西安石油大学学报(自然科学版)

地质与勘探

  • 武威盆地北部儿马湖凹陷石炭系古环境分析

    刘洪军;杜治利;陈夷;田娅;张蓬勃;王凤琴;

    以武威盆地北部儿马湖凹陷武地1井为基础,主要依据暗色泥页岩及细砂岩中主微量元素的组成特征,结合暗色泥页岩生物标志化合物组成及地球化学参数,分析研究区上石炭统靖远组、羊虎沟组和太原组的古沉积环境特征。结果表明:研究区上石炭统时期为典型的温暖湿润气候,水体性质以微咸水-半咸水为主,属弱氧化-弱还原过渡型沉积古环境,泥岩沉积时期古生产力条件良好且其沉积速率较快。在弱氧化-弱还原的水体条件中,较快的沉积速率使大量有机质未氧化而直接被保存在沉积物中,促进了有机质的富集。

    2022年01期 v.37;No.192 1-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 4254K]
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  • 苏里格气田密井网区辫状河心滩刻画

    范文田;文静;单敬福;王志章;王涛;

    心滩是辫状河的骨架砂体,是苏里格气田的主要成藏单元。为了在砂体中准确识别心滩,判断心滩的发育规模及影响因素,以苏里格气田苏X加密区块为例,在明确沉积类型及地层精细划分的基础上,利用河道砂厚中心连线法、单一河道分界标志、心滩测井相分异法,借鉴国内外学者对典型河流沉积的研究成果,解剖与研究区沉积环境相似的现代沉积和野外露头,对钻遇心滩进行识别,对未知心滩进行预测,最终完成整个研究区心滩的刻画。结果表明:研究区心滩在平面上可以分为头部、尾部、翼部、核部4部分。判定研究区心滩的长宽比约1.3∶1~1.6∶1,心滩长厚比约80∶1~135∶1,宽厚比约60∶1~85∶1,心滩长度为300~700 m,宽度为240~450 m。在心滩形成演化过程中,心滩发育的规模可能受河道的弯度指数控制,河道弯度指数越大,心滩的规模越小。

    2022年01期 v.37;No.192 14-22+43页 [查看摘要][在线阅读][下载 2445K]
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  • 致密砂岩气藏地层水地球化学特征——以天环坳陷北段上古生界为例

    高阳;陈姗姗;高阳;吴德海;贾鹏;黄福喜;范晶晶;刘策;

    采用砂岩岩石铸体薄片、扫描电镜等方法对地层水赋存介质特征进行研究,通过常规离子浓度测试结果分析地层水的地球化学性质,探讨储层岩石学特征、成岩作用与地层水地球化学性质之间的成因联系,揭示天环北段上古生界山1—盒8段致密砂岩气藏地层水地球化学特征、成因及其地质意义。结果表明:(1)地层水为CaCl_2型,Cl~-、Na~+和Ca~(2+)是主要的离子类型,其浓度控制了地层水总矿化度,具有Ca~(2+)富集、Mg~(2+)和Na~+亏损特征;(2)地层水地球化学性质与成岩作用密切相关,浓缩作用是影响地层水矿化度的主要因素,火山岩岩屑溶蚀是Ca~(2+)富集的主要原因,方解石白云石化和高岭石绿泥石化是Mg~(2+)亏损的主要原因,Na~+来源不足和吸附作用是Na~+亏损的主要原因;(3)地层水具有低钠氯系数、高变质系数和低镁钙系数特征,变质程度高,表明水岩作用强烈,为较封闭的水体环境,有利于天然气藏的保存;(4)地球化特征的成因决定地层水地球化学参数与储层质量的关系,高渗透率砂岩的地层水中以Ca~(2+)含量低、Mg~(2+)含量高为主要特征,具有较低的变质系数和较高的镁钙系数。

    2022年01期 v.37;No.192 23-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 2085K]
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  • 论复合型花状构造

    贾红义;汤梦静;

    中国东部新生代陆相断陷湖盆沉积盖层广泛发育"负花状"构造,地质成因复杂多样。本文就惠民凹陷发育的两种复合型花状构造进行探讨。研究发现,地震剖面上表现形式相类似但其地质成因机制却有着本质的差别。基于地球物理资料及大量研究成果,通过构造的几何学、运动学特征深入剖析和古地质构造恢复,认为复合型花状构造发育受控于其所在的构造部位、局部应力场变化情况、断裂活动强弱转化过程、地幔物质上涌引起的底劈拱张、沉积压实及岩石力学性质和坡度被动变形等地质因素。惠民凹陷临北断阶带发育的垒背花状构造是古近纪应力场发生转换、多期断裂与断陷构造活动相叠加的结果。盘河隆背花状构造受控于沙四段沉积晚期基底卷入型的底辟隆升作用,与中央隆起带的持续活动有关。基于本文讨论,两种构造样式可统一划归为似花状构造,属复合型构造样式。由此提出走滑构造体系判识问题并引发思考与讨论。

    2022年01期 v.37;No.192 34-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 3328K]
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油气田开发与开采

  • 水化作用下页岩微观孔隙结构伤害特征

    余致理;郭高峰;余恒;李庆;张艳玲;

    为明确压裂过程中水化作用对页岩微观孔隙结构的伤害特征,选取渝西地区龙马溪组页岩,通过扫描电镜、低场核磁共振和单黏土矿物水化实验,在对比蒙脱石和伊利石的单矿物水化特征的基础上,研究了页岩T_2谱分布变化特征,并建立了水化伤害程度评价指标,定量分析了页岩水化过程中微观孔隙结构的伤害特征。研究结果表明,黏土矿物水化后,易于在晶体表面形成水化膜,降低了岩石骨架颗粒间的引力与胶结强度,造成颗粒松动、脱落和运移。蒙脱石水化后的膨胀体积、膨胀应力和线性膨胀率均大于伊利石,其中应力膨胀的滞后性是导致微观孔隙结构变化的主要原因。水化伤害程度随浸泡时间的增加先快速增加后趋于稳定,而水化作用下的微裂缝则扩展延伸后趋于闭合。

    2022年01期 v.37;No.192 44-50+100页 [查看摘要][在线阅读][下载 2247K]
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  • 裂缝性页岩油储层三维数字岩心电阻率模拟

    赵岩龙;李星宇;方正魁;张永安;张明科;代星;

    根据吉木萨尔页岩油储层岩样的扫描电镜(FIB-SEM)图像,通过BP神经网络分割方法得到页岩的孔隙、微裂缝结构信息,进而利用改进四参数随机生长法和二维分数布朗运动模型重构了精细的、具有裂缝-基质孔隙双重介质的页岩三维数字岩心,并采用有限元方法对其模拟计算了不同裂缝参数下的有效电阻率,最后分析了不同的润湿性以及裂缝排列方式条件下数字岩心电阻率的变化规律。研究结果表明:微裂缝不同参数的变化能够引起岩石某方向视电阻率的不同程度变化,岩石电阻率与含水饱和度在多种裂缝排列方式下各自存在指数关系,同含水饱和度情况下亲水岩石电阻率更小,且亲水岩石电阻率与含水饱和度函数关系式参数的骤减比亲油状态下更显著。

    2022年01期 v.37;No.192 51-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1870K]
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  • 不同驱替方式下复模态微观孔隙原油动用规律——以克拉玛依油田530井区八道湾组油藏为例

    张菁;谭锋奇;王晓光;秦明;黎宪坤;谭龙;

    通过一系列室内物理模拟驱油实验,结合微米CT扫描结果,对克拉玛依油田砾岩油藏水驱与聚合物驱的微观孔隙原油动用规律及剩余油分布特征进行研究。结果表明:水驱主要动用大于20μm孔隙的原油,对小孔隙原油的动用程度比较低,水驱后剩余油主要以连片状分布为主,赋存在小于20μm的孔隙中,水驱油效率为41.4%;聚合物驱主要动用8~20μm孔隙中的原油,对小孔隙原油的动用程度比较高,聚驱后连片状剩余油大量减少,主要以孔隙角隅状剩余油为主,赋存在小于10μm的孔隙中,聚合物驱油效率达到79.4%。在水驱油的基础上可以将油藏采收率提高38%。聚合物驱对水驱后小孔隙原油的有效动用是提高油藏采收率的主要方式,成为注水老油田稳产增产的重要技术手段。

    2022年01期 v.37;No.192 58-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 2199K]
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  • 自然曲线井眼轨道设计模型及反演求解方法

    刘珊珊;赵亦朋;王小秋;汪志明;

    针对自然曲线模型复杂度较高,无解析解,需要求解复杂的隐式方程,容易遇到迭代发散的问题,重点探讨两种约束条件下的自然曲线反演求解算法,设计了稳定的迭代求解流程,并根据坐标增量求解新的井斜角,通过迭代计算快速确定最终结果。为确保计算过程的稳定性和计算结果的可靠性,计算过程中针对模型求解过程中可能出现的除以零的特殊情况,在特殊临域内采用极限值代替数值计算。将该算法的计算结果与国外知名的商业软件计算结果进行对比,评价计算的精度。结果表明:对于定点问题,该算法在相同条件下,计算结果与约束条件误差为2.0×10~(-5),商业软件的误差为1.13×10~(-3);对于垂深对齐问题,该算法和商业软件在1.0×10~(-5)精度范围内无误差,精度一致。

    2022年01期 v.37;No.192 66-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1819K]
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  • 碳酸盐岩油藏线性复合试井分析模型及其应用

    郑强;王言;王宁;郑玮鸽;杨安兴;雷常友;

    针对多个区域表现为条带状沉积特征的北特鲁瓦碳酸盐岩油田的渗流规律难以准确描述问题,建立了一种碳酸盐岩油藏线性复合试井分析模型。利用点源函数理论、傅里叶变换等方法,求解得到内外区都为均质的线性复合井底压力解,并引入一种均质油藏压力解与双重介质油藏压力解的简单转换方法,得到碳酸盐岩油藏线性复合井底压力解。典型曲线分为9个主要的流动段,并进行了参数敏感性分析。将研究成果应用于北特鲁瓦碳酸盐岩油田某区块的实例井,分析试井曲线并对其进行解释,表明该井处于内区与外区物性差别较大的线性复合区域,解释参数与已有的生产资料基本一致。该模型可以较为准确地描述具有条带状沉积特征的碳酸盐岩油藏的渗流规律,可为该类油藏的试井分析提供一定的理论依据。

    2022年01期 v.37;No.192 73-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1933K]
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  • 不同饱和度的天然气水合物注热开采动态实验研究

    关富佳;林怡菲;陈花;梁树荣;

    天然气水合物(NGH)的饱和度与水合物藏绝对渗透率(流动性)、产气能力及毛管压力存在极大的相关性,从而影响水合物分解的进程、含水合物层的温度、压力分布及产气规律。本文基于我国实际天然气水合物藏的饱和度分布情况,为减少由于水合物渗透率过小而造成的流体流动性差所产生的影响,通过室内水合物生成动力学装置,采用间歇注气方法合成20%~30%、30%~40%、40%~50%3组不同饱和度的水合物样品,并展开了注入流速为6 mL/min,注入温度为60℃的一维填砂管注热开采实验。实验结果表明,分解前缘、热前缘和注入热水前缘是3个不重叠的概念,由于热传导与对流换热的影响,以入口端为起点由前往后依次是热前缘位置、分解前缘位置、注入热水前缘位置;饱和度越大,热量损耗越大,注入热水温度较初始温度下降幅度越大,此时注入流速越接近分解前缘平均移动速率;累积产气量与完全分解所需时间随着饱和度的增加而增大,平均产气速率受两者的影响,先增大后减小,且随着饱和度的增大水合物藏渗透率减小,热量损耗变大,进而影响产气速率。

    2022年01期 v.37;No.192 80-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 2090K]
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  • 渗透率及压力梯度对特低渗储层油水相渗曲线的影响

    张晶晨;王秀宇;王凤鸣;

    为了研究特低渗储层油水渗流关系及其影响因素,以冀东油田特低渗透油藏为研究对象,通过非稳态法获得了不同渗透率岩心在不同驱替压力梯度下的相对渗透率曲线及驱油效率。研究表明:随岩心渗透率升高,束缚水饱和度和残余油饱和度降低,等渗点处和残余油状态下的水相相对渗透率降低,油相相对渗透率曲线随含水饱和度增加而下降的趋势放缓,油水之间干扰作用降低,两相同流区拓宽,驱油效率大幅度升高;随压力梯度升高,束缚水饱和度和残余油饱和度降低,等渗点处和残余油状态下的水相相对渗透率升高,油相相对渗透率曲线上升且随含水饱和度增加而下降的趋势变缓,等渗点含水饱和度右移,油水两相渗流能力增强,两相同流区拓宽,驱油效率升高。

    2022年01期 v.37;No.192 87-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 2046K]
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  • 镇北油田高碳蜡原油采输清防蜡实验研究

    朱广社;赵海勇;鄢长灏;王帅;李建中;张发旺;陈龙;赵亚睿;

    为有效抑制高碳蜡原油井筒内壁蜡沉积,确保采输过程安全高效,以镇北侏罗系高碳蜡区块为研究对象,对油样析蜡点、SARA组分、蜡样熔点及碳数进行分析,评价现有清蜡剂的适应性,优选耐高温、耐高矿化度微生物嗜蜡菌,研制新型固体防蜡剂并进行现场试验。结果表明:侏罗系高碳蜡原油凝点高、胶质沥青质含量低,蜡样均为饱和烃,碳数在C_(25)以上,属高碳微晶蜡,易形成稳固三维结构而发生严重蜡沉积;其CX-3清蜡剂溶蜡速率为0.91 g/min,效果最优且适用多数区块;嗜蜡菌对原油的凝固点和含蜡量均有降低作用,且对润湿性也有较显著影响;新型固体防蜡剂合成正交试验的加量为0.5%时,防/溶蜡剂A、B、C质量比为8∶1∶1,其防蜡率最高,可达88.31%,现场试验表明清防蜡效果显著。在同类结蜡井中具有推广应用价值。

    2022年01期 v.37;No.192 93-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 2068K]
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  • 棒状柱塞气举液体漏失模型研究

    师浩文;刘捷;罗威;丁晔;李锐;廖锐全;

    在柱塞气举工艺举液过程中,由于管柱与柱塞间存在间隙,在速度、压力及气体滑脱等影响下必然会引起液体漏失,掌握其漏失规律对提高举升效率具有重要意义。根据柱塞与管壁间隙微元体受力平衡分析得到液体漏失的数学模型,针对柱塞自身结构特点,结合垂直管段柱塞举升模拟实验对模型进行修正,确定了棒状柱塞的漏失修正系数,建立棒状柱塞气举液液体漏失模型。将该模型的计算结果分别与Lee&Mower实验结果和不同井斜角柱塞气举液体漏失实验结果进行对比分析,计算误差均在±10%以内。误差分析结果表明,建立的棒状柱塞漏失模型在垂直井和大斜度井都具有较强的适应性,对棒状柱塞气举工艺参数的优化设计具有重要的指导意义。

    2022年01期 v.37;No.192 101-106+136页 [查看摘要][在线阅读][下载 2160K]
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石油机械设备及自动化

  • 钻机绞车行星传动轮系的粒子群法优化设计

    彭勇;王涛涛;梁庆荣;谢冬;

    钻机绞车行星传动常常用于海洋钻井平台,但是由于常规设计体积庞大,使得其在海洋钻井平台上使用受限。建立了钻机绞车行星传动体积、传动效率和传动重合度3个分目标优化函数,并采用无因次处理和增加权重因子的方式得到多目标总优化函数。以齿面接触强度、齿根弯曲强度和配齿条件等为约束条件,利用粒子群法和序列二次规划法,通过MATLAB编程实现了优化设计。分析了不同权重系数对各分目标函数的影响,对比粒子群算法和序列二次规划法的优劣。结果表明:粒子群法综合优化结果优于序列二次规划法,权重系数的分配影响分目标函数的优化结果,优化后的钻机行星传动轮系体积大大减小,传动效率和传动重合度也有所提高。

    2022年01期 v.37;No.192 107-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1973K]
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  • 一种新型双曼尼希碱酸化缓蚀剂的研制及其作用机理

    陈安德;刘峰;马建东;王亮;田力;赵太萍;吴亚;张科良;

    利用乙醇胺与4,4′-二乙酰基二苯醚、甲醛之间发生曼尼希反应,得到了一种新型的双曼尼希碱型酸化缓蚀剂MM-1。通过对其进行复配获得了最佳配方为:20%MM-1缓蚀剂主剂,7%BAA,3%OP-10,8%炔醇A。新型曼尼希碱酸化缓蚀剂在酸溶液中分散性优异,不发生沉淀和分层。通过电化学法分析发现:MM-1缓蚀剂是一种抑制阳极反应型缓蚀剂;可在金属表面均匀稳定地吸附膜层,且不改变溶液性质;通过吸附热力学发现这种缓蚀剂在N80钢片表面形成化学吸附且符合Langmuir吸附模型;通过扫描电镜和电子能谱分析发现,缓蚀剂分子可吸附在钢片表面且形成完整、致密的吸附膜,保护金属免受腐蚀介质的腐蚀。

    2022年01期 v.37;No.192 114-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 2319K]
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  • 基于多分量电磁远探测仪的井旁裂缝特性研究

    仵杰;云腾;胡静;

    裂缝的储存特性是电磁探测中必须考虑的因素,针对常规电磁感应探测在裂缝中会出现分辨率过低的现象,本文采用多分量电磁远探测仪器对裂缝的响应特性进行研究。利用COMSOL软件计算分析裂缝张开度、裂缝的空间位置、裂缝俯仰角、裂缝方位角以及发射频率对多分量电磁远探测响应特性的影响。数值模拟结果表明,在远探测感应仪器的X/Y双线圈系结构下可以准确地反映裂缝的响应特性;裂缝张开度越大,响应特性越明显;裂缝与仪器距离越近,响应特性越明显;仪器可以清楚地探测到裂缝的张开度和空间位置;仪器的发射频率对电磁远探测响应特性没有明显的影响;多分量电磁远探测仪器可以准确探测裂缝的方位角和俯仰角。研究结果为井旁裂缝模型的建立及多分量电磁远探测仪器特性研究提供了理论依据。

    2022年01期 v.37;No.192 122-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 2488K]
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  • 一种非接触式的凝胶物理特性分析方法

    李杰;高炜欣;王杠杠;

    凝胶是一种常见的化学堵水物质,其化学性质稳定,价格便宜。针对凝胶力学特性分析的仪器大多为接触式仪器,或过于笨拙,或操作过于繁琐,为此提出一种非接触式的凝胶物理特性分析方法。该方法根据凝胶在毛细管中移动的基本特征,首先对凝胶图像进行针对性预处理,然后采用一种广度搜索的自适应阈值分割方法,得到精准的凝胶凹液面,进而对凝胶的动态力学性质进行计算与分析。实验表明,运用该方法分析凝胶的力学特性,平均误差率低于1%,具有较好的准确性和鲁棒性。

    2022年01期 v.37;No.192 129-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 2383K]
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  • 基于激光扫描视觉三维建模的井筒可视化检测技术

    姚强;王志兴;杜旭;严正国;阚绍佑;杨琨;

    为保证油气井的安全生产,需要准确掌握套管的损坏状况。采用线结构光视觉检测的原理,提出了一种基于激光扫描、视觉三维建模的井筒可视化检测方法。利用环形激光器扫描井筒,井下摄像机记录扫描结果,通过视频处理技术识别扫描结果,提取井筒特征参数,建立了三维数字化井筒模型。该方法缩短了仪器长度,采用非接触测量,解决了仪器容易遇阻的问题,降低了作业成本,提高了检测精度和径向分辨率。仿真实验结果表明:该方法的理论精度为0.245 mm,建立的三维井筒模型更加精确。为有效检测套管的损坏状况提供了一种新的检测方法。

    2022年01期 v.37;No.192 137-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 2265K]
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