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2024年 第20卷 第2期 刊出日期：2024-06-06

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《新疆石油天然气》2024年2期封面及目录

2024, 20(2):  0. 

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相关文章 | 计量指标

油气勘探

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非均质砂砾岩储层地应力解释及压裂设计优化

盛茂, 蒋富民, 胡诗梦, 吕振虎, 孔明炜, 司丽娟,

2024, 20(2):  1.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2024.02.001

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玛南砂砾岩储层地应力分布非均质性强，亟需建立适合非均质砂砾岩储层的地应力解释模型，用于指导压裂段簇设计。通过开展井下岩心岩石力学和地应力测试实验，获得了砂砾岩动静态力学参数转换关系，建立了玛南砂砾岩组合弹簧地应力模型，优选了关键参数取值。基于地应力计算数据，建立了水平井段水平地应力差无监督聚类模型，获得了分米级空间分辨率的水平地应力差分布和聚类类别；综合考虑缝间应力干扰、套管接箍位置、桥塞位置和地应力聚类结果，优选段内水平地应力差均值10%范围内布置射孔簇，形成了砂砾岩储层水平井布缝优化方法并编制了计算机算法。研究结果表明，组合弹簧模型地应力计算误差0.7%~1.5%；储层纵向地应力标准差0.45，存在显著的非均匀分布特征。针对玛南区块一口典型砂砾岩储层水平井进行地应力解释与无监督聚类压裂段簇优化，地应力聚类12类，优选压裂段数17，段内射孔簇选择在水平地应力差相近井段，有望提高压裂改造均衡性和有效性。




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超深高压砂岩气藏临界出砂压差预测

蒋贝贝, 张国强, 王栋, 刘佳波, 杨乾隆, 徐小辉

2024, 20(2):  11.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2024.02.002

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超深高压高产气藏开采过程中往往会面临严重的储层出砂问题，出砂会使砂埋井眼、冲蚀井下油套管柱和地面设备、造成气井减产甚至停产，严重时会导致气井报废。由于高地应力（高水平主应力差）、裂缝发育，气体流速较快等原因，超深高压气井出砂预测困难，常规油气井出砂预测方法适用性不强。以准噶尔盆地南缘区块高压高产砂岩气藏为研究对象，采用理论模型推导分析、数值模拟等手段重点开展高压高产气井出砂影响因素分析及预测方法研究。建立了超深高压气井射孔完井临界出砂压差预测模型，开展了模型适应性评价，验证了其预测精度。研究成果对后续南缘区块高压、高产气井制定安全生产制度具有重要指导意义。

油气开发

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基于GRU神经网络的PDC钻头磨损实时监测模型

钟尹明, 柯迪丽娅·帕力哈提, 白佳帅, 王超尘, 李起豪

2024, 20(2):  21.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2024.02.003

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能够实时监测钻头磨损程度对于钻井提速是一个直观的参考目标。但钻井现场难以采集直接反映钻头磨损情况的参数，目前对钻头磨损程度的监测手段较少，主要依靠技术人员的经验判断。如何定量评估PDC钻头磨损程度一直是研究的难点。钻头磨损程度评价主要基于破岩效率和机械比能。通过物理模型计算机械比能，并通过小波分析、聚类算法表征钻头磨损过程，建立了基于门控循环单元（GRU）神经网络的PDC钻头磨损实时监测模型，形成了钻井参数与钻头磨损程度的映射关系，模型精度达95%。采用新疆油田A井数据对模型进行测试，结果表明该模型可以正确预测当前钻头磨损级别。该模型为钻头磨损监测提供了一种解决方案，可以辅助现场工程师判断起下钻时机，以保证更高的钻井效率。

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基于大数据和无监督聚类算法的岩石可钻性表征和预测方法

田龙, 朱智华, 王立伟, 于佳伟, 王一帆

2024, 20(2):  29.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2024.02.004

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岩石可钻性的评估在地质勘探和钻井工程中具有重要意义。传统的评价方法主要基于岩心可钻性测试结果，但受制于岩心获取困难和费用昂贵的限制，开发新的无监督学习方法变得愈发重要。针对这一问题，提出了基于测井大数据和无监督聚类算法的连续地层可钻性评估方法。首先，利用自组织映射神经网络对大量的测井数据进行聚类，将地层特征进行有效提取和分类；然后，通过分析每个聚类对应地层的机械钻速分布，将地层分成了6个可钻性等级，从而实现了对地层可钻性的有效评估。这项研究的核心价值在于利用了大数据和先进的无监督学习算法，克服了传统方法中对大量岩心可钻性测试结果的依赖，并取得了显著的成果。通过该方法成功对测试井地层进行了可钻性分级，并验证了其有效性。研究结果显示，随着可钻性等级的增加，地层所对应的平均机械钻速逐渐降低；并且与岩心实测法相比较，模型得到的岩石可钻性等级划分结果偏差不大。这一结果进一步印证了该方法在连续地层可钻性评估中的重要性和准确性。

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基于BP神经网络的低渗透底水油藏油井见水模式预测模型

蒲万芬, 靳星, 唐晓东, 白园园, 王遨宇

2024, 20(2):  37.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2024.02.005

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注水开发使得低渗透底水油藏油井见水模式更加复杂，需要进一步明确及预测油井见水模式来针对性地指导水淹治理措施。神经网络模型具备处理多元回归问题和计算速度快等优势，可被用于分析地质工程多因素参数与油井见水模式的内在关系，构建见水模式预测模型。在油井见水模式划分的基础上，通过灰色关联理论和神经网络算法对BCL低渗透底水油藏油井见水模式的主控因素和预测模型进行了研究。发现水层厚度、隔夹层数、隔夹层长度和避水高度是该类油藏注水开发下影响油井见水模式的主控因素。基于主控因素结合神经网络算法建立了油井见水模式预测模型。通过对18组测试数据进行验证，平均预测误差1.4%，获得了较好的预测精度。通过易于获取的主控因素快速预测注水开发低渗透底水油藏油井的见水模式，为该类油藏的高含水针对性治理提供基础依据。

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基于合理地层压力的X油田吸水能力评价

曹广胜, 戈甜甜, 李耀卿, 蒙思诺, 李天晴

2024, 20(2):  48.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2024.02.006

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地层压力是影响注水井的注入压力和吸水能力的重要因素，保持合理地层压力是实现油田稳产的基础。针对X油田A、B两个区块地层压力差异导致的油井产液降低的问题，采用生产指示曲线法结合油水井生产动态对X油田的地层压力进行了评价，确定了X油田的合理地层压力，构建了不同注水量下吸水指数与地层压力的关系图版，给出了地层压力恢复方案。研究结果表明，目前A区块处于合理地层压力范围内，B区块地层压力偏低，应补充注入井注水量；同时两区块实际注水量均偏低，应进一步提高注水强度。基于合理地层压力的油田吸水能力评价方法对油田水驱开发具有重要指导作用。

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新疆MH气藏改建储气库交变注采出砂机制

田守嶒, 张文宏, 翁锦涛, 关子越, 王剑波, 刘敦卿

2024, 20(2):  56.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2024.02.007

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新疆MH气藏经过多年衰竭式开采，为保障季节调峰需求，现将衰竭气藏改建储气库。受储气库交变注采的影响，注采气过程中储层易发生出砂，对储气库的运行及稳定具有一定的影响。针对储气库交变注采模式下的出砂机理，采用储层岩心开展物性、岩石力学与交变驱替实验，分析了岩心主要成分、胶结情况及力学性质，探究了生产压差、围压和交变注采过程对出砂的影响。实验研究结果表明，储层骨架间具有溶蚀绢化现象，黏土矿物中高岭石含量高，力学强度性质较弱，在储气库工况下有发生出砂的风险。在循环注采条件下，生产压差的增加促进了砂的产出，当生产压差超过6 MPa时，岩石处于临界出砂状态。围压的增加导致了出砂的提前，随着围压的升高，出砂量先增大后减少，孔隙通道的挤压是引发出砂量降低的主要因素。交变注采与常规采气相比，阶段出砂量呈现波浪式变化。多轮次交变注采引发的冲蚀过程和胶结疲劳破坏是加剧储气库出砂现象的主要因素。

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基于四维动态地质力学的碳酸盐岩储气库承压能力分析

席增强, 贾善坡, 王秀伟, 张品金, 毕扬扬, 张博

2024, 20(2):  63.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2024.02.008

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盖层动态密封性和断层动态密封性是储气库的主要评价指标，对储气库的安全运行具有重要意义。针对储气库盖层与断层静态评价体系的不足，以国内华北地区某碳酸盐岩型储气库为背景，结合测井资料开展岩石力学实验，建立岩石力学动静态参数转换模型和储气库四维地质力学模型，反演地质体初始应力场，开展储气库地质体承压能力分析，获得储气库在注采条件下的四维动态应力场信息（三维应力场在时间维度下的信息）。四维地质力学计算结果表明，当前上限压力（47 MPa）下盖层及断层破坏风险较低，当储气库上限压力提高到49 MPa时，盖层及断层仍然没有发生破坏，结合地面压缩机运行能力，确定储气库上限运行压力为49 MPa。四维动态应力场的建立为储气库的提压扩容提供了科学理论依据。

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轴向载荷下含双缺陷高强钢厚壁管道压溃压力计算方法

樊建春, 蒋智明, 陈严飞, 王瑞, 刘丹丹, 盛玉,

2024, 20(2):  71.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2024.02.009

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海底油气管道在生产和铺设时，由于受直缝焊管（UOE）制管工艺和张紧器的影响，会造成管道椭圆度缺陷，同时复杂的深海服役条件易造成海底管道局部发生金属腐蚀缺陷。针对含有双缺陷的高强钢厚壁管道在外压和轴向力同时作用下的复杂载荷屈曲压溃问题，考虑管道的几何非线性和材料非线性建立ABAQUS有限元模型。对不同管道材料、几何参数和缺陷几何参数的2 400多组有限元计算数据进行分析，总结得到含双缺陷高强钢厚壁管道在轴向力载荷作用下的压溃压力变化规律，并提出轴向载荷作用下含双缺陷高强钢厚壁管道的压溃压力计算方法。本方法可为实际工程中高强钢厚壁管道屈曲载荷的确定提供理论依据，从而保障海洋油气输送的安全。

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微乳液化学驱油提高采收率微观可视化

朱哲涵, 何芬, 杨振航, 王辰, 于文强, 周毅

2024, 20(2):  79.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2024.02.010

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化学驱技术在提高油田采收率方面起着重要作用，微乳液体系因其独特性能得到广泛的研究和应用。采用复配C₅以下的醇作为助表面活性剂优选微乳液体系，通过微流控技术可视化分析微乳液驱油的动态驱替过程、剩余油形态和分布及驱油效果。首先优选助表面活性剂异丙醇和正丁醇的质量分数，再进一步优选NaCl的质量分数，最终结合微观可视化驱替实验选取最优配方。实验结果表明，固定油水两相比例1∶1、十二烷基硫酸钠（SDS）质量分数5%、8%正丁醇作为助剂、3%NaCl为最佳配方，最终采收率达98.8%；在高渗区剩余油饱和度为0.15%，低渗区剩余油饱和度为1.05%；NaCl可以通过改变水的极性降低界面张力；正丁醇作为助剂，因其独特性能，在微乳液驱油中与表面活性剂和NaCl协同可大幅度降低界面张力，改变芯片亲油性，促进油的剥离，大幅提高动用剩余油的能力。利用微流控技术研究微乳液原位乳化动态驱替过程为储层剩余油的高效开发提供了有效的理论指导和技术支撑。

新能源

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基于光热的熔盐储热技术现状及发展趋势

段胜男, 马能亮, 陈香玉, 段子丹, 陈柏荣, 王志强

2024, 20(2):  87.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2024.02.011

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针对常规太阳能利用具有间歇性和不稳定性等问题，介绍了光热技术在光热发电和太阳能直接热利用方面配备储热系统实现太阳能稳定供热的研究进展。总结了目前储热技术的分类方法和技术应用场景，综述了主流熔盐储热体系（碳酸盐、氯化盐、氟化盐、硝酸盐）的技术原理和研究进展，指出不同熔盐储热体系的优势和存在的技术问题。针对熔盐储热的技术关键，总结了在光热技术领域不同场景下的研究现状和工艺流程，并归纳出熔盐储热体系在光热领域的发展趋势。一是根据应用场景选择合适的集热方式，优化光热集热、熔盐储热的容量配置和协调控制；二是研发更低熔点、更宽液体温域、低腐蚀性的熔盐来提高熔盐储热的适用性；三是降低成本的同时兼顾熔盐储能系统运行的安全、稳定性，为未来熔盐储热技术的应用发展提供参考。