西安石油大学学报(自然科学版)

油气田勘探与开发

  • ABAQUS中不同断层带的煤层地应力场反演

    孔鹏;任广聪;薄海江;马新仿;刘羽欣;高海滨;

    对断层带的处理方式不同,会引起沁水盆地柿庄南区块地应力分布计算结果的差异,为研究断层带的不同处理方式带来的影响,基于柿庄南区块实际地质参数,使用ABAQUS有限元分析软件分别建立单一性质断层带、过渡断层带、粘结单元断层带的煤层有限元数值模型,通过对工区施加载荷平衡地应力的方法计算地应力大小和方向分布,并对比2口实际井的地应力参数来确定计算结果精确度。研究结果表明:目标井well 1过渡断层带的计算水平应力差误差最小,为0.12 MPa,粘结单元断层带次之,为0.25 MPa,单一断层带的计算水平应力差值误差最大,为0.34 MPa;目标井well 2单一断层带的计算水平应力差误差最小,为0.35 MPa,粘结单元断层带次之,为0.38 MPa,过渡断层带的计算水平应力差值误差最大,为0.49 MPa。well 1和well2的粘结单元计算水平应力方向最准确,单一断层带次之,过渡断层带的计算水平应力方向偏差最大。使用ABAQUS有限元软件计算煤层地应力分布时,同时应考虑地应力大小和方向误差,将断层视为裂隙,通过粘结单元建立断层模型,计算结果更为准确。

    2022年03期 v.37;No.194 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1583K]
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  • 黄河口凹陷烃源岩有机地球化学特征分析

    王松;王飞龙;陈容涛;程付启;刘梦醒;

    为了揭示黄河口凹陷不同层段烃源岩供烃潜力,利用8 000余组总有机碳、岩石热解、氯仿沥青“A”、有机元素、镜质体反射率等数据,对12个层段的有机质丰度、有机质类型和成熟度进行分析对比。研究发现,沙三中、沙三下亚段有机质丰度最高,达到极好烃源岩标准;沙一段、沙二段、东三段、沙三上为好烃源岩;沙四-孔店组、东二下亚段、东一段为中等—差烃源岩,东二上亚段、明化镇组与馆陶组未达到烃源岩标准。黄河口凹陷烃源岩有机质类型总体偏腐殖型。其中,沙三中、沙三下、沙一—二段、东三段相对较好,沙三上、沙四-孔店组、东二上、东二下有机质类型普遍较差,主要是Ⅱ_2—Ⅲ型。沙四-孔店组烃源岩整体处于成熟—高成熟演化阶段,沙河街组烃源岩整体处于生油窗范围,东营组烃源岩处于未熟—低熟阶段。综合有机质丰度、有机质类型和成熟度指标认为,沙三中、沙三下烃源岩最优,沙一二段、沙三上、沙四-孔店组烃源岩次之,东营组还不能大规模供烃。

    2022年03期 v.37;No.194 9-15+26页 [查看摘要][在线阅读][下载 1557K]
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  • 二连盆地伊和乌苏凹陷变质基底特征及其石油地质意义

    刘瑛;刘护创;王文慧;赵春晨;陈治军;

    伊和乌苏凹陷是二连盆地西南缘勘探程度较低的凹陷之一,凹陷洼槽区钻探的Y2井在1 619~2 342 m钻遇大套变质岩。为搞清伊和乌苏凹陷的变质基底成因以及油气勘探潜力,对Y2井变质岩岩石学特征、地球化学特征、锆石U-Pb年代学特征以及伊和乌苏凹陷结构进行系统分析,研究结果表明:(1)Y2井变质岩岩性为白云母石英片岩、方解石英岩,变质程度低-中等,母岩为粉砂质泥岩或页岩。(2)变质岩表现为富Al_2O_3、K_2O特征,w(Cr)/w(Zr)值为0.309,w(Sr)/w(Ba)值为0.177,Sr表现出明显负异常,稀土元素质量分数在(La/Yb)_N与ΣY交汇图版上落在沉积岩或钙质泥质岩区。(3)变质岩的锆石U-Pb测年年龄可划分为3组(250.0±10.0 Ma、402.1±2.2 Ma、大于1 064 Ma),第一组变质成因的锆石年龄对应的地层时代为晚二叠世,代表地层为晚二叠统或更老地层。(4)相对于邻区凹陷,伊和乌苏凹陷沉积缺失侏罗系、阿尔善组一段-三段及部分阿尔善组四段,目的层厚度小,中生界埋深浅,凹陷发育时期晚。伊和乌苏凹陷石油地质条件较差。

    2022年03期 v.37;No.194 16-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 2269K]
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  • 致密储层隔夹层建模——以七里村油田柴上塬区长6段为例

    汪洋;汤延帅;高建武;姜锐;

    为了识别致密储层隔夹层、认识其发育规律、优选建模方法及变差函数,以七里村油田柴上塬区长6段为例,综合岩心、测井、录井、薄片等资料分析研究区隔夹层类型、沉积特征以及分布特征,结合压汞、测井等资料确定隔夹层的岩电特征及判别方法,分析密井网条件,优选致密储层隔夹层建模中的变差函数,最后采用密井网测井资料验证建模结果的准确性。研究结果表明,研究区主要发育泥质隔层及泥质、钙质、物性夹层,采用自然伽马、自然电位、声波时差、电阻率测井曲线可以有效区分夹层性质,结合实际地质论证的建模方法与变差函数特征值使建模结果更加符合实际地质情况。

    2022年03期 v.37;No.194 27-33+43页 [查看摘要][在线阅读][下载 2451K]
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  • 伊拉克A油田Asmari组碳酸盐岩储层天然裂缝发育特征与主控因素

    董少群;孙福文;何娟;孙福亭;曾联波;杜相仪;

    为明确伊拉克A油田渐新统—下中新统Asmari组碳酸盐岩储层天然裂缝发育特征,综合岩心、铸体薄片、常规测井、成像测井、三维地震等资料,剖析研究区裂缝成因类型、分布特征、形成期次及主控因素。结果表明,Asmari组天然裂缝按地质成因可以分为构造裂缝和非构造裂缝。其中,构造裂缝是该地区天然裂缝的主要类型。构造裂缝以高角度剪切裂缝为主,为三期构造应力作用形成,走向多为NNE-SSW和NNW-SSE向,也可见部分NWW-SEE、NEE-SWW走向的裂缝;非构造裂缝主要有缝合线、层理缝、溶蚀裂缝、收缩裂缝等。研究区天然裂缝的发育程度主要受沉积、成岩、构造作用的影响。裂缝发育的基础是岩性,白云岩中裂缝最为发育,灰岩次之,碎屑岩、膏岩发育最弱。裂缝发育的饱和程度由层厚控制,地层厚度越小,裂缝密度越大。在成岩过程中,压实和压溶作用、胶结作用、溶蚀作用都会影响裂缝的发育。断层和地层变形程度控制相关裂缝分布。

    2022年03期 v.37;No.194 34-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 2033K]
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  • 基于恒速压汞和核磁共振测井的低孔低渗储层变胶结指数确定方法

    张建升;许赛男;齐奕;时新磊;

    针对低孔低渗储层中胶结指数变化导致储层含油气性难以准确评价的问题,提出了基于孔隙结构的孔隙-喉道单元组合导电模型,综合考虑孔隙和喉道对岩石电性的不同影响。模型显示,在低孔低渗储层中,胶结指数是一个受控于喉道半径、孔隙度和渗透率的参数。利用恒速压汞和核磁共振测井资料,获得不同深度地层的喉道半径,结合核磁孔隙度和渗透率数据,计算出连续的胶结指数m。结果表明,利用恒速压汞和核磁共振资料可以计算出低孔低渗储层的m值,提高了该类储层含油饱和度的计算精度。

    2022年03期 v.37;No.194 44-48+57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1490K]
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  • 吉木萨尔油页岩限流压裂孔眼摩阻优化方法

    吕雯静;孙正龙;刘博文;周航;周福建;王博;

    基于有限元方法和内聚区模型,建立了三维流固全耦合段内多簇裂缝竞争扩展模型,研究了孔眼摩阻对多裂缝竞争扩展的影响规律。研究结果表明,优化单簇射孔数目,能够有效平衡段内簇间差异,实现各簇裂缝间均衡进液;吉木萨尔油页岩水平井段内6簇压裂,缝间距10 m时,孔眼摩阻设计为5.0 MPa;缝间距20 m时,孔眼摩阻设计为2.5 MPa。

    2022年03期 v.37;No.194 49-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1778K]
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  • 渤海砂岩油藏低矿化度水驱规律与机理实验研究

    辛晶;刘汝敏;王涛;田苗;刘东;李敬松;李辉;

    为了论证渤海砂岩油藏低矿化度水驱的可行性,基于该油藏储层岩石及流体特征,开展低矿化度水驱规律与机理研究。结果表明:低矿化度水驱促进砂岩表面向水湿方向转化,进而提高原油采收率。随着注入水矿化度的降低,岩石水湿性先增强后减弱,原油采收率先增加后减少。随着Ca~(2+)浓度增加,岩石水湿性逐渐减弱,原油采收率逐渐降低;随着SO_4~(2-)浓度增加,岩石水湿性先增强后减弱,原油采收率先增加后减少。低矿化度水驱时,酸性原油组分通过Ca~(2+)桥接于矿物表面,碱性原油组分直接吸附于矿物表面。降低Ca~(2+)浓度破坏桥接体系造成酸性组分解吸附,增加SO_4~(2-)浓度消耗Ca~(2+)破坏桥接作用促使酸性组分解吸附,与此同时SO_4~(2-)与碱性组分反应减少其吸附。

    2022年03期 v.37;No.194 58-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1401K]
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  • 基于动态特征和深度神经网络的钻井漏失事故预测

    蔺研锋;闵超;代博仁;张馨慧;

    为提高钻井漏失预测的准确性和实时性,建立了一套能够学习现场专家经验实现对钻井漏失事故预测的智能方法。首先,对采集到的综合录井数据利用小波滤波对录井数据进行降噪处理,并根据降噪的效果选取了滑动窗口的长度,降噪后数据的波形更加平滑,上升或下降趋势更明显;然后通过研究井漏点周围4个动态特征的波形,使用滑动窗口对钻井曲线波形进行截取;最后分别用长短期记忆神经网络(LSTM)、双向长短期记忆神经网络(Bi-LSTM)、简化的AlexNet以及VGGNet对井漏事故进行实时滚动预测。实验结果表明,相对于卷积神经网络,LSTM和Bi-LSTM能够提取综合录井曲线动态变化的自相关特性,提取的特征更具有代表性,对井漏事故预测的准确率更高。

    2022年03期 v.37;No.194 64-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1420K]
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  • 基于匈牙利算法的大井丛井口靶分配设计方法

    刘志坤;刘成路;陈伟林;何璟彬;王六鹏;

    为解决在大井丛钻井过程中井口与靶位置分配不合理造成的井眼轨道设计困难及钻井作业效率低等问题,提出了一种适用于大井丛井口靶优化分配的设计模型和模型求解的新方法。针对大井丛三维水平井井口多行多列分配方案,以井口至靶段最小水平投影平面特征距离和为目标函数建立大井丛井口靶分配模型,利用匈牙利算法求解优化模型。最后以长庆油田某大井丛现场数据为例,快速高效地得出了最优的分配结果。结果表明:采用该设计方法可快速实现井口靶最优分配,提高大井丛钻井设计效率。

    2022年03期 v.37;No.194 70-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1203K]
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  • 基于磁声耦合的油水两相流含水率测量结构参数优化

    高国旺;赵东亮;武丹;曲玉龙;王飞;李元波;

    提出一种基于磁声耦合的油水两相流电导率测量新方法。分析了磁声耦合工作机理及用于测量油水两相流电导率的可行性,重点开展磁声耦合油水两相流电导率测量结构和激励源参数优化研究。构建了静态油水两相流电导率测量结构模型,利用多物理场耦合软件COMSOL Multiphysics 5.4建立仿真模型,对测量结构和激励参数进行优化。理论上,激励磁场激发出的洛伦兹力与油水两相流电导率存在对应关系,进而可推断出油水两相流含水率。通过模型仿真,优化激励磁场参数,确定了交变磁场激励线圈的匝数、位置及激励电流、频率,为开展基于磁声耦合的油水两相流电导率实验研究奠定了基础。

    2022年03期 v.37;No.194 75-79+106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1390K]
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油气加工与储运

  • 月桂酰基二羧基氨基酸表面活性剂泡沫的pH值和温度响应性

    张星;杨景辉;孙玉海;党娟华;王增敏;

    二羧基氨基酸表活剂因头基有2个羧基,易受环境因素影响从而改变泡沫稳定性。采用分子动力学模拟方法,从分子层次探究月桂酰胺基丙二酸钠(LMS)、月桂酰天冬氨酸钠(LAS)和月桂酰谷氨酸钠(LGS)3种泡沫体系对pH值和温度的响应特性。通过分析3种泡沫体系的相对浓度分布、径向分布函数、均方位移曲线和表面张力等,发现在中等pH值条件下,表活剂分子间静电排斥作用较弱,且羧基与水分子形成氢键的能力较强,因而泡沫液膜的稳定性最好;温度的升高会加快表活剂和水分子的扩散速率,导致泡沫液膜保水持水能力下降,泡沫稳定性明显降低。研究结果能够为二羧基氨基酸表活剂泡沫的环境响应性研究提供一定的理论指导。

    2022年03期 v.37;No.194 80-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1622K]
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  • 适合特低渗透油藏的表面活性剂驱油体系研究及应用

    李联中;田浩然;

    为进一步提高特低渗透油藏水驱开发后的采收率,将界面活性较强的新型两性离子双子表面活性剂MGS-3和乳化能力较强的阴离子型表面活性剂AES相结合,研制了一种适合特低渗透油藏的复合表面活性剂驱油体系,具体配方为0.2%MGS-3+0.1%AES,并评价了其界面活性、乳化性能、吸附性能、润湿性能和驱油效果。结果表明:该复合表面活性剂驱油体系具有良好的界面活性,能使油水界面张力达到10~(-3)mN/m数量级;体系具有较强的乳化能力,乳状液静置120 min后的析水率约为50%;此外,该复合表面活性剂驱油体系还具有良好的抗吸附性能和润湿改变能力;特低渗岩心水驱后注入复合表面活性剂驱油体系能使采收率继续提高20%以上,驱油效果明显优于单一表面活性剂。现场应用结果表明,S区块实施复合表面活性剂驱油措施后生产井的日产油量显著提升,含水率有所下降,取得了明显施工效果,具有较好的推广应用前景。

    2022年03期 v.37;No.194 86-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1319K]
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  • 低温无机铝凝胶调剖体系的研制和性能研究

    李振泉;元福卿;季岩峰;范海明;

    目前部分水解聚丙烯酰胺凝胶体系广泛应用于油田调剖堵水中。常规的交联剂体系成胶温度较高,调堵效果易受到矿化度、地层吸附及剪切的影响,难以应用于低温高矿化度油藏。以AlCl_3为反应物、六亚甲基四胺C_6H_(12)N_4为pH值调节剂、二水合柠檬酸钠Na_3C_6H_5O_7·2H_2O为控制剂,制备了一种适用于低温油藏、耐盐性强、热稳定性较好且成交时间可控的铝凝胶堵剂体系。研究了反应物和pH值调节剂浓度、温度、矿化度及控制剂对铝凝胶成胶时间、成胶强度的影响,并用物理模拟实验评价了铝凝胶的注入性能、封堵性能和耐冲刷性能。研究结果表明:该铝凝胶堵剂体系在40℃下成胶时间为2.5~29 h,且连续可控;体系可耐高钙高盐;60℃条件下体系可在较长时间内保持较高强度。物理模拟实验结果表明:低温铝凝胶体系具有较好的注入性能、封堵性能和耐冲刷性能,其封堵率在95%以上,可以满足低温油藏调堵的需要。

    2022年03期 v.37;No.194 93-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1248K]
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  • 低渗高盐油藏两性离子-阴离子表面活性剂复配驱油协同效应研究

    毛小倩;扈福堂;朱秀雨;党杨斌;杜春保;吴亚;

    在地层水(矿化度为183.4 g/L,钙镁离子总浓度为1.4 g/L)中,通过优化两性离子DB-18和阴离子磺酸盐AS-1表面活性剂的复配比,研究了二者在耐盐性、降低界面张力、乳化性、岩心表面润湿性、静态吸附方面的协同效应,并考察了该复配体系提高原油采收率能力及岩心恢复情况,探索影响该体系协同作用的因素。研究结果表明,复配表面活性剂总浓度为0.3%,DB-18和AS-1质量比大于1 000∶12时体系对地层水耐盐性好,而且DB-18与低浓度的AS-1复配能够显著降低原油/地层水的界面张力至10~(-2) mN/m数量级。同时该体系对乳化的原油/地层水相对稳定,使油湿性储层岩心切片向水湿转变(接触角128.5°至77.1°),高盐度水没有明显影响复配体系在岩心表面润湿性。进一步的岩心驱替实验显示当驱油剂注入量0.3 PV时,采收率提高13%以上,且注入驱油剂后岩心渗透率恢复值达85%以上。

    2022年03期 v.37;No.194 100-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1291K]
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石油机械设备及自动化

  • 镁/铝异种金属焊接技术研究现状及进展

    王创;张骁勇;鲁一荻;王世清;

    镁/铝异种金属焊接因镁和铝的物理和化学性能存在差异,一直困扰着镁/铝异种金属焊接的进步和推广,但是随着科学技术的发展,单一构造的材料已经满足不了当下社会对于材料强度高、质量轻等优良性能的要求,所以对于镁/铝异种金属焊接的研究已迫在眉睫。鉴于此,详细论述了采用不同焊接方法进行镁/铝异种金属焊接的研究现状,分析了目前镁/铝异种金属焊接中存在的问题,认为有效控制接头金属间化合物的产生是镁/铝异种金属焊接接头性能提升的关键。并指出进一步开展镁/铝异种金属的焊接工艺和基础理论的研究方向,焊接方法及辅助工艺的研究将会是镁/铝异种金属连接的主流方向。

    2022年03期 v.37;No.194 107-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1025K]
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  • 结构参数对气/固两相流偏心异径管冲蚀影响分析

    何鹏;梁裕如;艾昕宇;胡耀强;张成斌;张铎;

    为了探究结构参数对偏心异径管的冲蚀影响规律,采用均匀设计结合数值计算的方法研究了入口管径、管径比、过渡段倾角与偏心异径管最大冲蚀速率的关系,并根据数值计算结果对经验公式进行拟合。依据单因素数值计算对拟合公式进行检验,分析了结构参数对最大冲蚀速率的影响,并利用经验公式绘制二维等高线云图,分析了结构参数间的交互作用规律。结果表明:最大冲蚀速率与入口管径呈负相关,与管径比呈负相关,与过渡段倾角呈正相关,且冲蚀区域主要集中在过渡段管壁处,最大冲蚀速率出现在变径段入口附近区域,结构参数对最大冲蚀速率存在协同作用影响。

    2022年03期 v.37;No.194 113-119+126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1501K]
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  • 水击振荡减阻器力学行为分析

    秦星;陈亚姝;岳慧;毛军;赵岩龙;

    针对提高连续管井下作业延伸极限的振荡减阻工具,根据水击效应建立了振荡减阻器工作时的水击方程,采用渐近线法对水击方程组进行求解,得到装有振荡减阻器的管路内流体压力与流速分布。同时,根据动量定理计算了水击振荡器引起的管柱轴向力和径向力变化,此径向力将改变管柱的法向接触力,进而改变摩阻力。计算结果表明:流体流速幅度从振荡器位置向水平井跟端位置呈阶梯式降低,压力幅度呈阶梯式上升,在阀的每一个开关周期内流体流速和压力都会陡然变化。当流体通过振荡器时,由于流体流速变化,单位质量流体将产生瞬时轴向拉力,将管柱静摩擦转化为动摩擦,有助于连续管在井眼内移动。

    2022年03期 v.37;No.194 120-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1466K]
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