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  • 石油学报

    (月刊 1980年创刊)

  • 主 管

    中国科学技术协会

  • 主 办

    中国石油学会

  • 编辑出版

    《石油学报》编辑部

  • 主编

    赵宗举

  • 单价:125.00元/期

    年价:1500.00元/年

 
玻璃钢/复合材料  
 
2021年 42卷 5期
刊出日期 2021-05-25

地质勘探
油田开发
石油工程
本期全文
地质勘探
561 付锁堂, 金之钧, 付金华, 李士祥, 杨伟伟
鄂尔多斯盆地延长组7段从致密油到页岩油认识的转变及勘探开发意义
2019年中国石油长庆油田公司在鄂尔多斯盆地发现庆城10亿吨级页岩油田,但其石油资源属于致密油还是页岩油尚存争议。基于延长组7段(长7段)烃源岩层系非常规油藏地质特征的系统分析,长7段整体为一套细粒沉积,单期砂体厚度小、砂地比低、源-储一体,认为其内部发育典型的页岩油藏。页岩油富集机理与成藏特征的深化认识带动长庆油田转变了勘探开发方式与管理思路,实行一体化运行、平台化管理、工厂化作业、信息化支持、全生命周期考核等多项措施;开展多学科联合技术攻关,形成"甜点"评价关键技术、水平井优快钻完井技术、水平井细分切割体积压裂技术等特色技术,助推鄂尔多斯盆地长7段页岩油勘探开发取得重要突破,并建成百万吨级页岩油示范区。鄂尔多斯盆地是中国未来石油上产最主要的地区之一,长7段页岩油是最现实领域,规划2030年长7段页岩油产量将达到500×104t,对支撑中国原油稳产和保障国家能源安全具有重大战略意义。
2021 Vol. 42 (5): 561-569 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 1189KB] ( )
570 张家强, 李士祥, 李宏伟, 周新平, 刘江艳, 郭睿良, 陈俊霖, 李树同
鄂尔多斯盆地延长组7油层组湖盆远端重力流沉积与深水油气勘探——以城页水平井区长73小层为例
鄂尔多斯盆地长73小层远端重力流沉积体是盆地深水油气勘探的重要目标,但对其沉积规模、空间展布规律认识不清,导致水平井的砂体钻遇率低、勘探风险高。利用城页1井导眼井、城页1水平井和城页2水平井的岩心、钻井、录井及测井资料,对城页水平井区长73小层远端重力流的沉积类型、分布特征、砂体结构、沉积过程以及沉积模式进行研究。长73小层深水沉积体系发育滑动-滑塌、砂质碎屑流、浊流和深湖相泥质4种沉积类型。砂体以断续分布的砂质碎屑流舌状体为主,单期厚度为0.6~2.5 m。砂体在顺物源方向(NE向)厚度稳定、延续性好,长度可达800 m;在垂直物源方向(NW向)上延续长度多小于150 m,并发生突然尖灭。湖盆西南缘三角洲前缘沉积物的失稳滑脱和搬运形成了城页水平井区的重力流沉积,滑脱体搬运过程中主要经历滑动、滑塌、砂质碎屑流和浊流4个阶段,砂质碎屑流分离体远距离搬运,在湖盆中央整体凝结,形成远端重力流砂体,滑动-滑塌与浊流沉积是砂质碎屑流分离体与湖底、湖水作用的产物。湖盆远端重力流砂体结构受控于三角洲前缘重力流事件的发生频率与单期规模,孤立型砂体形成于发生频率低且单期规模较大的重力流事件;连续叠加型砂体形成于发生频率高但单期规模较小的重力流事件;间隔叠加型重力流砂体为前两者的过渡沉积。湖盆远端砂质碎屑流砂体和深湖相黑色页岩是城页水平井区长73小层深水油气勘探的有利对象,沿B522井、C81井和C121井NE向展布的长73小层细砂岩发育带是勘探"甜点"区,长73小层下砂层组是"甜点"层段,顺物源方向为有利的水平钻井方向。
2021 Vol. 42 (5): 570-587 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 1112KB] ( )
588 刘鹏, 王永诗, 宋明水, 刘雅利, 王敏, 张顺, 王彤达
碳酸盐岩断裂带断层岩特征及演化——以渤海湾盆地济阳坳陷车镇凹陷下古生界为例
碳酸盐岩断裂带断层岩成分复杂、非均质性强,其形成演化对碳酸盐岩储层改造和油气运聚具有重要影响。利用地震、岩心和岩石薄片资料对渤海湾盆地济阳坳陷车镇凹陷下古生界碳酸盐岩断层岩特征及其变形机制进行分析,建立了碳酸盐岩断裂带断层岩演化模式。车镇凹陷下古生界碳酸盐岩断裂带发育断层角砾岩和碎裂岩两类断层岩,其中,断层角砾岩类包括裂纹角砾岩、镶嵌角砾岩和杂乱角砾岩,碎裂岩类包括碎裂岩和超碎裂岩。断层角砾岩主要由厘米—毫米级的棱角状—次棱角状灰岩碎屑组成,碎屑分选性极差,呈颗粒支撑,胶结物含量小于50%;碎裂岩灰岩碎屑多小于2 mm,胶结物含量多大于50%,为基底式胶结。断层角砾岩变形机制以破裂作用为主,而碎裂岩变形机制以碎裂作用为主。随着与主滑动面的距离增加,断层岩变形程度逐渐增强,由断层角砾岩演变为碎裂岩,断层岩经历了"裂纹角砾岩→镶嵌角砾岩→杂乱角砾岩→碎裂岩→超碎裂岩"的时空演化序列。
2021 Vol. 42 (5): 588-597 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 1115KB] ( )
598 徐立涛, 何玉林, 石万忠, 梁金强, 王任, 杜浩, 张伟, 李冠华
琼东南盆地深水区天然气水合物成藏主控因素及模式
通过综合解释琼东南盆地深水区的最新钻井、测井和地震资料,结合盆地数值模拟分析,对研究区天然气水合物成藏的主控因素开展了研究,建立了琼东南盆地深水区天然气水合物的成藏模式。结果表明,气源岩、输导体系、稳定域、块体搬运沉积体系(MTDs)以及储集层的岩性差异是控制天然气水合物形成和富集的重要因素。琼东南盆地古近系烃源岩和浅层有机质可提供充足的气源,由底辟构造、气烟囱以及断层共同组合形成的网络输导体系控制了烃类气体的运移、聚集和天然气水合物的形成,粗粒沉积物和稳定域内的MTDs可为天然气水合物的富集和成藏创造有利储层条件和盖层条件。综合分析认为,气源通道和MTDs是控制高含气饱和度天然气水合物矿藏形成的最为关键的因素;深部构造和MTDs较为发育且靠近生烃凹陷的区域是高含气饱和度天然气水合物聚集的有利地区。
2021 Vol. 42 (5): 598-610 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 1118KB] ( )
611 罗涛, 郭小文, 舒志国, 包汉勇, 何生, 覃泽健, 肖智慧
四川盆地焦石坝南部地区五峰组—龙马溪组裂缝脉体流体来源及形成时间
页岩裂缝中的脉体记录了古流体活动和裂缝活动的重要信息,对页岩气的富集和保存条件具有重要的指示作用。针对四川盆地焦石坝南部地区五峰组—龙马溪组页岩中裂缝内充填的方解石脉和石英脉,通过岩石薄片观察和阴极发光分析,结合微区原位元素、流体包裹体和碳、氧、锶同位素测试等技术手段分析了成脉流体的来源和形成时间。研究结果表明,焦石坝南部地区五峰组—龙马溪组页岩的裂缝内依次充填了3期脉体,其中,第1期和第3期为方解石脉,第2期为石英-方解石脉。第1期方解石脉的阴极发光颜色为棕黄色,稀土元素总量低,重稀土轻度富集,第2期脉体中方解石的阴极发光颜色为褐黄色,稀土元素总量较高,这2期脉体中方解石的Eu为正异常;结合碳、氧、锶同位素分析,揭示成脉流体来源于五峰组—龙马溪组页岩的层内成岩流体,脉体均形成于相对还原的成岩环境。第3期方解石脉的阴极发光颜色为棕黄色,稀土元素总量高,重稀土高度富集,表现出明显的Eu负异常,成脉流体可能来自混有陆源物质的外源流体。基于2期方解石脉体和1期石英+方解石脉体的形成顺序和岩相学特征,利用方解石脉和石英脉中原生盐水包裹体的均一温度以及埋藏史和热演化史的分析结果,确定3期脉体方解石的形成时间分别在距今177~166 Ma、156~145 Ma和80 Ma,而第2期脉体中的石英形成于距今149~139 Ma,其中,石英可能来源于围岩内含硅流体的沉淀。第3期方解石脉形成于地层抬升阶段,脉体形成于偏氧化环境,可能指示焦石坝南部地区页岩气的保存条件在一定程度上遭受了破坏。
2021 Vol. 42 (5): 611-622 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 1115KB] ( )
623 方朋, 吴嘉, 李勃天, 王选策, 钟宁宁
不同洗脱法分离沥青质吸附烃的对比
沥青质是烃源岩抽提物和原油中具有复杂分子结构的重组分,能够吸附很多小分子烃类。前人多利用各种洗脱法来分离被沥青质吸附的小分子烃类,但并未进行系统对比。利用川西北矿山梁地区的天然沥青样品,通过沉淀法、抽提法、离心法和柱层析法分离沥青质中的吸附烃。研究结果表明,不同的洗脱法对沥青质吸附烃的分离效果是不同的,这会使产物的族组成及部分分子标志物产生分馏。沉淀法、抽提法对沥青质吸附烃的分离效果有限,而离心法能够明显分离出吸附组分。部分分子标志物参数的变异揭示了样品中游离烃遭受了中等—严重程度的生物降解,而吸附烃则得到了沥青质的保护,能够在一定程度上反映更真实的地球化学信息。
2021 Vol. 42 (5): 623-633,653 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 1114KB] ( )
油田开发
634 赵平起, 马跃华, 冯许魁, 李洪革, 何书梅, 韩斯成
油藏渗流场地球物理表征方法
油藏渗流场的变化造成了地球物理参数的变化。对于注水开发油田,油藏中油水之间的赋存形式从原始油藏的平衡状态转变成注水开发过程中的相互渗流状态再到注水压力稳定时的再平衡状态。其间渗流场变化造成地球物理响应的变化不仅仅是流体或者某一单一因素的变化,而是一个综合效应,地球物理响应的变化恰恰表征了渗流场的变化。基于岩心、测井、地震等不同尺度数据间相互关系的分析,提出了多尺度动态岩石物理分析方法;重新定义了渗流强度,探索了油藏渗流场地球物理表征方法。通过对研究区油藏渗流地球物理事件的综合研究,利用该方法较好表征了研究区流场强度,为后期引流、限流方案部署、渗流场综合调整提供了依据。
2021 Vol. 42 (5): 634-640 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 1113KB] ( )
641 赵玉龙, 刘香禺, 张烈辉, 吴婷婷, 单保超
粗糙孔壁对微/纳米尺度下致密砂岩气流动的影响
致密砂岩气藏具有明显的低孔低渗特征,基于常规低渗透气藏开发理论的实验手段和数值模拟方法无法准确揭示致密砂岩气藏的微观流动规律。同时,以往研究多针对简单平直通道或随机生成多孔介质开展流动模拟,而关于粗糙孔壁对致密砂岩气流动的影响研究较少。为此,考虑滑脱效应、边界克努森层以及非理想气体稠密性影响,基于LBGK-D2Q9模型构建了致密砂岩气藏微/纳米尺度流动数学模型,引入正则化算子消除格子Boltzmann方法在模拟微/纳米尺度复杂多孔介质流动中的非正常物理现象,提出了适用于模型的组合反弹/反射滑移边界条件关键参数,通过与文献中多种数值模拟方法的计算结果对比验证了模型的正确性。在此基础上,研究了孔道壁面分形维数、相对粗糙度、孔径、压力以及克努森数(Kn)对致密砂岩气流动影响规律,并通过大量模拟数据拟合得到孔道中致密砂岩气渗透率与Kn、壁面分形维数及相对粗糙度的数学关系式。研究结果表明:壁面分形维数和相对粗糙度越大,孔道中致密砂岩气平均流速越小,从而使得气体质量流量减小,渗透率显著下降;微尺度效应可促进致密砂岩气流动,且孔道壁面越粗糙其促进作用越弱;在给定粗糙孔道中,致密砂岩气流动特征主要受Kn控制,并且随Kn增大气体流动能力增加;孔道粗糙壁面对致密砂岩气流动能力的阻碍作用远大于微尺度效应的促进作用,并且Kn越大阻碍作用越明显,忽略粗糙孔壁对微/纳米尺度气体流动的阻碍作用会导致对气藏渗流能力的过高估计。
2021 Vol. 42 (5): 641-653 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 1115KB] ( )
654 王千, 杨胜来, 拜杰, 赵卫, 李佳峻, 陈浩
CO2驱油过程中孔喉结构对储层岩石物性变化的影响
注CO2提高储层原油采收率过程中,储层中流体的渗流和分布受岩石孔喉结构控制,且注入的CO2会引发原油中的沥青质沉淀,导致储层渗透率下降并改变储层的润湿性。通过在4块渗透率相似但孔喉结构不同的岩心上进行的混相和非混相的CO2驱油实验研究了CO2驱油过程中岩石孔喉结构对储层岩石物性变化的影响。基于岩石孔径分布和压汞曲线,根据分形理论对岩心孔喉结构特征进行定量评估。实验结果表明,在提高原油采收率方面,混相驱替比非混相驱替高12.2%~16.8%,孔喉结构相对均质的岩心比非均质岩心高18.1%~26.9%,在非混驱替时原油采收率受岩心孔隙结构的影响更明显。由于沥青质沉淀堵塞孔喉,混相和非混相驱替后岩心渗透率分别下降了7.5%~14.2%、4.0%~7.9%,且渗透率下降幅度与岩心孔喉结构分形维数呈正比。混相和非混相驱替后岩心的润湿指数分别下降了26.8%~59.8 %、10.5%~21.6%。由于更大的CO2波及体积,孔喉结构相对均质的岩心水湿性减弱更显著。混相驱替和均质的孔喉结构使岩心物性变化分布更均匀,且均质的孔喉结构可以在提高CO2驱油效率的同时,减弱沥青质沉淀造成的岩心渗透率下降及润湿性变化,减弱程度分别为3.5%~6.7%、11.2%~33.0%。
2021 Vol. 42 (5): 654-668,685 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 1109KB] ( )
石油工程
669 狄勤丰, 王楠, 陈锋, 陈涛, 王文昌, 陈薇
磨损套管螺纹接头密封面力学特性
螺纹接头磨损是影响套管密封完整性的主要原因之一。由于套管螺纹接头结构特征复杂,常规计算模型无法得到解析解,实验研究也较困难,因此针对磨损条件下接头密封面力学特性的研究很少。鉴于此,建立了均匀磨损、偏心筒型磨损和月牙型磨损3种磨损形式的套管螺纹接头三维弹塑性有限元模型,基于ABAQUS软件分析了磨损深度为5 mm时套管螺纹接头在复杂载荷条件下的应力应变特征,研究了上扣扭矩、轴向拉力和弯矩作用下3种磨损形式对套管螺纹接头密封面力学特性的影响。研究结果表明,均匀磨损套管螺纹接头的密封面上存在较大塑性应变,且接触力比其他磨损形式大,密封失效风险较高。偏心筒型和月牙型磨损使得套管螺纹接头密封面接触面积、环形密封带最窄处接触宽度都有所降低,增加了接头局部漏失风险,影响套管螺纹接头的密封可靠性。
2021 Vol. 42 (5): 669-676 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 1112KB] ( )
677 宋显民, 杨辉, 柳军, 黄祥, 付军, 郭晓强, 李国永, 段健
大斜度井投捞系统动力学模型及力学特性
大斜度井井斜角大、井身结构复杂,其投捞操作的可靠性受一系列理论难题的影响,目前缺乏大斜度井投捞系统动力学理论研究成果,无法进行投捞系统力学特性分析和基于基础理论的投捞工艺改进研究。通过提出钢丝-油管接触分析、油管压差阻力计算等系列方法,以此建立了综合考虑井口辅助装置、钢丝、投捞器相互作用的大斜度井钢丝投捞系统动力学模型,基于有限差分法、高斯消去法结合迭代法实现了模型的求解,利用现场实测结果验证了模型的有效性。根据投捞系统的动力学模型,开展了大斜度井投捞系统力学特性研究,揭示了投捞工具串下入、投送、上提、打捞等过程载荷变化规律,以及下冲过程中井斜、井深、井眼轨迹、冲程、投捞器几何参数等因素对下冲速度的影响机理。
2021 Vol. 42 (5): 677-685 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 1114KB] ( )
686 许林, 刘书杰, 许明标, 冯桓榰, 邢希金, 邓佳佳
压差激活密封剂的微缺陷自适应修复行为及机理
压差激活密封剂是一种适用于油气井管柱微泄漏快速、安全修复的新技术,目前关于该体系的应用及理论研究报道较少。采用室内实验、结构表征、理论分析及数值模拟相结合的方法,开展了压差激活密封剂制备、微形貌检测、密封性能评价、压差激活机理分析、自适应密封动力学模拟等方面的应用基础研究。研究结果显示:制备的压差激活密封剂是一种多分散相体系,分散相为水化胶粒,具有微米级层状体型结构,是确保压差激活密封性能的关键组分;在5~15 MPa压差范围内,密封剂能够在150 s内穿透丝扣滑脱及漏缝孔隙形成韧性固体屏障,有效封堵不同类型微缺陷;基于水化胶粒的分子形态与稳定性间关系,提出了压差激活密封流体的液-固转化构效假设,建立了漏点压差的自适应密封力学-化学耦合模型;分析了复合液滴在环境液体压差下的受力状态,采用LES-VOF方法模拟了复合液滴在环境液体射流场的变形与破碎动力学行为,研究了水化胶粒的去水化动态演化过程,表层水化膜的射流变形显著大于胶核,可发生振荡破裂使胶核活化聚结,进而充填固化封堵微缺陷。模拟结果与理论分析基本一致,为进一步研究压差激活密封剂提供了理论支持。
2021 Vol. 42 (5): 686-694 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 1113KB] ( )
本期全文
202105000
2021年第42卷第5期
2021 Vol. 42 (5): 202105000- [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 1699KB] ( )