西安石油大学学报(自然科学版)

石油地质与勘探

  • 鄂尔多斯盆地中东部本溪组深部煤岩分形特征与成储机理

    孙璐;周国晓;荆雪媛;张君莹;吴陈君;

    对鄂尔多斯盆地石炭系本溪组8~#深部煤岩的代表性样品的煤岩工业组分、物性特征、孔隙特征进行实验分析,进而结合分形维数的方法对煤孔隙的非均质性展开研究,明确了煤岩工业组分对储层的影响机理。研究结果表明:(1)鄂尔多斯盆地中东部本溪组8~#煤岩的渗透性能和孔隙连通性较好,中上部煤岩的煤岩工业组分和储层物性优于下部;(2)研究区分形维数较高,孔隙结构复杂,储层非均质性较强,当灰分<20%时,少量矿物填充孔隙和裂隙,使得孔隙结构复杂程度减弱,储层逐渐均一,当灰分>20%时,大量的杂质矿物胶结和填充孔隙和裂隙,导致储层的非均质性增强;(3)煤岩的孔隙度受到灰分和热演化程度的影响,当灰分含量较低时,由于高热演化程度的煤发育大量的微孔,孔隙度升高,但会导致孔隙结构复杂,非均质性增强;(4)结合实验结果和工业组分对深部煤层气体扩散、运移影响进行研究,建议以低灰分低水分(A_d<20%,M_(ad)<2%)的中上部煤岩层段为优质深部煤层气开采层段。

    2024年03期 v.39;No.206 1-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1795K]
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  • 鄂尔多斯盆地中东部本溪组深部煤岩分形特征与成储机理

    孙璐;周国晓;荆雪媛;张君莹;吴陈君;

    对鄂尔多斯盆地石炭系本溪组8~#深部煤岩的代表性样品的煤岩工业组分、物性特征、孔隙特征进行实验分析,进而结合分形维数的方法对煤孔隙的非均质性展开研究,明确了煤岩工业组分对储层的影响机理。研究结果表明:(1)鄂尔多斯盆地中东部本溪组8~#煤岩的渗透性能和孔隙连通性较好,中上部煤岩的煤岩工业组分和储层物性优于下部;(2)研究区分形维数较高,孔隙结构复杂,储层非均质性较强,当灰分<20%时,少量矿物填充孔隙和裂隙,使得孔隙结构复杂程度减弱,储层逐渐均一,当灰分>20%时,大量的杂质矿物胶结和填充孔隙和裂隙,导致储层的非均质性增强;(3)煤岩的孔隙度受到灰分和热演化程度的影响,当灰分含量较低时,由于高热演化程度的煤发育大量的微孔,孔隙度升高,但会导致孔隙结构复杂,非均质性增强;(4)结合实验结果和工业组分对深部煤层气体扩散、运移影响进行研究,建议以低灰分低水分(A_d<20%,M_(ad)<2%)的中上部煤岩层段为优质深部煤层气开采层段。

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  • 控藏断层再活动风险性分析方法及其应用——以辽河油田锦150油藏为例

    杨海燕;王有功;姚睿;蔡超;姜越;傅巍;郝博洋;王超;

    在油藏注采开发过程中,因流体注入使油藏内部压力系统发生紊乱,会导致侧向遮挡油气富集的静态地质条件被破坏,即断层发生再活化现象,致使原油泄漏,造成环境污染或产量下降等问题,为了避免这种现象发生,本文以锦150油藏为例,采用井震资料结合的方式,构建断层和地层三维地质模型,并以断层再活化机制及影响因素分析为基础,结合地应力场和地层压力特征,来定量表征锦150油藏断层再活化压力大小。结果表明:锦150区块在ZⅡ~1、ZⅡ~2、ZⅡ~3油层附加流体压力阈值不超过7.3 MPa、7.5 MPa及7.7 MPa时,断层发生再活动的风险性小;通过应用效果分析证实,在现有注采压力下油藏保存条件不会被破坏,断层不会发生失稳现象。

    2024年03期 v.39;No.206 12-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1656K]
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  • 控藏断层再活动风险性分析方法及其应用——以辽河油田锦150油藏为例

    杨海燕;王有功;姚睿;蔡超;姜越;傅巍;郝博洋;王超;

    在油藏注采开发过程中,因流体注入使油藏内部压力系统发生紊乱,会导致侧向遮挡油气富集的静态地质条件被破坏,即断层发生再活化现象,致使原油泄漏,造成环境污染或产量下降等问题,为了避免这种现象发生,本文以锦150油藏为例,采用井震资料结合的方式,构建断层和地层三维地质模型,并以断层再活化机制及影响因素分析为基础,结合地应力场和地层压力特征,来定量表征锦150油藏断层再活化压力大小。结果表明:锦150区块在ZⅡ~1、ZⅡ~2、ZⅡ~3油层附加流体压力阈值不超过7.3 MPa、7.5 MPa及7.7 MPa时,断层发生再活动的风险性小;通过应用效果分析证实,在现有注采压力下油藏保存条件不会被破坏,断层不会发生失稳现象。

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  • 构造转换带源汇系统控储作用——以珠江口盆地惠州凹陷惠州26转换带为例

    林璐;蔡俊杰;刘杰;牛胜利;王菲;

    为明确惠州26转换带源汇系统对沉积砂体储层物性的控制作用,基于钻测井、地震、岩心等资料,刻画源汇系统的要素特征,分析沉积砂体储层物性特征,进而明确惠州26转换带不同时期源汇耦合模式及其控储作用。结果表明,在物源体系上,惠州26转换带在文昌期—恩平期持续受到南部东沙隆起的物源供给;在搬运体系上,沟谷形态发生了由文昌期V型向恩平期U型的转换;在沉积体系上,惠州26转换带经历了深水窄盆小扇—浅水广盆大扇—浅水广盆辫状三角洲的沉积演化过程。认为研究区储层质量受搬运距离和沉积相带等控制,在相同沉积体系内,搬运距离越长,越容易发育优质储层;经转换斜坡入湖并远距离搬运的辫状河三角洲内前缘水下分流河道微相为最优势相带,砂体储层物性最优。

    2024年03期 v.39;No.206 21-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 5583K]
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  • 构造转换带源汇系统控储作用——以珠江口盆地惠州凹陷惠州26转换带为例

    林璐;蔡俊杰;刘杰;牛胜利;王菲;

    为明确惠州26转换带源汇系统对沉积砂体储层物性的控制作用,基于钻测井、地震、岩心等资料,刻画源汇系统的要素特征,分析沉积砂体储层物性特征,进而明确惠州26转换带不同时期源汇耦合模式及其控储作用。结果表明,在物源体系上,惠州26转换带在文昌期—恩平期持续受到南部东沙隆起的物源供给;在搬运体系上,沟谷形态发生了由文昌期V型向恩平期U型的转换;在沉积体系上,惠州26转换带经历了深水窄盆小扇—浅水广盆大扇—浅水广盆辫状三角洲的沉积演化过程。认为研究区储层质量受搬运距离和沉积相带等控制,在相同沉积体系内,搬运距离越长,越容易发育优质储层;经转换斜坡入湖并远距离搬运的辫状河三角洲内前缘水下分流河道微相为最优势相带,砂体储层物性最优。

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  • 鄂尔多斯盆地东南部大宁—吉县区块上古生界盒8段流体包裹体特征及成藏意义

    张佳琦;赵靖舟;李军;杨晓;

    鄂尔多斯盆地东南部大宁—吉县区块相较于盆地内部,其构造活动强烈,地层抬升幅度大,有机质成熟度高,导致研究区与盆地内部天然气成藏存在差异。利用单偏光显微镜、激光拉曼光谱仪及冷热台等实验仪器,对研究区盒8段13块流体包裹体样品开展了岩相学显微观察、测温测盐和古压力恢复,并结合地层埋藏史—热史厘定了大宁—吉县区块盒8段天然气成藏期次及成藏过程。结果表明,烃类包裹体类型有CH_4+CO_2包裹体、CH_4包裹体及含碳质沥青包裹体。前两类烃类包裹体对应的共生盐水包裹体均一温度介于90~160℃,具有双峰分布特征,第3类包裹体形成时期温度较高,成岩作用阶段已达到晚期,几乎不发育与其伴生的盐水包裹体,通过计算得出含碳质沥青反射率介于2.79%~3.32%,处于高成熟阶段,为原油裂解形成。综合分析表明研究区天然气存在三期充注成藏过程:第Ⅰ期共生盐水包裹体均一温度分布区间为90~120℃,天然气充注期距今175~155 Ma,古压力系数达到1.43,对应于早侏罗世晚期-晚侏罗世早期;第Ⅱ期共生盐水包裹体均一温度区间为130~160℃,天然气充注期距今145~110 Ma,为主成藏期,充注完成时古压力系数达1.57,对应于早白垩世;第Ш期为裂解期,烃类包裹体为含碳质沥青包裹体,形成时的地层温度高于200℃,其成因为原油在早白垩世末裂解形成,古压力系数增加到2.0,距今110~100 Ma。

    2024年03期 v.39;No.206 34-41+142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1288K]
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  • 鄂尔多斯盆地东南部大宁—吉县区块上古生界盒8段流体包裹体特征及成藏意义

    张佳琦;赵靖舟;李军;杨晓;

    鄂尔多斯盆地东南部大宁—吉县区块相较于盆地内部,其构造活动强烈,地层抬升幅度大,有机质成熟度高,导致研究区与盆地内部天然气成藏存在差异。利用单偏光显微镜、激光拉曼光谱仪及冷热台等实验仪器,对研究区盒8段13块流体包裹体样品开展了岩相学显微观察、测温测盐和古压力恢复,并结合地层埋藏史—热史厘定了大宁—吉县区块盒8段天然气成藏期次及成藏过程。结果表明,烃类包裹体类型有CH_4+CO_2包裹体、CH_4包裹体及含碳质沥青包裹体。前两类烃类包裹体对应的共生盐水包裹体均一温度介于90~160℃,具有双峰分布特征,第3类包裹体形成时期温度较高,成岩作用阶段已达到晚期,几乎不发育与其伴生的盐水包裹体,通过计算得出含碳质沥青反射率介于2.79%~3.32%,处于高成熟阶段,为原油裂解形成。综合分析表明研究区天然气存在三期充注成藏过程:第Ⅰ期共生盐水包裹体均一温度分布区间为90~120℃,天然气充注期距今175~155 Ma,古压力系数达到1.43,对应于早侏罗世晚期-晚侏罗世早期;第Ⅱ期共生盐水包裹体均一温度区间为130~160℃,天然气充注期距今145~110 Ma,为主成藏期,充注完成时古压力系数达1.57,对应于早白垩世;第Ш期为裂解期,烃类包裹体为含碳质沥青包裹体,形成时的地层温度高于200℃,其成因为原油在早白垩世末裂解形成,古压力系数增加到2.0,距今110~100 Ma。

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油气田开发与开采

  • 盐岩蠕变特征对井筒形变量的影响规律

    闫炎;蔡萌;马文海;张晓川;韩礼红;刘永红;

    针对盐岩地层普遍出现的套损现象,借助三轴岩石力学实验对取自川东北油气田某地层段盐岩的蠕变特性进行了实验研究。基于实验结果,构建了可描述盐岩的衰减蠕变阶段和稳态蠕变阶段特征的非定常盐岩蠕变模型,基于该盐岩蠕变模型计算深部盐岩地层蠕变过程中井筒径向位移的变化,计算结果显示井筒内压能有效地降低盐岩内壁的蠕变位移,而地层水平主应力和上覆地层压力可增大地层的偏差应力,从而增加盐岩内壁的蠕变位移。为避免盐岩蠕变造成套管变形,在水泥中添加空心陶瓷颗粒可有效降低水泥的弹性模量,使得水泥环能充分吸收地层径向蠕变给井筒系统增加的应变能,进而降低对套管的挤压作用,减小套变风险,形成油气井工程上一种新型套管止变技术方法。

    2024年03期 v.39;No.206 42-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1262K]
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  • 盐岩蠕变特征对井筒形变量的影响规律

    闫炎;蔡萌;马文海;张晓川;韩礼红;刘永红;

    针对盐岩地层普遍出现的套损现象,借助三轴岩石力学实验对取自川东北油气田某地层段盐岩的蠕变特性进行了实验研究。基于实验结果,构建了可描述盐岩的衰减蠕变阶段和稳态蠕变阶段特征的非定常盐岩蠕变模型,基于该盐岩蠕变模型计算深部盐岩地层蠕变过程中井筒径向位移的变化,计算结果显示井筒内压能有效地降低盐岩内壁的蠕变位移,而地层水平主应力和上覆地层压力可增大地层的偏差应力,从而增加盐岩内壁的蠕变位移。为避免盐岩蠕变造成套管变形,在水泥中添加空心陶瓷颗粒可有效降低水泥的弹性模量,使得水泥环能充分吸收地层径向蠕变给井筒系统增加的应变能,进而降低对套管的挤压作用,减小套变风险,形成油气井工程上一种新型套管止变技术方法。

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  • 高压集输气井井筒积液量与流压计算方法

    王锦昌;赵润冬;

    针对采用高压集输工艺气水同出的天然气井,为准确计算其井筒积液量及井底流压,以指导泡排工艺的实施,建立了一种井筒积液量与流压计算方法。通过简化油管与环空内气水两相分布,并以套压折算流压等于油压折算流压为基本原则,推导出包含油管等效液面处压力p_1、环空等效液面处压力p_2、环空与油管等效液柱高度比值k等3个关键参数的计算方程,并结合动态监测数据,给出了3个关键参数的求解方法,从而通过迭代方式计算得出井筒积液量与井底流压。经45口气井实测数据验证,流压计算平均误差4.4%,积液量计算平均误差14.8%。同时,该方法主要利用生产数据和少量流压测试数据进行并行迭代计算,具有成本低、计算速度快的优点。

    2024年03期 v.39;No.206 50-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1298K]
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  • 高压集输气井井筒积液量与流压计算方法

    王锦昌;赵润冬;

    针对采用高压集输工艺气水同出的天然气井,为准确计算其井筒积液量及井底流压,以指导泡排工艺的实施,建立了一种井筒积液量与流压计算方法。通过简化油管与环空内气水两相分布,并以套压折算流压等于油压折算流压为基本原则,推导出包含油管等效液面处压力p_1、环空等效液面处压力p_2、环空与油管等效液柱高度比值k等3个关键参数的计算方程,并结合动态监测数据,给出了3个关键参数的求解方法,从而通过迭代方式计算得出井筒积液量与井底流压。经45口气井实测数据验证,流压计算平均误差4.4%,积液量计算平均误差14.8%。同时,该方法主要利用生产数据和少量流压测试数据进行并行迭代计算,具有成本低、计算速度快的优点。

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  • 基于BLBL模型的超声波在钻井液中的传播衰减规律

    刘刚;马飞;凡朝波;解聪;杨国昊;翟喜桐;徐洪;倪维军;殷瑜萱;

    通过BLBL声波衰减模型,并利用MATLAB进行数值模拟,探究了超声波在不同性质钻井液中的传播衰减规律。研究结果表明,超声波频率的增加会加剧钻井液中超声波的衰减,其衰减呈现先下降后上升的趋势,且频率越高,上升速度越快;同时,钻井液黏度、温度、体积浓度的增加均导致超声波衰减程度增加;运用正交试验研究后发现,4种因素对超声波衰减的影响程度排序为:钻井液黏度>钻井液温度>超声波频率>钻井液体积浓度。该研究结果为超声波在钻井液测量中的应用提供了理论支持和指导。

    2024年03期 v.39;No.206 58-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 401K]
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  • 基于BLBL模型的超声波在钻井液中的传播衰减规律

    刘刚;马飞;凡朝波;解聪;杨国昊;翟喜桐;徐洪;倪维军;殷瑜萱;

    通过BLBL声波衰减模型,并利用MATLAB进行数值模拟,探究了超声波在不同性质钻井液中的传播衰减规律。研究结果表明,超声波频率的增加会加剧钻井液中超声波的衰减,其衰减呈现先下降后上升的趋势,且频率越高,上升速度越快;同时,钻井液黏度、温度、体积浓度的增加均导致超声波衰减程度增加;运用正交试验研究后发现,4种因素对超声波衰减的影响程度排序为:钻井液黏度>钻井液温度>超声波频率>钻井液体积浓度。该研究结果为超声波在钻井液测量中的应用提供了理论支持和指导。

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  • 受限水在纳米级多孔介质页岩中的非稳态流动特征

    张鹏;曹成;杨建松;

    为了探究水在纳米管中的非稳态流动特征和水在纳米级别多孔介质页岩中的非稳态渗流特征,将非稳态理论与纳米尺度孔隙中水传输的机理相结合,提出了纳米管中水的非稳态流量增强模型和混合润湿多孔介质中水的非稳态表观液体渗透率(ALP)模型,分析了管径和润湿性对单纳米管中水的流动及流动达到稳定时间的影响,孔径非均质分布对纳米多孔介质的ALP以及渗流达到稳定时间的影响。结果表明,单纳米管中水流达到稳定状态所需时间与润湿性有很大的关系;亲水条件下,水流达到稳定时间较短,接触角对稳定时间的影响很小;但在疏水条件下,水流达到稳定时间成倍增长,接触角对稳定时间的影响显著增大。另外,多孔介质平均孔径对ALP稳定时间的影响相对于偏差系数更为敏感。在非稳态阶段,润湿性、孔径非均质分布对ALP的影响不显著,当水流逐渐稳定,上述参数对ALP的影响逐渐显著。非稳态ALP模型可以同时描述水流非稳态和稳态两个阶段的流动特征,是对稳态ALP的一种重要补充。

    2024年03期 v.39;No.206 65-71+81页 [查看摘要][在线阅读][下载 666K]
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  • 受限水在纳米级多孔介质页岩中的非稳态流动特征

    张鹏;曹成;杨建松;

    为了探究水在纳米管中的非稳态流动特征和水在纳米级别多孔介质页岩中的非稳态渗流特征,将非稳态理论与纳米尺度孔隙中水传输的机理相结合,提出了纳米管中水的非稳态流量增强模型和混合润湿多孔介质中水的非稳态表观液体渗透率(ALP)模型,分析了管径和润湿性对单纳米管中水的流动及流动达到稳定时间的影响,孔径非均质分布对纳米多孔介质的ALP以及渗流达到稳定时间的影响。结果表明,单纳米管中水流达到稳定状态所需时间与润湿性有很大的关系;亲水条件下,水流达到稳定时间较短,接触角对稳定时间的影响很小;但在疏水条件下,水流达到稳定时间成倍增长,接触角对稳定时间的影响显著增大。另外,多孔介质平均孔径对ALP稳定时间的影响相对于偏差系数更为敏感。在非稳态阶段,润湿性、孔径非均质分布对ALP的影响不显著,当水流逐渐稳定,上述参数对ALP的影响逐渐显著。非稳态ALP模型可以同时描述水流非稳态和稳态两个阶段的流动特征,是对稳态ALP的一种重要补充。

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  • 致密油藏CO_2驱和水驱分子动力学模拟及微观机理

    黄鑫淼;林伟;韩登林;雷征东;赵新礼;

    为了厘清CO_2驱和水驱两种驱替介质的微观驱油机理,基于分子动力学模拟方法,分别建立CO_2驱油模型和水驱油模型,研究不同驱替条件下亲水纳米孔隙内原油密度随驱替时间的变化规律,分析了驱油过程中烃类分子在纳米孔隙内的运移过程。研究结果表明:两种不同注入介质的驱油效率都随着注入速度的增大而增大;在CO_2驱油过程中,当注入速度较小时,CO_2膨胀发挥主要作用,随着注入速度增大,驱替逐渐发挥主导作用;在亲水纳米孔隙中,当注入水的速度较低时,渗吸发挥主要作用,此时小孔隙中的原油驱替速度比大孔隙快,随着注入速度增大,驱替逐渐发挥主导作用,大孔隙中的原油被快速驱替。

    2024年03期 v.39;No.206 72-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 3318K]
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  • 致密油藏CO_2驱和水驱分子动力学模拟及微观机理

    黄鑫淼;林伟;韩登林;雷征东;赵新礼;

    为了厘清CO_2驱和水驱两种驱替介质的微观驱油机理,基于分子动力学模拟方法,分别建立CO_2驱油模型和水驱油模型,研究不同驱替条件下亲水纳米孔隙内原油密度随驱替时间的变化规律,分析了驱油过程中烃类分子在纳米孔隙内的运移过程。研究结果表明:两种不同注入介质的驱油效率都随着注入速度的增大而增大;在CO_2驱油过程中,当注入速度较小时,CO_2膨胀发挥主要作用,随着注入速度增大,驱替逐渐发挥主导作用;在亲水纳米孔隙中,当注入水的速度较低时,渗吸发挥主要作用,此时小孔隙中的原油驱替速度比大孔隙快,随着注入速度增大,驱替逐渐发挥主导作用,大孔隙中的原油被快速驱替。

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  • 高含黏土页岩气储层闷井返排数值模拟

    乔润伟;张士诚;王飞;李凤霞;李宁;

    建立了高含黏土页岩气储层水力压裂后闷井返排数学模型,基于复兴地区侏罗系东岳庙段高含黏土页岩凝析气藏生产数据验证了模型准确性。考虑黏土水化膨胀的影响,模拟了压后闷井及返排阶段的液体分布、有效孔隙度减小量及渗透率的水化伤害程度。结果表明:页岩基质内压裂液水化伤害程度随闷井时间增加而增强,闷井100 d时因黏土水化膨胀而导致储层有效孔隙度减小幅度为7.0%~17.6%,渗透率的水化伤害程度为13~31%。返排过程中黏土水化伤害程度小于3.2%,对比不考虑黏土水化膨胀伤害,预测初期产气量减少11.8%。

    2024年03期 v.39;No.206 82-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1711K]
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  • 高含黏土页岩气储层闷井返排数值模拟

    乔润伟;张士诚;王飞;李凤霞;李宁;

    建立了高含黏土页岩气储层水力压裂后闷井返排数学模型,基于复兴地区侏罗系东岳庙段高含黏土页岩凝析气藏生产数据验证了模型准确性。考虑黏土水化膨胀的影响,模拟了压后闷井及返排阶段的液体分布、有效孔隙度减小量及渗透率的水化伤害程度。结果表明:页岩基质内压裂液水化伤害程度随闷井时间增加而增强,闷井100 d时因黏土水化膨胀而导致储层有效孔隙度减小幅度为7.0%~17.6%,渗透率的水化伤害程度为13~31%。返排过程中黏土水化伤害程度小于3.2%,对比不考虑黏土水化膨胀伤害,预测初期产气量减少11.8%。

    2024年03期 v.39;No.206 82-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1711K]
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油气加工与储运

  • 储罐内液化天然气热物性预测模型分析

    李嘉浩;王寿喜;王力;毛由頁;张学亮;刘思良;曹钰;

    为精确预测储罐内液化天然气状态及其热力学参数,使用DWSIM化工过程仿真软件,分析评价PR、LKP、GERG-2008状态方程在液体密度、气体密度、焓差与比热容4种热力学参数计算以及气液相平衡闪蒸过程分析中的精度。以天然气物性实验为参考,对比的混合物温度范围约为105~450 K,压力范围约为0.05~69 MPa。计算结果表明,GERG-2008状态方程在物性预测方面综合平均误差最小,约为2.1%。优选其分别计算并预测Nantes实验,La Spezia事故以及接收站设计过程中典型LNG的基础物性及混合后气液相的相关参数。研究结果可为接收站储罐内部流场的模拟分析提供一定的基础支撑。

    2024年03期 v.39;No.206 94-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 759K]
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  • 储罐内液化天然气热物性预测模型分析

    李嘉浩;王寿喜;王力;毛由頁;张学亮;刘思良;曹钰;

    为精确预测储罐内液化天然气状态及其热力学参数,使用DWSIM化工过程仿真软件,分析评价PR、LKP、GERG-2008状态方程在液体密度、气体密度、焓差与比热容4种热力学参数计算以及气液相平衡闪蒸过程分析中的精度。以天然气物性实验为参考,对比的混合物温度范围约为105~450 K,压力范围约为0.05~69 MPa。计算结果表明,GERG-2008状态方程在物性预测方面综合平均误差最小,约为2.1%。优选其分别计算并预测Nantes实验,La Spezia事故以及接收站设计过程中典型LNG的基础物性及混合后气液相的相关参数。研究结果可为接收站储罐内部流场的模拟分析提供一定的基础支撑。

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  • 基于灰色支持向量回归的起伏管线临界携液流速预测模型

    何鹏;韩建红;丁鲁振;艾昕宇;梁裕如;由洋;卢雄;

    延安气田起伏的地理形貌特征,致使其内部采气管线在低点及上倾段容易产生积液问题,制约气田正常生产,开展起伏管线临界携液流速的预测对保障采气管线流动安全和指导地面采气管线布线具有重要价值。为此,基于扩展双流体分相模型和PR气体物性方程,采用最小压力梯度法结合均匀设计构建了临界携液流速样本数据集,同时采用灰色关联计算了样本标签权重,并将其引入支持向量回归算法,构建了临界携液流速的回归预测模型,随后利用网格寻优算法,通过采用K-CV(交叉验证)对模型中超参数进行了优化设计,最后采用延安气田现场运行数据进行了模型准确性验证。研究结果表明:管径大小对临界携液流速影响最大,其次为上坡倾角、含水率和运行压力,其他因素的影响差距相对较小,网格分段寻优对比遗传、粒子群算法在模型超参数优化上具有较强稳定性。该预测模型对延安气田内部采气管线的临界携液流速预测具有较强准确性,可对其积液预测和防治提供理论支撑。

    2024年03期 v.39;No.206 103-111+119页 [查看摘要][在线阅读][下载 1337K]
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  • 基于灰色支持向量回归的起伏管线临界携液流速预测模型

    何鹏;韩建红;丁鲁振;艾昕宇;梁裕如;由洋;卢雄;

    延安气田起伏的地理形貌特征,致使其内部采气管线在低点及上倾段容易产生积液问题,制约气田正常生产,开展起伏管线临界携液流速的预测对保障采气管线流动安全和指导地面采气管线布线具有重要价值。为此,基于扩展双流体分相模型和PR气体物性方程,采用最小压力梯度法结合均匀设计构建了临界携液流速样本数据集,同时采用灰色关联计算了样本标签权重,并将其引入支持向量回归算法,构建了临界携液流速的回归预测模型,随后利用网格寻优算法,通过采用K-CV(交叉验证)对模型中超参数进行了优化设计,最后采用延安气田现场运行数据进行了模型准确性验证。研究结果表明:管径大小对临界携液流速影响最大,其次为上坡倾角、含水率和运行压力,其他因素的影响差距相对较小,网格分段寻优对比遗传、粒子群算法在模型超参数优化上具有较强稳定性。该预测模型对延安气田内部采气管线的临界携液流速预测具有较强准确性,可对其积液预测和防治提供理论支撑。

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  • 交流输电线路对油气管道的干扰限值

    朱文卫;董晗拓;刘明;李自力;

    随着能源与经济的迅速发展,交流输电线路与油气管道交叉并行的现象越来越常见,交流输电线路稳态运行与故障状态下的交流干扰对人体、管道与阴极保护设备的危害倍受广泛关注。通过对比分析国内外有关交流干扰的规范标准和最新研究成果,提出了交流输电线路稳态运行、输电线路故障时的相关干扰限值问题。建议稳态工况下人身安全电压为33 V、故障工况下采用GB/T 50065—2011《交流电气装置的接地设计规范》中的人体可以承受的接触电压计算式;管道交流腐蚀程度采用GB/T 40377—2021《金属和合金的腐蚀-交流腐蚀的测定防护准则》判定;为了避免电弧损伤,管道与接地体应有一定的安全距离;管道涂层的电气强度为25 MV/m,耐受电压值为5 000 V,雷电冲击的耐压值为109 kV;恒电位仪应能承受50 Hz、30 V的持续交流干扰与1 500 V的瞬间干扰,Mg阳极在交流电流密度为30 A/m~2时,便无法保证提供足够的阴极保护,Mg阳极不发生极性逆转的交流电流密度为100 A/m~2。

    2024年03期 v.39;No.206 112-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 422K]
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  • 交流输电线路对油气管道的干扰限值

    朱文卫;董晗拓;刘明;李自力;

    随着能源与经济的迅速发展,交流输电线路与油气管道交叉并行的现象越来越常见,交流输电线路稳态运行与故障状态下的交流干扰对人体、管道与阴极保护设备的危害倍受广泛关注。通过对比分析国内外有关交流干扰的规范标准和最新研究成果,提出了交流输电线路稳态运行、输电线路故障时的相关干扰限值问题。建议稳态工况下人身安全电压为33 V、故障工况下采用GB/T 50065—2011《交流电气装置的接地设计规范》中的人体可以承受的接触电压计算式;管道交流腐蚀程度采用GB/T 40377—2021《金属和合金的腐蚀-交流腐蚀的测定防护准则》判定;为了避免电弧损伤,管道与接地体应有一定的安全距离;管道涂层的电气强度为25 MV/m,耐受电压值为5 000 V,雷电冲击的耐压值为109 kV;恒电位仪应能承受50 Hz、30 V的持续交流干扰与1 500 V的瞬间干扰,Mg阳极在交流电流密度为30 A/m~2时,便无法保证提供足够的阴极保护,Mg阳极不发生极性逆转的交流电流密度为100 A/m~2。

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石油机械设备及自动化

  • 水平井瞬变电磁边界远探测数值模拟与响应特征分析

    李宇腾;

    为克服频率域电磁感应远探仪器过长的缺点,提出采用瞬变电磁远探测方法进行边界探测,给出了均匀地层中响应解析计算方法,基于COMSOL Multiphysics有限元数值软件,建立了层状地层水平井瞬变电磁远探测响应计算模型,并对其在地层界面识别时的响应特征进行了分析。结果显示:双对数坐标系下,均匀地层中瞬态电磁远探测响应随采集时间呈线性衰减规律,且地层电阻率越大,响应衰减越快,同时刻采集的响应值越小;在两层地层中,定义背景地层响应与层状地层响应差异为边界场响应,岩层边界会导致边界场产生局部极值,该极值点对应的时间与岩层电阻率对比度、探边距离以及仪器倾斜角度密切相关,增大收发线圈间距可导致边界场响应极值向晚期时刻移动;在三层地层中,瞬变电磁远探测响应同时包含岩层上边界和下边界的信息,在边界场响应中形成两个局部极值点。研究成果为瞬变电磁远探测打下良好基础。

    2024年03期 v.39;No.206 120-127+64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1300K]
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  • 水平井瞬变电磁边界远探测数值模拟与响应特征分析

    李宇腾;

    为克服频率域电磁感应远探仪器过长的缺点,提出采用瞬变电磁远探测方法进行边界探测,给出了均匀地层中响应解析计算方法,基于COMSOL Multiphysics有限元数值软件,建立了层状地层水平井瞬变电磁远探测响应计算模型,并对其在地层界面识别时的响应特征进行了分析。结果显示:双对数坐标系下,均匀地层中瞬态电磁远探测响应随采集时间呈线性衰减规律,且地层电阻率越大,响应衰减越快,同时刻采集的响应值越小;在两层地层中,定义背景地层响应与层状地层响应差异为边界场响应,岩层边界会导致边界场产生局部极值,该极值点对应的时间与岩层电阻率对比度、探边距离以及仪器倾斜角度密切相关,增大收发线圈间距可导致边界场响应极值向晚期时刻移动;在三层地层中,瞬变电磁远探测响应同时包含岩层上边界和下边界的信息,在边界场响应中形成两个局部极值点。研究成果为瞬变电磁远探测打下良好基础。

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  • 基于钻铤伽马信息交会的随钻中子气层识别方法

    张泉滢;邢广俊;张锋;聂昕;李宁超;刘国斌;

    基于数值模拟方法开展钻铤次生伽马气层识别方法研究。从总非弹和俘获伽马信息中获取钻铤次生伽马产额信息,分析其在气/水层的响应差异,提出了一种基于钻铤非弹伽马和俘获伽马产额信息交会的气层识别方法,并对环境影响因素进行了分析。研究结果表明,相比于总非弹和总俘获伽马信息,钻铤的非弹和俘获伽马产额在气层识别方面具有更高的灵敏度;基于钻铤非弹伽马和俘获伽马交会的气层识别方法不但摆脱了对孔隙度信息的依赖,而且几乎不受井径和泥质含量的影响。该研究可以为改善随钻气层识别效果提供新的思路。

    2024年03期 v.39;No.206 128-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 956K]
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  • 基于钻铤伽马信息交会的随钻中子气层识别方法

    张泉滢;邢广俊;张锋;聂昕;李宁超;刘国斌;

    基于数值模拟方法开展钻铤次生伽马气层识别方法研究。从总非弹和俘获伽马信息中获取钻铤次生伽马产额信息,分析其在气/水层的响应差异,提出了一种基于钻铤非弹伽马和俘获伽马产额信息交会的气层识别方法,并对环境影响因素进行了分析。研究结果表明,相比于总非弹和总俘获伽马信息,钻铤的非弹和俘获伽马产额在气层识别方面具有更高的灵敏度;基于钻铤非弹伽马和俘获伽马交会的气层识别方法不但摆脱了对孔隙度信息的依赖,而且几乎不受井径和泥质含量的影响。该研究可以为改善随钻气层识别效果提供新的思路。

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  • 分布式光纤温度传感信号小波去噪方法

    肖家悦;傅海威;陈苗;李根;程嘉慧;

    在分布式光纤拉曼温度传感系统中,反斯托克斯光包含了温度信息,但其强度相对较弱,易受到噪声干扰。传统的信号去噪方法往往会滤除系统所具有的原始特征。针对这一问题,本文提出了改进的小波阈值方法,将3sigm准则与传统算法相结合。在该算法中,对信号进行小波分解,再对分解的各层小波系数进行阈值处理,使用3sigm值来区分有用信号和噪声,然后进行小波重构,实现信号去噪。在7 km长的多模光纤上进行温度测量实验,使用改进的算法对数据进行分析。结果表明,改进的方法处理后的温度波动平均为0.991℃,相较于传统算法得到的2.422℃,提高了1.431℃。与传统算法相比,3sigm准则算法提高了测温精度,并为阈值的选择提供了新的思路,使阈值的选择更具统计意义。

    2024年03期 v.39;No.206 137-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 501K]
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  • 分布式光纤温度传感信号小波去噪方法

    肖家悦;傅海威;陈苗;李根;程嘉慧;

    在分布式光纤拉曼温度传感系统中,反斯托克斯光包含了温度信息,但其强度相对较弱,易受到噪声干扰。传统的信号去噪方法往往会滤除系统所具有的原始特征。针对这一问题,本文提出了改进的小波阈值方法,将3sigm准则与传统算法相结合。在该算法中,对信号进行小波分解,再对分解的各层小波系数进行阈值处理,使用3sigm值来区分有用信号和噪声,然后进行小波重构,实现信号去噪。在7 km长的多模光纤上进行温度测量实验,使用改进的算法对数据进行分析。结果表明,改进的方法处理后的温度波动平均为0.991℃,相较于传统算法得到的2.422℃,提高了1.431℃。与传统算法相比,3sigm准则算法提高了测温精度,并为阈值的选择提供了新的思路,使阈值的选择更具统计意义。

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