西安石油大学学报(自然科学版)

地质与勘探

  • R-Q因子分析在海相石灰岩岩相识别中的应用——以塔里木盆地巴楚—塔中地区奥陶系石灰岩为例

    程浩;王起琮;杨奕华;李百强;宁博;景帅;

    探讨了地球化学分析数据的R-Q因子分析方法在识别海相石灰岩岩相中的应用。根据岩心观察及薄片鉴定确定了海相石灰岩的主要岩相类型及其特征,在此基础上开展了典型样品的主量和微量元素分析、全岩X衍射实验、碳氧稳定同位素测试等地球化学实验,应用R-Q因子分析对大量地球化学分析数据进行分析,建立了海相石灰岩岩相类型的地球化学识别模版。研究结果表明,塔里木盆地巴楚—塔中隆起带的奥陶系石灰岩按照沉积相带可以划分为泥质石灰岩、砂砾屑石灰岩、藻粘结石灰岩、球粒石灰岩、叠锥石灰岩等5种岩相类型。潮上带的泥质石灰岩主要富含重金属及稀土元素,潮间带潮汐水道的砂砾屑灰岩主要富集钙(Ca)元素,潮间带潮间藻坪的藻粘结石灰岩主要富含锶(Sr)元素;潮下带的球粒石灰岩主要富集铁(Fe)、锰(Mn)元素;叠锥灰岩主要富集锶(Sr)元素与相对较多的钙(Ca)元素。在石灰岩主、微量元素的R-Q因子分析过程中,通过样品与样品、样品与变量、变量与变量间的统计分析,形成了石灰岩岩相的元素R-Q因子分析模版,确定了钙(Ca)、铁(Fe)、锰(Mn)、锶(Sr)、铀(U)及稀土元素等识别石灰岩岩相的有效元素,建立了Fe-Mn、Sr/Ba-Th/U、(Ce+La+Y+Yb)-(Ag+Au+Cu)/Sr等3个有效识别塔中地区海相石灰岩岩相的地球化学图版。

    2020年04期 v.35;No.183 1-10+18页 [查看摘要][在线阅读][下载 4577K]
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  • 涠西南凹陷油源精细对比与成藏期次

    金秋月;范彩伟;胡林;胡德胜;卢梅;吴云鹏;

    为解决涠西南凹陷油气的来源、成藏特征和成藏时间认识不清的问题,分析了其烃源岩地球化学特征、原油生物标志物,认为涠西南凹陷发育地球化学特征存在差异的流二段、流三段烃源岩,流二段原油主要来自流二段烃源岩,表现为高丰度4-甲基甾烷和低丰度2-甲基藿烷的生物标志物特征,角尾组和流三段原油主要来自流三段烃源岩,表现为高丰度2-甲基藿烷和中等丰度4-甲基甾烷生物标志物组成特征。对本区域不同层系包裹体进行镜下鉴定和均一温度测试,结合热史和埋藏史模拟分析,认为涠西南凹陷油气充注成藏期次共2期,第一期为19~12 Ma,第二期为8~2 Ma。综合考虑输导体系的空间叠置关系,分析不同来源原油运聚成藏的模式,认为涠西南凹陷烃源生成原油主要经过断裂、砂体、不整合面运聚到浅部和高部位形成油气藏。

    2020年04期 v.35;No.183 11-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1801K]
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  • 鄂尔多斯盆地东缘临兴地区上古生界古超压成因及其演化

    郭明强;宋平;张兵;陈梦娜;吴伟涛;

    基于鄂尔多斯盆地东缘临兴地区的钻井、录井、测井及压力资料,利用测井曲线组合分析法、鲍尔斯法、声波速度-密度交会图法及综合分析法对研究区上古生界地层的古超压成因进行分析,并结合流体包裹体测试数据和PetroMod模拟法恢复研究区上古生界的古压力值及演化历史。研究表明,鄂尔多斯盆地东缘临兴地区上古生界地层古压力分布在20~60 MPa,平均42 MPa;生烃增压产生的剩余压力分布在6~26 MPa,平均18 MPa;古压力系数为0.9~1.8。研究区上古生界的古超压成因为生烃膨胀及压力传导,而非欠压实所致。临兴地区上古生界地层古压力整体表现为先增后减趋势,在约200 Ma时地层开始出现超压,约136 Ma时古压力达到最大,约54 MPa,此时古超压值也达到最大,约20 MPa,此后由于构造抬升、地温下降等原因,地层压力和古超压均逐渐降低,直至演化为现今的负压或常压状态。生烃增压是临兴地区上古生界天然气沿孔隙、裂缝及断层运移的主要动力,且储层含气饱和度与压力系数具有良好的正相关关系,超压相对发育的区域天然气也相对富集。

    2020年04期 v.35;No.183 19-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1567K]
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  • 渤海海域莱北低凸起隐性“逆冲物源”发育特征及地质意义

    周晓光;黄晓波;马正武;刘军钊;李晓辉;

    为阐明渤海海域莱北低凸起能否提供物源的问题,根据钻井资料、分析化验资料、最新三维连片地震资料,运用构造活动分析和剥蚀沉积响应分析相结合的方法,提出莱北低凸起发育隐性"逆冲物源"的认识。隐性"逆冲物源"发育区具有四方面特征:母岩地层地震相变化存在突变,基岩岩心发育剪切裂缝和微型逆断层,逆冲物源演化形成时期与区域构造活动期匹配,源区裙边带沉积响应特征与逆冲母岩性质匹配。明晰了研究区的隐性"逆冲物源"为优质型隐性"逆冲物源"。研究认为莱北低凸起可以提供物源,明确其裙边带发育近源富砂储层。

    2020年04期 v.35;No.183 26-29+46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1308K]
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  • 小样本卷积神经网络井震映射反演

    安振芳;张进;张建中;邢磊;黄忠来;

    针对常规卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)在井少地区因无法获得大量测井数据而易于出现过拟合现象的问题,提出了一种小样本CNN井震映射反演方法。通过网络结构优化设计,选出了最佳的网络层数、卷积核大小、特征图规模和激活函数,并将优选出的最好网络模型应用于实际资料反演。实际应用表明,小样本CNN井震映射反演方法可以防止过拟合、提高泛化能力和反演精度,为精细刻画薄互层油气藏的空间展布提供了一项智能化的新技术。

    2020年04期 v.35;No.183 30-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 2019K]
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油气田开发与开采

  • 柴达木盆地英西E~2_3碳酸盐岩油相渗透率与应力的敏感关系

    罗向荣;任晓娟;田进;李晓骁;赵帅;毕刚;

    为搞清英西地区碳酸盐岩储层油相渗流的应力敏感性强弱及变化规律,以柴达木盆地英西E~2_3碳酸盐岩储层天然岩心为研究对象,在储层岩石储渗空间分类的基础上,通过敏感性实验得到单相油渗透率与有效应力的敏感关系。采用分段拟合的方式对应力敏感曲线高压段和低压段进行拟合,分析不同储渗空间类型拟合参数的差异,结合扫描电镜、X衍射分析等测试结果,对应力敏感性机理进行探讨。实验结果表明,英西E~2_3碳酸盐岩储层油相渗流存在强应力敏感性,伤害率分布在59. 6%~99. 99%,呈现出气测渗透率越大,油相渗透率越大的趋势,低压下关系较为明显,但在高压下关系不明显;岩石渗透率越大,存在伤害率越大,恢复率越小的趋势,各储渗空间类型的岩石应力敏感性差异主要受矿物成分和孔隙结构控制。

    2020年04期 v.35;No.183 39-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 3502K]
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  • 考虑水力裂缝导流能力衰减的直井注水能力预测模型

    赵传峰;曹博文;王冰飞;臧雨溪;王大未;

    基于等值渗流阻力原理建立了一个压裂直井注水能力预测的解析模型。根据导流能力或渗透率的非均质性首先对裂缝分段及对基质分区。模型中各裂缝段和基质区的属性可以在缝长方向上随时间变化呈现衰减。在同一条裂缝段及对应的基质区内的流动为双线性流。注入的流体从注水井流入裂缝,并依次流经各裂缝段进入对应的基质区。给定初始条件和裂缝导流能力在缝长方向上随时间的衰减规律等,便可根据该模型确定直井的注水能力以及各裂缝段的流量和压力。对比发现,该模型的计算结果具有较高的预测精度,接近于数值模拟解,优于已有模型的解析解。算例表明,注水裂缝内的流体流量和压力沿着缝长方向逐渐降低,降低幅度呈现先急后缓的特点;相对于裂缝导流能力的空间衰减,其时间衰减对缝内流量和压力分布的影响更加明显。

    2020年04期 v.35;No.183 47-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 361K]
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  • 两区复合煤层气藏多分支水平井压力动态分析

    姜瑞忠;刘秀伟;王星;高岳;闫鑫源;毛埝宇;

    在综合考虑渗透率应力敏感效应的情况下,建立了一种两区复合煤层气藏多分支水平井的半解析模型。基于点源解、Laplace变换、Pedrosa变换、摄动变换、有限余弦变换、数值离散以及叠加原理,求解得到井底压力解,利用Stehfest数值反演的方法绘制了双对数坐标下的无因次试井动态曲线图并将流动形态划分为13个阶段;进行了敏感性参数分析,包括渗透率模量、多分支水平井的形状参数(分支井的长度、分支井距离和分支井个数)、内外区窜流系数和吸附系数、内区半径以及内外区流度比对压力动态曲线的影响。该半解析模型以及相关的结果分析对于更好地理解两区复合煤层气藏多分支水平井的流动特征具有指导意义。

    2020年04期 v.35;No.183 53-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1494K]
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  • 基于最小耗水率的多层油藏均衡驱替开发

    陈存良;

    针对目前基于均衡驱替的多层油藏开发理论缺乏定量标准的问题,利用油藏工程方法和渗流力学理论建立了多层油藏均衡驱替目标方程,得到了均衡驱替的特征条件,形成了基于均衡驱替的多层油藏注水调整方法。结果表明:实现均衡驱替时,注入水驱替效率最高;均质油藏与非均质油藏达到均衡驱替时的特征条件不同;数值模拟技术验证了方法的可行性。研究成果在海上某油田进行了矿场应用,井区月产油增加1 000 m~3,含水率下降5%,增油降水效果显著。

    2020年04期 v.35;No.183 63-67+73页 [查看摘要][在线阅读][下载 286K]
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  • 凝析气藏纳米活性油控水技术

    孙翔宇;葛际江;张贵才;赵赛;张洪海;

    为了控制高温高盐边底水凝析气藏气井过量产水,解除产气通道内水锁,恢复气井产能,研制了一种可在地下自发乳化的纳米活性凝析油选择性堵水剂。通过评价纳米活性油生成的W/O乳状液的黏度、粒度、润湿反转能力、活化能、热稳定性和物模封堵性,表明活性油体系在地层条件下易于自发乳化,活化能最低为7.1 kJ/mol。高黏度乳状液和液滴贾敏效应可封堵高渗通道,突破压力是单纯油封堵的4倍,产水率降低为封堵前的1/9。地层润湿性变为亲油,在毛管阻力作用下地层水难以进入低渗产气通道,解除通道内水锁。产气通道内乳化剂被原油稀释,生成的乳状液被破坏,对气道不会造成堵塞,具有很好的选择性。现场注入活性油前建议关井做氮气预处理,并根据不同地层条件给出合适的注入速度。

    2020年04期 v.35;No.183 68-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 745K]
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  • 解析几何在复杂封闭边界内流线计算中的应用

    玄建;

    通过综合保角变换,将平面上2条交叉不渗透边界内一点源(或点汇)渗流场转化为平面径向渗流场,采用解析几何方法得到2条交叉不渗透边界内一点源(或点汇)渗流场中的流线和等势线。然后通过渗流速度矢量合成方法绘制2条交叉不渗透边界内一点源和一点汇的叠加渗流场。在此基础上,应用施瓦兹-克里斯多菲变换计算三角形封闭边界渗流场流线分布。结果表明:综合保角变换方法以一点源(或点汇)的简单平面径向渗流场为基础,从解析几何角度分析复杂封闭边界内的渗流场,避开了镜像反映原理分析中的复杂求解过程,能够解决具有封闭断层的断块油藏渗流场中流线计算问题。

    2020年04期 v.35;No.183 74-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 619K]
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  • 页岩气井体积压裂自支撑裂缝对开发效果的影响

    肖剑锋;刘琦;何封;袁灿明;

    为明确页岩气井体积压裂后不同类型水力裂缝对于开发效果的影响,将复杂缝网划分为有效支撑裂缝和自支撑裂缝开展研究,通过实验评价了受压条件下自支撑裂缝导流能力变化规律,根据页岩压裂微地震解释数据还原了裂缝形态并建立了分区渗流模型,在产量拟合基础上进一步分析了自支撑裂缝等效导流能力及其对开发效果的作用。结果表明:受压条件下自支撑裂缝仍存在一定的导流能力,能够为气体流动提供有效通道。基于24口页岩气压裂水平井产量拟合结果,得到压裂形成的有效支撑裂缝区等效导流能力为3~7μm~2·cm,自支撑裂缝区等效导流能力为0.8~1.2μm~2·cm,且两者存在一定程度的正相关性。页岩气井体积压裂形成的大量自支撑裂缝对于压后效果有积极贡献。

    2020年04期 v.35;No.183 79-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 875K]
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石油机械设备及自动化

  • 柔性转子系统动力特性分析及实验研究

    黄晶晶;崔璐;程凯凯;

    为了研究高速柔性转子系统工作时发生共振的可能性、工作状态的安全性及改善柔性转子系统振动过大的优化方法,采用有限元分析软件ANSYS,针对支承方案为1-0-1的双盘柔性转子系统,通过参数化建模的方法,建立动力学模型并进行模态分析、谐响应分析以及加速情况下的瞬态响应分析,得到该柔性转子系统的固有频率、临界转速、振型以及跨一阶临界转速时的转盘振幅和支承处的支反力,并在高速柔性模拟转子实验器上进行了瞬态实验。结果表明:理论分析与实验结果相符,转子系统有限元模型分析结果能正确反映实际转子系统的真实动力特性。研究对认识复杂转子系统的全工况动力特性以及柔性转子系统减振优化设计均具有积极意义。

    2020年04期 v.35;No.183 86-90+120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1215K]
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  • 同井注采泵抽系统抽油杆柱纵向振动与悬点示功图仿真模型

    刘赛;姚春东;赵超;张佳妮;董子龙;

    由于同井注采泵抽系统抽油杆柱受到双泵柱塞载荷的共同作用,现有的抽油杆柱单泵力学模型不能用于同井注采双泵力学模型的研究,需要在抽油杆柱单泵力学模型的基础上进一步改进和完善。鉴于此,综合考虑柱塞的运动规律、泵筒内流体的可压缩性及泵筒内气体等因素的影响,建立了抽油泵柱塞载荷仿真模型。基于同井注采系统双柱塞载荷作用下的抽油杆柱工作原理,建立了双柱塞载荷作用下的抽油杆柱纵向振动仿真模型。仿真结果表明:仿真悬点最大载荷与实测悬点最大载荷误差仅为2.35%,验证了计算模型的正确性,而且悬点最大载荷随着气油比R_(GO)的增大而减小,悬点最小载荷随着气油比R_(GO)的增大而增大。

    2020年04期 v.35;No.183 91-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1175K]
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油气加工与储运

  • 阴极保护技术在集输管道内壁应用的失效原因及对策

    周好斌;袁旺;毛志高;朱名昭;龙雄云;奚运涛;

    在油田集输管道内壁的阴极保护中,随着运行时间的延长,管道的保护电位逐渐增高,即使使用了被认为穿透力更强的脉冲电流阴极保护技术,被保护管道依然达不到应有的保护效果。分析认为,该问题的主要原因是集输管道中的原油具有黏稠性及高电阻性,附着于电极表面,阻碍了电流的导通。实验研究表明,阴极在电解质溶液中能达到较好保护,而在油水混合液中未能达到有效保护,证实了集输管道中存在的问题。针对该问题,提出应用自洁电极以及超亲水/超疏油材料的对策。

    2020年04期 v.35;No.183 97-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 872K]
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  • ZSM-5分子筛水热合成条件的实验研究

    朱玉琴;管雅倩;

    ZSM-5分子筛是一种孔道结构独特的硅铝酸盐晶体材料,在改善催化裂化汽油质量和提高乙烯、丙烯等低碳烯烃收率方面有重要应用。利用水热合成方法制备出亚微米级ZSM-5分子筛,并研究了水热合成条件对亚微米级ZSM-5分子筛结构特征和物化性能的影响。结果表明:在模板剂用量为25%、晶化温度为185℃、晶化时间为48 h、合成体系碱度为0.10~0.12、原料硅铝比为100的条件下,可以获得结晶度较高、晶体形貌规整、孔结构性质良好的亚微米级ZSM-5分子筛。

    2020年04期 v.35;No.183 102-107+113页 [查看摘要][在线阅读][下载 857K]
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  • 基于LSTM的催化裂化装置NO_x排放预测模型及应用

    何为;唐智和;吴甭;栾辉;张晶晶;陈冲;梁华庆;

    催化裂化装置工艺复杂,调整工艺参数极易发生连锁反应,采用传统的集总模型对污染排放进行预测的难度较大。针对炼化企业海量生产数据和污染排放数据多参数多变量相互耦合的特点,利用主成分分析(PCA,Principal Component Analysis)对NO_x排放要素进行特征选择,确定原料中氮含量、反应温度、剂油比、停留时间等为关键生产要素;基于长短期记忆(LSTM,Long Short-Term Memory)网络建立NO_x排放预测模型,对某350万t重油催化裂化装置NO_x排放进行预测,与卷积神经网络(CNN,Convolutional Neural Networks)、支持向量机(SVM,Support Vector Machine)以及BP神经网络(Back Propagation Neural Networks)进行了对比分析。结果表明,由于考虑了时间序列内部的数据特性,LSTM的平均绝对误差、均方根误差、皮尔逊相关系数和可决系数等指标均优于其他方法。

    2020年04期 v.35;No.183 108-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 907K]
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计算机及新技术应用

  • 基于改进BP神经网络的岩心图像分割方法研究

    赵岩龙;张永安;李星宇;孙有壮;

    图像分割是提取岩心孔隙结构特征的重要基础,为解决传统图像分割方法对岩心图像分割精度不高的问题,利用遗传算法对传统BP神经网络图像分割方法进行优化,通过提取岩心图像领域特征,进一步对训练样本进行了修正。利用改进的BP神经网络岩心图像分割方法,分别从整体连通领域、局部领域和边缘领域3个方面对岩心图像进行分割。与ImageJ软件和传统BP神经网络的岩心图像分割结果对比表明,改进的BP神经网络能够自主学习岩心图像中的整体连通结构、局部领域结构以及边缘结构特征,实现了对岩心图像的智能化分割,提高了BP神经网络对岩心图像分割的准确度与速度。

    2020年04期 v.35;No.183 114-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1872K]
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  • 梯形成形算法在X射线多道脉冲幅度提取中的应用

    贾惠芹;翁明;杜晟劼;

    X射线探测系统主要用于非接触式介质识别。在X射线探测系统中多道脉冲幅度分析器用于检测X射线脉冲信号,并获取该脉冲信号的幅度。X射线由于能量上升时间短暂,直接进行信号幅度检测无法直接提取能量峰值。文中提出采用数字梯形成形算法来提取X射线多道脉冲幅度的方法。首先分析了梯形成形滤波算法,并得出其差分公式;利用Matlab对梯形成形滤波算法进行了仿真;在FPGA中对算法进行了模块化设计,并在Modelsim软件平台下对梯形成形算法的滤波效果进行了仿真分析;最后使用SignalTapⅡ对仿真结果进行了验证。实验结果表明,采用梯形成形算法后,能捕捉到从探测器输出的各个指数波的峰值,并能调理成对应的梯形波信号,从而为后续的介质识别提供了依据。

    2020年04期 v.35;No.183 121-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 901K]
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