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天然气工业 2018年第11期杂志 文档列表

天然气工业杂志地质勘探

四川盆地上三叠统须家河组气藏分布与构造体系的关系1-14

摘要：四川盆地上三叠统须家河组气藏具有“早期聚集、中期封闭、晚期活化”的特征。为了探讨该盆地须家河组油气富集规律,利用盆地内二维及三维地震连片资料编制区域构造图,采用低角度、垂直方向逆光照射三维可视化技术描述构造形迹,依据区域构造动力方向、构造相互关系划分构造体系并确认构造形成期次,进而结合钻井测试资料预测须家河组油气富集带。研究结果表明：（1）该盆地须家河组发育EW向弧形、NE向线形、NE向弧形、SN向转NW向帚状构造、NW向弧形等5组以上方向的构造体系：（2） EW向弧形构造为印支期龙门山冲断带北段隆升挤压形成、燕山期继承发展、喜马拉雅期定型,在盆地内广泛分布;（3）川西坳陷北部NE向线形构造为印支期龙门山冲断带北段安县运动形成;（4）大巴山前NW向弧形构造与华蓥山前NE向线形构造为燕山期定型、喜马拉雅期继承发展;（5）川西坳陷内SN向构造为喜马拉雅期龙门山南段挤压形成;（6）龙泉山断褶带以东的SN向构造与盆地内NW向线形构造组合为一组以江油古隆起为砥柱的帚状构造带,形成于喜马拉雅期龙门山冲断带南段的挤压;（7）高产井通常分布于印支期—燕山期弧形背斜构造且叠加喜马拉雅期断层,喜马拉雅期构造通常为干圈闭,其裂缝发育带多为产水层,印支期向斜即使在喜马拉雅期抬升为背斜,也属于无效圈闭。结论认为,确认构造体系期次可以为预测描述四川盆地须家河组油气富集带提供技术支撑。

四川盆地龙门山前构造带中三叠统雷口坡组四段碳酸盐岩储层裂缝形成机理15-25

摘要：研究储层裂缝特征并弄清裂缝形成机理,对于明确储层类型和性质、开展裂缝分布预测、优化井位部署及明确裂缝对气藏开发的影响等都具有重要的意义。为此,以四川盆地龙门山前构造带中三叠统雷口坡组四段碳酸盐岩储层为例,利用岩心、薄片、成像测井及分析测试等资料,对该区碳酸盐岩储层天然裂缝的成因类型和发育特征进行研究,并结合埋藏史及构造演化史,在研究裂缝分期配套的基础上,分析成岩裂缝及构造裂缝的形成机理。研究结果表明：（1）龙门山前构造带雷四段碳酸盐岩储层主要发育构造裂缝和成岩裂缝两种成因类型,其中构造裂缝包括张性裂缝和剪切裂缝,以剪切缝为主,成岩裂缝包括溶蚀缝、构造—溶蚀缝以及缝合线;（2）溶蚀裂缝主要在准同生期、古表生期及埋藏期不同溶蚀流体溶蚀作用下形成,构造裂缝主要在印支晚期第二幕、印支晚期第三幕—燕山早中期、燕山中期—燕山晚期和喜马拉雅期龙门山构造带形成以及不断演化下的北西向挤压应力场作用下形成。结论认为,该区雷口坡组构造裂缝与成岩裂缝在各主要形成时期相互穿插,相互切割、限制,形成了储层中复杂的裂缝系统,有利于改善储层局部物性和提高气藏开发效果。

四川盆地龙门山前复杂构造带北段精细构造建模及对油气勘探的启示26-32

摘要：四川盆地西北部地区受到多期次逆冲推覆变形叠加作用,构造变形非常复杂,致使龙门山前复杂前锋带构造模式不清、构造圈闭不落实。为了降低油气勘探的风险,利用最新线束三维地震、测井、地表地质等资料,基于断层褶皱理论,在分析构造运动与地表地质特征的基础上,开展了精细构造建模研究,结合计算机运动学演化模拟对龙门山前复杂前锋带北段进行构造几何学分析,解析该区的构造变形模式、落实断层变形特征和构造圈闭,进而提出了下一步油气勘探的有利目标。研究结果表明：（1）以马角坝断裂和（1）号断裂为分界断层,可将龙门山冲断带北段划分为前山推覆带、前锋带、潜伏构造带3套构造单元;（2）前锋带（1）号断裂前端发育产状陡立倒转的断层传播褶皱,其下盘可识别出逆掩隐伏构造;（3）前锋带发育4套垂向叠置的二叠系—三叠系岩片,该构造带在印支期发生构造变形、喜马拉雅期活化;（4）隐伏前缘带受寒武系泥页岩和下三叠统嘉陵江组膏盐层两套滑脱层夹持形成3套构造层,构造变形主要发生于喜马拉雅期。结论认为：（1）号断裂下盘隐伏的上古生界构造（中构造层）和上盘的红星构造背斜形态完整,是下一步油气勘探的有利目标区;计算机运动学演化技术及精细构造建模方法,给复杂构造带的油气勘探提供了重要的技术支撑。

冀中坳陷深层碳酸盐岩储层天然裂缝发育特征与主控因素33-42

摘要：早古生界奥陶系碳酸盐岩储层是冀中坳陷深层油气勘探的重要领域,裂缝是影响该类储层油气富集和单井产能的主要因素之一。为了指导该区的油气勘探部署,根据野外露头、岩心、薄片和成像测井等资料,对奥陶系碳酸盐岩储层天然裂缝的发育特征和裂缝发育的控制因素进行了研究,并结合生产数据资料和勘探成果,探讨了天然裂缝发育的非均质性对油气产量分布差异的影响。研究结果表明：（1）冀中坳陷深层奥陶系碳酸盐岩储层发育构造裂缝、成岩裂缝、溶蚀裂缝和风化裂缝等4种类型,其中构造裂缝是该区天然裂缝的主要类型,走向多为NNE—SSW向,以高角度和垂直裂缝为主,多未充填,开度小于30μm,裂缝线密度介于1.6～3.0条/m,主要为3期形成,不同期次之间相互切割限制;（2）天然裂缝的发育程度主要受岩性、构造和层厚等3个因素控制——白云岩比石灰岩天然裂缝更发育,泥岩裂缝发育程度较差,断层附近和断层上盘天然裂缝更发育,裂缝发育程度与岩层厚度关系密切,随着岩层厚度的增加,层控构造裂缝密度呈幂函数递减;（3）在不同凹陷、不同构造带以及同一构造带的不同构造部位,天然裂缝的非均质性极强,油气产量差异较大。结论认为,该研究成果为该区深层奥陶系碳酸盐岩储层的油气勘探开发提供了地质依据。

天然气工业杂志开发工程

延安气田低渗透致密砂岩气藏效益开发配套技术43-51

摘要：延安气田位于鄂尔多斯盆地东南部,与该盆地北部的气田相比,储层更薄、物性更差,气藏叠置关系复杂,加之地表为黄土塬地貌,储层地震预测难度大,现有的气田开发配套工程技术适应性差,亟须优化气田开发方式与开发技术。为此,延长石油集团经过近十年的理论研究和技术攻关,在储层预测、井网优化、钻完井、储层保护、压裂改造、地面集输等方面,形成了一套适合延安气田复杂致密砂岩气藏高效开发的关键技术体系：（1）融合多尺度静、动态研究成果,建立了基于动态知识库的有效储层预测技术,大幅度提升有效砂体钻遇率,实现了对厚度3～5 m稳定单砂体的准确追踪;（2）形成了以不规则菱形井网为基础,丛式井多层合采、水平井单层动用的混合井网立体动用模式,较规则井网井数减少6.9%,井网控制程度提高8%;（3）形成了易伤害塌漏同井储层高效钻井技术,有效提高了井壁稳定性、缩短了钻井周期,保护了储层;（4）实现了直/定向井一趟作业多层大跨度压裂、水平井CO_2＋水力压裂技术,单井天然气产量显著提高;（5）形成了以井下节流、枝上枝井间串联和集中注醇为核心的黄土塬地貌中压集输技术,减少了工作量,缩短了施工周期,提高了经济效益。以上关键技术的应用,实现了延安气田低渗透致密砂岩气藏的效益开发,建成了年产气50×10~8m~3的生产能力。

裂缝性致密砂岩气藏出砂原因及对产气量的影响——以塔里木盆地克深气田为例52-58

摘要：为了解决塔里木盆地克深气田面临的气井出砂问题,从储层改造方式、裂缝壁面上岩石颗粒脱落条件、产气量及井筒完整性等4个方面分析了该气田气井出砂的原因,并基于井筒内砂粒受力分析,建立气井临界携砂产气量计算公式,进而研究气藏出砂对产气量的影响。在此基础上,针对气井出砂的不同阶段提出了相应的治砂对策。研究结果表明：（1）引起裂缝性致密砂岩气藏出砂的原因包括储层裂缝发育、储层改造规模大、产气量高及井筒完整性差等方面,其中储层裂缝发育和产气量高是主要的出砂原因;（2）对于无游离砂的情况,当气井产气量大于21.2×10~4 m~3/d时,近井区域裂缝壁面的砂粒逐渐脱落;（3）对于存在游离砂的情况,当气井产气量大于9.4×10~4 m~3/d时,近井区域裂缝壁面砂粒逐渐脱落;（4）井口及井底积砂是影响气井产气量的关键因素,在出砂早期阶段井口积砂是导致产气量降低的主要因素,在出砂中后期阶段井底积砂是导致产气量降低的主要因素;（5）克深气田出砂临界产气量较低,临界携砂产气量相对较高,及时排砂以避免井筒大规模积砂是治理该类气藏出砂的关键。结论认为,该研究成果可以为裂缝性致密砂岩气藏治理出砂问题提供借鉴。

深水气井测试清井诱喷瞬态流动模拟59-64

摘要：在深水气井测试作业中,由于缺乏对实际放喷过程中井筒内流态、压力、温度变化的准确认识,无法判断清井诱喷关键参数设计是否合理。为此,基于所建立的井筒多相流瞬态流动模型,以实际深水测试气井为研究对象,进行清井诱喷瞬态数值仿真模拟,真实再现实际工况下井筒内驱替工作液流动情况,量化清井诱喷过程中沿程压力、温度剖面非稳态变化,并对清井诱喷关键参数进行敏感性分析。研究结果表明：（1）模拟油压与实测油压的最大误差在±5%左右,拟合效果较好,验证了模型的准确性及可靠性;（2）清井时间随油嘴尺寸减小而递增;（3）诱喷液垫越高,气体从井底流出的初始速度越快,激动压力越大,清井诱喷时间越短;（4）在保障地面处理设备安全、平稳运行及经济有效的前提下,应尽可能采用大油嘴、大管径测试管柱并设定合理的诱喷液垫高度以完成清井诱喷。结论认为,该研究成果成功实现了深水气井测试清井放喷瞬态流动过程的模拟,对测试工作制度、测试管柱及设备的设计和选型,保证深水测试安全等都具有指导意义。

燃爆诱导水力压裂多裂缝耦合起裂规律65-72

摘要：为了明确多相位裂缝组合下的应力干扰作用及其对后续水力压裂裂缝起裂压力的影响,基于原有预存单条诱导裂缝的应力场计算模型建立预存多条诱导裂缝的耦合应力场计算模型,分析诱导应力影响下的井周周向应力场变化规律,再结合断裂力学判据计算后续水力压裂预存裂缝的起裂压力,并对预存裂缝长度、相位、水平主应力差异系数及预存裂缝条数等4个因素对预存裂缝起裂压力的影响进行了分析。研究结果表明：（1）预存裂缝后近裂缝区域周向应力差明显增大,甚至出现水平主应力反转;（2）随新增预存裂缝长度增加,原预存裂缝起裂压力先增后降,在新增预存裂缝长度增加到原预存裂缝长度时,原预存裂缝起裂压力迅速降低,而后下降趋势变平缓;（3）高相位裂缝的起裂压力大于低相位裂缝的起裂压力;（4）随着裂缝条数的增加,新增预存裂缝起裂压力逐渐降低,但起裂压力差减小的趋势不明显;（5）多相位裂缝的应力干扰作用影响裂缝的起裂压力,较长高相位裂缝和较短低相位裂缝均有利于多相位裂缝的同时起裂;（6）多裂缝同步延伸会产生更为复杂的应力干扰作用,激发水力压裂复杂缝网的演化,实现均衡的压裂改造。结论认为,该研究成果可为燃爆诱导压裂射孔相位、诱导裂缝规模及后续水力压裂施工泵压等压裂施工设计提供理论指导。

天然气工业杂志要闻信息

重庆相国寺储气库刷新注气量纪录72-72

摘要：位于重庆市的西南地区首座地下储气库-相国寺储气库于2013年6月开始试注投运,目前已完成“六注四采”,历年累计注气量达78.09×108m3,采气量为40.44×108m3.第六周期注气于2018年10月15日完成,全周期注气量为16.8×108m3,库存气量为40.63×108m3,较上-周期多注气1.42×108m3,再次刷新历史最高注气量纪录.

中亚天然气管道负荷率将达到100%96-96

摘要：2018年冬供期间,中油国际管道公司输气量约占中国石油天然气管网输送总量的1/4.由于下游用户需求旺盛,在冬供的151天里,中亚天然气管道日输气量将达到1.6×108m3,为该管道投产以来的最高值,管道负荷率将达到100%.

涪陵页岩气田水平井“一趟钻”创造新纪录105-105

摘要：据中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司的消息,该公司近日顺利完成的涪陵页岩气田首口上部气层超长水平段井-焦页22-S1HF井的水平段钻井任务,创造了2536m的国内超长水平段“一趟钻”最长的钻井纪录,标志着涪陵页岩气田在超长水平段钻井工艺方面取得了重大突破.

盘江煤电集团公司煤层地下气化项目取得阶段性重大成果113-113

摘要：2018年10月25日,中国科技网以《贵州：高科技为煤矿转型升级“突围”》为题对贵州盘江精煤股份有限公司山脚树矿煤层地下气化项目的进展情况进行了报道,该项目再次引起了广泛关注.2018年9月,山脚树矿煤层地下气化项目首次点火成功,标志着盘江煤层地下气化开采技术攻关取得阶段性重大进展.该项目由盘江煤电集团公司联手中国矿业大学和煤炭资源与安全开采国家重点实验室开展煤层地下气采技术攻关,并获得贵州省重大科技专项的支持,由盘江煤电集团公司下属的贵州盘江精煤股份有限公司负责具体实施.

天然气工业杂志钻井工程

PIPE ROCK钻柱扭摆系统应用评价73-78

摘要：国外以斯伦贝谢公司Slider系统为代表的钻柱扭摆系统在常规滑动定向钻进时,取得了较好的减轻摩阻、克服钻进“托压”的应用效果,但国内钻柱扭摆系统仍处于试验与完善阶段。为此,从分析自主研发的PIPE ROCK钻柱扭摆系统的原理及系统构成、操作流程、使用方法、试验实钻结果等方面入手,结合与常规滑动钻进方式的技术效果比较结果,总结了该系统现场试验所取得的成果,分析了该系统的缺陷并提出了改进措施。研究结果表明：（1） L204井应用该系统前后的数据表明,扭摆钻井防托压效果明显;（2） Long016-H1井水平段共定向调整轨迹20次,使用常规滑动定向平均纯钻时效为64.3%,而使用钻柱扭摆系统的定向纯钻时效提高到83.4%,提升效果明显;（3）使用扭摆系统后,可以在钻进过程中不停钻调节定向工具面,使工具面保持长期稳定,提高了定向精准度;（4）钻柱扭摆系统目前还存在着自动化程度较低、需要人工实时调整扭矩设定值、使用效果受人员个体差异影响较大等缺点,因而有必要持续改进该系统以最终实现轨迹的智能控制。结论认为,该钻柱扭摆系统成功地解决了定向钻进托压难题,具有提高定向纯钻时效、提高定向精准度的作用,减少了定向次数和定向段长,大幅度提高了定向机械钻速和单趟钻的行程钻速,能够满足现场作业要求,具备工业化应用的条件。

一种能有效防止水泥浆回流的新型套管胶塞79-82

摘要：为了进一步降低尾管固井后水泥浆回流到套管内的风险,研究了目前国内外主流尾管悬挂器的防回流结构,分析该类工具结构存在的缺点,进而开发设计了一种新型结构的套管胶塞——半空心套管胶塞,并对其与悬挂器的配合使用进行了现场试验。结果表明：（1）尾管悬挂器防回流结构的缺点是钻杆胶塞的锁定机构在到达套管胶塞与之重合和锁定前已被损坏;（2）新型胶塞的内孔设计为弯折孔,上半部分为空心圆孔,下半部为实心圆柱;（3）固井施工时,钻杆胶塞到达悬挂器位置后进入新型胶塞内,在孔弯折处被阻挡,不能继续下行,与套管胶塞成为一体;（4）在钻井液推动下剪断剪钉继续下行,经套管串达到碰压座位置,新型胶塞下部实心圆柱体挤入碰压座内孔,只需要套管胶塞上的密封件和锁止机构一起作用即可防止水泥浆回流,而不再需要钻杆胶塞;（5）现场试验应用表明,试验井的实钻水泥塞面平均比设计高出24 m,较对比井高出设计位置59 m减少了一半。结论认为,新型胶塞与悬挂器匹配良好,对施工过程没有负面影响,固井后水泥塞面控制效果良好。

静态推靠式旋转导向钻井系统的钻压传递效率83-88

摘要：国内研制的静态推靠式旋转导向钻井系统正全面开展现场试验及初步应用,该系统正常钻进时导向翼肋施加到井壁上的静态推靠力会产生较大的摩擦力,有可能影响钻压传递效率和钻井速度。为此,基于该系统的结构及工作原理,考虑井壁无台阶和有台阶两种情况,分别建立了钻压传递效率分析模型,模拟分析了钻压传递效率随名义钻压、井壁摩擦系数,以及导向翼肋推靠力和前倒角的变化规律。研究结果表明：（1）该旋转导向系统对名义钻压有最小值要求,适当提高名义钻压有助于提高钻压传递效率;（2）无论井壁是否有台阶,如果导向翼肋推靠力之和越大、井壁摩擦系数越大,那么钻压传递效率就越低,当井壁有台阶时钻压传递效率明显低于井壁无台阶时的对应值;（3）井壁有台阶时导向翼肋前倒角对钻压传递效率影响明显,前倒角越大则钻压传递效率越低（甚至自锁）。结论认为,该研究成果有助于指导钻井现场合理选择和调控钻压。

天然气工业杂志集输与加工

LNG储罐混凝土外罐稳定工况载荷及应力分析89-96

摘要：LNG储罐结构复杂,构件种类多,受力复杂,分析极限工况下储罐各部位的应力分布,对于研究全容式混凝土LNG储罐失效具有重要的意义。为此,通过对储罐的罐顶结构简化,在考虑储罐受到的可变载荷的基础上,对罐体受力荷载系统进行了分类计算和等效处理,建立罐体承载能力极限状态下的罐顶结构载荷、预应力载荷及其他各类可变载荷的组合工况,并采用ANSYS软件建立简化后预应力混凝土外罐的1/4部分的有限元模型,通过结构化网格处理和易发生应力集中处网格加密处理,对罐体各类荷载进行了等效处理,分析了储罐在承载能力极限状态下的罐体温度和应力分布。结果表明：（1）空罐工况下罐顶处最大受压受拉应力发生在储罐承压环处,最大应变位于最大拉应力-2.81 MPa处;（2）空罐工况下承台最大压应力、最大拉应力均位于罐底部与承台连接处外缘,应变最大值也位于承台与罐底接触外缘,此部位易开裂;（3）空罐工况条件下只有罐顶部与承压环应力达到混凝土破坏极限,而储罐其余部位应力均在材料安全极限范围内;（4）满罐风载/雪载工况下,罐体混凝土墙在各部位均达到混凝土材料强度极限;（5）满罐风载/雪载工况下承台与罐底连接部位处于混凝土材料受拉应力状态,且拉应力强度远远超过强度极限,该部位小裂纹在一定条件下易发生裂纹扩展;（6）罐体在热角保护部位的压应力达到混凝土抗压强度极限。结论认为,该研究成果为全容式混凝土LNG储罐失效分析提供了理论参考。

大型LNG储罐外罐长期预应力损失分析97-105

摘要：由于混凝土收缩徐变及钢筋应力松弛的耦合作用,LNG储罐外罐预应力系统将产生长期预应力损失,严重影响储罐的安全性能。为此,基于按龄期调整的有效模量法及混凝土结构设计规范中的相关模型,以国内某大型LNG储罐外罐为研究对象,应用ABAQUS有限元软件,建立了多组模型分别模拟收缩徐变损失、应力松弛损失及其耦合作用下的损失,分析了混凝土收缩徐变及应力松弛的相互作用对长期预应力损失的影响规律,并讨论了双向设置预应力对长期预应力损失的影响。研究结果表明：（1）环向、竖向预应力筋长期损失终值（50年）最大值分别达到张拉控制应力的10.97%、17.02%;（2）环向、竖向预应力筋在收缩徐变和应力松弛耦合作用下的损失分别为收缩徐变损失与应力松弛损失代数和的83.59%和86.33%;（3）提出相互作用折减系数,当收缩徐变损失和应力松弛损失大小相近时的折减系数最小;（4）竖向预应力对环向预应力筋长期预应力损失的影响较为明显。结论认为,该研究成果有助于提高大型LNG储罐混凝土外罐的安全性。

实现操作费用最小化的LNG接收站卸船工艺优化106-113

摘要：液化天然气（Liquefied Natural Gas,LNG）接收站卸船工艺操作是接收站运行过程中的重要环节,但在实际运行过程中,卸船工艺总是保持运行参数不变,不利于实现LNG接收站运行成本最小化。为此,基于卸船周期内接收站各设备的运行状况,划分卸船周期运行阶段,分析创建卸船工艺操作功耗的计算公式,建立卸船工艺流程动态仿真模型,构建以最小年总功耗为目标函数的卸船工艺优化运行模型,并采用优化模型实例与未优化实例进行效益对比分析。研究结果表明：（1）卸船工艺优化运行模型能够实现LNG接收站在面对不同的卸船工况时能够及时对操作变量进行调整,以最优方案运行,降低了功耗;（2）该研究成果应用于中石油江苏如东LNG接收站,优化运行方案比原方案降低了13.0%的功耗。结论认为,在工况复杂的实际生产过程中,卸船工艺优化运行模型可以通过实时调整运行参数来减小功耗,对于接收站的降本增效具有现实意义。