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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  
 
2013年 34卷 3期
刊出日期 2013-05-25

地质勘探
油田开发
石油工程
综述
地质勘探
417 宋岩, 柳少波, 琚宜文, 洪峰, 姜林, 马行陟, 卫明明
含气量和渗透率耦合作用对高丰度煤层气富集区的控制

煤层气的产量主要来自含煤盆地高丰度煤层气富集区,但目前对高丰度煤层气富集区形成的控制因素、形成机制与模式认识不清,制约了煤层气的勘探和工业化进程。通过对沁水盆地南部、鄂尔多斯盆地东缘和淮北地区煤层气富集区地质特征的分析,明确了煤层含气量和渗透率的耦合作用是高丰度煤层气富集区形成的机制。煤层的含气量受水动力条件和煤层顶、底板条件的影响;变质程度、构造变形和地应力是控制渗透率大小的关键因素。在结合实际地质特征和物理模拟实验的基础上,建立了2种中高煤阶高丰度煤层气富集区形成模式,即斜坡区含气量和渗透率优势叠合富集模式和脆韧性叠加带煤层气富集模式。

2013 Vol. 34 (3): 417-426 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 4522KB] ( )
427 李卓, 姜振学, 李峰
应用定量颗粒荧光技术恢复塔中地区石炭系油气充注历史

塔中地区经历了复杂的构造演化,给油气成藏研究带来了挑战。为恢 复塔中地区石炭系的油气充注历史,利用定量颗粒荧光(QGF和QGF-E)技术开展了详细研究。结果表明,在TZ421井现今油水界面之下存在古油层和残余油层,前者位于-2 510 ~-2 610 m,古油水界面位于-2 610 m,后者位于-2 510~-2 570 m,残余油水界面位于-2 570 m。在TZ103井的现今气水界面之上存在古油层,位于-2 555~-2 605 m,古油水界面位于-2 605 m。结合成藏条件分析认为,TZ421井中存在厚度100 m的古油层,表明晚海西期轻质油充注规模大,随后在燕山期发生两次泄漏,在喜马拉雅期天然气充注过程中形成凝析气顶。TZ103井现今凝析气层中存在厚度为50 m的古油层,表明在凝析气藏形成之前,在晚海西期有轻质油充注,古油层保存较好,在喜马拉雅期天然气充注过程中形成凝析气藏。利用定量颗粒荧光技术准确地恢复了塔中地区石炭系2期油气充注过程,为油气充注历史研究提供了新的可靠证据。

2013 Vol. 34 (3): 427-434 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 3629KB] ( )
435 李士祥, 楚美娟, 黄锦绣, 郭正权
鄂尔多斯盆地延长组长8油层组砂体结构特征及成因机理

鄂尔多斯盆地延长组长8油层组主要发育典型的浅水三角洲沉积。在前人对物源、湖盆底形、碎屑供给能力、水体能量等沉积条件研究的基础上,通过对沉积特征的分析,长8油层组发育西南部和西北部的辫状河三角洲沉积、东北部的曲流河三角洲沉积和西部的扇三角洲沉积,分流河道砂体和水下分流河道砂体为主要的储集体类型。勘探实践证明,不同沉积体系区域其砂体储集性能存在明显差异,盆地西北部和西南部地区砂体储集性能较好,已发现了规模储量,而东北部地区砂体储集性能差,未发现规模储量,砂体结构的不同是造成其储集性能差异的主要原因。在对砂体垂向及横向解剖的基础上,通过对砂体成因机理的分析,将长81段砂体主要划分为分流河道型和分流砂坝型2种类型。分流河道型砂体主要发育在盆地的西部地区,是在近物源、高能量、物源供给充足的条件下,河流入湖后河道的能量大于湖水的顶托作用,河道继续向前延伸,形成条带状的厚层垂向叠置砂体。分流砂坝型砂体主要发育在盆地的东北部地区,是在坡缓水浅、远物源、低能量的缓慢沉积条件下,湖水能量和河道入湖能量彼此强弱交替,形成了呈朵叶状的、单层厚度薄且不连续的砂体。

2013 Vol. 34 (3): 435-444 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 4556KB] ( )
445 郭少斌, 王义刚
鄂尔多斯盆地石炭系本溪组页岩气成藏条件及勘探潜力

近年,国外海相地层页岩气勘探开发取得的重大成果对国内陆相及海陆过渡相页岩气勘探潜力的研究带来重要影响。基于鄂尔多斯盆地石炭系本溪组富有机质泥页岩样品的有机地球化学、物性特征及等温吸附等方面测试结果的数理统计及其测井响应特征分析,对其页岩气的勘探潜力进行了研究。研究结果表明:本溪组有效泥页岩单层厚度变化较大,盆地主体部位有机碳含量一般大于1.0 % ,平均为2.7 % ,有机质类型主要为Ⅲ型和Ⅱ2型,含少量Ⅰ型和Ⅱ1型,镜质体反射率平均为1.52 % ,泥页岩吸附含气量平均为0.98 m3/t,属于成熟—高成熟阶段富有机质泥页岩,具备页岩气成藏的基本地质条件。综合考虑泥页岩有效厚度、有机质含量及类型、热演化程度、含气量及埋深等因素,预测鄂尔多斯盆地本溪组页岩气有利勘探区主要位于天环坳陷西北角、陕北斜坡带东北角及盆地中南部等区域。

2013 Vol. 34 (3): 445-452 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 3855KB] ( )
453 韩辉, 李大华, 马勇, 程礼军, 齐琳, 王琪, 钟宁宁
四川盆地东北地区下寒武统海相页岩气成因: 来自气体组分和碳同位素组成的启示

通过对四川盆地东北地区下寒武统海相页岩的现场解吸,获取气样并进行了组分和稳定碳同位素分析。结果表明,页岩气的甲烷含量介于96.39 % ~98.83 % ,其他组分含量较少;各组分相对含量随着解吸时间和累积解吸气量呈现规律性变化,该变化规律可能为泥页岩对不同气体吸附能力的差异所致。页岩气甲烷稳定碳同位素组成(δ13C1)在-32.20 ‰ ~-29.50 ‰ 之间,乙烷稳定碳同位素组成(δ13C2)介于-37.70 ‰ ~-36.60 ‰ ,所有气样均有δ13C113C2的"逆序"特点,这可能是在高成熟阶段,液态烃裂解气与早期生成的干酪根裂解气混合作用所致。随解吸时间增加,δ13C1约有2.3 ‰ 的分馏,这可能与气体在解吸过程中的扩散作用有关。

2013 Vol. 34 (3): 453-459 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 2998KB] ( )
460 陈轩, 赵文智, 刘银河, 周慧, 江青春
川西南地区中二叠统热液白云岩特征及勘探思路

热液白云石化可形成优质白云岩储层。通过岩石矿物学观察、地球化学分析以及地震资料解释,四川盆地西南地区中二叠统栖霞组—茅口组广泛发育的砂糖状白云岩为热液白云石化成因,具有如下特征:①白云岩出现频率较高,单层厚度较大,宿主灰岩主要为生屑灰岩和生屑泥晶灰岩;②中—粗晶白云岩发育残余生屑结构,生屑溶蚀后部分被自生石英和鞍形白云石充填,孔隙类型主要为晶间孔和溶蚀孔,平均孔隙度为6 % ~10 % ;③基质白云岩包裹体均一温度明显高于白云石化作用时的地层温度,具有偏负的δ18O值、高的87Sr/86Sr比值以及明显的正Eu异常;④白云岩产出井附近发育基底断裂,且在对应的地震剖面上见"下凹"反射特征。在紧邻基底断裂带,热液白云石化作用强,白云岩储层厚度大,横向连续性好,适合构造圈闭勘探;在远离基底断裂带,热液白云石化作用弱,白云岩储层厚度较小,横向连续性较差,适合岩性-构造圈闭勘探。

2013 Vol. 34 (3): 460-466 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 3391KB] ( )
467 苏明, 解习农, 王振峰, 姜涛, 张成, 何云龙
南海北部琼东南盆地中央峡谷体系沉积演化

基于琼东南盆地二维和三维地震资料,对中央峡谷体系的形态特征和内部充填结构进行了描述和解剖,指出中央峡谷体系的"分段性"和"多期次性"特征。通过对该大型轴向峡谷体系在不同部位和不同演化阶段的差异性对比,结合晚中新世以来琼东南盆地构造—沉积条件的变化,将琼东南盆地中央峡谷体系的沉积演化划分为4个阶段,分别是晚中新世的峡谷蕴育阶段、上新世早期峡谷的侵蚀-充填阶段、上新世晚期峡谷的平静充填阶段和更新世以来峡谷的"回春"阶段。研究表明,晚中新世早期(11.6 Ma)盆地东部的区域性构造变革事件促使了峡谷雏形的形成;上新世早期西北部和北部充足的沉积物供给、南部隆起的遮挡和东部地貌特征等因素控制了中央峡谷体系自西向东的发育,并将该峡谷限制在琼东南盆地的中央坳陷带内;上新世晚期沉积条件的变化,导致峡谷只在盆地东部发育;更新世以来的气候因素和盆地东部的地貌特征共同控制了中央峡谷体系在更新世的"再次繁盛"。

2013 Vol. 34 (3): 467-478 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 6026KB] ( )
479 高日胜, 方杰, 王暾, 李文科, 杨春
陆相盆地重质油成因类型及其稠变序列——以二连盆地为例

应用二连盆地重质油物性和地球化学分析资料,结合其他盆地重质油典型实例,系统阐述了重质油形成的主控因素。研究表明,重质油成因类型可分为原生重质油和次生重质油,前者来自有机质在热演化过程中所生成的未熟—低熟油,后者则是石油(常规油或普通重质油)进入储层聚集成藏后,由于保存条件差异,受各种稠变作用形成的高密度、高黏度重质油。重质油形成所经历的稠变作用主要包括生物降解、水洗、氧化、裂解致稠和运移-聚集分异等作用。在石油运移、聚集和保存阶段,上述多种稠变因素总是交织、叠加在一起,只有在某些特定地质环境下,单个稠变因素才表现得相对突出。多数盆地或地区重质油的形成以生物降解占主导作用,其次为氧化、水洗、裂解致稠以及运移-聚集分异等作用。基于二连盆地及其他盆地重质油黏度数据分析,归纳出重质油的稠变序列为,低成熟重质油(黏度100~500 mPa·s)、未成熟重质油(黏度500~1 000 mPa·s)、轻度生物降解重质油(黏度800~2 000 mPa·s)、中度生物降解重质油(黏度2 000~20 000 mPa·s)、重度生物降解重质油(黏度20 000~100 000 mPa·s)、超重度生物降解重质油(黏度大于100 000 mPa·s)。其中,轻度生物降解重质油为普通重质油;中度生物降解重质油达到普通重质油—特重质油;重度生物降解重质油为特重质油;超重度生物降解重质油为超重质油。

2013 Vol. 34 (3): 479-488 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 4608KB] ( )
489 秦勇, 袁亮, 程远平, 孟建兵, 申建
中国煤层气地面井中长期生产规模的情景预测

采用情景分析这一基本方法分析了影响煤层气产业发展的情景因素,认为中国煤层气产业发展规模呈国家需求与技术进步双要素单向增长趋势,存在较低规模、基准规模、跨越规模3类可能的基本情景。根据中国煤层气产业发展现状并参考美国煤层气产业发展历史,进一步筛选出单井产量、钻井总数、投产井比例3个关键要素,对今后20年期间中国煤层气地面井产量进行了情景设计和模拟分析。研究认为,在技术较大进步情景下,未来4个五年计划末期的全国地面井产量规模可能分别为113×108m3、252×108m3、452×108m3和624×108m3。这种情景的实现,需要在现有基础上进一步强化国家产业政策的扶持,提高煤层气井增产技术进步的速度,加大煤层气基地产能建设的力度。

2013 Vol. 34 (3): 489-495 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 3503KB] ( )
496 卫平生, 潘建国, 张虎权, 王宏斌, 曲永强, 谭开俊, 孙东
石油地震储层研究及应用——以塔里木盆地塔中地区碳酸盐岩为例

石油地震储层研究是随着地震勘探技术和储层地质的不断发展而出现的一种综合研究方法。结合储层地质和地球物理勘探技术最新动态,进一步定义了石油地震储层研究的概念,厘定了其研究思路、核心内容与技术方法体系。认为岩石地球物理实验是石油地震储层研究的基础,而储层地质研究、储层地球物理模拟与方法实验、储层地震地质解译及表征和储层综合评价与建模则是石油地震储层研究的4个基本研究步骤,简称为"四步法",并提出了测井分析技术、岩石地球物理模拟实验技术、储层地震预测、流体预测、储层建模和三维可视化是石油地震储层研究的6项关键技术。将石油地震储层研究"四步法"应用于塔里木盆地塔中地区碳酸盐岩储层研究中,实现了碳酸盐岩缝洞体定量化三维空间表征与建模,有效提高了油气勘探与开发的成功率。

2013 Vol. 34 (3): 496-501 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 2710KB] ( )
502 孙勤华, 张虎权, 代冬冬, 杨丽莎
基于地震子波衰减谱的碳酸盐岩烃类检测方法

针对碳酸盐岩储层,根据含油气地层对地震波高频成分吸收增强、吸收系数增大的原理,提出了基于地震子波衰减谱的烃类检测技术。该技术在对地震资料进行去噪的基础上,应用复倒谱匹配法分别求取目的层上、下沿层时窗内的地震子波谱,进而求取上下时窗地震子波衰减谱。通过衰减谱进行碳酸盐岩储层烃类检测。在Y2井区碳酸盐岩储层的实际应用中,与基于目的层的烃类检测技术相比较,该技术敏感性较高,能够有效地预测碳酸盐岩储层的油气分布,对井位部署和油气增储上产具有指导作用。

2013 Vol. 34 (3): 502-506 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 2323KB] ( )
507 陈玉凤, 李栋梁, 梁德青, 周雪冰, 吴能友
南海沉积物天然气水合物饱和度与电阻率的关系

在天然气水合物勘探中,阿尔奇公式是由电阻率测井数据估算沉积层含水合物饱和度的基本公式,是对含油(气)岩心进行实验总结出的规律。但是对于水合物填充于多孔介质孔隙的沉积物,其电阻率与沉积物的物性以及水合物在孔隙的微观分布状态有关,可能存在一定的非阿尔奇现象,因此采用电阻率估算饱和度需要进行一定的校正。采用交流电桥法测量了3.5 % 盐水饱和的南海沉积物以及水合物在水饱和的沉积物中形成过程中的电阻率数据。水合物形成过程中其电阻率随着含水合物饱和度的增大而增大,尤其在低水合物饱和度(Sh<22 % ),其电阻率随着水合物的生成异常增大,含水合物沉积物的电阻率由水饱和的1.667Ω·m增大到含水合物饱和度为45 % 的2.661Ω·m。对于含水合物的沉积物,其双对数坐标系的电阻率增大指数和含水饱和度并不是阿尔奇公式所描述的直线关系,其饱和度指数n不是定值1.938 6,而随水饱和度Sw的增加而增加。当54.8 % <Sw<78.6 % 时,n小于1.938 6;当Sw>78.6 % 时,n大于1.938 6。

2013 Vol. 34 (3): 507-512 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 2785KB] ( )
油田开发
513 王渝明, 王加滢, 康红庆, 孙强, 柴方源, 赵起越
聚合物驱阶段提高采收率预测模型的建立与应用

为了预测聚合物驱开发指标,根据实际生产数据,综合应用驱替特征曲线和经验回归方法,建立了聚合物用量与提高采收率变化规律的预测模型。并对A油田39个一类油层和二类油层聚合物驱区块进行拟合和预测,计算结果表明:在半对数坐标系下,聚合物用量与提高采收率成线性关系;在聚合物驱的含水稳定阶段与含水回升阶段,该方法预测精确度较高,提高采收率绝对误差为0.01 % ~0.58 % ,相对误差为0.09 % ~6.24 % 。该预测模型能够应用于聚合物驱的长远规划与年度规划,也可用于聚合物驱开发调整措施效果评价和确定单井组转后续水驱时机。

2013 Vol. 34 (3): 513-517 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 2327KB] ( )
518 钟传蓉, 练小飞, 蒋留峰
接枝丙烯酰胺共聚物在水溶液中的缔合与黏弹行为

采用荧光探针研究了丙烯酰胺(AM)/4-乙烯苄基辛基酚聚氧乙烯(18)醚(VE)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(NaAMPS)接枝共聚物(PAE)在水溶液中的疏水缔合作用,揭示了聚合物水溶液的超分子缔合结构与黏弹性能的相互关系。结果表明,在纯水和盐水溶液中,当聚合物浓度不高于0.1 g/L时,PAE主要以伸展的单分子链存在。随着PAE浓度的增加,分子间疏水缔合作用明显增强,疏水微区的非极性和尺寸均显著增加;当PAE浓度高于2 g/L时,缔合微结构的尺寸虽然增加,但其微区的非极性变化很小。当其浓度高于1.5 g/L时,由于缔合结构的形成,PAE在角频率0.05~50 rad/s范围内,PAE在纯水和盐水溶液中均主要表现为弹性行为。

2013 Vol. 34 (3): 518-522 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 2333KB] ( )
523 袁俊亮, 邓金根, 张定宇, 李大华, 闫伟, 陈朝刚, 程礼军, 陈子剑
页岩气储层可压裂性评价技术

从页岩气储层岩石的脆性指数、断裂韧性、岩石力学特性3个方面,对中国页岩气储层可压裂性评价技术进行了研究。根据弹性模量与泊松比的分布范围,建立了适用于四川盆地下志留统龙马溪组页岩的脆性指数预测模型;总结了室内实验测定和利用测井数据计算页岩储层Ⅰ型、Ⅱ型断裂韧性的计算方法;初步建立了以弹性模量E、泊松比μ、单轴抗拉强度St三项岩石力学参数为自变量,可压裂指数Frac为因变量的可压裂性评价方法;绘制了可压裂指数立体图版,据此评价页岩气储层压裂的难易程度,弹性模量值越高,泊松比和抗拉强度值越低,则Frac值越高,反映储层越容易被压裂。根据地震测井和垂直地震剖面(VSP)等资料,结合室内实验校正,获取整个储层的岩石力学参数后,可以计算任意处的可压裂指数,建立储层可压裂性立体分布图。

2013 Vol. 34 (3): 523-527 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 2336KB] ( )
528 欧阳伟平, 刘曰武
射孔完井参数对试井理论曲线的影响

射孔完井是石油天然气开采过程中最常用的完井方式之一。对于确定的油气储层,完井方式决定了单井产能大小。一般常用二维裸眼井模型来进行射孔井的试井资料解释及单井产能的确定,但这种方法分析的结果可能存在较大的误差。因此根据射孔完井的特征以及储层渗透率各向异性特征,建立了一种适合于射孔井的三维数值试井模型。利用三维有限元数值方法求解该模型,获得了射孔井的试井理论曲线和压力分布场。通过分析试井理论曲线的特征及压力分布场中的流体三维流动特征,明确了试井理论曲线的6个流动阶段:井筒储存阶段;第一过渡阶段;早期局部径向流阶段;第二过渡阶段;系统径向流阶段;外边界作用阶段。其中,围绕射孔的早期局部径向流阶段是该类井的主要特征。分析了射孔完井参数射孔密度、射孔长度、射孔相位角以及渗透率各向异性等因素对试井理论曲线的影响,为射孔完井设计以及射孔井的试井分析提供理论指导。射孔井的总表皮系数计算结果表明,在一定参数条件下,射孔井可以成为超完善井,深度射孔是提高产量较有效的手段。

2013 Vol. 34 (3): 528-534 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 3157KB] ( )
535 王慧, 宋智勇, 郝滨, 刘涛, 高光军, 郭省学, 汪卫东
微生物驱产出液群落结构与现场生产动态的关系

利用末端标记限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术,对胜利油田微生物驱油先导试验现场的油藏微生物群落结构进行了跟踪分析。监测数据包括试验区的注入水和4口受效油井。通过多样性指数计算和聚类分析,在时间上和空间上分别比较了油井产出液的微生物群落结构,并且重点分析了其与油井生产动态的关系。结果表明,不同油井、不同时间的群落结构相似性高度一致。这种相似性与油藏代谢产物乙酸变化的一致性说明:微生物群落分析能够很好地反映油藏微生物变化的真实情况;微生物驱油工艺的实施能够促进内源微生物群落多样性的改变,油藏微生物多样性与油井产量在整体上呈负相关。微生物群落结构分析为微生物驱油现场油井受效评价提供了潜在的依据。

2013 Vol. 34 (3): 535-539 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 2355KB] ( )
石油工程
540 管志川, 张苏, 王建云, 史玉才, 韦节宏, 刘永旺
油井套管对地磁场的影响实验

油井中的铁磁质套管受到地磁场磁化作用会产生磁化磁场,引起套管附近的地磁异常。通过对地磁异常的分析,可以判断邻井的方位。实验中利用套管在地磁环境中分别模拟了竖直井、斜井和水平井3种情况,研究了套管对地磁场所造成的影响,总结了套管对地磁场影响的规律。实验表明:邻井为斜井、水平井时,二者所引起的地磁场强度异常区域分布相似,且异常区域较大,所引起的磁工具面偏角异常分布也如此,在井的NW、SE方向磁场强度异常较大,在NE、SW方向磁工具面偏角异常较大;邻井为竖直井时,引起的磁场强度和磁工具面偏角异常区域较小,其分布与斜井、水平井不同,在南北方向磁场强度异常较大,在东西方向磁工具面偏角异常较大。通过磁场强度异常和磁工具面偏角异常的分布可判断邻井的方位。

2013 Vol. 34 (3): 540-544 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 2441KB] ( )
545 王果, 刘建华, 丁超, 范红康
控压钻井条件下井身结构优化设计

基于控制压力钻井技术进行了钻井液密度窗口分析,并且与常规方式下的钻井液密度窗口进行了对比。由对比分析结果可知,控制压力钻井能够扩宽钻井液密度窗口,且不同控压钻井方式对钻井液密度窗口的加宽方式和效果不同。这种扩宽方式能够使每开钻井深度增加,减少套管层次,进而优化井身结构设计。同时以自上而下的井身结构设计方法为基础,考虑了井口回压值和双密度梯度这两种方式对下部液柱压力的影响,建立了控压钻井井身结构优化设计模型。通过计算每层下深所用的钻井液密度窗口,在窗口内根据力平衡方程进行迭代判断,从而计算出最优下深。

2013 Vol. 34 (3): 545-549 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 2290KB] ( )
550 程宇雄, 李根生, 王海柱, 沈忠厚, 黄中伟, 宋先知
超临界CO2喷射压裂孔内增压机理

利用计算 流体力学方法模拟了超临界CO2喷射压裂过程中的孔内流场,对比和分析了超临界CO2喷射压裂与水力喷射压裂的增压效果,并研究了各参数对超临界CO2喷射压裂增压效果的影响。研究结果表明:超临界CO2喷射压裂在相同条件下具有比水力喷射压裂更强的孔内增压效果,在喷嘴压降为30 MPa时,其增压值比水力喷射压裂高2.4 MPa;超临界CO2喷射压裂的孔内增压值随着喷嘴压降和喷嘴直径的增大而增大,随着套管孔径的增大而减小,且不受环空压力和超临界CO2流体温度的影响。

2013 Vol. 34 (3): 550-555 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 2651KB] ( )
556 朱海燕, 邓金根, 刘书杰, 闫伟, 陈峥嵘, 文敏, 彭成勇
定向射孔水力压裂起裂压力的预测模型

目前水力压裂起裂压力的预测模型均针对螺旋射孔的情形,忽略套管对井周应力场的影响,已不适用于定向射孔水力压裂起裂压力的预测。定向射孔时,井周未产生微环隙,以此建立了套管井井周应力的解析模型。以渤海BZ25-1油田A1井为例,将该井周应力解析模型与有限元模型进行对比,其最大误差仅为2.3 % 。同时,结合Hossain模型和最大拉应力准则, 建立了套管井定向射孔时孔眼的起裂压力和起裂角的预测模型。考虑流体渗流和套管的共同作用,采用水力压裂的渗流与变形耦合的数值计算方法进行验证,该模型得到的起裂压力与数值计算的误差仅为2.9 % ,表明该模型准确可靠,可以用于指导定向射孔水力压裂的设计。

2013 Vol. 34 (3): 556-562 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 3100KB] ( )
563 卢运虎, 陈勉, 袁建波, 金衍, 滕学清
各向异性地层中斜井井壁失稳机理

深部层理性地层井壁稳定性必须考虑地层物理力学性质的各向异性,然而目前井壁稳定设计方面仍粗略地将其近似为各向同性体,使得预测的维持井壁稳定的坍塌压力和破裂压力不能满足安全钻井的需要。笔者在研究层理地层岩石力学特性的基础上,获得了一种考虑地层方向特性的井壁围岩应力分布公式,分析了横观各向同性地层的井壁应力分布特征,建立了新的斜井地层井壁稳定分析模型。研究结果表明,岩石的弹性模量、地应力和地层倾斜度的变化对井壁围岩的应力分布和坍塌、破裂压力均会产生影响,克服了常规各向同性井壁稳定分析模型不能准确预测层理性地层斜井井壁稳定的难题。因此在钻井施工设计当中,须根据地层特性选择合适的分析模型,以更好地指导现场实践。

2013 Vol. 34 (3): 563-568 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 2501KB] ( )
569 黄鲁蒙, 张彦廷, 刘美英, 齐明侠
海洋浮式钻井平台绞车升沉补偿系统设计

在国外主动式绞车补偿方案的基础上,研发了一种具有自主知识产权的新型海洋浮式钻井平台半主动式绞车升沉补偿装置。通过设计新型绞车升沉补偿系统的结构与参数,分析了系统功率配置、节能效果与解耦控制的机理。研究结果表明:采用液压蓄能节能与电液联合驱动的方式可降低系统能耗;通过合理设计补偿绞车驱动装置结构及控制策略可实现钻柱升沉补偿运动与自动送钻运动的合成及解耦控制。通过建立补偿系统的数学模型并进行补偿性能仿真的结果显示,该系统具有良好补偿效果。

2013 Vol. 34 (3): 569-573 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 2479KB] ( )
574 郁辰阳, 张劲军, 丁振军, 黄启玉
搅拌测量法测定油水混合液流动特性

对于非均匀混合(乳化)、不稳定的油水两相体系,传统的黏度计无法测量其黏度。通过搅拌可以维持油水两相的均匀混合状态,并且搅拌轴的扭矩反映了流体的当量黏度。基于这一原理,建立了搅拌测量油水混合液流动性的方法,包括搅拌桨叶类型的选择、根据搅拌轴扭矩确定一定搅拌转速下的黏度、根据搅拌转速及流体黏度确定搅拌槽的平均剪切率。针对单相原油和油水混合液,将该方法的测量结果分别与同轴圆筒黏度计和试验环道的测试结果进行了对比,验证了其可靠性。应用该方法,对高含水油水混合液在不同温度和含水率条件下的流动性进行了测量,结果具有良好的规律性。

2013 Vol. 34 (3): 574-579 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 2515KB] ( )
综述
580 袁秉衡, 徐礼贵, 康南昌, 李玲, 郑良合, 王贵重
石油地震地质学及相关技术进展

石油地震地质学是一门高度综合的整体化系统科学,几十年来发展迅速,几乎深入到油气勘探的每个领域,并已步入油气田开发范畴,是一门新兴的实用性、生命力很强的边缘学科。通过对近年来这一学科在构造解释、沉积研究、储层表征、开发地震及非常规油气地震勘探等方面的介绍以及相关技术问题的探讨,认为石油地震地质学在技术方法上正步入一个新时代,主要表现在地震解释技术出现新的流程、地质构造建模贯穿解释工作的始终、深度域解释与全三维"体"解释将全面得到普及与应用。

2013 Vol. 34 (3): 580-590 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 6037KB] ( )
591 宁伏龙, 刘力, 李实, 张可, 蒋国盛, 吴能友, 孙长宇, 陈光进
天然气水合物储层测井评价及其影响因素

天然气水合物储层准确识别和精细定量评价是自然界水合物开发利用和环境影响研究的基础,而地球物理测井则是除地震和钻探取心外最有效的原位识别和评价方法。电阻率和声波测井是最早应用于水合物储层识别的井内地球物理方法,由于具有较高的准确性和可靠性,二者仍是目前水合物测井的主要方式,并不断衍生出新的技术,如环电阻率、方向电阻率、多极声波测井等;同时,其他如井内成像、密度、电磁波、核磁共振等测井方法也被综合用于识别水合物储层。经过最近20年的发展,水合物系统测井方法已从单一的测井识别发展到运用各种先进的随钻和电缆测井评价复杂地质条件下水合物储层物性的阶段,初步建立了一套基于常规油气系统的水合物系统测井评价理论体系。该套体系对均质孔隙填充型砂质水合物储层具有较好的适用性,但对于非均质性泥质储层(如裂隙、薄层、互层、富泥质)及胶结或骨架支撑形式的水合物储层应用会产生较大的误差。此外,钻井过程中井眼冲蚀和钻井液侵入等外部因素也会影响水合物测井识别和评价结果。通过了解不同测井方法及其最新的研究进展,认为未来水合物测井技术的发展应侧重提高水合物地层识别和评价的准确性,开发复杂条件下水合物储层岩石物理模型,并综合利用地震、测井、岩心分析等方法修正所建立的岩石物理模型和校正实际的测井结果。

2013 Vol. 34 (3): 591-606 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 8356KB] ( )
607 李子丰
钻柱涡动理论研究的必由之路——钻井液动力润滑学与钻柱动力学相结合

浸泡在钻井液内的旋转受压钻柱,在屈曲和涡动的作用下,容易发生疲劳断裂和使井眼倾斜。对此现象业界已进行了较深入的研究,但还有一些问题没有解决,如随着井斜角的增加涡动现象减小直至消失的原因、屈曲后的钻柱是否一定与井壁接触、钻柱表面与井壁间是否存在滑动及滑动的影响因素、钻柱的稳定性和偏心率随转速的变化规律等。为了寻求上述问题的研究方法,在介绍钻柱的正弦屈曲和螺旋屈曲、旋转钻柱的最大涡动角速度、旋转钻柱与钻井液的相互作用、旋转钻柱与井壁的碰撞和涡动4方面的研究进展基础上,分析了这些研究方法中存在的问题,提出钻井液动力润滑学与钻柱动力学相结合是钻柱涡动理论研究的必然。

2013 Vol. 34 (3): 607-610 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 2127KB] ( )