2019, 26(4):1-8. DOI: 10.13673/j.cnki.cn37-1359/te.2019.04.001
摘要:济阳坳陷是中国东部重要的新生代油气资源生产基地,潜山油气藏是其重要的油气藏类型。中新生代构造 运动对潜山油气藏的形成机制及类型具有关键性作用。基于印支、燕山和喜马拉雅运动的动力学性质及构造响应 研究,综合不同地质历史时期构造演化特征,分析济阳坳陷潜山形成机制,探讨油气藏类型,发现印支、燕山和喜马 拉雅运动的共同作用使济阳坳陷具有“挤-拉-滑”成山机制,主要表现在地层不整合、背斜、逆断层、倒转构造、负反 转及雁形断层等挤压、拉张和走滑构造响应等方面。潜山油气藏的储层类型及分布与挤压、拉张和走滑运动密切 相关,根据储层特征和成藏主控因素将济阳坳陷潜山油气藏划分为地层类、断块类和复合类3大类,进而可细分为9 小类。
2019, 26(4):9-14. DOI: 10.13673/j.cnki.cn37-1359/te.2019.04.002
摘要:LANGMUIR(兰格苗尔)于1918年发表的等温累积吸附量方程,描述了在等温条件下累积吸附量与吸附压力 之间的关系。然而,应当指出,兰氏方程是利用甲烷气、氮气、一氧化碳气、二氧化碳气、氧气和氩气等气体,在由云 母片制成的吸附仪上进行了大量等温吸附实验,在实验取得数据的基础上,提出的一个等温累积吸附量经验方程。 该方程具有a 和b 两个常数。陈元千等于2018年发表了等温累积吸附量方程的推导结果。该方程也存在A 和B 两 个常数。研究结果表明,陈氏和兰氏的等温累积吸附量方程的两个常数都具有重要的物理含义。陈氏方程的常数 A 和兰氏方程的常数a 都表示样品的极限累积吸附量;陈氏方程的常数B 和兰氏方程的常数b 都表示等温瞬压吸附 量递减率;陈氏方程的AB 和兰氏方程的ab 都表示样品的最大初始理论吸附量。同时,建立了陈氏和兰氏的等温无 因次累积吸附量方程和等温无因次瞬压吸附量方程,并提出了确定等温饱和吸附压力和等温饱和累积吸附量的方 法。通过16个实例应用,发现陈氏方程和兰氏方程评价样品的极限累积吸附量基本一致;对于等温瞬压吸附量递 减率和最大初始理论吸附量的评价,兰氏与陈氏的结果相差明显。但应当注意到,兰氏方程是一个经验方程,其可 靠程度要比陈氏方程低。
2019, 26(4):15-23. DOI: 10.13673/j.cnki.cn37-1359/te.2019.04.003
摘要:鄂尔多斯盆地西缘中、晚奥陶世为深水等深流极为发育时期,而等深流对于油气系统中储层的形态特征及烃 源岩的分布均具有重要影响。以内蒙古桌子山地区中奥陶统克里摩里组下段为研究对象,在前期等深流沉积研究 的基础上,结合薄层石灰岩碳、氧同位素测试结果,对克里摩里组下段沉积时期的等深流特征进行研究。结果显 示,研究区克里摩里组薄层石灰岩沉积时期的海水盐度正常,石灰岩与海水之间的氧同位素交换达到平衡,成岩作 用对氧同位素的影响甚微。氧同位素测试数据计算古水温为22.2~30.7 ℃,平均为26.4 ℃。根据沉积时期深部水 体温度较高和盐度正常的特点,推测研究区克里摩里组下段可能为风海流引起的等深暖流沉积,属于海洋表层环 流沉积体系。等深暖流沉积的发现预示着鄂尔多斯盆地西缘下古生界可能发育自生自储式等深流沉积型油气藏, 并具有广阔的油气勘探前景。
2019, 26(4):24-32. DOI: 10.13673/j.cnki.cn37-1359/te.2019.04.004
摘要:综合利用高压压汞、恒速压汞和扫描电镜技术对吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油储层岩石的微观孔隙结构进 行研究。恒速压汞技术可以定量地区分样品的孔道和喉道,对大孔孔径测定准确,但是受限于较低的进汞压力,无 法探测到较小的孔径。高压压汞技术因其较高的进汞压力可以准确地测定样品小孔隙的孔径。在共同的可测量 区间内,通过插值计算方法求得两种测定技术的结合点,利用联合高压压汞与恒速压汞技术的方法计算获得了储 层岩样的全尺度孔径分布曲线。结果表明:吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油储层岩石样品的孔隙类型主要为粒间孔 隙、残余孔隙及晶间微孔隙。样品的毛管压力曲线均不存在中间平缓段,孔隙结构复杂,分选性较差。计算得到的 吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油储层岩石孔径分布呈双峰态。根据LOUCKS等提出的孔分类法,样品孔径为0.07~ 1 μm的纳米孔非常发育,中孔孔径为120~150 μm,微孔不发育。高压压汞技术与恒速压汞技术具有物理模型一 致性,两者的结合是一种准确求取致密砂岩储层岩石全尺度孔径分布的有效方法。
陈雁雁 , 林承焰 , 马存飞 , 任丽华 , 梁书义 , 王会丽 , 卞波
2019, 26(4):33-42. DOI: 10.13673/j.cnki.cn37-1359/te.2019.04.005
摘要:针对博兴洼陷大芦湖油田樊162和樊3区块沙三段中亚段二砂组沉积规律认识不清的问题,综合岩心、测井、 地震及分析化验等资料,对其沉积特征、沉积演化模式、沉积充填模式等进行系统研究。结果表明,研究区发育流 水成因的波状层理和爬升波纹层理,黑色碳质植物碎屑、红褐色泥砾和层状泥岩等陆源物质常见,逆-正粒序单元 成对出现,并发育层内冲刷面,为半深湖-深湖背景下的异重流沉积。异重流的发育主要受鲁西隆起北部三角洲影 响,是洪水沿三角洲前缘水道继续向前推进形成的。随洪水能量的变化,经历2期弱-强-弱的沉积演化过程,形成 上、下2期扇体,发育顶平底凸透镜状的沉积充填样式,且扇体顶部具有一套向物源减薄的无根细粒沉积。在综合 分析气候、地形、构造等条件的基础上,建立了内扇-中扇-外扇的异重流沉积模式。
2019, 26(4):43-49. DOI: 10.13673/j.cnki.cn37-1359/te.2019.04.006
摘要:高岭石作为黏土矿物的主要吸附载体,其对甲烷吸附的贡献不可忽略。考虑高岭石独特的1∶1型双层晶体结 构,建立高岭石双层吸附空间模型。采用巨正则系综下的蒙特卡洛方法研究甲烷分子与高岭石超晶胞的定位吸附 模拟和高岭石对甲烷的等温吸附模拟,分析高岭石的晶体结构、温度和含水率对甲烷吸附行为的影响。研究结果 表明:高岭石硅氧四面体层(硅氧烷化面)对甲烷的吸附作用强于铝氧八面体层(铝氧羟基化面),甲烷优先吸附于 硅氧烷化面;吸附的甲烷分子呈聚集态分布于硅氧四面体六元环空穴上方位置,且以正三角锥构型吸附最为稳定; 在280~400 K温度下,高岭石吸附甲烷符合Langmuir等温吸附类型,且属于物理吸附;甲烷吸附量和吸附热均随温 度升高而呈线性降低,证实可以利用低温条件下的吸附量预测高温条件下的吸附量;高岭石吸水饱和前,水分子的 存在不会改变高岭石对甲烷的吸附趋势和类型,仅降低甲烷吸附量,当含水率由0增至20.94%,甲烷吸附量下降 35.06%。
2019, 26(4):50-55. DOI: 10.13673/j.cnki.cn37-1359/te.2019.04.007
摘要:为明确萍乐坳陷曲江向斜上二叠统乐平组页岩气和煤层气的地质条件和资源潜力,对研究区曲页1井的岩 心、录井、有机地化、岩石学和储集物性等资料进行分析,并采用现场解吸等手段对乐平组煤层气和页岩气进行综 合研究。结果表明:乐平组老山段暗色页岩累积厚度为183 m,煤层累积厚度为7 m,气测录井揭示乐平组含气层段 厚度可达356 m;优质页岩总有机碳含量平均为2.98%,镜质组反射率平均为1.88%,处于高-过成熟热演化阶段,以 生干气为主,现场解吸含气量最高可达2.1 m3/t。曲页1井乐平组煤层为煤质好的中阶煤,单层厚度大,含气量高。 萍乐坳陷乐平组页岩储层的含气量随埋深增加而增大,具有典型的浅层页岩气特点。
2019, 26(4):56-61. DOI: 10.13673/j.cnki.cn37-1359/te.2019.04.008
摘要:综合利用岩心、地震、测井及分析化验等资料,分析BU油田碳酸盐岩沉积环境的控制因素,开展储层沉积过 程数值模拟研究,定量表征不同沉积时期储层展布范围及沉积演化规律。研究结果表明,碳酸盐岩储层沉积过程 数值模拟的可容空间变化、碳酸盐岩产率等环境参数对储层分布范围的影响较大。BU油田Mishirif组MB21段纵向 上分为Ⅰ—Ⅵ共6个小层,高能沉积带与低能沉积带交替出现,其中高能沉积带岩性主要为颗粒灰岩,在顶部Ⅰ小 层较发育,而低能沉积带岩性主要为泥晶灰岩,并有高角度微裂缝发育,在Ⅵ小层底部发育。该研究成果为BU油 田底注顶采的注水开发方案提供地质依据,已完成4口井方案实施,恢复了地层压力,缓解了局部压力亏空现象,整 体日产油能力提高近19%,达0.94×104 m3/d。
2019, 26(4):62-69. DOI: 10.13673/j.cnki.cn37-1359/te.2019.04.009
摘要:受海上采油平台的限制,实施注蒸汽热力采油的难度较大,而多元热流体技术发生设备体积小,因此具有非 常大的应用潜力。为此,利用一维填砂管模型,研究注入温度和流体组成对多元热流体驱油效果的影响;在此基础 上,通过二维比例物理模拟实验,开展水平井多元热流体驱物理模拟研究,通过分析多元热流体驱不同阶段的生产 动态特征与温度场发育规律,总结多元热流体驱的驱油机理。研究结果表明:多元热流体驱的最佳注入温度为 250 ℃,最佳气汽比为1∶3;多元热流体驱过程中,蒸汽腔呈三角形推进,整个过程可划分为启动、驱替、突破和剥蚀 4个阶段,其中驱替阶段是主要的产油阶段;多元热流体驱主要机理包括:热力降黏是其最主要的机理,二氧化碳溶 于原油而促进原油流动,二氧化碳析出时形成类似泡沫油的流体,一方面增大气相的流动阻力,另一方面又能改善 原油的流动能力。
姜瑞忠 , 原建伟 , 崔永正 , 潘红 , 李广 , 张海涛
2019, 26(4):70-76. DOI: 10.13673/j.cnki.cn37-1359/te.2019.04.010
摘要:为了准确预测页岩气产能,指导实际生产,通过考虑岩石变形所造成的渗透率变化以及页岩气黏性流、表面扩散、Knudsen扩散等渗流机理,将地质力学效应与流体流动进行耦合,建立综合考虑应力敏感和页岩气多种渗流机理的数学模型,采用离散裂缝模型对地层微裂缝和水力裂缝进行描述,利用有限元方法进行求解。结果表明,在表面扩散与Knudsen扩散的作用下,页岩基质渗透率增加,使页岩气累积产气量增加,而应力敏感效应使得基质渗透率降低,从而导致累积产气量降低。表面扩散系数和Langmuir体积越大或井底压力越低,页岩气累积产气量越高。对于Langmuir体积越高的页岩气藏,通过降低井底压力进行开采,更有开发潜力。新建模型的模拟结果与实际历史生产数据拟合效果较好,验证了所建模型的准确性。
2019, 26(4):77-81. DOI: 10.13673/j.cnki.cn37-1359/te.2019.04.011
摘要:为了快速评价或优选原油产能建设项目,采用统计分析方法,深入剖析2007—2015年中国石化新区产能建设 项目,得到了普通稠油、热采稠油、一般低渗透、特低渗透、一般断块、复杂断块、缝洞型碳酸盐岩和海上等8类油藏影响开发方案油藏工程关键参数设计的主控因素,包括油藏类型、地质储量、含油面积、油藏埋深、渗透率和原油黏度等,建立了对应8类油藏的油藏参数与单井产能开发指标的评价模型。针对2016—2017年新区部署实例,应用8类油藏模型,快速评价106个产能建设单元的日产油能力,结果表明,快速评价模型对产能优选具有较好的预判性。通过模型应用,发现在应用前必须注意合理的适用范围,否则存在较大误差;在应用中,油藏平均参数选取必须谨慎,否则也将导致较大的误差。
赵秀娟 , 左松林 , 吴家文 , 张昌艳 , 金艳鑫 , 杨文武 , 路晶鑫 , 毛万义
2019, 26(4):82-87. DOI: 10.13673/j.cnki.cn37-1359/te.2019.04.012
摘要:大庆油田进入特高含水期后,层系井网暴露的矛盾日益凸显,急需通过调整来缓解矛盾、改善开发效果,进一步提升开发水平。从理论研究入手,利用物理模拟实验、数值模拟等方法,认清特高含水期层间及平面矛盾产生的机理,在理论研究的基础上,确定层系井网重构的技术经济界限,确定层系井网重构的原则及方式,并在X试验区开展现场试验,采收率由试验前的51.30%提高到56.79%。大庆油田层系井网重构技术的研究与实践表明:渗透率差异是层间和井间干扰的内因;井距均匀程度是井间干扰的外因,是最容易人为改善的因素;在内因和井距共同作用下,含水饱和度差异干扰层间和井间流动规律。通过细划层段、细分开发对象和适当加密可以缓解这些矛盾,改善开发效果。
2019, 26(4):88-92. DOI: 10.13673/j.cnki.cn37-1359/te.2019.04.013
摘要:二元复合驱能够大幅度提高水驱后油藏采收率,为深化二元复合体系提高采收率机理认识,开展二元复合体系界面活性与乳化性能协同提高采收率研究。通过物理模拟实验、微观可视化驱替实验和核磁共振实验,研究具有不同界面活性和乳化性能二元复合体系的驱油效果,明确渗流过程中其界面活性变化规律,阐明油水界面张力与乳化性能协同提高采收率机理。结果表明,由于油藏的非均质性及驱油体系性能变化,二元复合体系与原油界面张力并非越低越好。过高界面张力不利于洗油效率的提高,而过低界面张力不利于乳化作用的发挥。当油水界面张力与乳化性能配伍关系良好时,二元复合体系既可以利用较低界面张力启动油藏深部残余油,又可以通过残余油滴封堵大孔道,改变油藏深部流场分布,降低非优势层剩余油饱和度,实现大幅度提高采收率的目标。
施小荣 , 蒋雪峰 , 陈凤 , 吕世瑶 , 何乃祥 , 刘灵灵
2019, 26(4):93-98. DOI: 10.13673/j.cnki.cn37-1359/te.2019.04.014
摘要:利用烟道气进行稳定重力驱在国外油田开发试验中取得较好的应用效果。新疆油田在稠油热采过程中产生了大量烟道气,在气源附近存在大量高倾角、厚层块状油藏,如果这些油藏可以进行烟道气稳定重力驱,不但可以大幅度提高原油采收率,还将减少温室气体排放,保护生态环境。为此,通过详细分析国外气体辅助稳定重力驱现场实例,总结了气体辅助稳定重力驱技术的应用条件,在此基础上,结合新疆油田的资源现状,以具有可操作性为原则,按必要性和重要性分级确定烟道气稳定重力驱油藏筛选评价指标及标准,建立油藏筛选评价方法,并通过11个油藏实例验证该方法的可靠性。利用所建方法,对照油藏筛选标准,从气源和井况条件及地质条件方面论证新疆油田红153油藏开展烟道气稳定重力驱的可行性,最终计算烟道气稳定重力驱油藏筛选指数为9.39,说明该区块实施烟道气稳定重力驱在技术上是可行的。新疆油田分公司于2017年12月在红153油藏顶部开展了注气试验,注气井临井产油量由9.5 t/d提高至20.3 t/d,效果明显,证实了油藏筛选方法的准确性。
2019, 26(4):99-104. DOI: 10.13673/j.cnki.cn37-1359/te.2019.04.015
摘要:为了实现对SAGD生产过程和开发效果的快速评价,利用油藏工程方法,结合SAGD生产过程中的实际注采动态数据,推导了6个SAGD开发效果评价指标模型,包括瞬时汽油比、累积汽油比、累积采注比、累积水汽比、含水率和蒸汽累积滞留比。在给定极限瞬时汽油比的条件下,得到了不同预测采收率下评价指标与采出程度变化关系标准模板,形成一套可推广的SAGD生产过程和开发效果评价方法。将该方法应用于加拿大长湖油田泄油区15,结果表明:瞬时汽油比、累积采注比和累积水汽比3个评价指标模型可动态表征层间高含水层和顶水层对生产效果的影响。在初始标定采收率为73%的基础上,若后续采取调整优化,预测采收率可提升至80%。
2019, 26(4):105-110. DOI: 10.13673/j.cnki.cn37-1359/te.2019.04.016
摘要:煤层气高产区有效预测对提高煤层气单井产量和开发效益具有重要意义,为了实现煤层气储层产气能力的定量评价,基于沁水盆地南部煤层气开发数据,通过理论和统计分析,定义了储层含气性指数、煤层甲烷解吸效率指数、气水产出效率指数和产气能力指数4个参数对煤层气储层产气能力进行评价。结果表明:煤层气井日产气量随储层含气性指数、煤层甲烷解吸效率指数、气水产出效率指数的增加而增加,但相关性相对较差;当储层含气性指数大于100 m·m3/t时,或煤层甲烷解吸效率指数大于0.04(MPa·d)-1时,或气水产出效率指数大于1 mD·MPa时,单井日产气量能够达到800 m3/d以上。产气能力指数为储层含气性指数、煤层甲烷解吸效率指数和气水产出效率指数的乘积,能够有效表征储层产气能力强弱,产气能力指数越大,煤层气井产量越高。当产气能力指数大于0.3和10 mD·m·m3(/ t·d)时,对应的单井日产气量分别大于800和1 500 m3/d。
卢聪 , 卢云霄 , 李芝力 , 陈滔 , 郭建春 , 蒋宝云
2019, 26(4):111-118. DOI: 10.13673/j.cnki.cn37-1359/te.2019.04.017
摘要:通道压裂通过脉冲交替泵入含支撑剂的携砂液和不含支撑剂的中顶液,在人工裂缝中形成非均匀柱状支撑结构的不连续铺置,从而在裂缝中形成流体流动的高速通道。目前对于支撑剂团在地层闭合压力作用下的变形规律尚认识不清,导致对支撑裂缝宽度的变化规律认识不明,从而难以准确计算支撑裂缝导流能力。根据大型可视化平板支撑剂运移铺置实验结果,统计分析支撑剂团铺置形态及尺寸,将支撑剂团分为3类。通过实验模拟支撑剂团柱的压缩变形过程,得到不同闭合压力下支撑剂团柱高度变化规律和支撑剂团杨氏模量。采用光滑粒子法,将支撑剂团柱离散成具有实际质量与体积的颗粒;采用有限元法将地层进行离散;通过两者耦合接触算法,对支撑剂团柱与地层的接触进行耦合计算;根据平板实验抽提的支撑剂团柱尺寸,建立3种类型的支撑剂团柱与地层接触模型;继而获取不同地层闭合压力与岩石杨氏模量下的支撑剂团柱压后形态、法向应力以及支撑剂团柱高度等参数,研究支撑剂团柱变形规律。采用计算流体动力学方法,建立支撑剂团柱-裂缝的缝内流动模型,计算得到不同施工参数下的压力场和速度场。
2019, 26(4):119-124. DOI: 10.13673/j.cnki.cn37-1359/te.2019.04.018
摘要:为解决东海深层致密气藏改造增产难题,对该类气藏进行爆燃压裂技术优化,优选更具耐温性的高氯酸钾为固体氧化剂,耐高温环氧树脂为高分子粘合剂,再复合耐高温橡胶、敏感剂、固化剂等材料,采用淤浆浇注工艺,研制出耐高温火药,经检测,该火药可耐200 ℃高温达48 h。根据气井非达西流动产能公式和爆燃压裂后多裂缝模型,推导了爆燃压裂后气井产能和增产倍比模型,进行了气井产能与裂缝参数相关性分析,并优选了内置式和袖套式2种火药在不同火药参数下的方案。形成了TCP射孔-HEGF爆燃压裂-APR测试联作一体化管柱,节省50%起下管柱的作业时间,减小储层伤害,提高井下作业管柱安全性。
王妍妍 , 刘华 , 王卫红 , 胡小虎 , 郭艳东 , 戴城
2019, 26(4):125-131. DOI: 10.13673/j.cnki.cn37-1359/te.2019.04.019
摘要:对于页岩气藏,采用水平井多段压裂技术可在地层中形成一个复杂裂缝系统,实现经济有效开发,因此复杂裂缝系统的定量刻画对准确预测页岩气井产能具有重要意义。为分析早期返排产水数据并获取储层改造信息,假设裂缝内流体流动为径向流和线性流,考虑基质向裂缝系统供气对产水的影响,得到气井定产量生产时的水相渗流数学模型,结合物质平衡方程得到压力解,根据杜哈美原理将模型的适用范围扩展到气井放喷排液阶段变产量生产条件下。模型求解分析发现,当裂缝系统进入整体泄压阶段后,双对数坐标中规整化产水量和物质平衡时间的关系表现为斜率为-1的直线段,特征线分析可确定有效裂缝体积和裂缝形状参数。结合数值模拟技术对方法进行验证,并结合现场实例完成有效裂缝体积求取。研究结果表明,在进行产水数据分析时返排数据不可省略,否则获得的有效裂缝体积偏小。提出的方法为利用返排产水数据评价压裂效果提供了技术支撑。
张子麟 , 陈勇 , 张全胜 , 李爱山 , 张潦源 , 李明 , 黄波
2019, 26(4):132-138. DOI: 10.13673/j.cnki.cn37-1359/te.2019.04.020
摘要:由于致密砂砾岩具有超低渗透性,不进行水力压裂难以达到经济开采目标。砂砾岩储层的有效开采需要对水力裂缝扩展规律有清晰认识。考虑砂岩或砾岩材料本身的非均质性以及砂岩与砾岩之间的非均质性,提出一种数字图像技术和有限元软件RFPA(Rock Failure Process Analysis)相结合的数值模拟方法。基于该方法的致密砂砾岩压裂的二维数值模拟结果表明,在不同水平地应力差和砾岩强度条件下,水力裂缝可以穿过砾岩或沿砾岩转向扩展。考虑砾岩分布方位、尺寸和轴比,三维数值模型模拟结果表明,水力裂缝能够穿过砾岩,形成一种在常规压裂实验中不容易观察到的环绕扩展模式,也能够像二维数值模型得到的结果那样沿砾岩转向扩展,即不同的砾岩分布方位、尺寸和轴比使水力裂缝扩展遇到砾岩时呈现不同的扩展模式,包括:①直接穿过砾岩;②沿砾岩转向扩展;③环绕扩展;④模式①和②或者②和③同时出现。
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