西安石油大学学报(自然科学版)

Journal of Xi'an Shiyou University(Natural Science Edition)

石油地质与勘探

  • 黔东地区青溪1井震旦系陡山沱组页岩气地质特征及资源潜力

    张大权;邹妞妞;陈祎;姬胜源;冯霞;杜威;

    为探索贵州东部地区震旦系陡山沱组页岩气勘探潜力,利用风险探井青溪1井陡山沱组页岩岩心样品,分析其矿物组成、有机地球化学、物性、裂缝和含气性特征,探讨陡山沱组页岩气资源潜力。研究结果表明:陡山沱组烃源岩具有较高的脆性,TOC含量平均值为2.27%,有机质类型为Ⅰ型,R_o平均值2.04%;储层物性为超低孔、超低渗,孔隙类型以有机孔、无机孔和微裂缝为主,有机孔和无机孔提供大量页岩气储集空间,微裂缝有效改善了页岩储层输导通道;岩心裂缝特征以水平裂缝最为发育,是控制页岩气侧向运移的关键,高角度裂缝和垂直裂缝对页岩气的保存产生不利影响;含气层位于陡山沱组中下部,厚度42.02 m,现场解析总含气量最大可达1.93 m~3/t,气体成分以CH_4和N_2为主,气体含量主要受矿物成分和有机碳含量的双重控制。青溪1井陡山沱组页岩具有良好的基本地质静态特性,认为陡山沱组页岩气有利区主要位于地表被寒武系地层覆盖的三穗向斜宽阔舒缓处,页岩气资源潜力良好。

    2025年04期 v.40;No.213 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1870K]
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  • 鄂尔多斯盆地致密砂岩含油性差异机理分析——以马岭长812油藏为例

    王进;李书恒;陈小东;陈坤;刘强;年涛;郭芮;

    为了明确致密砂岩储层富油靶区,促进致密油的高效勘探开发,对鄂尔多斯盆地致密砂岩含油性差异机理进行分析研究。以鄂尔多斯盆地陇东马岭地区长8_1~2典型致密砂岩油藏为例,综合地震、测井、岩心(密闭取心)、物性、油水相渗和地层水等资料,以试油及稳产数据为含油性评价依据,从岩相、泥质含量、物性、润湿性、烃源岩、构造幅度和断裂体系等内外因出发,明确了不同因素对致密砂岩含油性差异的影响。研究表明岩相、泥质含量、物性和润湿性是储层含油性差异的主控因素,而烃源岩条件、构造幅度和断裂体系并未指示对含油性的显著控制。高含油区主要分布在厚砂体发育的水下分流河道主河道地区,受高能量水体的作用,沉积物粒度相对偏粗、泥质含量偏少,储层物性较好,发育了区内的Ⅰ类、Ⅱ类储层;重点井区剖析进一步指示在其他控制因素相似的情况下,亲水储层的含油饱和度虽然相对较低,但可动油含量较高。

    2025年04期 v.40;No.213 11-20+32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1942K]
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  • 东海盆地丽水凹陷西部缓坡北部中下古新统储层特征及发育主控因素

    张彦振;覃军;邹玮;姜勇;马文睿;常文琪;

    综合应用薄片鉴定、粒度分析、扫描电镜、锆石定年、物性分析等岩心分析化验资料以及录测试资料,系统开展了丽水凹陷北部中下古新统月桂峰、灵峰组储层发育特征、主控因素及物性下限研究。结果表明:(1)中下古新统发育受西部浙闽隆起控制的大型三角洲沉积影响,储层主要为三角洲前缘水下分流河道中-粗砂岩、砂砾岩,成分成熟度和结构成熟度较高;储集空间类型以原生粒间孔为主,少量粒间、粒内溶蚀孔,面孔率较高;(2)研究区储层发育主要受“优质母源+主力相带+成岩作用+异常压力”四元联控,即研究区变质岩+侵入岩母源决定了储层为高石英含量的砂岩类型,奠定了优质储层发育的基础;三角洲前缘主水道沉积水动力强,单砂体厚度大,砂岩粒度粗、泥质含量低,储层物性最好;建设性的成岩作用溶蚀作用和普遍发育的超压,在一定程度上具有扩储增孔效应;(3)实测岩壁心资料揭示研究区储层物性下限可达3 700 m,结合邻区西湖凹陷相同地质背景下,巨厚中-粗砂岩和砂砾岩储层物性下限更深,坚定了该区向深层勘探的决心和信心。

    2025年04期 v.40;No.213 21-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 2270K]
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  • CO2-水-岩相互作用对砂岩储层微观孔隙结构及力学性质的影响

    卢铁;何辉;孙义娟;杜丽媛;于丹丹;李晓彤;

    通过CO_2-水-岩反应实验,探究反应对于储层岩石矿物成分、微观孔隙结构、力学特性3个方面的影响。结果表明,CO_2-水-岩相互作用会导致储层中长石、方解石及部分黏土矿物发生溶解,生成高岭石为主的黏土矿物,进而影响储层微观孔隙结构,导致储层孔隙度、渗透率的变化,并导致储层岩石弹性模量和硬度降低,地层渗透性变好,对CO_2封存产生积极的影响。研究对砂岩储层CO_2地质封存可注入性评价具有一定的理论指导意义。

    2025年04期 v.40;No.213 33-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1421K]
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油气田开发与开采

  • 基于孪生数据信息的提高石油采收率技术智能决策

    张娜;王凌旭;姚谋;安杰;苏升帅;张敏;蒲景阳;

    针对当前提高石油采收率技术的传统人工筛选决策方法与现代数据分析决策方法各自的局限性,运用人工智能与数据分析技术,将领域专家知识和机器学习方法有机融合起来,建立基于孪生数据信息的提高石油采收率(EOR)智能决策系统。通过重构提高石油采收率数据信息并进行降噪提质,揭示不同EOR技术的驱油机理及油藏-流体适用条件;利用机器学习探究不同EOR油藏-流体参数权重,构建领域专家知识本体与机器学习推演的孪生数据信息融合与智能决策推理方法。通过Midway Sunset油藏案例验证了所建的基于孪生数据信息的EOR智能决策模型可靠性,可为老油田提高石油采收率技术快捷、科学、高效决策提供一定借鉴。

    2025年04期 v.40;No.213 40-45+58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1726K]
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  • 低渗砂岩储层物理增压增注机理分析

    王振宇;姚健;郭红强;李嘉欣;杨恒;吴飞鹏;

    为明确物理增压注入改善基质渗透性微观作用机理,借助不同压力梯度下的岩心流动实验、水膜厚度测试计算等手段,评价了物理增压对增注效果影响的敏感性,并探索了控制增注效果的主控因素及影响机制。结果表明:吸附水膜厚度的大小是影响注入水渗透性的核心因素,高压力梯度形成的高剪切速率以及高离子浓度压缩双电子层均可减小吸附水膜厚度,扩大可流动孔喉半径,提高注入性。为规避增压注入造成裂缝性窜流,可考虑适度增加注入压力与采用高离子浓度注入水的方式,协同减小吸附水膜厚度,增加注入水在岩石基质中的渗透性。

    2025年04期 v.40;No.213 46-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1215K]
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  • 一种预组装核壳相变调驱剂的性能评价及其在胡尖山油田的应用

    朱向前;王潜龙;钱雄涛;杨凯澜;安然;董传宾;白肪放;

    针对长庆胡尖山油田延9低渗透储层长期注水后形成水流优势通道,常规封堵药剂无法有效封堵的问题,研制了一种预组装核壳相变调驱剂(简称TSAD调驱剂)。采用动态光散射粒度分析仪、旋转黏度仪、模拟封堵实验装置,对TSAD调驱剂的粒径分布、相变时间影响因素、环境适应性能、封堵性能进行实验分析评价。结果表明,TSAD调驱剂相变不受水质的pH值和矿化度影响;可实现宽窗口相变7~15 d,满足在线深部调驱需求;注入0.1 PV不同质量分数的TSAD调驱剂后,水相封堵率最高可达85.23%,油相封堵率小于10%,可以实现“堵水不堵油,堵而不死”的效果。在胡X-XX井组开展了TSAD调驱体系矿场试验,调驱后井组综合含水率下降4.2%,日增油3.28 t,半年累积增油600 t。该技术为胡尖山延9高含水油藏控水增油提供了一套解决方案。

    2025年04期 v.40;No.213 53-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1065K]
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  • 不同缝宽下页岩气藏转向压裂用暂堵剂优选与性能评价

    乔玲茜;刘琦;王一萱;周昕;聂捷;续化蕾;冉建立;

    四川威远地区页岩气加密井与邻井之间压裂窜扰问题日益突出,为了有效解决此问题,利用3D仿真裂缝暂堵转向模拟装置,对暂堵剂使用浓度及颗粒配比进行优化,并采用真三轴大物模暂堵实验装置验证优化后的暂堵剂配方的暂堵转向效果。结果表明:裂缝宽度1 mm时,使用0.05~0.75 mm粉末暂堵剂即可形成较好的封堵效果;裂缝宽度2~6 mm时,需要搭配使用6 mm纤维+0.05~0.75 mm粉末暂堵剂才能达到较好的封堵效果;裂缝宽度8 mm时,必须搭配使用6 mm纤维+2 mm暂堵颗粒+0.05~0.75 mm粉末暂堵剂。真三轴大物模暂堵实验验证了暂堵转向技术可在垂直于一次裂缝的基础上形成垂向复杂缝网结构,阻碍裂缝向单一方向扩展,降低了井间压窜风险。该研究可为四川威远地区页岩气井实现高效暂堵转向压裂提供可靠的理论支撑与技术指导。

    2025年04期 v.40;No.213 59-64+133页 [查看摘要][在线阅读][下载 1311K]
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  • 基于自适应区域生长算法的井下射孔图像分割

    张峰;伊西锋;李玉宝;严正国;王治国;刘娜;

    针对井下射孔图像的分割提取问题,提出了一种基于自适应区域生长算法的射孔目标分割方法。首先对图像进行中值滤波的预处理,增强图像边界,降低噪声对图像分割的干扰;而后运用迭代策略及K-L散度确定最佳分割阈值,进而通过区域生长算法实现射孔图像的半自动化分割提取;最后,对分割图像进行连通域标记,采用格林公式计算射孔面积。研究结果表明,对于射孔图像,该方法能够有效地消除背景干扰,确定最佳分割阈值,实现对射孔图像的精确识别分割。

    2025年04期 v.40;No.213 65-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1144K]
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  • 基于CDEM的水平井压裂多缝均衡扩展模拟

    黄国鹏;周福建;李明辉;熊壮;楚金琪;胡晓东;

    为探讨在射孔冲蚀和应力干扰的双重作用下多裂缝均衡扩展的压裂参数优化方案,基于连续-非连续方法(CDEM)建立了考虑射孔冲蚀的应力-渗流-破裂多场耦合模型,探究了均匀降低各簇射孔数、非均匀射孔数、非均匀簇间距对射孔冲蚀及多裂缝均衡扩展的影响。结果表明:射孔冲蚀会加剧多裂缝的非均匀扩展,导致优势缝更加优势,而劣势缝更加劣势。减少各簇射孔数,采用非均匀射孔或布缝的方式可以平衡簇间应力干扰与射孔摩阻,从而促进多裂缝的均匀扩展,且降低各簇射孔数效果最为明显。研究结果可为水平井多裂缝均衡扩展参数优化提供一定的借鉴与指导。

    2025年04期 v.40;No.213 71-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1701K]
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钻井工程

  • 基于广义回归神经网络的钻柱涡动识别

    朱海峰;何英明;李亚峰;王名春;项明;薛启龙;

    为及时识别井下钻具涡动,降低钻井风险,利用时频分析技术标记了实际钻井信号中典型的涡动信号,分析了钻具涡动时正交三轴加速度计信号之间的关系,将加速度信号间相关系数作为涡动识别特征,建立了基于广义回归神经网络(General Regression Neural Network, GRNN)的井下钻柱涡动识别模型。研究结果表明,所建涡动识别模型的综合识别精度为91.8%,可以在大量振动数据中快速准确识别出涡动信号。研究结果可为建立井下振动识别系统提供技术方法。

    2025年04期 v.40;No.213 80-89+97页 [查看摘要][在线阅读][下载 2203K]
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  • 基于C-I-WOA-BP神经网络的钻压温度补偿方法

    武丹;张星;王飞;仵磊;高国旺;

    为了提高小井眼随钻参数测量中钻压测量的准确性,补偿温度对应变片的影响,克服传统BP神经网络学习过程收敛速度慢、对初始值和偏置值敏感、学习率不稳定、容易陷入局部最小值的缺陷,提出一种混沌映射的自适应鲸鱼优化算法优化BP神经网络的C-I-WOA-BP温度补偿模型。首先,采用混沌映射的方法优化传统鲸鱼算法(WOA)的初始种群方式;然后通过自适应权重调整优化WOA的收缩包围机制;再通过WOA算法优化BP神经网络的权重系数;最后,综合对比BP网络、CWOABP网络、IWOABP网络和C-I-WOA-BP网络的性能。结果表明,C-I-WOA-BP网络提高算法收敛速度,具有全局探索能力和局部开发能力,稳定性好,能有效降低温度对钻压参数测量的影响。

    2025年04期 v.40;No.213 90-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1427K]
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石油机械设备及自动化

  • 基于改进的YOLOv5焊缝表面缺陷检测算法

    徐向前;李星;张永安;

    为解决当前检测技术中存在的准确性和时效性较低的问题,提出了一种改进的YOLOv5焊缝表面缺陷检测模型,在其Neck层加入自注意力机制CoTNet,有效减少特征点之间的冗余信息,加速模型的训练,引入BiFPN加权双向特征金字塔网络结构,加强对缺陷特征信息的融合,从而提高模型的检测性能。在自建全新的焊缝缺陷数据集上,通过消融实验对比分析改进的YOLOv5模型的检测性能,其中mAP@0.5比原YOLOv5模型提高了8.2%;通过与当前主流检测模型对比分析发现,改进的YOLOv5模型的mAP@0.5值比Faster-RCNN高8.5%,比SSD网络模型高22.3%,满足管道表面焊接缺陷的检测要求。

    2025年04期 v.40;No.213 98-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1692K]
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  • 碳纤维增强复合材料加固圆钢管轴压短柱的静力承载力

    魏晨;杨阳;

    对碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer, CFRP)加固的圆钢管(Circular Hollow Section, CHS)轴压短柱进行理论研究,钢管屈服时得到圆钢管轴压短柱屈服承载力的计算公式,CFRP断裂时得到圆钢管轴压短柱极限承载力的计算公式。建立CFRP加固圆钢管轴压短柱的有限元(Finite Element, FE)模型,将理论结果分别与有限元、试验结果对比,结果偏差均不超过10%。基于有限元模型开展参数研究,对172组不同径厚比钢管的承载力进行计算,验证了理论公式的准确可靠性;基于有限元模型和理论预测公式,对172组不同CFRP布置方式下的圆钢管轴压短柱的承载力进行计算,得到CFRP布置方式对加固效果的影响规律,并确定了经济的CFRP粘贴方法。

    2025年04期 v.40;No.213 107-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 1307K]
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油气加工与储运

  • 基于响应面法的二氧化碳膜捕集优化分析研究

    吴学谦;宗兴林;张井鲁;李耀翔;赵云天;宋子奕;范峥;

    为了不断提高二氧化碳资源化利用水平,得到高质量、低成本的二氧化碳产品,实现对二氧化碳的有效捕集,首先利用Aspen HYSYS V11软件基于PRSV热力学方法对耐硫变换前地下粗煤气的二氧化碳膜捕集过程进行了全流程模拟;然后,在单因素实验的基础上,在确保二氧化碳纯度(体积比)不低于95.00%的约束条件下,以膜分离器M-100温度、膜分离器M-101温度和分离器V-100压力为自变量,以二氧化碳捕集率为因变量,根据Box-Behnken Design(BBD)对二氧化碳膜捕集过程进行了响应面设计,并根据各参数与二氧化碳捕集率之间的高阶拟合回归方程进行系统优化,得到了最佳二氧化碳捕集率及其对应的优化操作参数。结果表明,此模拟流程能够较好地反映出二氧化碳膜捕集装置的实际运行情况,可以作为后续优化研究的基础模型;当M-100温度为162.0℃、M-101温度为64.0℃、V-100压力为3150 kPa时,该装置二氧化碳捕集率的最大值为98.81%,所得二氧化碳纯度(体积比)约为96.74%,可完全满足二氧化碳纯度(体积比)不低于95.00%的约束条件。该研究结果可为进一步提升二氧化碳膜捕集工艺提供准确、可靠的理论支撑和数据来源。

    2025年04期 v.40;No.213 115-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1290K]
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  • 基于经济绿色的原油外输系统运行优化

    孙文苑;陈杰;项勇;陈倩岚;

    针对原油外输系统高温运输、储存导致运营成本高、污染物排放多的问题,提出一种原油外输系统运行优化模型。该模型以运营成本、环保成本最低为目标,综合考虑流量平衡、管道水热力平衡、压力越站等约束,采用分段线性法处理原油黏温关系曲线、压降方程中的非线性项,将MINLP模型转化为MILP模型。将该模型应用于我国华北某外输系统,优化后总运行成本和环保成本最大可分别降低24.3%、30.6%;对原油价格、地温和输量进行变工况分析,结果表明增大输量有利于提高系统的经济性、环保节能性能。

    2025年04期 v.40;No.213 124-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 1711K]
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  • 石油输送管道微小缺陷智能检测方法

    胡青松;李飞;单露露;刘许;李世银;孙彦景;

    管道缺陷特征在管道漏磁图像中通常表现为小目标甚至微目标,且与图像背景区分度弱,严重影响了智能检测的准确度。为解决该问题,提出一种新颖的输油管道缺陷小目标智能检测方法。首先,对获取到的管道漏磁数据进行预处理,为后续智能检测奠定基础。随后,构建管道缺陷智能检测网络,它以YOLOv4为基准网络,通过引入RFB模块增强感受野,提高不同尺度特征的提取能力;通过增加注意力机制,提高网络对微小缺陷的关注度;通过对主干网络的轻量化,显著提升检测速度。最后,通过低质量漏磁图像的超分辨率重建,使得缺陷特征信息更丰富更明显,进一步提升检测精确度。实验表明:该算法的模型大小降低了79%,所有缺陷的实际检测准确度都在95%以上,部分缺陷的准确度达到了100%,能够满足现场实际需求。

    2025年04期 v.40;No.213 134-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1709K]
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