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2021年 第17卷 第3期 刊出日期：2021-09-10

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油气勘探

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元坝高含硫气田井筒堵塞物分析

刘振东, 孙天礼, 朱国, 熊昕东, 万里平, 曾德智

2021, 17(3):  1-6. 

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元坝气田是国内目前埋藏较深、开发难度较大的酸性大型海相气田,开采过程中井筒堵塞现象时有发生。为了明确堵塞物主要组成,采用热重分析、扫描电镜、X射线衍射、高温模拟蒸馏碳数分布分析等方法,对井筒堵塞物成分以及堵塞物来源进行分析。结果表明,H1井堵塞物主要以沥青质类有机组分为主,H2井堵塞物则主要以FeS₂、BaSO₄等无机组分为主,H3井堵塞物主要是BaSO₄、CaCO₃、少量的S单质和SiO₂。元坝地区不同气井之间的堵塞物存在一定的差异,沥青类有机组分主要来源于地层析出沥青和入井流体高温热解产物,无机堵塞物出现与地层出砂、重晶石等添加剂有关。

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昭通示范区龙马溪组页岩气高产储层微观孔隙结构定量表征

谢庆宾, 王佳, 宋姝豫, 朱毅秀, 王宇涵, 张介辉

2021, 17(3):  7-16. 

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以昭通示范区龙马溪组页岩气高产储层为研究对象,通过场发射扫描电镜,氮气吸附实验,XRD衍射,核磁共振实验,纳米CT扫描技术和Image J图像处理软件,对页岩气高产储层微观孔隙结构进行定量表征。研究结果表明,页岩气高产储层的岩石类型以富含有机质的灰黑—黑色页岩为主,孔隙度大于2%,渗透率大于0.01×10^-3 μm²,孔隙类型以有机质孔为主,孔隙连通性好,其次为粒间孔,粒内孔和少量微裂缝,孔隙半径分布在5~50 nm之间,三类孔隙结构在孔隙类型,TOC含量和孔径分布方面各有差异,其中Ⅰ类孔隙结构主要为机质孔,TOC含量高,储层质量好。Ⅱ类孔隙有机质含量中等,主要是由有机质和黏土矿物提供的微孔-介孔构成;Ⅲ类孔隙有机质含量低,主要是由黏土矿物提供的部分微孔和介孔构成。

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准噶尔盆地南缘深井、超深井超高温超高密度水泥浆体系研究及应用

马疆, 苏洪生, 徐新纽, 齐静, 郑永生, 张伟, 邓林, 狄新叶, 魏瑞华

2021, 17(3):  18-24. 

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针对新疆油田南缘深井、超深井的一些地质特点,阐述了固井的主要技术难点,重点从水泥浆技术方面提出了技术难题和解决措施。运用颗粒级配原理,通过大量的室内实验,选取粒径合适的加重材料和充填材料,并确定合适的加量,设计出最高密度范围2.70 g/cm³、最高温度200 ℃,各项性能满足固井技术需求的超高温超高密度水泥浆,解决了超高密度水泥浆在超高温环境下稳定性差、浆体流变性差、抗压强度发挥慢、难相容等技术难题。该体系在新疆油田南缘区块上已成功使用。

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环保钻井液的生态利用现状及发展趋势

叶成, 鲁铁梅, 刘翔, 刘可成, 姚旭洋, 巩加芹

2021, 17(3):  25-29. 

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环保问题是当前油气资源勘探开发亟需解决的关键难题之一,而减少钻井液污染是解决油气勘探开发环境污染的重中之重。长期以来环保钻井液的研究主要集中在单一处理剂的范围内,仅实现了核心主剂环保,体系无毒性实现难度大、进展缓慢。当前钻井液毒性评价方法局限在使用前或废弃物环节,未考虑废弃钻井液的生态修复和利用功能,废弃物处理后也无有效跟踪评价手段。钻井液的生态修复和生态利用在现阶段受基础机理、环保钻井液技术、应用环境的限制,仅在局部领域上有探索。因此,构建处理剂-钻井液体系-重复利用-废弃-生态修复及利用的全环节环保机制,破除传统环保钻井液的弊病,以盐碱地生态修改和利用为突破点,有助于实现地下油气和地面土地资源的综合环保开发和利用。

油气开发

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吉木萨尔页岩油井筒完整性失效特点与控制方法

李军, 吴继伟, 谢士远, 陈亮, 连威

2021, 17(3):  37-43. 

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吉木萨尔页岩油开发过程中套管变形问题突出。通过统计示范区内页岩油井的套管变形情况,明确了套管变形形式和时间空间分布特点,并从工程和地质两个方面分析了套管变形的影响因素。分析表明,吉木萨尔页岩油井套管变形特征为剪切变形,变形点位于A靶点、中间段和B靶点附近,分别占50.0%、32.2%和17.8%;套管变形主要出现在压裂过程中。地层岩性界面、天然裂缝、断层发育程度是套管变形的主要影响因素,固井质量、套管壁厚与钢级对套管变形影响较小,降低压裂排量、泵压有利于缓解套管变形。在此基础上提出了井筒完整性控制方法,可为页岩油井筒完整性失效问题的控制提供参考。

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不同渗透率及渗透率极差下不同分子缔合聚合物的渗流驱替特征研究

梁严, 王毅, 张新民, 曹苗, 胡俊, 张伟, 罗平亚, 郭拥军

2021, 17(3):  44-52. 

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通过建立具有良好孔渗参数重现性和稳定性的长填砂模型,在不同渗透率和渗透率极差下考察了不同疏水基含量缔合聚合物在相近剪切粘度下的渗流特性及驱油效果。结果表明,在0.55~6.93 μm²的渗透率范围内,不包含疏水基的DM-0均表现出“等阻”的渗流模式,而缔合聚合物DM-1~DM-3均在一定临界渗透率前后分别表现出“等阻”和“增阻”的渗流模式,且该临界渗透率随疏水基含量增加而明显增大。同时,不同渗透率极差下以“增阻+增阻”模式的组合可获得最好的驱油效果且“增阻”模式越强可适应的渗透率极差越大。通过缔合聚合物不同渗流模式的协同驱油可为非均质油藏显著提高采收率提供重要技术借鉴。

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微地震监测解释技术在非常规油气储层的研究与应用

梁雪莉, 刘海龙, 承宁, 张荣莉

2021, 17(3):  53-58. 

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重点研究了致密砂岩、碳酸盐岩、煤岩、页岩等非常规油气储层的储层响应特征,并对不同岩性储层的微地震监测结果进行了描述。结合压裂、地震地质等实际情况对微地震监测结果进行综合解释,取得了较好的效果。

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极端条件下气井油管柱振动力学行为的有限元分析

练章华, 牟易升, 张强

2021, 17(3):  59-66. 

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为了系统地、定量地分析极端条件下气井油管柱振动力学行为,根据新疆某油田油管柱结构尺寸,基于有限元法,建立了两种结构带封隔器的极端条件气井油管柱振动有限元力学模型,编写了极端条件下气井油管柱的振动动力学行为分析的APDL有限元程序,对该极端条件下气井管柱振动问题开展了系统分析和研究。研究表明：①对比改进前后管柱结构的前15阶模态和频率,改进后油管柱均有利于减缓振动对油管柱的损伤;②在瞬态动力响应方面,改进后的结构对事故高发（4 200~5 500 m）油管段内平均应力降低了约104 MPa,同时中和点也下移了231 m,均有利于提高极端条件下气井油管柱安全性及其疲劳寿命。结论表明,建立的模型可分析油管柱的振型,固有频率以及随时间历程变化的应力、速度、位移等,为极端条件下气井油管柱疲劳寿命预测、中和点变化以及油管柱在采气期间的振动力学机理提供定量的数据,同时为新井管柱设计提供了理论依据。

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水力压裂设计模型研究进展与发展方向

张士诚, 陈铭, 马新仿, 邹雨时, 郭天魁

2021, 17(3):  67-73. 

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压裂设计模型是水力压裂设计的基础,也是当前“卡脖子”工程问题的症结。为推动国内压裂设计模型及软件研制,系统分析了水力压裂裂缝扩展模型、数值计算方法、主流商业软件,并分析了未来发展方向。研究认为：（1）平面模型、复杂裂缝模型适用条件、精确度有差异,大部分商业软件是平面裂缝模型,复杂裂缝模型目前以拟三维模型为主;（2）研制精度和效率兼顾的模型是压裂设计软件的重点;（3）人工智能数据驱动裂缝分析、基于微地震和光纤测井的裂缝参数反演是压裂设计模型的发展方向。

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原油输配系统优化及应用

熊小琴, 杨君, 程猛猛, 李妍, 何立军

2021, 17(3):  74-78. 

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原油输配系统实现商品原油的外输及销售,是油田企业生产经营的关键环节,该系统复杂多变、点多面广。如何优化原油输送及销售配置模式,在保证管输安全的前提下,实现原油销售利润最大化,是油品调度的首要目标。以新疆油田原油输配系统为研究对象,产运储销一体化,通过建立区域资源优化调配体系、确定效益评价因素,分别建立了长距离输油管道运行仿真模型、油品密度、粘度计算数学模型,多站库协同调配优化数学模型,优化了油品销售配置流向、混油配比、输油站场及管道运行方式。相比于优化前,每年提升原油销售效益上亿元。

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高效防膨抗盐滑溜水压裂液体系研究

孙锡泽, 许成军, 罗腾, 郭拥军, 任洪达, 罗平亚

2021, 17(3):  79-83. 

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基于某油田配液污水,开展了高效防膨抗盐滑溜水压裂液体系研究,用于解决黏土含量高、强水敏、弱胶结、易松散储层与压裂液体系接触后水化膨胀甚至岩石骨架垮塌堵塞压裂裂缝及基质孔隙、喉道等问题。实验结果表明,以KY-2为抗盐减阻剂、FP-3为有机胺复合防膨剂、ZP-2为助排剂,采用矿化度为15 548.96 mg/L的配液污水配制0.05%KY-2+0.4%FP-3+0.1%ZP-2高效防膨抗盐滑溜水压裂液体系,其防膨率（96.2%）可与4%KCl相当,防膨效果好;清水冲洗10次后,防膨率仍有89.87%,长效防膨效果好;同时,在该配液污水条件下,减阻率达78.45%,降阻效果好。通过现场试验效果验证,该体系改善了强水敏储层KCl用量大,成本高,无法使用免混配工艺以及由于高矿化度导致减阻率下降的问题。

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考虑井筒流动压降对合采井试油产能影响分析方法研究

徐小辉, 高涵, 刘涛, 许译文, 辛晓知

2021, 17(3):  91-94. 

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勘探井及评价井在试油过程中,大部分井都采用单层测试求取每层产能,在合采过程中由于受到层间压力、供液能力、管柱尺寸、流体性质等因素影响,需要采用合理的计算评价分析方法来进行产能预测。以DN5井为例,建立井筒内垂直管流流动模型,采用系统分析方法对合采进行分析和研究,为开展合采试油和开发提供一种可靠的分析方法。