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基于3D打印和纳米黑卡技术提高缝洞型碳酸盐岩储层采收率

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油田化学 2024年第3期41卷 465-473页

作者：张炜侯吉瑞屈鸣吴伟鹏梁拓孙海童潘以诺中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院北京102249 中国石化西北油田分公司新疆乌鲁木齐830011 东北石油大学三亚海洋油气研究院海南三亚572019 西安石油大学石油工程学院陕西西安710065

为有效改善塔河油田缝洞型油藏因注水注气开发而导致产量逐年降低的问题,通过3D打印技术制作3种等比例缩小的三维可视化缝洞储集体物理模型,包括风化壳、断控岩溶、暗河储集体模型。通过透射显微镜和原子力显微镜表征了片状纳米黑卡的... 详细信息

为有效改善塔河油田缝洞型油藏因注水注气开发而导致产量逐年降低的问题,通过3D打印技术制作3种等比例缩小的三维可视化缝洞储集体物理模型,包括风化壳、断控岩溶、暗河储集体模型。通过透射显微镜和原子力显微镜表征了片状纳米黑卡的微观结构,研究了纳米黑卡的油水界面吸附性、润湿反转性及在3种物理模型中的驱油效果,结合矿场实际情况选取两类典型结构单元井组开展井间驱替和单井替油矿场先导试验。结果表明,纳米黑卡的平均尺寸约为80×60×1.2(nm),比表面积大;具有良好的两亲性,可在油/水界面形成稳定的吸附层;具有良好的润湿反转性,可将石英片表面由油湿改变为水湿。在风化壳、暗河、断控岩溶三维模型中,纳米黑卡驱可在水驱基础上分别提高原油采收率11百分点、8百分点、7百分点,风化壳储集体受益效果最明显。15轮次矿场试验结果表明,纳米黑卡驱油不适用于3种岩溶储集空间的单井替油开采方式;风化壳暗河岩溶储集空间构成的井组具有良好的井间联通性和较高的受效程度,为最佳矿场应用选择区域。矿场受效率高达85.7%,且增油量显著,累计增油约5000吨。研究结果为塔河油田缝洞型油藏后续开展纳米黑卡驱油技术提供现场指导理论依据。

关键词：缝洞型油藏纳米黑卡提高采收率风化壳暗河断控岩溶

基于改进经验小波变换的海洋平台结构模态参数自动识别方法

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振动与冲击 2024年第7期43卷 196-204页

作者：冷建成刁凯欣庞哲冯慧玉东北石油大学机械科学与工程学院黑龙江大庆163318 东北石油大学三亚海洋油气研究院海南三亚572025

针对经验小波变换(empirical wavelet transform,EWT)方法在处理低信噪比信号中频谱分割边界容易产生误判的问题,提出了一种改进经验小波变换(improved empirical wavelet transform,IEWT)的结构模态参数自动识别方法。首先计算信号的... 详细信息

针对经验小波变换(empirical wavelet transform,EWT)方法在处理低信噪比信号中频谱分割边界容易产生误判的问题,提出了一种改进经验小波变换(improved empirical wavelet transform,IEWT)的结构模态参数自动识别方法。首先计算信号的互功率谱矩阵,采用奇异值分解(SVD)及尺度空间(SSPP)方法确定频谱的分割边界,将信号分解为若干固有模态函数(IMF)分量,再结合随机减量技术(RDT)和希尔伯特变换(HT)实现模态参数的自动识别。使用IEWT方法对自由振动响应信号及ASCE Benchmark模型信号进行模态参数识别,并分别与EWT方法、基于自回归功率谱的经验小波变换(AR-EWT)方法及小波变换(WT)方法进行对比,结果表明IEWT方法能够自适应确定频谱分割边界,对结构的频率及阻尼比等模态参数具有较高的识别精度;进一步将该方法应用到实验室海洋平台模型的模态参数识别中,证明该方法可用于复杂噪声环境下的低频结构的模态参数识别。

关键词：经验小波变换(EWT) 奇异值分解(SVD) 尺度空间模态参数自动识别海洋平台

基于节点网络模型的缝洞型碳酸盐岩油藏动态描述技术

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石油学报 2024年第9期45卷 1422-1431页

作者：郑松青计秉玉顾浩王秀坤宋考平中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院北京100083 中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院北京102249

缝洞型碳酸盐岩油藏非均质性极强,缝洞体离散分布,基于地球物理雕刻技术的静态描述存在较大不确定性。动态描述技术利用动态资料深化油藏认识,是动静结合提高油藏描述精度的重要途径。现有动态描述技术多基于连续介质理论构建,很难反映... 详细信息

缝洞型碳酸盐岩油藏非均质性极强,缝洞体离散分布,基于地球物理雕刻技术的静态描述存在较大不确定性。动态描述技术利用动态资料深化油藏认识,是动静结合提高油藏描述精度的重要途径。现有动态描述技术多基于连续介质理论构建,很难反映缝洞体离散分布的特征,与地球物理雕刻结果"兼容性"较差。针对缝洞体离散分布的特征,创建一种基于节点网络模型的动态描述技术。首先,提出基于节点网络的离散缝洞表征方法,建立节点网络模型自动生成方法,实现地球物理雕刻模型与节点网络模型快速转换;其次,基于节点网络模型,建立流动表征及开发指标计算方法,算例显示,产量、压力等开发指标计算结果吻合度超过93%,计算速度提升156倍;最后,形成缝洞关键特征参数反演方法,明确缝洞型油藏3个Ⅰ类、4个Ⅱ类共7个关键特征参数,基于拉丁超立方抽样建立辅助历史拟合方法,确定缝洞关键特征参数概率分布,算例显示,缝洞体储量、水体体积、断裂渗透率等反演误差约为10%,满足动态分析需求。该技术在塔河油田多个单元(井区)进行验证及应用,开发指标历史拟合符合率达90%以上,实现了缝洞体地质储量及动用程度的量化表征,提高了开发措施实施的针对性和有效性。

关键词：节点网络模型缝洞动态描述雕刻体开发指标特征参数动态反演塔河油田

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深层超深层油藏耐温抗盐驱油体系研究进展

化工进展 2024年

作者：张瑜王彦玲张传保许宁李迪梁诗南史文静丁文慧非常规油气开发教育部重点实验室中国石油大学(华东) 石油工程学院中国石油大学(华东)

目前，我国大部分油藏已进入了开发中后期，需通过三次强化采油技术来提高原油的采收率。深层超深层油藏由于其高温高盐特征，使得单一驱油体系已难以适应当今油田开采的需要。基于此，本文综述了国内外各类耐温抗盐型驱油体系的研究进... 详细信息

目前，我国大部分油藏已进入了开发中后期，需通过三次强化采油技术来提高原油的采收率。深层超深层油藏由于其高温高盐特征，使得单一驱油体系已难以适应当今油田开采的需要。基于此，本文综述了国内外各类耐温抗盐型驱油体系的研究进展及应用现状，包括表面活性剂驱、聚合物驱、泡沫驱以及纳米流体驱油等。通过阐述这几种驱油体系的结构与性能，剖析其作用机理与驱油效果，并结合矿场实际应用成效，对深层超深层油藏耐温抗盐驱油体系进行了详细总结，为未来的重点研究方向打下基础。结果表明：对于深层超深层油藏而言，开展耐温抗盐驱油体系研究，能够有效提高油藏开发后期采收率，保证剩余油的全面动用。未来对耐温抗盐驱油体系的研究方向应重点放在以下几个方面：一是能够更大程度地降低界面张力；二是降低成本，采用最低的成本最大程度地达到更好的生产效益；三是研究不同类型驱油剂之间的协同性能。

关键词：深层超深层油藏耐温抗盐驱油体系三次采油提高采收率

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强缓速低摩阻低伤害纳米均相缓速酸

油田化学 2024年第3期41卷 422-430,437页

作者：崔波冯浦涌荣新明姚二冬王顺周福建吴广中海油田服务股份有限公司天津300450 中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院北京102249

针对碳酸盐岩储层改造乳化酸高摩阻、稠化酸聚合物残渣伤害问题,首先通过拟三元相图,以非离子型表面活性剂(三苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚)、阳离子型表面活性剂(季铵盐)、助表面活性剂(醇)为原料制备纳米乳液,然后将20%盐酸、5%纳米乳液、0... 详细信息

针对碳酸盐岩储层改造乳化酸高摩阻、稠化酸聚合物残渣伤害问题,首先通过拟三元相图,以非离子型表面活性剂(三苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚)、阳离子型表面活性剂(季铵盐)、助表面活性剂(醇)为原料制备纳米乳液,然后将20%盐酸、5%纳米乳液、0.1%减阻剂(阳离子聚丙烯酰胺)及功能型添加剂混合制得纳米均相缓速酸。采用旋转岩盘仪、扫描电镜、EDS能谱仪、电导率仪、粒度分析仪、界面张力仪、润湿角测定仪、摩阻仪、酸蚀裂缝导流仪、岩心流动仪等评价了纳米均相缓速酸的性能,分析了缓速机理、高酸蚀裂缝导流机理和溶垢机理。结果表明,纳米均相缓速酸是一种内相为油、外相为酸的纳米均相分散体系,粒径分布为8~100 nm;其具备强缓速(缓速率大于90%)、低摩阻(降阻率大于75%)、低黏、低伤害和高酸蚀裂缝导流性能;可同时溶解有机垢和无机垢,对沥青和碳酸盐岩的溶解率分别为6.91%和100%;可解除储层乳化、水锁、润湿改性伤害。纳米均相缓速酸通过带负电纳米乳液吸附在带正电灰岩表面,建立酸岩“隔离屏障”,实现强缓速;通过差异化酸蚀及黏性指进,实现高酸蚀裂缝导流;通过纳米乳液特殊的油水互溶结构,实现有机垢和无机垢的同时解除。该体系在海上油田现场成功应用,增产效果显著,对碳酸盐岩储层深部改造及多重伤害解除具有重要意义。

关键词：均相缓速酸纳米乳液强缓速低摩阻低伤害碳酸盐岩

非常规储层压裂支撑剂多级裂缝运移和沉降规律

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天然气工业 2024年第7期44卷 109-119页

作者：汪杰赵康佳付珊珊续化蕾张良君江厚顺非常规油气省部共建协同创新中心•长江大学长江大学石油工程学院油气钻采工程湖北省重点实验室

水力压裂过程中支撑剂在裂缝中有效填充是形成高导流裂缝通道的关键。目前,关于支撑剂在裂缝中运移与沉降规律的研究方法多为物理实验或数值模拟,且主要聚焦支撑剂沉降结果,对支撑运移和沉降机理的研究较少。为进一步揭示支撑剂在裂缝... 详细信息

水力压裂过程中支撑剂在裂缝中有效填充是形成高导流裂缝通道的关键。目前,关于支撑剂在裂缝中运移与沉降规律的研究方法多为物理实验或数值模拟,且主要聚焦支撑剂沉降结果,对支撑运移和沉降机理的研究较少。为进一步揭示支撑剂在裂缝中的运移和沉降规律,采用实验与数值模拟结合的方法探究了支撑剂尺寸、注入速度以及压裂液黏度对支撑剂在单一与交叉裂缝中的运移沉降行为的影响。研究结果表明:①支撑剂尺寸主要通过对沉降角的影响决定颗粒运移的分布,支撑剂尺寸越大,颗粒沉降角越大,运移距离越短;②注入速度对砂丘形态影响较大,当注入速度从0.2m/s增加至1.0m/s时,单一裂缝内砂丘有效支撑面积比和最大高度都明显降低,而分支缝内砂丘有效支撑面积比增加34.3%,表现出与单一裂缝中相反的变化趋势;③压裂液黏度主要影响流体携砂能力,随着压裂液黏度增加,主裂缝内砂丘有效支撑面积比降低8.4%,砂丘最大高度下降6.1cm,而在分支裂缝内表现为先增加后降低。结论认为,分支裂缝与主裂缝内支撑剂运移受施工因素影响往往表现出不同变化规律,该研究成果将进一步完善了水力压裂相关理论认识,同时为压裂现场施工设计优化提供了理论支撑。

关键词：非常规油气水力压裂分支裂缝交叉裂缝支撑剂运移沉降施工因素室内实验数值模拟

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脂肽类生物表面活性剂用于提高原油采收率的研究进展

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油田化学 2024年第3期41卷 553-562页

作者：钟炜欣闻宇晨侯吉瑞中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院北京102249 石油工程教育部重点实验室(中国石油大学(北京) 北京102249

生物表面活性剂表面活性强,乳化性能好,抗菌抗氧化活性强,稳定性高,且生物选择性好,环境友好性强。其中,脂肽类生物表面活性剂性能突出,是三次采油中化学表面活性剂的良好替代品。根据肽链氨基酸是否连接成环,可将脂肽类生物表面活性剂... 详细信息

生物表面活性剂表面活性强,乳化性能好,抗菌抗氧化活性强,稳定性高,且生物选择性好,环境友好性强。其中,脂肽类生物表面活性剂性能突出,是三次采油中化学表面活性剂的良好替代品。根据肽链氨基酸是否连接成环,可将脂肽类生物表面活性剂分为环状脂肽和线形脂肽。亲水肽链不同种类氨基酸与排列顺序、疏水碳链长度及其支链位置不同,形成的脂肽结构与生物活性不同。脂肽类生物表面活性剂提高原油采收率的机理为:高效降低油水界面张力、促进原油乳化形成大尺寸胶束,改变储层岩石润湿性、降低水相相对渗透率等。脂肽类生物表面活性剂用于原油开采的室内实验和矿场试验结果表明,脂肽类生物驱油体系在获得与化学驱相当的提高采收率效果的同时可以有效降低驱油剂成本,证实了其适用于提高原油采收率的可行性。但脂肽在上游合成高产途径、下游低成本提纯工艺以及实际油藏中的地层适应性尚不明确,限制了脂肽类生物表面活性剂在油田的商业化推广。

关键词：生物表面活性剂脂肽原油开采提高采收率综述

苏北盆地高邮凹陷阜宁组二段页岩油赋存状态定量表征及控制因素

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东北石油大学学报 2024年第2期48卷 59-71,124,I0004,I0005页

作者：宫厚健姜振学朱峰李鹏陈志祥王子朋王博中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院北京102249 中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所江苏无锡214126 中国石化石油勘探开发研究院非常规油气研究所北京100083

鉴于页岩油赋存状态对页岩油富集和可动性有重要影响,以苏北盆地高邮凹陷阜宁组二段(阜二段)页岩为研究对象,利用多温阶热解和激光共聚焦显微镜等技术,定量表征高邮凹陷阜二段页岩油赋存状态,明确赋存状态的控制因素。结果表明:高邮凹... 详细信息

鉴于页岩油赋存状态对页岩油富集和可动性有重要影响,以苏北盆地高邮凹陷阜宁组二段(阜二段)页岩为研究对象,利用多温阶热解和激光共聚焦显微镜等技术,定量表征高邮凹陷阜二段页岩油赋存状态,明确赋存状态的控制因素。结果表明:高邮凹陷阜二段页岩油赋存状态分为游离油和吸附油两大类,以游离油为主,平均占总含油量的65.16%;不同岩相页岩油赋存状态差异明显,游离油占比由高到低依次为长英质页岩>长英—灰云质混积页岩>长英—黏土质混积页岩>灰云质页岩;有机质成熟度、总有机碳质量分数(w(TOC))、矿物组分和孔隙结构等因素共同控制高邮凹陷阜二段页岩油赋存状态。游离油和吸附油量主要受w(TOC)和孔隙结构控制,游离油量与w(TOC)呈弱正相关关系,吸附油量与w(TOC)呈强正相关关系。游离油、吸附油量与孔体积呈正相关关系,与比表面积相关性不明显。游离油和吸附油的比例主要受有机质成熟度、长英质矿物含量和孔隙结构影响,吸附油比例随有机质成熟度增高而减小,游离油比例与长英质矿物含量呈弱正相关关系。宏孔及微裂缝越发育,游离油比例越高。该结果对苏北盆地页岩油的规模勘探开发具有指导意义。

关键词：苏北盆地阜宁组二段页岩油赋存状态游离油吸附油控制因素高邮凹陷

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全油气系统理论基本原理

石油勘探与开发 2024年第4期51卷 679-691页

作者：贾承造庞雄奇宋岩中国石油天然气集团有限公司北京100007 油气资源与工程全国重点实验室中国石油大学(北京)北京102249 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249 中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院北京102249

通过阐释全油气系统基本原理,并阐明全油气系统的结构,进而揭示常规油气—致密油气—页岩油气序列成藏规律以及全油气系统成藏模式与成藏机理;此外,阐述了页岩油气-致密油气储层地质模型、流动模型与开发生产机理,并给出了进一步的研究... 详细信息

通过阐释全油气系统基本原理,并阐明全油气系统的结构,进而揭示常规油气—致密油气—页岩油气序列成藏规律以及全油气系统成藏模式与成藏机理;此外,阐述了页岩油气-致密油气储层地质模型、流动模型与开发生产机理,并给出了进一步的研究方向。研究表明:(1)全油气系统的主要结构包括3类流体动力场、3种油气藏与油气资源,以及两种成藏作用。常规油气—致密油气—页岩油气具有形成时间和空间分布的有序性、基于成因机理的序列合理性,表现出“序列成藏”的地质规律。(2)全油气系统成藏模式可以分为“碎屑岩盆地成藏模式”与“碳酸盐岩盆地(层系)成藏模式”两类。非常规油气的聚集成藏是一种“自封闭成藏”,油气自封闭作用的微观来源是分子间作用力(范德华力)。(3)非常规油气生产实践证实,页岩油气-致密油气储层地质模型、流动模型与开发生产机理是一个全新的领域,极为复杂,有待进一步研究。页岩油气一定是中国油气资源中最重要的资源接替。(4)进一步研究方向包括:碳酸盐岩盆地全油气系统特征及复合盆地演化源储耦合规律;页岩油气与致密油气运移、成藏与开发生产的流动机理;深层超深层页岩油气、致密油气和煤层气油气地质特征与富集规律;全油气系统油气资源评价与新一代盆地模拟技术;地球系统—地球有机岩与化石能源系统—全油气系统研究。

关键词：全油气系统理论全油气系统结构序列成藏规律全油气系统成藏模式自封闭成藏机理页岩油气-致密油气地质模型与流动模型