西安石油大学学报(自然科学版)

石油地质与勘探

  • 大宁—吉县区块深部煤层气富集主控因素分析及地质工程甜点区评价

    王成旺;刘新伟;李曙光;熊先钺;王玉斌;陈高杰;

    精准评价和合理优选煤层气地质工程甜点区是翔实制定勘探开发一体化方案的基础。本文聚焦大宁—吉县区块深部石炭系本溪组8~#煤层,充分利用研究区煤心描述、分析化验、测录井、地震及开发动态等资料,通过研究区深部8~#煤层的各种资料系统整理和深入剖析,从煤层顶底板岩性、厚度、构造、沉积环境及煤岩特征等方面,系统探讨了深部煤层气富集的主控因素,并建立了地质工程甜点区评价标准,进而划分了研究区的地质工程甜点区。研究结果表明,煤层气富集主要受顶底板岩性、构造及煤岩特征等影响,沉积环境对煤层气富集的影响多体现在顶底板岩性组合及封闭性等特征上;研究区评价出地质一类、工程一类有利区411.5 km~2,资源量1 038.75×10~8 m~3;地质二类、工程一类有利区596.2 km~2,资源量1 192.4×10~8 m~3;地质二类、工程二类有利区287.4 km~2,资源量574.5×10~8 m~3。

    2024年04期 v.39;No.207 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1969K]
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  • 鄂尔多斯盆地中部罗庞塬地区长7储层控油性及有利区评价

    闫新智;吴伟涛;赵靖舟;周凯;

    致密油分布的控制因素研究与有利区评价影响着非常规油气的勘探部署。以鄂尔多斯盆地罗庞塬地区长7油层组致密油为研究对象,利用测井、钻井、岩心、压汞、试油成果等资料,研究储层砂体厚度、岩性、储集空间和物性等特征,明确油藏类型,探讨储层条件对致密油的控制作用并评价了有利区。研究表明:罗庞塬地区长7砂体厚度平均为22.6 m,储层岩性主要为细粒度的长石砂岩,储集空间以粒间溶蚀孔和粒间孔为主,其孔隙度平均为8.04%,渗透率平均为0.36×10~(-3)μm~2,发育小孔-细喉型、细孔-细喉型和微孔-微喉型储层,油藏类型为透镜状致密油藏,呈现出成群、成带的准连续型分布特征,其分布主要受砂体厚度、砂地比、孔隙度、渗透率和砂岩泥质含量的控制,砂体厚度大、泥质含量低、物性好的细砂岩有利于致密油的富集。采用综合指数法,评价出长7油层有4个Ⅰ类区和5个Ⅱ类有利勘探区。

    2024年04期 v.39;No.207 10-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1332K]
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  • CO_2对东海盆地丽水凹陷丽水36-1气田成藏的影响

    郭刚;李威;

    从宏观地质、微观地化相结合的角度对丽水西次凹丽水36-1气田进行精细解剖,揭示了丽水西次凹油气成藏规律。研究结果表明:(1)丽水西次凹灵峰组普遍发育超压,垂向上分为3个带:超压封闭箱、对流层、深部流体滞留层。(2)丽水西次凹垂向上明显的分层结构导致构造带油气充注具有三阶段,二者之间具有良好的对应关系:底部超压封闭箱和顶部滞留层范围内包裹体均一温度分布为正常充注现象,而在中部对流层均一温度表现出幕式充注的特征。(3)丽水36-1构造带具有超压封盖、异常热流体突破改造的成藏模式。早期油气被封盖在灵峰组超压带之下,后期由于幔源岩浆的剧烈活动,幔源CO_2携带原生油藏向上运移,在明月峰组区域盖层的作用下聚集成藏,形成现今的丽水36-1气田。

    2024年04期 v.39;No.207 20-26+33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1104K]
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油气田开发与开采

  • 海上疏松砂岩井间优势通道识别与表征方法

    刘玉洋;未志杰;赵辉;陈勇军;雍唯;张健;

    为了识别井间优势渗透流道,基于井间连通性方法,综合考虑井间连通单元渗透率差异程度及占比,提出并建立了渗透率不均匀系数,实现井间优势连通单元定量表征,结合模型分析和油田实际数据建立了分级标准,并在渤海S疏松砂岩油田开展了实际应用。结果表明:随渗透率不均匀系数增加,累产油持续下降、无水采油期持续缩短且注入不均现象加剧;当渗透率不均匀系数大于3时,注入井单一方向劈分量可达70%,对应生产井无水期缩短75%;实际区块模型计算渗透率与示踪剂解释渗透率相对差异为4.5%,与油田动态和测试结果相符,并筛选P07-P01、P07-P08、P09-P04等优势连通单元组作为后续调堵优化目标。

    2024年04期 v.39;No.207 27-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 870K]
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  • 小分子胺对蒙脱石水化抑制作用的分子动力学模拟

    马超;王诚;刘鑫;高胜天;黄晓依;

    蒙脱石水化是导致钻井过程中井壁失稳的重要原因,小分子胺常被用做钻井液抑制剂来抑制蒙脱石的水化,但小分子胺的抑制剂作用机理基本是通过对抑制性能的评价来间接验证和分析的。为了深入揭示小分子胺的抑制剂作用机理,本文利用分子动力学的方法建立小分子胺-蒙脱石的分子动力学模型,通过模拟动态抑制过程,计算水分子的均方位移、抑制剂的径向分布函数、体系的能量和蒙脱石力学参数来研究小分子胺的抑制剂作用机理。结果表明:可视化的动态抑制过程显示小分子胺占据水分子原本吸附位点,分子中部的疏水基团阻止水分子在一定范围内接近蒙脱石表面;均方位移表明小分子胺的加入抑制的水分子的扩散,并且在水化后期小分子胺抑制效果更好;径向分布函数图显示,羟甲基比胺基更易与蒙脱石表面裸露的氧原子吸附,而小分子胺中的胺基降低了蒙脱石表面的负电荷密度;体系能量变化显示,在水化后期小分子胺与蒙脱石表面的相互作用更强;力学参数变化显示,在小分子胺加入后,蒙脱石的弹性模量、剪切模量、杨氏模量变大,提高了蒙脱石晶体的结构稳定性。

    2024年04期 v.39;No.207 34-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 871K]
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  • 稠化剂提高低渗油藏CO_2驱油效果适应性评价

    闫飞;杨红;吴佼佼;于茜;姚振杰;梁全胜;

    针对CO_2驱油过程中易发生黏性指进,造成CO_2驱油效果严重受限的问题,开展了一种线型嵌段共聚物稠化剂对CO_2的增黏性能和对非均质岩心CO_2窜流的调控作用评价实验,同时,建立了稠化剂对CO_2流度控制和非均质性调控作用定量评价方法,分析了稠化剂提高CO_2驱油效果作用机制,并利用三维径向流模型对稠化剂提高低渗油藏CO_2驱油效果进行了模型模拟。结果表明:油藏条件下,稠化剂可增大CO_2黏度18倍;对渗透率级差为5和10的低渗非均质岩心,注入稠化剂-CO_2体系1.0 PV后CO_2驱,可分别提高CO_2驱油效果13.75和11.98个百分点;稠化剂改善黏性指进作用对两类非均质岩心提高驱油效率的贡献分别为79.6%和72.5%;利用稠化剂提高CO_2驱油效果的方法在低渗油藏的适应性较好。

    2024年04期 v.39;No.207 41-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 677K]
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  • 注入气类型对沥青质沉积影响实验研究

    袁洁;雷琳;姚楠;张鑫;刘平;龙小泳;柴睿;中国石油;

    为明确不同注气介质下的沥青质沉积特征,通过高温高压可视化沥青质沉积量测定装置,分别开展了注N_2、CH_4和CO_2作用下的沥青质沉积量测定实验,定量评价了气体类型及注气压力对沥青质沉积量、沉积速率及沉积颗粒粒径的影响。研究结果表明,在相同注气压力9 MPa和注入介质摩尔分数10%下,注CO_2后原油中沉积的沥青质质量分数最大,为0.086%,其次为CH_4,质量分数为0.067%,而注N_2和无注气的沉积量相近,质量分数分别0.04%和0.035%,为最小。沥青质沉积速率则随油气接触时间的增加先增大后降低。CH_4和CO_2作用下的沥青质聚集体平均粒径为4.4μm和7.3μm,而无注气和注N_2的平均粒径分别为1.7μm和2.2μm。N_2对沥青质沉积影响很小,而CO_2对沥青质沉积影响很大,CH_4的影响介于两者之间。沥青质热力学模型能够准确预测3种注气介质下的沥青质沉积量,与实验结果误差小于18.2%。

    2024年04期 v.39;No.207 48-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1031K]
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  • 纳米SiO_2流体的性能及其渗吸驱油效果评价

    张涛;曲冠政;

    在分析储层岩石物性及地层水离子成分的基础上,通过实验评价了0.5%纳米SiO_2、0.5%纳米SiO_2+0.3%十二烷基硫酸钠表面活性剂、地层水的流变性、界面张力和接触角等参数,进而考察这3种不同组分流体的渗吸驱油效果。结果表明:实验所用纳米SiO_2流体中纳米颗粒的粒径介于10~100 nm,其中介于25~60 nm的占比最高,达75%以上,粒径均值约40 nm。这种纳米SO_2流体具有胀塑性流体特征,其与原油的界面张力为12.05 mN/m,约为地层水与原油界面张力的30%,能够将亲油性的岩心改变为弱亲水性,接触角从126°减小为86°;这种纳米SiO_2流体的渗吸驱油效率约为44.67%,比地层水的渗吸驱油效率提高了13.59%。纳米SiO_2颗粒和加入十二烷基硫酸钠可不同程度降低流体与原油的界面张力,改变岩石孔喉表面的润湿性,促进岩心中的油水置换,最终提高渗吸采收率。

    2024年04期 v.39;No.207 56-61+97页 [查看摘要][在线阅读][下载 320K]
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  • 基于孔隙结构分形维数的水驱气藏见水井产能预测模型

    孙双双;何勇明;邓美洲;牛娜;蒋燕聪;冯英;

    基于渗流理论和分形介质理论,利用分形维数与相渗曲线之间的幂函数关系,建立了气水两相流动条件下考虑孔隙结构分形维数与有效非达西系数的产能预测模型。研究表明:水驱气藏产水气井产能随着渗透率和有效厚度的增大而增大,但增大幅度随着参数值的增大逐渐变缓;随着分形维数、生产水气比、表皮系数、供给半径的增大,产水气井产能明显降低。在本文参数取值范围下,渗透率和有效厚度对产水气井产能影响最显著,是产能主控因素。模型可以准确预测水驱气藏产水气井产能,从而为调整气井生产制度、延缓气藏水侵、提高气藏开发效果提供理论指导与技术支持。

    2024年04期 v.39;No.207 62-67+107页 [查看摘要][在线阅读][下载 530K]
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石油机械设备及自动化

  • 井下钻具耦合振动测量模型及实钻数据分析

    张俊;陈修平;李亚峰;王冲;薛启龙;

    为了监测井下钻柱的实际振动情况,调整钻进参数来控制井下钻柱的振动特性,从而优化钻进,提高钻速。针对如何通过测量的加速度信号对不同振动形式进行解译与表征的井下振动测量关键问题,建立钻柱振动的解析动力学模型,研究了某种特定振动模式下传感器输出信号的测量,分析了传感器输出信号与钻柱振动模式的关系。通过对模拟信号中振动模式所对应的加速度输出特征进行研究,分析得出实钻数据中所包含的振动信息。为井下振动测量信号的量化分析与运动模式解译提供依据。

    2024年04期 v.39;No.207 68-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1395K]
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  • 井下应急封隔器结构设计及胶筒坐封效果评价

    李劲松;王磊;雷磊;郑铭;殷志明;黄小光;余焱群;

    为应对海洋钻井过程出现的高压溢流和井涌风险,设计了一种井下应急封隔器装置,在内外胶筒间添加金属骨架提高其坐封强度。为评估井下应急封隔器的坐封效果,利用有限元方法建立井下应急封隔器模型,模拟了封隔器的坐封过程,并对比了金属骨架对胶筒接触应力、坐封效果的影响。结果表明:20 MPa坐封压力下,胶筒与套管接触应力达到12.1 MPa,封隔器能够封堵20 MPa井下溢流;添加金属骨架后,胶筒峰值应力、变形均显著降低,坐封能力大幅提升。所设计的井下应急封隔器装置可实现高压溢流、井涌的有效封堵,保障平台作业安全。

    2024年04期 v.39;No.207 76-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 901K]
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  • 基于YOLOv5的油气井套管接箍检测方法

    张家田;赵耀;严正国;任星;张志威;

    针对目前在可视化测井领域,利用人工对测井视频中的接箍进行识别校深时存在的检测效率低下、检测误差高的问题,提出一种基于YOLOv5算法的接箍智能检测方法。首先对井下的接箍图像进行采集,在缺乏公开数据集的情况下,通过数据增强的方法制作接箍数据集,再对增强后的数据集使用labelimg工具进行数据标注,然后将标注好的数据集送入YOLOv5网络中进行训练,最后使用训练好的最佳权重进行接箍识别并计数。测试结果表明,该方法能实现对当前测井视频中接箍的准确识别,接箍计数的正确率为100%,并且检测效率高,平均每帧检测时间为15 ms。

    2024年04期 v.39;No.207 83-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 815K]
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  • 一种基于改进CORDIC算法的阵列侧向测井仪信号发生电路

    李东航;高怡;曹景致;

    阵列侧向测井仪是目前测井工程中探测与分析复杂地质结构的一大利器。为实现5种不同探测深度的“阵列式”测井,仪器自身需要同时产生5种频率高精度正弦信号。本文对经典坐标旋转数字计算机(CORDIC)算法进行了改进与优化,改进后的算法计算量仅约为经典算法的1/3,大幅减小了DDS信号发生电路的输出时延。通过Modelsim软件仿真验证改进算法的可行性后,使用FPGA芯片编程,搭配DA/C与低通滤波电路,设计实现了一种基于DDS技术的阵列侧向测井仪信号发生电路。仪器外刻度模拟实验表明:搭载该信号发生电路的阵列侧向仪器能够在0.6Ω~100 kΩ电阻范围内保持良好的一致性,5种模式下电阻值实测误差均保持在10%以内,对于中低阻值模拟地层的测量精度达到了3%,较上一代阵列侧向仪器性能有明显提高。

    2024年04期 v.39;No.207 90-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 983K]
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  • 基于模型熵处理的泥浆脉冲信号去噪方法研究

    赵雪阳;任旭虎;鄢志丹;牛露燕;由郑;

    泥浆正脉冲传输技术在石油钻探中应用非常广泛,但泥浆正脉冲信号包含大量噪声,其中泵噪声为主要噪声来源,不仅时域上完全覆盖有用信号,而且频域上存在频谱混叠。在泵噪声特性的基础上,建立了一种泵噪声状态空间模型(线性时不变模型),引入最大相关熵准则去除泵噪声的野值,利用基于熵处理的标准卡尔曼滤波对泵噪声进行重构和滤波。此外,为实时处理信号的需求,采用随机共振原则滤除泵噪声后的剩余随机噪声。同时,模拟了稳态/非稳态泵噪声状态下几种不同信噪比的含噪泥浆正脉冲信号,分析评价方案的噪声抑制能力。结果表明,该方案能够抑制甚至去除原始信号中的稳态/非稳态泵噪声,可以将信号的信噪比提高约5~24 dB。

    2024年04期 v.39;No.207 98-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1016K]
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智慧油田

  • 基于小波变换和CNN-Transformer模型的测井储层流体识别

    龚安;张恒;

    针对具有复杂储集空间和极强的非均质性的低孔低渗储层,常规测井响应特征不够明显,使用传统解释手段难以有效识别储层流体的问题,提出了一种基于小波变换和CNN-Transformer混合模型的储层流体识别方法。首先,使用小波变换将测井信号从时域扩展到时频域,并生成时频谱图以增强信号特征,然后使用滑动时窗沿着测井曲线深度方向滑动采样,获取代表解释深度处地层信息的频谱特征图,最后,通过训练CNN-transformer模型深度挖掘特征图信息,实现储层流体识别。混合模型在利用储层对应深度处测井数据的同时,又兼顾测井曲线随深度的变化趋势和地层前后信息的关联性,挖掘时频谱图的局部细节和全局特征表示,自动识别流体类型。将模型应用于大港油田22口实测测井资料中,并与CNN和BiLSTM等多个模型的流体识别效果进行对比分析,基于小波变换和CNN-Transformer模型识别效果明显优于其他方法,在测试集上识别准确率达到了92.7%。研究结果表明该方法可以作为低孔渗油藏常规测井资料识别储层流体的有效手段,为流体评价提供了新思路。

    2024年04期 v.39;No.207 108-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 1373K]
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  • 基于实时组分的天然气流量在线计量方法

    王力;王寿喜;邓传忠;李伟;高翔;

    超声波流量计采用固定天然气组分计量标况流量,为解决与实时组分偏差影响计量精度的问题,针对SCADA系统中不同的计量实时数据条件,基于质量守恒原理,结合AGA8气体物性方程,确定了天然气标准状态体积流量和能量流量计算式,以及流量累积计量误差评价方法;设计开发了在线计量软件系统,应用于某海底管道陆上计量终端,在线分析6台超声波流量计,4个月共计15万余组计量数据。结果表明:采用固定天然气组分计量流量,导致的最大相对误差为1.02%,大于A级流量计的计量不确定度(0.85%),且计量误差与实时组分和固定组分密度差值成正比。计量相对误差分布近似满足正态分布,误差在-0.5%~0.5%的概率为98.79%。因此,采用固定天然气组分计量流量,对计量精度影响较大。提出的在线计量方法,有助于提高天然气标准状态体积流量的计量精度。

    2024年04期 v.39;No.207 117-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1087K]
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  • 基于改进二进制PSO配电网动态重构

    武晓朦;李晨晨;党博;

    随着分布式电源的不断接入,配电网中的负荷和电源都在不断地变化,传统的计算方法存在收敛速度慢,易陷入局部最优的问题。本文通过应用信息熵对日负荷曲线进行时段划分,以网络损耗最小为目标函数建立配电网重构模型,针对传统PSO收敛较慢,易陷入局部最优的问题,提出结合禁忌搜索算法对PSO进行改进,通过设置禁忌表提高算法全局搜索能力;结合破圈法对拓扑结构进行约束,减少无效拓扑的出现,加快算法的收敛速度。通过IEEE33节点配电系统重构仿真,验证改进粒子群算法的可行性和有效性。

    2024年04期 v.39;No.207 124-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 770K]
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土木工程

  • 掺油泥改性生土材料动态荷载下的损伤及裂缝分形特征

    张坤;邵鑫辉;卫杨杨;兰官奇;芦白茹;杨文豪;

    为研究改性生土材料在动态荷载作用下内部损伤演化过程,提取掺入水泥、油泥的绿色改性生土材料配方,制作6个100 mm×100 mm×100 mm的生土试件,借助CT扫描技术对单轴压缩下的立方体试件进行扫描,获取灰度图像和CT值,分析了图像中裂缝、孔隙随应力的变化形态,研究了CT数和材料破坏的关系,建立了CT均值与应力之间的联系;采用图像处理技术对CT图像进行阈值划分,利用盒维数法估算出图像的分形维数值,在此基础上获得了不同应力和分形维数、材料损伤之间的关系。结果表明:CT技术能够清晰地诠释试件从受力直至破坏的全过程,CT图像可从细观层面表现材料的损伤演化规律。CT值随应力的增加而变小,CT值随材料孔隙、裂缝的增大而显著减小。材料从受力直至破坏,低应力状态下分形维数增长缓慢,高应力状态下分形维数增长迅速,数值的波动随应力的增大而增大。分形维数可以定量地描述生土材料在动荷载作用下的损伤状态和演化过程。

    2024年04期 v.39;No.207 132-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 996K]
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