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天然气工业 2019年第04期杂志 文档列表

天然气工业杂志本期视点

对中国页岩气压裂工程技术发展和工程管理的思考与建议1-7

摘要：中国页岩气的资源禀赋与北美地区存在着较大的差异,由此决定了不能生搬硬套后者页岩气革命的经验和做法。为了实现中国页岩气资源的规模有效开发,在借鉴北美页岩气开发先进理念的基础上,结合自身页岩气资源的实际情况,对我国页岩气增产改造技术现状进行了梳理与总结,进而对页岩气压裂关键技术发展方向与加强工程管理提出了建议:①融合了地质、工程及生产信息的数据体是页岩气勘探开发与生产各环节设计与优化的基础,应打破"数据孤岛",深入数据挖潜,实现数据的高效应用,促进地质工程一体化数据融合;②应在考虑页岩岩石力学各向异性特征与地应力特征的基础上,发展并完善适用于页岩的地质力学测试评价方法和技术,提升地质工程一体化方案设计水平;③需要研发全可溶桥塞,提高分段压裂作业效率,降低施工风险,助力页岩气开发降本增效;④工程管理方面尚有很大的提升空间,值得探索和研究,油气行业和油气公司应抓住这一重要的战略机遇期,积极优化现有的工程管理模式,寻找提质增效的最佳途径。结论认为,我国页岩气资源的勘探开发目前还处于起步阶段,技术与装备、生产管理、勘探开发效果、政策法规等与国外存在着显著的差距,亟需结合自身资源条件,对美国页岩气革命水力压裂经验与管理理念进行借鉴、消化、吸收与再创新,进而探索出一条符合中国实际的页岩气开发可行之路。

天然气工业杂志地质勘探

塔里木盆地中秋1凝析气藏成藏条件及演化过程8-17

摘要：2018年12月,塔里木盆地秋里塔格构造带天然气勘探取得重大突破,中秋1井在下白垩统巴什基奇克组测试获高产工业气流,发现了该构造带迄今为止最大的整装凝析气藏。为了给该构造带下一步油气勘探部署提供依据,在充分利用前人研究成果的基础上,基于岩心、薄片、测井及地球化学分析资料,明确了中秋1大型凝析气藏的油气藏特征和气藏类型,分析了该气藏天然气成藏条件并推演其演化过程。研究结果表明:①中秋1大型气藏属于低含凝析油凝析气藏,天然气为煤成气,主要来自区内侏罗系腐殖型煤系烃源岩;②该构造带能够形成大型油气藏的有利地质条件是三叠系和侏罗系发育的两套巨厚高演化烃源岩、白垩系发育的大型辫状河三角洲规模有效砂岩储层、喜马拉雅晚期以来的构造活动形成的大规模楔状叠瓦构造圈闭、古近系和新近系巨厚膏盐岩形成的优越保存条件,以及油气生成与圈闭形成的良好时空匹配;③该气藏具有先油后气、晚期快速气侵聚集成藏的成藏模式,总体上是一个"早期聚油、晚期气侵、改造调整、快速成藏"的成藏过程。结论认为,该构造带油气成藏条件优越,具有广阔的油气勘探前景。

塔里木盆地秋里塔格构造带深部碎屑岩储层特征及控制因素18-27

摘要：塔里木盆地秋里塔格构造带近期取得了天然气勘探的重大突破,但是目前对于埋藏深度较大的下白垩统巴什基奇克组碎屑岩储层的形成机制及控制因素尚不十分清楚。为了给该区下一步的勘探目标优选与油气开发提供技术支撑,基于已获得的钻井、岩心录井、薄片分析等资料,结合测井和生产测试资料,探讨了秋里塔格构造带巴什基奇克组储层的特征及控制因素。研究结果表明:①巴什基奇克组储层岩性以岩屑砂岩为主,次为长石岩屑砂岩,石英、长石含量低,岩屑含量高,成分成熟度低,结构成熟度中等;②储集空间以残余原生粒间孔和粒间溶孔为主,次为裂缝,具有"排驱压力高、孔喉半径小、进汞量小、细孔喉"的孔隙结构特点,属于低孔隙度、低渗透率孔隙型储层;③储层发育受沉积作用、成岩作用、构造作用、巨厚膏盐层分布和埋藏深度的综合影响,其中岩相、溶蚀作用和构造挤压是主要的控制因素,溶蚀作用与构造挤压造缝是储层储集性能得以改善的关键;④储层孔隙的演化模式可划分为早期浅埋粒间孔发育、早成岩期强胶结孔隙缩减、早表生期溶蚀增孔、中成岩期孔隙持续保持、晚期裂缝沟通孔隙改善储层性能等5个演化阶段。

塔里木盆地秋里塔格构造带双复杂构造地震处理技术28-36

摘要：塔里木盆地秋里塔格构造带是重要的天然气勘探领域,但由于地面、地腹地质条件复杂,地震资料信噪比低,造成构造不落实,影响了对该构造带的勘探进程。为此,在高精度地震采集数据的基础上,针对山前带地表、地腹双复杂构造,开展针对性的地震处理技术攻关,形成了极低信噪比条件下叠前深度偏移成像技术系列,并开展了现场应用及效果分析。研究结果表明:①形成了山地高陡地区复杂地表高精度综合静校正技术、低信噪比条件下的保真去噪技术和起伏地表叠前深度偏移处理技术系列,极大地提高了秋里塔格构造带三维地震资料品质;②明确了白垩系及其下伏地层以基底卷入式形变,并沿中新统吉迪克组、古新统-渐新统库姆格列木群膏盐层或膏泥层顶板滑脱,F1断层上盘发育中秋、东秋等构造,下盘发育断块构造;③精准落实了中秋①等5个圈闭,总面积为125 km^2,其中中秋①构造的圈闭面积为20 km^2,圈闭可靠度高,具有风险勘探价值;④支撑部署实施的中秋1风险井在下白垩统巴什基奇克组获得天然气勘探重大突破。结论认为:①所形成的双复杂构造处理系列技术提高了构造解释精度,主要目的层井震相对误差为0.5%,对类似地质条件具有良好的推广应用前景;②秋里塔格构造带勘探面积大,类似有待勘探的构造、圈闭多,具有巨大的油气勘探潜力。

四川盆地西北部地区中三叠统--古生界压力封存箱与油气成藏37-47

摘要：四川盆地西北部地区(以下简称川西北)龙门山断裂带北段存在着常压、高压和超高压等多个压力带,前人在研究该区"压力封存箱"时,通常以目前该盆地超压区的分布为依据划分出"压力封存箱"的范围,但是对于压力封存箱的演化及其与油气成藏关系的研究则鲜见。为此,利用井震联合解释、Easy%R_o热动力学模型、平衡剖面技术等手段,刻画川西北中三叠统-古生界压力封存箱的构成,恢复其形成过程,并研究封存箱内中二叠统栖霞组和中泥盆统观雾山组气藏的形成演化过程。研究结果表明:①川西北中三叠统-古生界存在自源型异常高压封存箱,封存箱范围西至①号隐伏断裂,东至九龙山构造,北至米仓山古隆起南缘山前断褶带构造,南至双鱼石构造南段,该压力封存箱以九龙山构造至双鱼石构造带中线为界分为东、西2个次箱;②该压力封存箱距离龙门山断裂带越远超压程度越高,压力封存箱与外界存在着明显的压力差,箱内压力系数介于1.4~2.0,箱外为正常压力系数;③古生界压力封存箱形成于印支运动早期,经燕山运动和喜马拉雅运动调整形成现今格局;④中三叠统-寒武系油气为喜马拉雅期所形成的箱内成藏,压力封存箱内存在着多套烃源灶,气源充足,顶板和隔板具有较强的封盖性,源储匹配良好,油气优先富集于距离箱顶板较近的优质储层中。结论认为,该区古生界深层海相地层具有较大的油气勘探潜力,其中双鱼石-中坝地区栖霞组为最有利的勘探层系,观雾山组是潜在的有利勘探层系。

天然气工业杂志要闻信息

克拉苏气田大北区块地面建设工程获“国家优质工程奖”27-27

摘要：中国石油塔里木油田公司克拉苏气田大北区块(以下简称大北区块)地面建设工程近日荣获“国家优质工程奖”,该工程此前曾获“石油优质工程金奖”。自2014年7月10日投产以来,截至2019年4月2日,该工程已累计向西气东输及南疆利民管网供气超过120×10^8m^3。

东方物探井中地震技术获突破89-89

摘要：由中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司(以下简称东方物探)新兴物探开发处2517队承担的中寒1井Walkaway-VSP项目已经完工。该项目井深7 430 m,一举打破国内Walkaway-VSP项目最深观测纪录,标志着东方物探井中地震技术取得了新突破。

天然气计量方式改革箭在弦上103-103

摘要：在不久前闭幕的第国际液化天然气会议上,中国石油天然气股份有限公司副总裁凌霄表示,国家石油天然气管网公司成立后,将改变油气管道原有计费方式。这一话题在引发业内对管道油气关注的同时,也引起了人们对油气计量方式的讨论。其实,早在2018年8月,国家发展和改革委员会(以下简称发改委)的《油气管网设施公平开放监管办法》征求意见稿中,就明确提出天然气以热量作为贸易结算依据;暂不具备热值计量条件的,应于24个月内实现热值计量。

中国首座盐穴储气库累计采气量突破24亿立方米124-124

摘要：日前,由中国石油华北油田公司(以下简称华北油田)管理的江苏金坛储气库完成了由注气到采气的转换工作。由于注、采转换迅速,2019年1-3月,该储气库已开始第二个轮次的注采过程,累计采气量为1.08×10^8m^3。自2007年投用以来,金坛储气库12年完成近50轮注采循环,最高日采气量达到1 235×10^4m^3,累计采气量突破24×10^8m^3。按照每户每天1.5m^3用气量计算,可满足长江三角洲地区800多万户家庭调峰期燃气需求量。

湖北省下调天然气基准门站价格134-134

摘要：根据国家发展和改革委员会(以下简称发改委)落实增值税税率调整政策精神,2019年4月1日起湖北省下调天然气基准门站价格和省内短途管道运输价格,将增值税改革红利全部让利于用户。

天然气工业杂志开发工程

煤层压裂裂缝内支撑剂的压嵌特性48-54

摘要：为了评价煤层压裂后裂缝导流能力的大小、掌握裂缝内支撑剂压嵌的基本特性,在实测支撑剂压密规律的基础上,进行了煤体单缝内支撑剂随闭合应力增大的压嵌全过程实验,研究了闭合应力对支撑剂嵌入煤的影响规律。研究结果表明:①煤体压裂裂缝内支撑剂在嵌入过程中存在着2个临界压力,分别为嵌入应力和支撑应力,相应将裂缝内支撑剂嵌入煤的过程分为支撑剂压密、初始嵌入和嵌入支撑等3个阶段;②在支撑剂压密阶段主要是支撑剂内部空隙的闭合和无侧限条件下支撑剂向四周滑移,支撑剂的相对嵌入值随着闭合应力的增加而增大,在初始嵌入阶段支撑剂的相对嵌入值随着闭合应力的增加而减小,在嵌入支撑阶段支撑剂的相对嵌入值随着闭合应力的增加呈现出的上升趋势较缓;③当闭合应力达到支撑应力时,支撑剂足以支撑起整个煤体,减小支撑剂与煤体接触处的应力集中,可降低嵌入速率;④在闭合应力作用下,支撑剂在嵌入煤的过程中,出现了支撑剂簇整体嵌入煤体的现象,单个支撑剂或支撑剂簇作用于煤体表面形成压嵌裂缝和压嵌坑。结论认为,支撑应力的确定对发挥支撑剂的作用具有重要的意义,该研究成果为评价煤层压裂裂缝的导流能力奠定了基础。

低透气性煤层减漏增透综合增抽技术55-61

摘要：为了解决低透气性煤层的煤层气抽采难题,以山西王家岭煤矿2号低透气性煤层为例,首先对不同封孔长度下煤层气的抽采进行了数值模拟,然后进行抽采钻孔封孔工艺改进及CO2相变爆破增透数值模拟,进而开展了综合增抽技术的现场试验。研究结果表明:①延长封孔长度可减少巷道中空气渗漏量,王家岭矿2号煤层抽采钻孔合理封孔长度为12 m;②增加封孔长度、采用固液耦合壁式封孔工艺可有效减少巷道漏风量,同时提高煤层气抽采浓度和抽采纯量;③CO2相变爆破后钻孔壁大面积破损,并形成很多相互交织的爆生裂隙和开口较大的孔洞,距离爆破点3 m处的渗透率为初始渗透率的5倍,距离爆破点4 m处的渗透率为初始渗透率的1.6倍;④减漏增透综合增抽技术应用后,煤层气抽采纯量提高了200倍。结论认为,由增加封孔长度、固液耦合壁式封孔工艺、CO2相变爆破增透所构成的煤层减漏增透综合增抽技术,可以有效地破解低透气性煤层煤层气抽采的难题,现场应用效果良好。

水平井定面射孔近井筒的破裂形态62-68

摘要：水平井定面射孔是致密油气藏体积压裂的一种新型射孔技术,但以往的研究较少考虑射孔对近井区域裂缝起裂位置、破裂形态的调控作用,并将定面射孔的各孔道空间位置均简化为平面,忽略了定面射孔角度参数对水平井破裂压力与近井筒裂缝形态的影响。为了弥补上述不足,建立了流固耦合形式的近井筒破裂力学模型,采用基于连续损伤力学的裂缝单元表征射孔局部三维破裂位置、形态变化,开发了耦合模型有限元数值求解程序以研究裂缝起裂与扩展规律,并运用长庆油气田现场水平井射孔完井参数,定量分析了射孔转角、射角参数变化对初始破裂压力、起裂位置的影响,对比了水平井定面射孔、螺旋射孔近井筒破裂形态的差异。研究结果表明:①射孔可调控水平井破裂压力及初始破裂位置,随射孔转角、射角改变,孔道破裂压力变化显著,初始破裂会产生于射孔-井筒界面、孔道中部等不同位置,定面射孔器材应控制射孔射角介于15°~30°;②定面射孔通过改变孔道射流方向,增加了孔道间应力干扰,能够有效降低水平井破裂压力2.0~3.5 MPa;③定面射孔能够引导和调控近井筒裂缝走向,形成垂直于水平井筒的初始破裂面、避免螺旋射孔导致的近井筒裂缝扭曲,提高了水平井近井筒裂缝系统的完善程度。结论认为,所建立的近井筒破裂力学模型可以模拟水平井射孔-近井筒动态破裂过程,模型计算结果与现场测试数据具有较好的一致性。

天然气工业杂志钻井工程

页岩气水平井大型体积压裂套损预测和控制方法69-75

摘要：大规模体积压裂导致的页岩气水平井套管损坏(简称套损)或套管变形(简称套变)在现场施工过程中一直都存在,极大地影响了现场施工效率和开发项目的经济效益。为了解决上述问题,通过分析四川盆地威远页岩气区块100余口水平井的压裂资料,探讨了该区页岩气水平井套损或套变的原因和规律,并据分析结果提出了预测和控制的方法。研究结果表明:①发生套变的主要地质因素为储层地质特点、地应力和压裂规模;②对于岩石物性非均质性特别强、甜点区厚度小、压裂时储层难以吸收大规模体积压裂的"能量"的上奥陶统五峰组水平井段、A靶点附近井段、钻遇井漏的天然裂缝带井段等容易套损井段可依据录井和测井解释来预测套变;③产量受水平段轨迹所控制的页岩气水平井应提高水平井段钻进时的导向水平,让水平井段的轨迹都落在地质气藏工程精确刻画的甜点区;④对于水平井段非均质性强的储层,宜采用"分段完井、分段固井"、优化井网井距、适当降低压裂规模等工程技术措施。

一种新型多级分段压裂自动投球器76-81

摘要：投球压裂是页岩气水平井分段压裂改造的常用技术,目前的投球器存在着压裂球尺寸小、投球数量有限、结构过于复杂、适用性差等问题,不能满足页岩气井大通径、小间距压裂作业的需求。为此,设计出了一种转板式大通径井口自动投球器,该投球器上端设置储球筒,下端的底座内部布置投球机构,通过驱动电机控制投球机构实现逐个投球的功能;采用FEM(有限单元法)对该投球器的投球过程进行碰撞分析,通过任意拉格朗日欧拉(ALE)网格自适应方法和耦合的光滑粒子流体动力学(FEM-SPH)方法进行仿真模拟和样机实验。研究结果表明:①投球碰撞在转板上边缘处产生最大的等效应力、等效塑性应变和位移,产生的最大应力在600 MPa左右,小于42CrMo的屈服强度930 MPa,满足强度要求,并且具有一定的安全余量;②样机成功实现了投球直径介于64~108 mm、投球级差为4 mm的12级分段压裂连续投球测试。结论认为,该投球器操作简单、适用性广,可有效满足页岩气水平井多级分段压裂工艺的需要。

连续油管防喷器闸板剪切钻杆过程的力学性能82-89

摘要：剪切闸板对确保油气井钻采作业安全具有重要的作用,但对于剪切钻具过程中闸板自身力学性能的研究则鲜见。为此,根据剪切闸板基本运动规律,按照剪切点接触、切入及穿透钻杆3个阶段,综合考虑剪切闸板结构及作业参数,运用楔形体应力理论,建立相应阶段的闸板刃口应力求解模型;基于新型剪切闸板进行剪切CT90管的数值模拟和室内剪切试验,获得剪切过程中闸板应力及剪切点应力变化规律。研究结果表明:①剪切点未接触CT90管时,闸板V形角中心应力最大,剪切点应力值极小;②剪切点接触CT90管时,闸板刃口剪切点附近区域出现应力集中现象;③剪切点切入CT90管时,剪切点及其楔形边两侧应力最大,达到闸板强度极限1 050 MPa;④剪切点穿透CT90管进入环空区时,刃口倒角与垂直面的交界两侧闸板应力最大;⑤试验显示剪断CT90管后,闸板刃口剪切点附近区域出现裂纹损伤。结论认为,该研究成果能较好地反映剪切过程中闸板刃口的应力状态及其与钻杆之间的相互作用,可以为剪切闸板的设计制造与现场正确使用提供参考。

天然气工业杂志集输与加工

一种快速计算溶解油气比的工程实用方法90-95

摘要：天然气在原油中的溶解度是评价油气溶解性的重要参数之一,在工程上需查取图版而得到,结果不够准确、使用不太方便,不适于现场快速应用。为了便于在实际工程中快速准确地计算该参数,在雷萨特的模型上将美国石油协会相对密度与脱气原油摩尔质量的图版进行取点拟合成函数关系,结合原雷萨特关系式将其数学模型归纳推理得到一个新模型,只需要代入绝对压力、温度、脱气原油对水的相对密度以及天然气对空气的相对密度4个已知参数,通过计算机便可快速计算出溶解油气比。研究结果表明:①较之于雷萨特相关式,新模型简化了繁琐的迭代,不仅可以一步到位计算溶解油气比,而且还可以从公式中反映出各个参数是如何影响溶解油气比的;②油气比随着绝对压力的增大而增大、随着温度的增大而减小、随着脱气原油对水相对密度的增大先增大后减小、随着天然气对空气相对密度的增大而减小。结论认为,新模型可以快速、准确地计算出溶解油气比,其计算结果与原雷萨特模型符合度高;新方法提高了工程上计算溶解油气比的效率及准确性,可以推广使用。

气田燃气式增压机烟气余热发电初探96-103

摘要：为了提高气田增压机的能量利用效率、减少热排放污染,采用?分析方法,对烟气余热品质(做功能力)进行了评价。基于气田增压站地理位置普遍较偏僻、供电成本高、电力供应稳定性较差的实际情况,拟采用有机朗肯循环(ORC)对气田增压机烟气余热进行回收利用发电;根据现场测试的烟气参数,利用热力学模型、传热模型和系统经济性模型对烟气余热发电技术方案进行了优化。研究结果表明:①四冲程燃气式增压机能量利用率较低,输入能量仅有30%转化为有用功,约有33%的热量以烟气形式排出;②烟气值为342 kW,?百分比为34.8%,具有较高的品质,若被充分利用可使得增压机能量利用效率提高10%;③利用增压机烟气余热发电的功率和投资回收周期受工质种类、工质蒸发压力、冷凝温度和烟气换热后温度的影响较为明显,发电功率变化范围为10~80 kW,投资回收周期为3.0~6.5年;⑤对ORC工作参数进行优化后的余热发电功率为66.73~82.00 kW,可满足增压机工作的基本供电需求,投资回收周期为3.2~3.8年。结论认为,该研究成果可以为气田增压站烟气余热回收利用提供一项选择方案。