西安石油大学学报(自然科学版)

地质与勘探

  • 鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北部断裂体系的发现及地质意义

    冯保周;于长录;何太洪;王玉善;冯琦;刘永涛;常圆;

    针对鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北部上古生界气水关系复杂、探评井成功率低等问题,通过对伊陕斜坡北部的地震资料进行精细解释,发现这一地区发育复杂的断裂体系。研究表明:断裂走向主要分为EW、NW、NE这3组,正、逆及走滑断层均有发育,由南向北断裂逐渐趋于密集。分析其演化可划分为3个期次:Ⅰ期形成于海西期挤压作用,Ⅱ期形成于燕山期挤压作用,Ⅲ期形成于喜山期走滑拉张作用。结合钻探成果,认为断裂活动可改善储层物性、提供运移通道,控制上古生界低幅度构造圈闭,而后期改造形成的通天断裂对原生气藏具有调整分配或破坏作用。

    2022年02期 v.37;No.193 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 2000K]
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  • 西湖凹陷黄岩区深层低渗天然气藏差异聚集规律及成因浅析

    李文俊;段冬平;蒋云鹏;王伟;潘威;张伯成;

    针对西湖凹陷黄岩区“区域成藏、一层多藏”的天然气规模成藏与差异成藏现象,基于钻井资料、流体预测、断裂解析及低渗天然气藏运聚方式等分析,提出区内“翼部主运、核部调节”的天然气差异聚集特征。具体表现为:当构造核部小断层不发育时,核部为天然气汇聚优势区,易形成气藏富集区;当构造核部小断层较发育时,断层面附近易形成非渗透区,靠近深大断裂的构造翼部易形成气藏富集区。这种现象是先伸展后挤压的地质背景、背斜-似花状断裂构造及低渗储层天然气“体积流”充注富集共同形成的。黄岩区的油气评价应遵循“一核两翼、近断富集”的思路。

    2022年02期 v.37;No.193 9-15+72页 [查看摘要][在线阅读][下载 3094K]
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  • 鄂尔多斯盆地东缘盒4段气层低阻成因机理

    马遵敬;刘彦成;李辉;曹鹏飞;

    鄂尔多斯盆地东缘盒4段含气层普遍具有低阻特征,识别难度较大,且成因机理尚不明确,制约了储层产能评价和预测工作的开展。为实现盒4段致密气藏天然气高效开发,在总结该区低阻气层测井响应特征的基础上,基于岩心分析、地层水组分、测井、试气和生产资料分析,从宏观和微观两个方面入手,开展区内气层低阻成因研究。研究表明:该区低阻气层发育的主控因素有两个方面,宏观上主要由沉积作用和成岩作用从根本上决定储层的岩性、孔隙结构及地层水特征等,控制低阻气层的发育及分布;微观方面主要是因复杂孔隙结构引起高饱和度束缚水(毛细管水)而形成较好的导电网络导致低阻;此外,薄膜型的黏土矿物及金属矿物直接或间接增加导电性引起气层低阻,高矿化度地层水或泥浆侵入以及砂泥岩薄互层亦可引起低阻。

    2022年02期 v.37;No.193 16-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 2316K]
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  • 鄂尔多斯盆地X区铝土岩储层分析

    刘可可;付鑫;荣伟;万吉庆;蔺佳;蒋云鹏;

    为了明确鄂尔多斯盆地X区本溪组的铝土岩是储层还是盖层,以测井、录井、X衍射资料为基础,对铝土岩的成因、岩性、沉积环境、测井响应、储层物性及含气性进行表征。结果表明,铝土岩储层的硬水铝石矿物质量分数在80%以上,发育在封闭的滨浅海环境,可分为过渡期、静水期、强动荡期和弱动荡期4种不同的水动力环境,在强动荡期和弱动荡期下发育的铝土岩具备成为储层的条件。铝土岩储层呈现高伽马、高密度、高中子、低电阻和低声波时差的三高两低特征;发育良好的原生粒间孔隙网络,次生孔隙不发育,平均有效孔隙度0.17,渗透率在100×10~(-3)μm~2左右。试气结果表明,铝土岩具有良好的含气性,可作为特殊储层,具备工业开采价值。

    2022年02期 v.37;No.193 25-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 2366K]
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油气田开发与开采

  • 非均相驱油体系在多孔介质中流动行为影响因素

    刘文正;何宏;刘浩成;元福卿;陈晓彦;刘欢;马骁锐;陈丽君;

    针对非均相驱油体系在矿场应用过程中部分单元存在注入或者封堵效果不理想问题,通过填砂岩心驱替实验,研究了岩心渗透率、注入速度、体系中凝胶颗粒与聚合物质量比(干重)因素对非均相驱油体系在多孔介质中流动行为的影响。结果表明:非均相驱油体系在渗透率0.5~3.4μm~2的岩心中能顺利注入并形成有效封堵,封堵率可达82.5%以上。注入速度和体系中凝胶颗粒与聚合物质量比对非均相驱油体系流动特征影响较大,当注入速度优选为0.5~0.75 mL/min,质量比优选为0.5∶1~0.75∶1时,非均相驱油体系在多孔介质中兼具良好的注入性能和封堵能力。

    2022年02期 v.37;No.193 32-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1619K]
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  • 页岩气吸附实验中自由空间体积的变化及其对吸附的影响

    王瑞;雷虎林;吴繁华;刘壮;陈星;李永军;付美涛;

    选取页岩样品,并以煤样为对比进行了容量法等温吸附实验,建立了考虑吸附相和基质膨胀及压缩变形的自由空间体积和吸附量计算模型,以此讨论了自由空间体积在吸附过程中随吸附平衡压力的变化趋势及其对吸附的影响。研究表明:页岩气的容量法等温吸附实验中,随着吸附平衡压力的增加,因吸附相的存在引起自由空间体积持续减小并最终趋于恒定,吸附导致基质膨胀引起自由空间体积仅有微量减小,基质压缩引起自由空间体积持续增大;在三种机理共同作用下,随吸附平衡压力的增加自由空间体积持续减小,其后趋于恒定,并再有增大的趋势;自由空间体积的变化导致吸附量发生变化,其变化趋势与自由空间体积的变化趋势相反。

    2022年02期 v.37;No.193 39-44+58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1743K]
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  • 三塘湖盆地致密沉凝灰岩储层孔隙结构及流体可动性特征

    李帅;杨胜来;王爽;高鑫远;张政;焦宝;于家义;

    为探究三塘湖盆地条湖组致密沉凝灰岩储层孔隙结构、流体可动性及二者关系,对井下真实岩心开展了多项孔隙结构及流体可动性的测试实验。研究表明:致密沉凝灰岩由凝灰质、方解石和石英组成,基本不含黏土矿物。岩石孔隙类型包括构造缝、气泡状结构和基质微孔,其中基质微孔为主要的孔隙类型;岩石孔隙分布较为集中,分选性良好,分布最多的孔隙半径是0.063 0μm,但对渗透率贡献最大的孔隙半径是0.1μm,孔隙的毛管滞留效应明显。岩心平均可动流体饱和度为50.81%,可动孔喉半径下限和有效渗流孔喉半径下限分别为0.049 8μm和0.063 0μm。基质水驱可动压力梯度下限为7.25 MPa/m。致密沉凝灰岩储层流体可动性差的根本原因是储层孔隙尺度太小。

    2022年02期 v.37;No.193 45-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 2059K]
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  • 威远页岩气水平井压裂参数优化

    车明光;王萌;王永辉;宋毅;何封;董凯;阮峰;

    使用Petrel软件建立了威远20XHXX平台的三维地质模型,优化了页岩气水平井分段压裂参数。研究表明不同的压裂段长与射孔簇数有合理的匹配关系,而且存在最优的用液强度和加砂强度,随着压裂段长、射孔簇数的增加,需要合理调减水平井间距。针对威远页岩气水平井压裂,建议增加射孔簇数缩小簇间距,提高施工排量,不同压裂段长时采用优化的用液强度和加砂强度值。

    2022年02期 v.37;No.193 53-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1788K]
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  • 井下节流天然气井理论产气量及积液诊断方法

    赵润冬;

    针对井下节流天然气井需要通过判断井筒积液严重程度来优化采气工艺的情况,提出了一种计算井下节流气井无积液条件下的理论产气量,并与实际产气量进行对比来判断井筒积液程度的方法。假设气井无积液条件下,根据油套环空静气柱模型、油管Beggs&Brill管流模型,由油压、套压计算节流器进、出口压力;通过设定气井产气量,结合节流器进、出口压力和节流器嘴径计算得到理论产气量。将254组实际产气量与理论产气量的比值与套压降速率、产气量月递减率、泡排工艺实施比例及实施效果等数据进行对比。结果表明:当实际产气量与理论产气量的比值小于0.75时,井筒存在严重积液,诊断符合率为91.6%。

    2022年02期 v.37;No.193 59-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 2032K]
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  • 基于机器学习的页岩油藏合理焖井时间预测

    杨红梅;薛敏;杨泱;马磊磊;冯志强;

    针对页岩油藏焖井开发过程中,合理焖井时间难以确定、影响因素多、计算难度大等问题,开展了基于机器学习的页岩油藏合理焖井时间优化研究。基于Y区块268口压裂水平井物性与施工参数,进行了数值模拟合理焖井时间的循环优选计算,并生成机器学习数据集。利用支持向量回归、多变量线性回归以及多层神经网络方法,分别建立了合理焖井时间预测模型,输入参数包括11个主要物性与施工参数。测试结果表明,新模型计算的合理焖井时间具有较高精度,预测准确率最高可达到94%。通过对比可以得知,在该模型条件下,支持向量回归法的准确率明显高于其他两种方法,具有较高适用性。毛管力大小、入地液量以及原油黏度对合理焖井时间影响较大,相关系数分别为0.202,0.170和0.159,在焖井方案设计中应重点考虑。经过机器学习优化后,Y区块X-1生产井累产油增长了约8.5%。

    2022年02期 v.37;No.193 65-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1966K]
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  • 页岩储层天然裂缝剪切滑移特性实验研究

    石朝龙;陈军斌;王晓明;孙晨;

    为研究页岩储层天然裂缝剪切滑移特性,基于GCTS TRR-1000三轴力学系统,设计了注入流体和水力裂缝共同作用下的天然裂缝剪切滑移实验。实验结果表明:(1)天然裂缝在与水力裂缝相交前就发生了微小的剪切滑移(<0.02 mm),但此过程的剪切滑移是天然裂缝压实所致;裂缝相交后由于注入流体的作用天然裂缝发生破坏,进而产生剪切滑移,此过程剪切滑移量约为相交前的2~10倍。(2)天然裂缝的最大剪切滑移距离和峰值滑移速率随偏应力的增大而增大,较大的偏应力有利于天然裂缝产生剪切滑移。(3)天然裂缝起裂形式随围压的增大由张性向剪切过渡,张性起裂下裂缝峰值滑移速率高、最大滑移距离较小,剪切起裂方式下裂缝峰值滑移速率低、最大滑移距离较大,高围压下裂缝的剪切起裂更有利于裂缝的剪切滑移。(4)天然裂缝破坏前后裂缝面正应力和剪应力差随偏应力和围压的增大而增大,同时天然裂缝最大滑移距离又与裂缝面正应力和剪应力差正相关。

    2022年02期 v.37;No.193 73-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 2275K]
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  • 羧甲基多乙烯多胺黏土稳定剂的合成及防膨机理研究

    张小平;王京光;贾俊;陈磊;陈林皓;刘祥;

    以氯乙酸、二乙烯三胺、三乙烯四胺及多乙烯多胺等为原料合成了羧甲基多乙烯多胺黏土稳定剂,以合成的黏土稳定剂的防膨率为考察指标,通过单因素实验优化了羧甲基多乙烯多胺黏土稳定剂的合成条件。通过防膨实验、岩屑回收实验、耐冲刷实验、热重分析、激光粒度分析、XRD分析及扫描电镜分析等评价了羧甲基多乙烯多胺黏土稳定剂的防膨性能,阐述了其防膨作用机理。实验结果表明,经羧甲基多乙烯多胺处理过的膨润土与水处理过的膨润土相比粒径显著增大,层间距减小,表现出良好的抑制黏土矿物水化分散性能、防膨性能、耐温性能和长效性。合成的3种羧甲基多乙烯多胺黏土稳定剂中羧甲基三乙烯四胺的综合性能最好。

    2022年02期 v.37;No.193 81-86+117页 [查看摘要][在线阅读][下载 2195K]
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  • 石蜡含量与测温对W/O模型原油乳状液稳定性的影响

    李昱江;李传宪;赵芷琪;蔡巍;孙广宇;姚博;杨飞;

    通过原油物性测量、乳状液宏观稳定性测量与微观观察、油水界面特性分析等手段,研究了石蜡含量与测量温度对W/O模型原油乳状液稳定性的影响。结果表明,增大石蜡含量使得模型原油析蜡点升高但削弱了油相中沥青质稳定性;提高石蜡含量显著恶化模型原油流变性。测量温度显著影响乳状液稳定性:测量温度为30℃时(高于析蜡点),增大石蜡含量促进沥青质的界面吸附,降低油水界面张力并增强沥青质界面膜的强度,这有助于小水滴的形成且在一定程度上提高乳状液稳定性;测量温度为15℃时(低于析蜡点),增大石蜡含量促进了结构更强蜡晶网络的形成,该网络通过束缚水滴大幅提高乳状液稳定性。同时,石蜡含量最高(15%)的乳状液中水滴粒度最小且数量最多,可作为有效蜡晶成核剂促进水滴表面蜡晶颗粒膜的形成,该蜡晶颗粒膜也有助于提高乳状液稳定性。

    2022年02期 v.37;No.193 87-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 2767K]
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石油机械设备及自动化

  • 基于COMSOL软件的半线圈电磁远探测响应特性分析

    仵杰;胡静;云腾;

    传统电法测井仪器探测深度仅数米,无法满足井周数十米水平井地层边界识别的需求。传统的电磁远探测方法都是基于磁场进行计算的,本文利用半线圈所具有的远探测能力,同时测量电场强度和磁场强度,计算了仪器旋转角度、工作频率、线圈系源距、仪器距边界距离等因素对半线圈响应特性的影响。研究表明:半线圈对旋转角度反应敏感;半线圈接收的信号强度随源距的增大而单调减小,源距越小,接收信号强度越强,趋肤效应影响越小;半线圈信号强度随频率的增大呈先增大后减小的趋势;频率较小时,信号强度受源距的影响较小,频率较大时,信号强度受源距的影响较大,且信号衰减严重;半线圈探边能力优于全线圈,且半线圈衰减缓慢,半线圈工作频率为1 kHz时,源距对信号强度几乎没有影响,半线圈的探边距离均可达到30 m。通过计算分析半线圈在不同情况下的探测特性,设计最远探测深度可达30 m的仪器工作频率、源距,进一步分析仪器响应特性,为实际仪器设计和应用分析提供理论依据。

    2022年02期 v.37;No.193 95-101+124页 [查看摘要][在线阅读][下载 2211K]
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  • 一种用于石油化工厂环境下的仪表自动检测方法

    李伟;王飒;丁健刚;陈昊;肖力炀;

    针对石油化工厂中人工抄表导致的低效、高误差和成本高等弊端,以及仪表图像拍摄条件场景复杂等问题,提出了一种基于改进Faster RCNN模型的工业数字表检测方法。首先,在特征提取网络阶段对卷积层低层和高层的网络特征进行融合,提高模型对细粒度细节和小目标的敏感度;其次,结合SENet网络结构,使模型关注不同通道的重要程度,通过分配不同的学习权重来强化对目标的关注度;最后,利用RPN网络进行最后处理,提取出数字表图像的边界框位置信息。结果表明,本文提出的模型检测精度为97.3%,相对于传统目标检测算法来说能更精准地识别出数字表。

    2022年02期 v.37;No.193 102-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 2243K]
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  • 具有原位测量功能的井壁取心器液压系统设计及分析

    魏航信;周莹;郭英才;李博;吴伟;

    为实现新型带原位测量功能的取心器井下取心及原位测量的任务,设计了取心器液压控制系统。该系统设计了新型的切换模块液压回路,增加安全阀、双向节流阀、叠加式溢流阀,使切换液压缸入口压力平稳,避免了振荡现象。对钻进控制阀的静、动态特性进行了分析,并基于AMESim建立液压系统的仿真模型。仿真结果表明:钻进液压缸在0~10 s移动0.028 m, 23~50 s移动0.15 m,切换回路液压缸输入压力稳定在1.68 MPa,流量9.50 L/min,无压力波动,活塞杆移动平稳。因此,验证了液压系统设计的合理性和可靠性。

    2022年02期 v.37;No.193 110-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 2457K]
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  • 高温高压CO_2/O_2共存流体中N80钢腐蚀特性分析

    李臻;邱婕;周晓义;刘银磊;程嘉瑞;

    在高温高压釜中进行CO_2和O_2共存流动液体环境中N80油管钢的腐蚀实验,采用失重法测量腐蚀速率,扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)测试腐蚀表面形貌和成分的方法,得到N80钢在流动多元热流体中的腐蚀规律与形貌特征。实验结果表明:在CO_2和O_2共存环境下,N80钢腐蚀以均匀腐蚀为主伴有部分局部腐蚀,腐蚀速率呈现随温度的升高先快速增大后缓慢减小的趋势;200℃时生成的腐蚀产物以碳酸亚铁和铁的氧化物为主,该腐蚀产物膜更为致密,腐蚀速率更小;在CO_2和O_2共存环境下相比于介质中仅含CO_2或O_2环境下N80钢的腐蚀程度更严重。

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计算机及新技术应用

  • 抽油速度控制模型构建与应用方法研究

    刘天时;娄焕莉;高星玥;

    抽油成本控制对油田开采具有重要意义,尤其对处于低渗透或超低渗透状态的油井更是如此。为此,本文针对油田生产中的成本控制问题,通过分析影响油田油井效益的产油收益、用电成本等相关因素,获得单井效益关系。结合周期平均泵效与平均沉没度关系,构建周期平均沉没度与最佳转速匹配模型。在此基础上,进行应用方法研究与误差分析。结果表明,在周期平均沉没度误差不超过1%的前提下,获得的最佳转速相对误差小于0.73%。

    2022年02期 v.37;No.193 125-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 1756K]
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  • 自注意力SRGAN在岩石CT图像超分辨中的应用研究

    朱联祥;郑逸;

    针对图像采集设备和地质环境等因素导致的岩石显微图像普遍存在分辨率低,图像细节不清晰等问题,本文基于SRGAN和自注意力机制,对生成网络和判别网络进行调整,并在损失函数中结合岩石显微图像的孔隙度特征,提出一种岩石显微图像超分辨率重建算法。在4倍放大因子下,通过实验对岩石显微图像数据集DRSRD1_2D进行了测试。结果表明,本文所提算法在重建图像的峰值信噪比(PSNR)指标方面有显著改善。与SRGAN算法相比,在运行相同轮数的情况下,重建结果的边缘细节更清晰且亮度信息更准确,能更好地表达图像的高频特征。

    2022年02期 v.37;No.193 131-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 2228K]
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  • 一种基于绝对单向技术的数据湖设计方法

    梁怿;李佳鹏;王洪钧;赵恺锋;姚东;秦华;

    为了解决目前天然气管道领域中各系统互相独立、数据一维片面化造成的难以进行智能化分析的问题,提出了基于绝对单向技术的数据湖设计方案。方案在物理层采用了单向载体,对链路层和网络层协议的工作方式进行了调整,设计了基于UDP的单向传输协议,基于改良的Reed-Solomon算法增强了传输的可靠性,基于服务器安全策略提升了传输的安全性。测试和应用结果显示:(1)方案可靠性高,数据刷新率在大于1.8 s时的丢包率低于10~(-5);(2)方案安全性强,2次渗透测试均未发现框架层面的安全性问题;(3)基于单向技术传输而来的数据稳定性强,可以满足数据湖运行的需要。结论认为:基于绝对单向技术的数据传输方案解决了智慧管网数据湖建设时对不同来源数据进行汇总过程中的安全性问题,方案值得推广应用。

    2022年02期 v.37;No.193 138-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1804K]
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