石油学报杂志

石油学报杂志2021年第1期

• 陆相页岩油储层评价关键参数及方法

  匡立春, 侯连华, 杨智, 吴松涛

  摘要： 勘探开发证实，陆相湖盆发育类型多样、分布广泛的页岩油，展现出巨量的资源前景。通过梳理中国陆相页岩油的主要勘探进展和地质认识，结合不同类型页岩油地质特征，重点研究了页岩油表征的关键参数及方法。研究结果表明：①页岩油实验项目主要包括有机地球化学、岩矿组分、储集性能、流体性质和岩石力学5个方面，可以优选出页岩TOC、总孔隙度、含油量、游离油量和有效厚度5个关键表征参数；②TOC是页岩中的总有机碳含量，燃烧氧化-非分散红外吸收法是其主要实验方法；③总孔隙度是页岩储集空间占岩石总体积的比例，可采用以物性与饱和度测试方法为核心的综合表征实验方法获得；④含油量是赋存于页岩储集空间内的烃类总量，包括自然条件的赋存烃量和人工干预的潜在烃量，中—高成熟度页岩采用密闭取心方法，中—低成熟度页岩采用含油率方法；⑤游离油量是页岩层系中可动的油气量，包括地层和开发条件下理论与实际的可动油量，采用密闭取心、核磁共振等实验和实际生产资料确定等方法获得；⑥有效厚度是指采用水平井开发时，单井控制的具有商业油气价值产出的页岩层段厚度，其存在上限和下限厚度值，采用测井"七性"评价方法获得。通过针对性优选出适用页岩油表征的关键参数及方法，对支撑中国陆相页岩油储量评价和产能建设具有重要意义。

• 塔里木盆地哈拉哈塘油田奥陶系缝洞型碳酸盐岩储层岩溶类型及特征

  宁超众, 孙龙德, 胡素云, 徐怀民, 潘文庆, 李勇, 赵宽志

  摘要： 近年来，塔里木盆地缝洞型碳酸盐岩因持续发现超深层资源潜力而备受关注，但该类储层存在成因和特征不明确以及勘探方向缺乏有效指导等问题。基于地震资料解释，结合资料调研、野外露头考察、岩心及薄片观察、地球化学分析和生产特征分析等手段，对哈拉哈塘地区奥陶系缝洞型碳酸盐岩的岩溶类型和特征进行了深入研究。哈拉哈塘地区发育表生岩溶和热液岩溶两类岩溶储层且特征差异明显。表生岩溶储层主要发育在良里塔格组，在良里塔格组顶面形成典型的岩溶地貌，内部形成水平管状洞穴体系；洞穴发生充填、垮塌和强烈压实，导致储层较致密，储集物性相对较差。热液岩溶储层主要发育在一间房组和鹰山组上部，沿断裂发育形成竖型洞穴，该类型洞穴及其垮塌体保留大量储集空间，在地震剖面上表现为强振幅"串珠"，造成频繁的放空和漏失现象，是哈拉哈塘油田奥陶系主要油气储集体。而热液岩溶储层是现阶段研究区勘探开发的主要目标，而表生岩溶储层应合理规避。

• 湖泊缓坡带细粒河控三角洲沉积演化和形态特征——沉积正演数值模拟和现代沉积实例的启示

  杜威, 纪友亮, 张艺楼, 周淋, 吕文睿, 杨佳奇, 罗妮娜, 张宸赫

  摘要： 细粒三角洲的研究多集中于其深水环境的层序演化，而湖泊缓坡带细粒河控三角洲的短期发育过程、几何形态、沉积模式和砂体展布尚不明确。利用沉积正演数值模拟重塑湖泊缓坡带细粒河控三角洲的生长演化过程，对比分析富粉砂质和富泥质三角洲的形态特征并建立沉积演化模式，结合岱海湖弓坝河三角洲的卫星影像和实地踏勘，研究了实际沉积体系与沉积正演数值模拟的异同，总结砂体展布规律。研究结果表明：（1）湖泊缓坡带的河控细粒三角洲的沉积演化可以划分为正常湖退和强制湖退2种模式。正常湖退背景下，在主分流河道决口分叉的控制下，多期分流河道与河口坝的叠覆体（河坝复合体）经历了增生、废弃和改造的动态过程，最终不均匀地分布于主分流河道两侧。强制湖退背景下，多期岸线的河坝复合体之间由平原主分流河道连接，垂向上形成"三层结构"和"二元结构"交替出现的格局。（2）正常湖退背景下砂泥比影响着河坝复合体与主分流河道的接触关系和三角洲的宏观形态。与富粉砂质三角洲相比，富泥质三角洲具有"规模大、延伸广和节点发育"的特点。（3）受三角洲形态特征的影响，与富粉砂质三角洲相比，富泥质三角洲砂体延伸远但相对孤立，连通性较差，与烃源岩联系更密切。正常湖退和强制湖退的交替出现增强了砂体的非均质性。

• 柴达木盆地西部地区下干柴沟组湖相白云岩晶间孔型储层物性下限的确定

  张世铭, 王建功, 张永庶, 张小军, 张婷静, 崔俊

  摘要： 物性下限是储层有效性评价及资源量计算的重要参数。以柴达木盆地英西地区古近系致密湖相碳酸盐岩为研究对象，在高压压汞测试及场发射扫描电镜分析确定纳米级白云石晶间孔孔喉分布范围的基础上，提出了一种确定储层物性下限的实验方法，该方法的核心是通过核磁共振多次离心测试来达到分离可动流体与束缚流体的目的，将可动流体与束缚流体分离点对应的孔喉半径作为可动流体分布孔喉下限，通过孔喉半径与物性的拟合关系确定储层物性下限，此外，通过毛细管曲线法、分布函数法及测井解释结论对核磁共振离心方法确定的物性下限进行了验证。研究结果表明，通过压汞及扫描电镜确定的白云石晶间孔孔喉分布范围为40~300 nm，蒸馏水饱和后核磁共振测试确定的样品孔径分布范围为50~300 nm；可动流体分离点对应的可动流体分布孔喉下限为47 nm，通过核磁共振离心测试确定的孔隙度下限为3.29%，渗透率下限为0.02 mD，该结果相对压汞曲线法确定的物性下限偏小，这是由于两种方法采用的测试流体不同造成的，该结果与分布函数法确定的物性下限一致，与测井解释结论的符合程度达85%，确定的物性下限可作为一种评价低渗储层有效性的依据。

• 关于油田寿命的思考

  孙龙德, 江同文, 王凤兰, 伍晓林, 罗凯, 江航, 韩培慧

  摘要： 一个油气藏从油气生成到消亡的进程，与其所经历的地质历史、地质作用和人工开采因素有关。人工开采加快油气藏消亡的进程，开发方式和技术手段不同会影响油田的开发生命周期。通过不断创新应用方法和技术，增加地质储量和可采储量，可有效延长油田的开发生命周期。根据大庆油田萨北开发区不同开发阶段的特点和矛盾，以提高油田采出程度为主线，论述了以早期注水、分层开采、加密调整为主的二次采油技术和以聚合物驱、三元复合驱为主的三次采油技术以及以自适应驱油体系为主的化学驱后四次采油技术对延长萨北开发区开发生命周期的开发实践。未来勘探开发技术水平的不断提高，将增加油田地质储量和可采储量，基于翁氏预测模型和偏正态分布数学模型，预计萨北开发区可以开采至2110年以后。

• 碳酸水-原油体系中CO2分子的扩散行为

  魏兵, 尚晋, 蒲万芬, 赵金洲, Kadet Valeriy

  摘要： CO2分子在油水相间的扩散传质行为对于致密油藏注CO2提高采收率具有重要意义。通过融合实验测定数据和理论扩散模型，利用试错法同时确定了碳酸水-原油二元体系中CO2分子在油、水两相中的扩散系数。重点研究了油水混合体系的初始压力对扩散系数的影响规律，深入探讨了扩散过程中油水相密度、CO2浓度、油水界面移动以及CO2在油相中扩散前缘位置的变化过程。研究结果表明：①随着CO2从水相扩散进入油相，碳酸水-原油体系压力增大，60℃下，扩散10 h，初始压力分别为15.39 MPa、19.25 MPa和22.82 MPa（实验1—实验3）体系，压力增加24%~31%；②在两相界面附近，水相密度及水相中CO2浓度逐渐降低，而油相密度及油相中的CO2浓度逐渐升高，导致油相体积膨胀，水相体积收缩，两相界面向水相方向移动；③初始压力越高，扩散系数越大。实验1—实验3水相和油相中CO2扩散系数的增幅分别为52.0%和9.2%，表明水相中CO2扩散系数对初始压力更敏感；④初始压力越高，相同扩散时间内CO2在油相中的扩散前缘运移越远，扩散100 h后，实验1—实验3前缘位置运移距离分别为4.11 cm、4.32 cm和4.43 cm。

• 天然气水合物沉积物不排水剪切特性的离散元模拟

  周世琛, 郇筱林, 陈宇琪, 周博, 薛世峰, 公彬

  摘要： 天然气水合物资源广泛分布于深海浅层沉积物中，具有储量大、能量密度高、燃烧清洁等优点，是一种极具开发前景的环保能源，深入研究天然气水合物沉积物的力学特性是实现天然气水合物资源安全开采的重要前提。利用常体积方法对天然气水合物沉积物的不排水剪切特性进行了离散元模拟，并依据物理实验结果对数值模拟结果进行了标定，最后对剪切过程中的细观力学机制进行了分析。研究结果表明，离散元模拟能够有效地反映水合物沉积物试样和砂土试样在不排水条件下的宏观力学特性；在剪切过程中，水合物沉积物试样和砂土试样的平均配位数先减小后增加直至达到相对稳定值，而由于水合物的胶结作用，前者配位数的变化幅度较大；接触力链网络初始以环状力链为主，接着以柱状强力链为主，最后以屈曲力链为主；组构异性的演化规律与外部载荷关系密切，接触法向和法向接触力的组构异性的主方向平行于外部荷载方向，而且法向接触力的数值比切向接触力的数值高一个数量级。

• 气井井筒温度场及温度应力场的理论解

  李勇, 纪宏飞, 邢鹏举, 苏义脑, 刘硕琼, 魏风奇

  摘要： 基于传热学及弹塑性力学相关理论，结合固井水泥环实际密封工况，建立了2套数学模型：任意井型气井井筒温度场模型、套管-水泥环-地层围岩组合体温度场及温度应力场模型，形成了解析求解算法及工程分析软件，研究了温度应力场的影响因素。研究结果表明：产量对井筒温度场影响较大；高压高产气井的浅层固井水泥环温升明显，应提前分析预测其温度场及温度应力场的变化以决定是否加砂提升抗温性能；韧性好、弹性模量低、高强度（尤其是抗拉强度）、纵向胶结强度高的固井水泥环，更能在温升幅度较大时保持良好密封性能；两层或多层水泥环封固，相较于单层水泥环封固的情形，安全系数更高。该理论解可以提前分析预测温度对固井水泥环有效密封的影响，针对性优化设计固井水泥浆体系。

• 地质导向中的旋转失真与随钻自然伽马成像动态测量算法

  丁露阳, 杨宁宁, 杨全进, 唐海全, 杨震, 肖文生, 葛鹏, 袁晓琪, 于华伟

  摘要： 基于自然伽马成像的相对倾角测量是现代地质导向中的重要技术。目前大量关于提高自然伽马成像精度的研究均未讨论成像仪器在旋转时的测量失真现象，这导致相对倾角的计算存在一个无法修正的误差，干扰工程人员的判断。基于数值分析技术，从解决旋转测量失真的问题开展研究，阐述了自然伽马成像仪器在模拟井筒实验中的旋转失真现象，从理论上解释了产生该现象的原因，并分析了该现象对于成像精度以及相对倾角计算的严重影响。以8扇区自然伽马成像仪器为例，推导了一种旋转扇区新算法，并结合数值分析技术和粒子群算法提高了算法精度，解决了旋转失真问题。通过算法在倾斜地层模拟井筒试验装置上的实验效果可以看出，算法解决了旋转失真问题，从而确保了自然伽马成像仪器在随钻工况下得到准确的相对倾角，为工程人员调整井眼轨迹提供定量依据。

• 煤层气增产改造技术发展现状与趋势

  张遂安, 刘欣佳, 温庆志, 张潇, 赵威, 袁玉

  摘要： 基于国内外煤层气增产改造技术发展历程的追溯，立足于压裂液体系、完井技术、压裂配套工具和气井管理方法4个方面，详细剖析了煤层气产业所取得的突出进展与形成的主体工艺。结合中国煤层气增产技术发展现状，提出了裂缝非线性动态扩展机理、地应力场反演与重定向理论、压裂液的流变调控和微地震数据噪声甄别等6项亟需攻关的科学问题，展望了中国煤层气增产技术的发展趋势：①多井联动的工厂化钻完井模式；②活性水为主体的多元化压裂液体系；③多岩性协同开发的合层压裂作业模式；④暂堵转向相结合的重复压裂技术；⑤先进高效的钻完井配套设备；⑥智能化的数据管理与远程决策系统。以期对攻克煤层气规模化开发的技术屏障，促进产业的智能化、一体化、配套化、经济化和持续化发展有所裨益。

• 基于多元作业方式协同的海洋油气集约化勘探管理

  谢玉洪

  摘要： 中国海洋石油集团有限公司（中国海油）的稳固发展离不开与时俱进的创新性勘探管理模式。立足于国家能源安全发展的要求，为解决海洋油气勘探的瓶颈难题，实现建设中国特色国际一流能源公司的目标，中国海油提出基于多元作业方式协同的海洋油气集约化勘探管理模式，深化了勘探管理原则、管理制度、作业方式、动态管理、环保管理、商务模式和人才培养7个方面的内涵。为实现大规模优质油气储量发现、解决海洋油气勘探关键理论技术难题、实现中国特色国际一流能源公司建设提供了有力支撑。

• 胜坨油田成藏条件及勘探开发关键技术

  宋明水

  摘要： 胜坨油田是渤海湾盆地乃至中国东部陆相断陷盆地最大的整装油田。自1963年勘探发现以来，经历了勘探初期的快速探明、快速建产；勘探中期的高速开发、高产稳产；勘探后期的理论技术创新拓展勘探领域、高含水油藏精细开发技术攻关提升采收率，保持油田产量缓慢递减等阶段，每个阶段均有储量增长。至2018年底，勘探开发历程已达50余年，累计探明石油地质储量5.12×108t，累计生产原油1.93×108t，2018年末仍稳产150.00×104t以上。丰富的油气源条件，紧靠油源的大型背斜构造背景，多种类型储层、圈闭及有利的油气运移通道构成了胜坨油田优越的成藏条件。早期注水开发，高含水期精细油藏描述、层系细分与井网油藏矢量调整、韵律层细分挖潜等精细开发技术以及高勘探程度阶段油田主体周缘砂砾岩、浊积岩油藏勘探技术的不断进步，为胜坨油田持续增储及长期高产、稳产提供了有效支撑。