西安石油大学学报(自然科学版)

地质与勘探

  • 基于随机森林的致密储层分类——以延安气田东部盒8段为例

    王妍;王若谷;魏克颖;卢海娇;熊小伟;张天杰;

    为了解决储层分类涉及到指标多、需要根据个人经验判别、耗时耗力的问题,提出一种基于随机森林的致密储层分类方法。首先,选取延安气田东部下石盒子组盒8段致密砂岩储层高压压汞曲线进行研究,利用主成分分析法降维得到用于分类的4种特征。再采用基于CART决策树的随机森林算法进行分类,得到储层分类结果。最后,对分类结果进行校验并优化随机森林算法的参数。实验结果表明,所提出的储层分类方法准确率高,计算代价小,能有效降低时间损耗、节省人力成本。

    2021年06期 v.36;No.191 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 3249K]
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  • 辽河盆地东部凹陷北段有效烃源岩分布及排烃特征

    宋兵;王波;刘少治;陈希光;

    为了明确辽河盆地东部凹陷北段有效烃源岩分布及其排烃特征,采用生烃潜力法厘定研究区有效烃源岩排烃门限和排烃模式,预测东营组、沙一、二段、沙三段3套有效烃源岩的展布特征,结合排烃率、排烃强度及地史分析,确定3套有效烃源岩的排烃特征。结果表明:研究区排烃门限深度为2 300 m,排烃高峰埋深为3 000 m,主排烃期和成藏高峰期为东营期;沙三段有效烃源岩基本覆盖全区,沙一、二段和东营组主要限于牛青洼陷;主排烃洼陷为牛青洼陷,总排烃量为10.14×10~8 t,其中沙三段为9.63×10~8 t,占总量的94.97%,为研究区主力烃源岩,沙一、二段和东营组分别只占4.54%和0.49%。

    2021年06期 v.36;No.191 9-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 4286K]
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  • 基于井震结合的储层厚度定量预测方法

    赵明珠;

    通过地震-地质层位标定及追踪、沉积单元级等时地层格架建立、井震相关系数分析等方法实现了地震属性优选与优化。在此基础上,利用多元线性回归技术,建立了井震结合储层厚度定量预测方法。地震属性优选与优化方法将优选出的地震属性按照可信度在平面上分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类,剔除上下临层的干扰信息,能够优选出反映本层信息的属性;井震结合储层厚度定量预测方法可实现无井区河道砂体厚度的定量预测,预测精度随井网密度的增加而增加。

    2021年06期 v.36;No.191 16-22+55页 [查看摘要][在线阅读][下载 3898K]
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  • 基于优化Manco法的车排子凸起原油生物降解程度定量评价

    吕心婷;王婷男;邹庆超;史兵兵;常象春;

    为了探索严重—强烈降解原油(PM>5)的降解机理,定量评价降解程度。利用色谱-质谱(GC-MS)技术对车排子凸起原油饱和烃和芳香烃进行分析,并基于Manco法学术思想,优化7类化合物,建立了一种稠油降解尺度定量评价方法。结果表明,优化Manco法中的MN_2值与原油密度之间呈现良好的正相关关系,可以很好地将不同降解程度的原油区分开来。

    2021年06期 v.36;No.191 23-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 2203K]
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油气田开发与开采

  • 基于多重光散射原理的原油乳状液稳定性研究

    何宇廷;刘月田;柴汝宽;

    为探讨地层水中常见电解质类型对原油乳状液稳定性的影响,多角度分析了不同电解质(Mg~(2+)、Ca~(2+)、Na~+)作用下乳状液的变化规律与机理。基于多重光散射实验研究乳状液的光谱变化特征和失稳规律,通过浓度和粒径实验分析乳状液失稳过程中液滴的迁移和生长变化特征,并以Zeta电位实验分析了乳状液液滴之间聚结的原因,最后结合DLVO理论探讨了乳状液失稳机理。研究发现:电解质促进乳状液由W/O/W型转相为O/W型乳状液而失稳。添加电解质后原油乳状液浓度下降加快,粒径增加,油滴之间絮凝和聚结作用增强。Mg~(2+)、Ca~(2+)、Na~+对乳状液的稳定性影响强度依次减弱,表现为对浓度、粒径和Zeta电位的作用效果依次降低。阳离子在原油液滴的表面吸附使液滴表面电荷密度和水化层厚度降低,液滴之间的范德华力增加,静电斥力减小,导致液滴相互碰撞和聚结的几率增加,乳状液失稳。

    2021年06期 v.36;No.191 30-36+43页 [查看摘要][在线阅读][下载 3639K]
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  • 海上油气田双层套管射孔穿透性能研究

    文敏;邱浩;毕刚;马楠;潘豪;侯泽宁;

    为保证海上油气田双层套管射孔穿透性,实现射孔完井产能最大化,基于双层套管射孔动态模型研究了射孔弹装药量、套管钢级、套管壁厚和水泥抗压强度等对双层套管射孔穿透性的影响。结果表明:在相同射孔弹类型条件下,射孔孔径随炸药量的增加而增加;金属粒子流射孔过程速度折减系数在0.48~0.62之间呈现小幅度波动状态;钢级对金属粒子流速度折减量影响较小;壁厚对速度折减量呈现正相关的影响。同时,利用研究成果,优选确定A7井满足工艺要求的双层套管射孔完井地面模拟试验的技术方案。

    2021年06期 v.36;No.191 37-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 3506K]
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  • 致密砂岩气藏有效渗流评价——以苏里格东区为例

    王静;金大权;马羽龙;王嘉新;张春阳;蒋丽丽;

    针对致密砂岩气藏渗流阻力大、储量难动用的问题,提出了用主流喉道半径、可动流体饱和度、启动压力梯度和应力敏感系数作为评价致密砂岩储层渗流能力的主要参数。渗透率小于0.1×10~(-3)μm~2的为Ⅰ类储层,主流喉道半径为纳米级别的孔喉空间,束缚水饱和度最高,启动压力梯度大于0.1 MPa/m,应力敏感系数大于0.09,在该类储层内难以形成有效渗流;渗透率大于0.1×10~(-3)μm~2的为Ⅱ类储层,主流喉道半径为亚微米级别的孔喉空间,可动流体饱和度大于35%,启动压力梯度小于0.1 MPa/m,应力敏感系数小于0.09,在该类储层内易形成有效渗流。最终基于渗透率、启动压力梯度和应力敏感系数,建立了研究区的渗流区域图版。

    2021年06期 v.36;No.191 44-49+81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1659K]
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  • 泾河长8裂缝性致密油藏渗吸吞吐可行性实验研究

    王振宇;王磊;汪杰;梁晨;聂法健;

    为论证裂缝性致密油藏通过渗吸采油方式补充能量、置换地层原油、提高采收率的可行性,以泾河长8油藏为研究对象,开展了衰竭采油、地层水吞吐及渗吸化学剂吞吐等实验,评价了不同开发方式下采收率、含水率随压力的变化情况。结果表明:渗吸剂吞吐实验采收率为36.95%,综合含水率25.02%,较衰竭采油、地层水吞吐提高了21.3%、12.89%。加入渗吸剂后,降低了油水界面张力和启动压力,改善了地层岩石润湿性,增强了渗吸作用及基质孔隙油水置换能力;渗吸吞吐在压降较小时仍有原油产出,突出了该方式对于裂缝性致密油藏开发的重要性。

    2021年06期 v.36;No.191 50-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1507K]
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  • 天然气水合物一维注热开采影响因素实验研究

    赵锦绣;关富佳;陈花;

    水合物热采实验中,注热水的速度与温度影响分解进程和水合物层的温度、压力分布。为了探究不同因素对水合物一维注热开采的影响,实验采用间歇注气的方法增量合成水合物,合成饱和度为40.2%的水合物,可保证水合物均一分布在一维填砂管的多孔介质中,使注热水过程中热水均匀推进。模拟注热开采实验结果表明,为了加快开采速度,在技术可行与安全生产范围内,可适当增大注热水的速度;升高注热温度也可加快分解进程,但也会降低能量利用率,因此应在一定范围内选择合适的注水温度;另一方面,相比于不同温度,不同速度下平均分解前缘移动速率变化幅度更大,即相比于热传导,对流换热对前缘移动速率的影响较大。

    2021年06期 v.36;No.191 56-61+68页 [查看摘要][在线阅读][下载 2854K]
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  • 裂缝性低渗油藏CO_2气窜规律分析方法及其应用

    王维;庞波;郭振华;

    针对裂缝性低渗油藏CO_2驱替后见效慢、见气后CO_2组分含量上升快等特点造成常规以总驱油效率、气油比和CO_2气体组分含量曲线划定的气窜规律难以有效指导现场生产实际的问题,提出了见气速率和见气阶段驱油效率两个评价指标;通过43℃油藏温度条件下长岩心CO_2驱替实验定量分析裂缝性低渗油藏CO_2气窜影响因素和水气交替、淀粉凝胶注入对CO_2气窜的抑制作用。研究结果表明:CO_2驱见气速率和见气阶段驱油效率随岩心渗透率、注入压差和渗透率级差的增大分别呈逐渐升高和先增后降的总体变化规律,且岩心渗透率为(5~10)×10~(-3)μm~2、注入压差约3 MPa和渗透率级差小于10为CO_2驱油的最佳条件;水气交替注入抑制CO_2气窜以渗透率级差约为50作为非均质界限,渗透率级差为5~50和100时,降低CO_2驱前缘推进速度幅度分别为35.26%~43.31%和5.28%、提高见气阶段驱油效果幅度分别为17.21%~25.21%和1.09%;淀粉凝胶体系抑制裂缝性低渗油藏CO_2气窜效果明显。

    2021年06期 v.36;No.191 62-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1835K]
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  • 电加热辅助水平井吞吐可行性与油井工艺设计

    吕柏林;吴永彬;佟娟;刘传义;李刚;卢迎波;邢向荣;

    针对国内稠油水平井吞吐常规区水平段动用平均不到50%,吞吐产油量和采出程度偏低,增产提效潜力大的现状,开展电加热辅助水平井吞吐可行性研究和加热工艺优化设计。首先选择了典型油藏参数建立油藏数值模型,在此基础上开展了不同改善水平段动用程度的新技术对比,优选了电加热辅助水平井吞吐的新方法,并对电加热协同注蒸汽关机机理进行表征,对油藏地质界限进行了多因素计算,对电加热油井工艺管柱结构开展了优化设计,并利用典型井组进行了生产效果预测。预测结果表明,采用电加热以后水平段动用程度从73%提高到89%,吞吐采收率提高8.1个百分点,油汽比提高近0.08,为水平吞吐井大幅提高采收率储备了关键技术。

    2021年06期 v.36;No.191 69-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 3486K]
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  • 含磷络合剂提高HPAM冻胶热稳定性机理

    陈亚东;李鹏;柴剑;李岗;曾慧勇;毛志强;陈立峰;

    研究了含磷络合剂(POP)对聚丙烯酰胺(HPAM)冻胶热稳定性的影响,考察了POP对HPAM黏度、重均分子量和第二维里系数的影响,通过红外光谱技术和核磁共振氢谱技术分析了POP与HPAM的反应机理和POP抑制冻胶失水机理。结果表明,POP能有效抑制冻胶失水,当POP质量分数为0.03%时,聚丙烯酰胺冻胶失水率最低。POP和HPAM发生交联反应生成C—O—P化学键,使得HPAM聚合物分子的重均分子量、第二维里系数和流体力学半径增加,HPAM冻胶的稳定性得到改善,失水率降低。

    2021年06期 v.36;No.191 75-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 2401K]
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  • 高温铬冻胶缓交联研究

    张涛;葛际江;刘子铭;杨凯;朱杰;

    铬冻胶成本低、配制简单,是目前最常用的堵剂之一。针对高温下不同水解度的聚丙烯酰胺做成胶液所配制的铬冻胶成胶时间短的问题,选择以AM-AMPS共聚物配制胶液,利用AM-AMPS共聚物高温下缓慢水解来延缓聚合物和乙酸铬的交联反应。研究结果表明,乙酸及纳米SiO_2可延缓该AM-AMPS共聚物的水解速度,有效延缓堵剂成胶时间;另外,纳米SiO_2可提高冻胶体系强度及其稳定性。最优配方为0.6%聚合物AM-AMPS+0.5%乙酸铬+0.5%乙酸+0.3%纳米SiO_2,100℃下的成胶时间为35 h,成胶后弹性模量为14.1 Pa, 100℃90 d脱水率小于0.5%,成胶后突破压力梯度达到5 MPa/m。

    2021年06期 v.36;No.191 82-88+102页 [查看摘要][在线阅读][下载 2056K]
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石油机械设备及自动化

  • 基于BAS-BP的钻井机械钻速预测模型

    李琪;屈峰涛;何璟彬;王六鹏;陈超凡;

    针对现有的机械钻速预测理论模型缺少对工程实际数据的应用而难以满足现场需求的问题,建立一种以人工智能算法与神经网络相结合的机械钻速预测新模型。首先,利用小波滤波方法对钻井现场实测数据进行降噪处理,并依据互信息关联分析优选机械钻速预测模型的输入参数,降低模型冗余。其次,利用天牛须搜索(Beetle Antennae Search, BAS)实现BP神经网络初始权值、阈值的优化,以此建立机械钻速预测新模型。最后,将建立的BAS-BP新模型与标准BP、PSO-BP及GA-BP等3种模型进行对比分析。结果表明:BAS-BP机械钻速模型预测值与实际测量值误差最小,同时具有良好的收敛性和搜索能力。

    2021年06期 v.36;No.191 89-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 3485K]
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  • 特低渗透油藏抽油决策优化模型

    宋新爱;刘天时;魏航信;李国玮;

    针对特低渗透油田单井产量低、抽油机能耗大及开采成本高等问题,研究基于径向基函数神经网络的抽油决策优化模型,以便对目前油田采用的间抽制度进行优化,实现高效节能开采。分析了一种基于开关磁阻电机的抽油机自动控制系统结构,建立三层径向基函数神经网络,提出网络隐含层节点中心动态自适应调整算法。研究了网络输出层权重自适应训练算法,用于对电机转速、阈值转速和停抽时间进行预测。采用Matlab进行仿真实验,在训练样本量为2 000、误差设置为0.000 1时径向基神经网络学习300次后达到收敛,并且相比于误差设置为0.000 5时的网络输出,在对100个测试样本进行测试时,电机转速、电机阈值转速和停抽时间预测值均更接近实际值。仿真结果表明,采用径向基函数神经网络优化抽油决策是合理可行的。

    2021年06期 v.36;No.191 96-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 2040K]
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  • 微电阻率扫描测井仪极板推靠机构研究

    宋红;张魁峰;张春琳;唐道临;任涛;

    为进一步提高微电阻率扫描测井仪推靠机构的传动性能,提出了一种无附加载荷,井壁对极板冲击更小的新型分动式推靠机构并对其自由度进行分析;运用矩阵解析法建立了微电阻率扫描测井仪推靠机构打开过程及测量过程的数学模型,获得了各构件的位置方程、速度方程及加速度方程。运用Adams仿真软件辅助分析并验证了该推靠机构的运动规律,为推靠机构结构参数优化奠定了理论基础。

    2021年06期 v.36;No.191 103-109+116页 [查看摘要][在线阅读][下载 1986K]
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  • 耐温铝合金牺牲阳极电化学特性研究

    何文江;陈作明;彭明兰;霍征光;雷博;周杰;王晨;吕祥鸿;

    通过对模拟工况环境中耐温铝合金牺牲阳极的电化学腐蚀行为和性能参数测试,探讨其在井筒环境中的适用性。结果表明:随着温度升高,耐温铝合金阳极自腐蚀电位明显负移,自腐蚀速率增大,在20、40、60和80℃时的自腐蚀速率分别为0.109 7、0.123 5、0.137 8、0.183 5 mm/a。耐温铝合金阳极在20、40、60和80℃条件下的活化电位分别为-1 108、-1 105、-1 082、-1 022 mV;工作电位则分别为-1 100、-1 080、-1 060、-990 mV,其值高于相应温度下的破钝电位,并且在高达80℃的条件下,工作电位也低于有效阴极保护电位,电流效率仍保持在70%以上。耐温铝合金阳极不仅能够提供良好的阴极保护效果,而且自腐蚀腐蚀速率较低。

    2021年06期 v.36;No.191 110-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 3198K]
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油气加工与储运

  • 稠油-水混输停运管线再启动力学响应特性研究

    赵海勇;王帅;陈龙;秦媛;魏紫滢;赵亚睿;张玥;苏春娥;

    为保障海洋稠油集输管线的安全停输与顺利启动,以旅大油田稠油为研究对象,利用Anton Paar Rheolab QC流变仪分析纯油及其稠油-水乳状液流变学特征与初始启动力学响应特性。通过自主研制室内环道再启动实验装置,测量停输管线在不同温度、不同启动流量工况下再启动压力的变化规律,将基于流变仪测试的再启动压力理论值与实测值相比较,评估其预测可靠性。流变实验结果表明:稠油乳状液初始启动应力随时间的变化可分为三个阶段,即启动应力上升阶段、衰减阶段、平衡阶段;启动温度、恒定剪切速率对启动应力的影响作用呈正相关。通过流变仪测量得到的启动应力可用于预测再启动压力,平均绝对相对误差为6.95%,其吻合精度较好。为解决海上无人平台稠油-水停输管线启动、置换自动化实施难题提供了理论依据与数据支撑,对海上高黏稠油管线停输再启动作业及管线设计具有指导作用。

    2021年06期 v.36;No.191 117-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 1609K]
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  • 气液两相螺旋流超声脉冲传播模拟及液膜厚度测量

    陈婧;许克军;刘小锋;孟佳;梁法春;

    气液螺旋流具有强化气液分离、提高换热效率等独特优势,在工业上应用广泛。液膜厚度是气液螺旋流关键参数,是研究环状流演化的基础,但传统的测量方法难以实现环状液膜厚度的非介入测量。基于超声脉冲界面反射原理,提出通过界面回波实现液膜厚度非介入测量的新方法。建立有限元模型对波动方程进行求解,模拟了高斯脉冲激励下超声波在气液螺旋环状流中的传播特性,获得了声压场以及脉冲回波随时间变化特征,并在气液两相流环道上开展了实验测量验证。研究结果表明,气液界面回波幅值明显大于固液界面,液膜厚度取决于气液界面和固液界面脉冲传播时间差。液膜厚度超声回波测量结果与介入式探针测量值吻合良好,最大测量误差小于3.0%。超声回波测量液膜厚度方法具有非介入、响应性快的优点,不受管壁材质的限制,为研究螺旋流液膜演化规律提供了新的手段。

    2021年06期 v.36;No.191 122-127+133页 [查看摘要][在线阅读][下载 2551K]
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计算机及新技术应用

  • 油田勘探开发云平台数据存储模型研究与实践

    谯英;李代先;周少丹;

    油田勘探开发过程中采集的数据越来越多,传统的Java EE技术已经不能满足油田勘探开发的业务需求。本文结合HDFS分布式文件系统,提出了基于Hadoop的云平台数据存储结构模型,实现油田勘探开发数据的统一存储、查询、灾备和预警等功能,大大提升多表联合查询效率、消除多个数据库间的数据孤岛等问题。以6×10~4多口注入井所产生的数据记录为样本实现18个分散的数据库快速查询和管理优化,查询和分析效率提升了3倍左右,数据分析的时间从开始的10 min压缩到5 s,数据查询所需时间为秒级。通过建立油田勘探开发数据多维分析模型,实现了对储层的参数预测、流体性质识别、岩性识别等方向的宏观管理分析,满足高效的分析需求。该模型具有安全可靠性高、数据处理速度快、扩展性好等特点。

    2021年06期 v.36;No.191 128-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 1239K]
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  • 不整合油藏建模数模一体化技术及其应用

    卢宁;刘浩杰;杨宏伟;孙以德;薄其众;张玉晓;夏建;

    现有开发技术条件下,不整合油藏标定采收率明显低于其他类型油藏,整体处于低采出程度开发阶段。针对不整合油藏储层发育特点及勘探开发难点,研究了不整合油藏网格系统设计方法,形成了一套精细油藏建模、数值模拟技术系列,包含多数据融合构造建模、随机模拟模型优选、动静结合物性建模、油水界面拟合技术,为不整合油藏构造落实、储层预测及剩余油精细挖潜提供技术指导。在林樊家油田L1块应用结果表明,该技术能够建立多资料统一、符合动静认识的实体油藏模型,剥蚀线位置和展布形态刻画更加精细,同时落实了储层非均质性和各小层储量。地质模型经巷道水平井验证,吻合率达100%,数模模型生产历史拟合精度达90%,可为后续井位部署和方案调整提供依据。

    2021年06期 v.36;No.191 134-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 2905K]
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