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2024年 第20卷 第1期 刊出日期：2024-03-06

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《新疆石油天然气》2024年1期封面、封底及目次页

2024, 20(1):  0-0. 

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相关文章 | 计量指标

专家视点

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冲击破岩钻井提速技术研究现状与发展建议

李根生, 穆总结, 田守嶒, 黄中伟, 孙照伟

2024, 20(1):  1-12.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2024.01.001

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提高钻井速度不仅是提高我国油气效益开发及深地勘探等方面的重要技术手段，同时对保障国家能源安全意义重大。冲击破岩钻井技术在国内外油田现场应用并获得了良好的提速效果，持续开展此类技术攻关有望攻克当下我国深地高温高压硬岩地层进尺低、提速难的技术痛点。介绍和分析了轴向冲击、扭力冲击和轴-扭耦合冲击辅助钻头破岩钻进技术方面的实践及发展动态。结合冲击破岩钻井技术现状，阐明了冲击辅助钻头破岩力学原理是冲击破岩钻井提速技术的关键问题，综述了国内外研究学者在冲击辅助钻头破岩物理实验、理论模型和数值模拟等研究方法上取得的科学进展。针对冲击破岩钻井提速技术的发展提出了相关建议，即加强在材料结构优化设计、智能化控制、多元技术融合和井场应用优化等方面的研究力度，为我国能源高效开发做出贡献。

油气勘探

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基于机器学习的堵漏颗粒粒径推荐方法

刘凡, 刘裕双, 张震, 李永健, 刘策, 马志虎,

2024, 20(1):  13-20.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2024.01.002

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井漏是油气勘探领域的重大技术难题。桥接堵漏是最常用的堵漏技术手段，其中架桥颗粒粒径是关键参数，直接影响堵漏成败，目前架桥颗粒粒径的选择主要依赖经验，缺乏科学有效的方法。研究了一种基于机器学习算法的堵漏颗粒粒径推荐方法。该方法基础数据为塔里木盆地库车山前区域126口完钻井的测井、录井及防漏堵漏施工数据，其输入层为基于皮尔森算法筛选出的23项主要参数，输出层为0~750 μm、750~1 500 μm、1 500~4 000 μm、4 000 μm以上等4个架桥颗粒粒径区间。训练测试了10种常用的机器学习算法在测井数据、录井数据及测井+录井数据等三类数据集上的准确率，测井+录井数据集上各算法得分普遍高于测井和录井数据集。在测井+录井数据集上，支持向量机和极限随机树算法的F1得分最高，达到0.9以上。基于支持向量机和极限随机树算法的架桥颗粒粒径推荐模型在库车山前一口井上验证2井次，两种算法模型的架桥颗粒粒径预测结果与现场实际堵漏效果一致，在桥堵粒径级配科学优选上具有良好的应用前景。

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岩心-测井-地震信息二步匹配预测页岩储层层理缝

李嘉成, 田刚, 王俊超, 张腾, 佟亮

2024, 20(1):  21-30.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2024.01.003

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页岩油勘探开发突破的关键在于储层层理缝的表征及预测，其成因机制的复杂性和影响因素的多样性致使预测技术遭遇瓶颈。在岩心和薄片尺度（mm级）层理缝识别、电阻率成像和常规测井尺度（m级）层理缝评价的基础上，发现吉木萨尔凹陷芦草沟组上甜点段层理缝在白云岩储层中最发育，其次为白云质粉砂岩、泥质粉砂岩，且多发在致密储层分布区，与储层基质孔隙度具有负相关性。结合三维地震数据预测的岩性分布及反演的孔隙度分布，利用井-震信息尺度匹配技术，探索了岩心“点”、测井“线”、地震“面”递次推进的页岩储层层理缝预测技术，融合了岩心识别准确、测井曲线纵向分辨率高、三维地震数据横向连续性强的显著优势。在吉木萨尔凹陷芦草沟组27口井上甜点段进行验证，预测平均相对误差为8%，应用效果良好。该技术的应用可为吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油勘探开发提供有力支撑，对其他盆地页岩油储层评价亦具有重要的借鉴意义。

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超深井射孔爆轰波非线性传播及影响因素

刘怀亮, 刘献博, 刘宇, 李军, 席岩, 连威

2024, 20(1):  31-37.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2024.01.004

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随着油气井逐渐走向深井、超深井，射孔中完井管柱安全问题越来受到关注。基于计算流体力学原理，建立了射孔段-封隔器爆轰波传播模型，揭示了井筒完井液中爆轰波传播、反射规律，明确了完井液对爆轰波传播的影响特征。研究表明，爆轰波传播过程中表现出极强的非周期性、不规则性，传播至封隔器位置时爆轰波压力幅值降低高达75.65%，而爆轰反射波具有较好的周期性，传播至射孔段时的爆轰压力波幅值降低23.4%。完井液密度不仅对传播过程中爆轰波的幅值造成较大影响，对爆轰波波形特征也产生较大的干扰。完井液黏度对传播过程中爆轰波波形特征几乎没有影响，对爆轰波幅值有较小的影响。仅考虑爆轰波对完井管柱的影响时，应优先选择密度小、黏度大的完井液体系以降低爆轰波对井下完井管柱的冲击影响。研究结果为油气井现场完井液参数设计提供参考依据。

油气开发

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超稠油老区氮气辅助VHSD开发数值模拟

王攀, 刘洋, 梁向进, 郑爱萍, 秦凝涵, 冯志军

2024, 20(1):  38-43.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2024.01.005

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转直井辅助水平井重力泄油（VHSD）开发方式已成为超稠油老区进一步提高区块采油速度、油藏采收率的重要调整手段。氮气辅助VHSD的增能提压、顶部隔热效应可有效解决超稠油老区吞吐后压力保持程度低、驱泄操作压力低、蒸汽腔温度低的问题，进而实现节约蒸汽用量、提高产油水平、提升油汽比和减耗降碳的目的。以克拉玛依油田九区某VHSD开发单元为例，采用数值模拟方法分析了在氮气辅助VHSD开发过程中注氮时机、注氮方式、注氮量等参数对提压增能、建立隔热层的影响，以及采出速度和累计注采的变化特点。研究表明，转驱泄初期采用段塞方式注入氮气可有效建立隔热层；矿场试验表明，井组油汽比提升0.025，日产油提升0.7 t，取得了较好的应用效果。研究成果为同类型超稠油老区氮气辅助VHSD效益开发提供了技术借鉴。

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新疆油田强水敏砾岩油藏二氧化碳驱连通特征

陈神根, 徐金山, 张鑫, 王瑞, 张莉伟, 李海福

2024, 20(1):  44-51.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2024.01.006

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明确CO₂驱油藏注采井间连通特征可为后续针对性实施CO₂驱波及效率改善技术提供基础支撑。以新疆油田某强水敏砾岩油藏为研究对象，通过现场注采相关数据分析，明确注采连通性判断关键参数，预设关键参数比重后设计评价系数C，确定C值不同取值范围下注采井间连通关系，建立一套强水敏砾岩油藏连通性评判方法。通过该方法可判断该区注采井间弱连通、中等连通、强连通情况，分析不同连通特征主控因素，形成针对性治理对策。研究表明，注采连通性判断关键参数为生产井产油量、油压、气体组分；C值大于8时注采井属于强连通关系，C值在3~8时注采井属于中等连通关系，C值小于3时注采井属于弱连通关系。统计全区注采数据，根据C值判断，区块注采井间连通性呈两种明显连通特征，一是注采连通具有方向性，中强连通主要偏西北方向，但局部连通具有一定差异性，分析主要受构造及前期水驱影响；其次是注采连通具有区域性，区块中心偏东北注采连通性较好，该区22口井中强连通井14口，占比达63.6%，主要受地层渗透性差异及注碳量影响。根据注采连通性判断结果，建议对该区各类连通井分类治理，边缘区弱连通井吞吐补能，核心区弱连通井小规模压裂，强连通井封窜调剖。本研究可对提升强水敏砾岩油藏注水后CO₂驱高效开发提供参考和借鉴。

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醇胺吸收法捕集二氧化碳研究进展

杨田萌, 杨凡, 热则耶·热合米图力, 苟国磊, 李秀辉, 侯军伟

2024, 20(1):  52-60.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2024.01.007

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CO₂捕集、利用与封存是应对温室气候，实现双碳战略目标，引领全球能源体系转型升级，推进能源绿色可持续发展的主要技术。化学吸收法具有吸收效率高、处理能力大的特点，是最适合各行业大规模碳捕集的技术，其中应用最广泛最有效的是醇胺法。醇胺溶液吸收CO₂后成为醇胺富液，对吸收后的醇胺富液进行解吸处理可回收醇胺溶液实现循环利用。但是在已有醇胺吸收剂捕集CO₂工艺过程中存在再生能耗高、吸收剂损耗大的缺点，需要改进醇胺吸收剂使其具有高吸收效率并设计低再生能耗的可行性工艺。针对吸收剂损耗大、再生率较低的问题，设计开发新的混合醇胺吸收剂进行改进；对于再生能耗较高的问题，则对传统热解吸工艺进行改进，选择微波解吸技术。介绍了各醇胺吸收CO₂的机理以及吸收CO₂的特点，总结了改进混合醇胺吸收剂的依据，调研阐述了微波辅助醇胺捕集CO₂的原理及特点，为工业化碳捕集与环境保护提供借鉴。

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CO₂-CH₄气体节流及水合物生成特性

熊小琴, 安国钰, 廖涛, 李欣泽

2024, 20(1):  61-67.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2024.01.008

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CO₂驱采油举升过程中，随着压力的降低，采出液会析出大量伴生气，伴生气中CO₂含量高达50%~90%，相比CH₄气体，气态CO₂节流致冷效应更强，引起的低温可能会生成水合物堵塞管道，威胁集输系统的运行安全。采用高压蓝宝石反应釜研究了CO₂含量对CO₂-CH₄气体节流及水合物生成特性的影响。结果表明：当初始压力为高压（16 MPa）时，相同CO₂占比的混合气体，节流效应系数D_i约为1.3~5.4 ℃/MPa，CH₄的掺入将增强混合气体节流效应，说明高压段主要受CH₄节流效应的影响；当初始压力为低压（5 MPa、4 MPa）时，节流效应系数D_i约为3.4~11.9 ℃/MPa，CH₄的掺入将减弱混合气体节流效应，说明低压段主要受气相CO₂节流效应的影响；相同CO₂含量的CO₂-CH₄气体所处压力越高，水合物生成的温度越高，越容易生成水合物；在相同压力下，CO₂含量越低，生成水合物温度越低；CO₂含量在8%~100%，压力在1.5~5 MPa，水合物生成温度为0.5~10 ℃。实验与软件模拟数据对比结果表明PR状态方程对CO₂-CH₄的节流及水合物生成特性计算具有较高的相关性。研究结果可为安全集输工艺参数的选择提供参考。

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致密油气窜波及控制体系适用性评价

李俊键, 席艺霖, 张媌, 臧传贞

2024, 20(1):  68-76.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2024.01.009

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我国致密油藏分布广泛，储量占比大，开发潜力巨大。此类油藏目前注气开发较多，基质渗透率、孔隙度均较低，油气流动通道主要为裂缝。但油藏裂缝跨尺度发育，受储层非均质性和黏性指进的影响，注气提高采收率技术受限，在裂缝及高渗条带存在时易形成气窜，对地层能量补充带来了诸多问题。选择泡沫和CO₂响应性凝胶配制气窜波及控制体系，并通过物理实验模拟评价其性能和在致密油藏的适用性；利用商业数值模拟软件表征CO₂注气吞吐及地下成胶反应。经过对国内某致密油藏的数值模拟研究，证明CO₂响应性凝胶对注气吞吐有明显的增产效果，采收率增加3.1%，验证了CO₂响应性凝胶体系在致密油藏开发中具有良好的应用前景。

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层理影响下裂缝三维垂向扩展模式数值模拟

王博, 王乾任, 周航, 张荔, 解子祺

2024, 20(1):  77-87.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2024.01.010

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新疆某区块储层具有非均质性强、天然层理面发育和应力分布不均匀等特点，含层理面储层在复杂应力条件下裂缝垂向扩展模式显著影响穿层压裂效果。基于有限元方法和内聚力模型，建立了含层理面的三维流固全耦合数值模型，系统研究了不同应力组合和层理面影响下水力裂缝垂向扩展形态，明确了含层理储层裂缝穿层扩展模式，形成了复杂应力组合下裂缝穿层形态预测图版。模型模拟结果与已发表物模实验结果一致，验证了模型的可靠性。研究结果表明：垂向应力越小，裂缝越容易激活层理面，当垂向应力小于18 MPa时，裂缝沿着层理面扩展；水平应力差越大，裂缝受到层理面的阻碍作用越大，水平应力差大于3 MPa时，裂缝更容易被层理面捕获而沿着层理面扩展；层理面抗拉强度越大，裂缝更倾向于贯穿层理面扩展。研究结果可为层状储层穿层压裂设计提供理论指导。

新能源

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呼图壁储气库采气系统节能降耗技术

马增辉, 赵益达, 陈李刚, 何林, 祝欢, 白博峰

2024, 20(1):  88-94.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2024.01.011

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针对呼图壁储气库采气系统部分运行参数偏离最优值、节能效率较低的现状，采用夹点分析和分析方法对采气系统进行能效分析，基于HYSYS软件模拟研究了关键参数之间的相互影响关系，提出了节能降耗方案。方案主要在气气换热器选型、乙二醇富液进塔温度优化、再生塔回流比优化以及相变炉系统节能降耗优化四个方面开展。建立了进站压力及J-T阀背压与气气换热器理论KA值之间的计算模型，实现了气气换热器优化选型；提出了乙二醇富液最优进塔温度67 ℃，确定了再生塔回流比为0.06，运行再生塔顶冷凝器，可使乙二醇消耗量减小84.6%；提出了利用再生塔排空气体余热预热外输气的方案，可使系统能耗降低9.0%。以上优化方案在较少地改动系统情况下有效降低了采气系统总能耗。