石油学报杂志

石油学报杂志2022年第3期

• 准噶尔盆地上二叠统上乌尔禾组大面积岩性-地层油气藏形成条件及勘探方向

  匡立春, 支东明, 王小军, 宋永, 蒋文龙, 曹正林, 杨智峰, 何文军

  摘要： 近年来,准噶尔盆地在玛湖、沙湾、阜康、东道海子等凹陷的上二叠统发现大面积岩性-地层油气藏(群),形成了全盆地整体突破的良好勘探局面。基于大面积岩性-地层油气藏形成的构造背景、供烃基础、储集性能、圈闭与保存条件等地质因素的综合分析,认为盆地断坳转换期不整合之上发育的低位体系域砂砾岩体、扇三角洲前缘相带及优质甜点储层是全盆地源上它源型油气大面积聚集成藏、局部高产富集的物质基础。明确了准噶尔盆地上二叠统大面积岩性-地层油气藏3大成藏主控因素:中-下二叠统规模优质咸化湖相烃源岩提供了坚实的油气资源基础;断裂-不整合立体输导体系为油气运移、大面积聚集成藏提供了重要保障;环凹大型斜坡区发育的不整合为大面积岩性-地层油气藏提供了良好的圈闭与保存条件。在此基础上,建立了盆地西部上二叠统的"源储分离型——超覆-削截复合"油气成藏模式和盆地东部上二叠统的"源储紧邻型——低位超覆"油气成藏模式。以该研究认识为指导,指出玛湖凹陷南斜坡、沙湾凹陷西斜坡、盆1井西凹陷东北斜坡、东道海子凹陷北斜坡和阜康凹陷东斜坡是准噶尔盆地上二叠统大面积岩性-地层油气藏的有利勘探方向。

• 准噶尔盆地环玛湖凹陷二叠系砂砾岩储层沸石类胶结物的形成及石油地质意义

  郭晖, 纪宝强, 杨森, 王然, 张顺存, 李佳思, 张生银, 邹妞妞, 史基安

  摘要： 准噶尔盆地环玛湖凹陷二叠系砂砾岩储层中广泛发育沸石类胶结物。X射线衍射、铸体薄片、扫描电镜、包裹体测温和能谱分析等分析结果表明,研究区沸石类胶结物中浊沸石最为发育,其次为片沸石,方沸石含量较低,其形成条件为富含Na+、Ca2+、Mg2+的弱碱性还原环境。研究区沸石矿物的晶型较为完整,罕见方沸石与片沸石、浊沸石共生,也没有发生方沸石向片沸石和浊沸石转化的现象,表明沸石矿物是在成岩阶段从孔隙水中自形结晶形成;方沸石形成于早成岩阶段A期,其形成温度较低,为60~70℃,片沸石和浊沸石形成于早成岩阶段B期,片沸石形成温度为90~100℃,浊沸石形成温度为100~110℃。岩石学及矿物学特征表明,研究区沸石类胶结物更易发育于杂基含量较低、分选和磨圆度较好、原生孔隙发育、孔隙水易于流动的扇三角洲前缘水下分流河道砂砾岩中。早期形成的方沸石易发生溶蚀但其含量较低,片沸石和浊沸石形成时间较晚,更接近油气充注时期,且稳定性较高,一般很难发生强烈溶蚀,因此研究区沸石的溶蚀作用对储层的储集性能改善不大。研究区压实作用强烈,适度含量的沸石类胶结物可有效抵御砂砾岩储层的压实作用,保留良好的剩余粒间孔及连通的孔隙喉道,为后期酸性流体的进入提供必要的空间基础,有利于溶蚀作用;大量沸石胶结会破坏砂砾岩原有的储集空间,堵塞孔隙喉道,阻碍后期酸性流体的进入,使储层孔隙度和渗透率大幅度降低,因而不利于储层的改善。

• 四川盆地安岳气田龙王庙组气藏多层盖层天然气扩散量

  田华, 鲁雪松, 张水昌, 柳少波, 田兴旺, 马行陟, 刘强

  摘要： 四川盆地安岳气田是古老高热演化程度原油裂解气大气田,其原油大量裂解生气及气藏定型时间在侏罗纪-白垩纪。根据中国大气田成藏特征以及对天然气分子小、易扩散特点的认识,早期成藏的大气田随着扩散时间增长,其天然气散失量也会不断增加。针对安岳气田在早期成藏但仍能保存为大气田的问题,开展深层天然气扩散模型分析和古老天然气藏扩散量评价,目前已成为认识深层古老气田能否有效保存的关键问题。多层盖层模型利用了气田上覆地层的综合扩散系数,考虑了深层气田上覆多套地层的综合封盖效应。以安岳气田为例,采用单层盖层和多层盖层扩散模型分别计算寒武系龙王庙组气藏的扩散量,并通过古气藏与现今气藏的天然气密度比例计算天然气散失总量。按照经典的单层盖层扩散模型进行计算,气田经历从90 Ma至今的累积扩散量(3 340×108m3)将远远超过天然气散失总量的上限(1 020×108m3),这表明单层模型不适用。而多层盖层扩散模型计算的累积扩散量为920× 108m3,比单层盖层扩散模型的计算结果大幅降低。深层气田上覆多套区域盖层,可大幅降低天然气扩散量。研究结果提供了一种评价深层气藏扩散量的方法,有助于深化对深层古老气田保存条件的认识。

• 渤海湾盆地莱北低凸起明化镇组下段河道类型演化及其油气地质意义

  王利良, 牛成民, 杨海风, 高雁飞, 赵弟江

  摘要： 渤海湾盆地莱北低凸起明化镇组下段(明下段)下部发育特征明显、类型丰富的河道沉积,综合三维地震资料、岩心、测井、古生物、黏土矿物分析等地质资料,对河道特征进行定量研究,讨论了河道类型的演变规律、控制因素及其油气成藏意义。基于平面形态、发育规模、水动力条件、沉积环境分析,将明下段河道划分为5种类型:大型高弯度曲流河道、小型低弯度曲流河道、微型曲流河道、网状河道和水下分流河道。构造沉降速率和古气候变化是河道类型演化的主要驱动因素,随着构造沉降加速,河道由大型曲流河依次转化为小型曲流河、网状河。距今约8.5 Ma的东亚季风增强事件导致降雨量增加、物源供给增强,随着快速湖侵,研究区由网状河沉积环境转化为浅水三角洲,发育以水下分流河道为骨架、河道间席状砂为主体的大型连片砂体。在该认识指导下,渤海油田首次在新近系发现大型连片砂体岩性圈闭,并成功发现垦利6-1亿吨级油田,开创了"大砂体岩性勘探"新模式。

• 基于随机森林算法的叠前流体识别

  何健, 文晓涛, 李波, 陈芊澍, 李垒

  摘要： 虽然叠前反演技术能够获得多种流体识别因子,但是仅利用单一的流体识别因子进行储层预测通常会带来多解性问题。目前根据多种流体识别因子对储层进行综合解释已成为一种新的趋势,但大部分方法对专家及其经验存在较强的依赖。鉴于此,将随机森林算法引入储层流体识别。首先基于测井数据优选输入特征(流体识别因子),并分别研究输入特征数量和不同特征组合对算法预测结果的影响;然后利用该算法对输入特征与井中储层信息之间的非线性关系进行学习;最后根据学习结果对储层进行综合判别,实现多种流体识别因子的综合利用。该算法削弱了单一流体识别因子所引起的多解性,提高了储层流体识别的精度与可靠性。应用实例表明,通过随机森林算法对5种流体识别因子与井中储层信息进行综合学习,达到了对含气储层和含水储层进行准确识别的目的。

• CO2泡沫压裂井筒气-液-固三相流动模型

  李玉伟, 彭根博, 陈勉, 张军, 魏建光, 杨春光

  摘要： CO2泡沫压裂技术具有低伤害、易返排、节约水资源等优点,已被广泛应用于非常规油气开采,但目前CO2泡沫压裂液井筒流动模型大多只考虑气、液两相,忽略了支撑剂固相对CO2泡沫压裂液流动性的影响。通过体积平均法将支撑剂固相与CO2泡沫耦合建立气-液-固三相CO2泡沫压裂液井筒流动计算模型,并与现场压裂井实测温度数据对比,温度平均误差仅为2.7%,验证了模型的正确性。实例计算表明:支撑剂固相会使CO2泡沫压裂液井筒压力升高,井筒内温度和压力随支撑剂体积浓度的增加而增大,体积分数从0增加到0.3,井底压力增大9.0 MPa;泡沫质量增加会明显增大井筒内CO2泡沫压裂液温度;增大质量流量会导致温度和压力降低,质量流量增加10 kg/s,井底压力降低5 MPa、温度降低0.4℃。研究成果可以实现CO2泡沫压裂井筒气-液-固三相流动温度和压力等参数耦合计算。

• 超临界CO2+水力携砂复合体积压裂工艺对陆相页岩储层的改造机理及效果

  刘卫彬, 徐兴友, 刘畅, 陈珊, 白静, 李耀华

  摘要： 中国陆相页岩油气资源潜力巨大,但由于陆相页岩具有黏土矿物含量高、非均质性强等特点,很难实现大规模体积压裂。由于缺乏针对性储层体积改造技术,中国陆相页岩油气领域一直未获得实质性突破。为解决这一关键技术难题,综合利用压裂模拟、微观分析等实验手段对松辽盆地青山口组一段富含油页岩层系进行研究。结果表明,超临界CO2复合体积压裂具有降低页岩储层破裂压力、形成复杂缝网和溶蚀改善储层渗流通道的优势。在陆相页岩油领域设计并使用超临界CO2复合体积压裂工艺,对吉页油1HF井成功实施了21段/1 431 m水平井压裂,并采用人工裂缝反演、不稳定试井、微地震监测、返排液分析、油源对比等技术进行压后效果评价。现场实践证实,该项技术效果显著,有效改造体积是常规水力压裂的2倍,实现了高黏土矿物含量强非均质性陆相页岩层系大型体积压裂,支撑吉页油1HF井获得稳产16.4 m3/d的高产工业页岩油流。

• 非黏结柔性管骨架层径向抗压能力计算方法

  祝效华, 雷清龙, 孟宇, 崔晓轩

  摘要： 骨架层作为非黏结柔性管抗径向压力层,其性能决定了柔性管的安装性能和作业深度。但由于骨架层结构复杂,传统方法难以准确计算其抗压性能。通过骨架层截面等效方法,并利用压缩试验、三维及二维有限元方法和理论方法分析了骨架层的压缩性能。计算结果表明:①在对径压缩刚度分析中,三维有限元方法与试验结果误差为8.29%,截面等效的理论方法与试验结果误差为1.86%;②在均匀压缩临界载荷分析中,使用有限元方法并计入骨架层塑性参数才能获得准确的临界压溃载荷,三维有限元方法及截面等效的二维有限元方法与试验结果的误差分别为1.18%和0.88%。研究结果表明,骨架层压缩模型及骨架层截面等效方法具备实用性,能为骨架层设计及性能评估提供简便、可靠的方法。

• 水下采油树与永久导向基座对接过程的动力特性

  王莹莹, 王名春, 杨钟山, 刘文涛, 罗文涛, 尹建喜, 胡洋东

  摘要： 永久导向基座(PGB)是保证水下采油树在海底与水下井口对接的重要基础结构,因对接过程中波流扰动复杂,给水下采油树的安装带来巨大挑战和安全隐患。建立了工程船-钢丝缆绳-水下采油树-永久导向基座的耦合系统受力分析模型,基于微元法和六自由度方程分别对钢丝缆绳和水下采油树进行了动态响应分析。同时,针对南海X油田实际海况建立了水下采油树与PGB对接过程的数值模型,对最为危险的第Ⅰ阶段和第Ⅱ阶段开展了不同海流对水下采油树安装姿态和PGB的受力影响分析,揭示了导向桩出现压顶或脱离现象的机理成因,探究了不同对接阶段船舶升沉与海流激励下水下采油树与永久导向基座对接过程的动态响应规律,并选取不同时期工况对PGB进行了强度校核。结果表明,在第Ⅰ阶段,采油树更易与PGB 1号导向桩产生压顶和脱离现象;在第Ⅱ阶段,采油树更易与PGB 4号导向桩产生压顶和脱离现象;两个阶段PGB的导向桩均满足强度要求,处于安全工况。研究结果已在中国南海油田采油树PGB导向安装中得到有效应用。

• 基于微流控技术的表面活性剂强化驱油研究进展

  鲍博, 史嘉威, 冯嘉, 杨再雍, 彭宝亮, 赵双良

  摘要： 实现老油田和非常规油田提高采收率评价方法的创新有着重要的科学意义和工程价值。微流控技术可以复现油藏微米、纳米级孔隙结构,并且原位观测微米、纳米级孔隙结构中油藏流体和驱替相流体的流动和相变过程。与传统岩心驱替实验评价方法相比,微流控技术同时具有实时可视化、受限尺度小、样品消耗量少和测量时间短等优点,使之逐步成为研究和筛选驱替剂的有效评价技术方法。得益于优异的界面活性,表面活性剂已成为化学驱中备受关注的一种驱替物质。通过对基于微流控技术的表面活性剂驱油的最新实验研究进行调研,详细介绍了微流控技术研究表面活性剂强化驱油的系统组成,重点分析了表面活性剂乳化体系驱油机理和表面活性剂非乳化体系驱油机理。在表面活性剂乳化驱油体系中,针对不同油藏类型分析了表面活性剂的应用,包括微乳液体系的驱油机理和乳状液体系的驱油机理。在表面活性剂非乳化驱油体系中,详细分析了传统表面活性剂和生物表面活性剂以非乳化作用强化驱油的机理,并对微流控技术在油气田开发领域的应用进行了展望。

• S曲线非确定性经济评价方法在油气项目投资决策中的应用,

  宋代文, 韩镔, 宋思锘

  摘要： 勘探开发项目经济评价和投资决策分析方法对石油天然气公司的投资决策和投资质量起到非常关键的作用。基于确定性模型的经济评价不能从全貌来评估项目,会产生一定的估值偏差,进而导致较大的投资风险。非确定性模型因此被引入到经济评价和决策分析中,包括决策树、基于贝叶斯定理的VOI方法、蒙特卡洛模拟等,用以解决特定类型的投资决策问题。但是这些传统的非确定性模型和方法不具有通用性,各自存在一定的应用局限性,且不能很好地对项目技术经济风险进行量化和分析。S曲线非确定性经济评价方法(简称S曲线分析方法)提供了一套具有一定通用性的评价方法和决策分析机制,能够较好地完成项目经济风险量化分析、计算盈亏平衡概率,并提供决策所需要的各种比较分析。通过深入分析S曲线分析方法的理论、特点和优势,介绍了实施经验和认识,并通过案例分析展示其在勘探开发项目上的应用。近年很多国际石油公司构建了基于S曲线分析方法的项目经济评价和投资决策分析体系,持续提升经济评价和决策分析水平,这对中国大型石油天然气公司具有借鉴意义,有助于提高投资决策的科学性和有效性。