10亿美元左右。”