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压裂复杂裂缝中支撑剂输送数值模拟研究

油气地质与采收率 2024年第3期31卷 123-136页

作者：张涛蹇胤霖何乐梁天成王菲西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500 中国石油集团川庆钻探工程有限公司井下作业公司四川广汉618300 中国石油勘探开发研究院廊坊分院河北廊坊065000

在非常规储层水力压裂施工过程中,水力裂缝容易与天然裂缝交汇形成复杂裂缝,支撑剂的运移和铺置形态直接决定了储层的增产效果。为了研究支撑剂在复杂裂缝中的铺置规律,基于欧拉-欧拉方法建立了支撑剂-压裂液两相流数学模型,并利用复杂... 详细信息

在非常规储层水力压裂施工过程中,水力裂缝容易与天然裂缝交汇形成复杂裂缝,支撑剂的运移和铺置形态直接决定了储层的增产效果。为了研究支撑剂在复杂裂缝中的铺置规律,基于欧拉-欧拉方法建立了支撑剂-压裂液两相流数学模型,并利用复杂裂缝室内实验装置与数值模拟的砂堤铺置形态对比的方式进行了模型验证,结果表明,选取的模型可用于研究滑溜水在复杂裂缝内的携带支撑剂的运移铺置规律。以相似准则为基础,建立了简化的复杂裂缝平板模型,并将砂堤形态参数、砂堤面积进行归一化处理,获得了压裂液排量、黏度、支撑剂粒径、裂缝宽度以及裂缝形态对支撑剂在复杂裂缝中铺置的影响规律。结果表明:增大排量、黏度和减小粒径均有利于支撑剂向裂缝深处运移,并且排量对支缝中的砂堤形态影响最明显,但增大排量不利于支撑剂填充近井地带。缝宽的影响体现在壁面效应,在注入时间相同的情况下,当压裂液黏度从1 mPa·s增加到5 mPa·s时,主缝砂堤的归一化长度平均增加了37.9%,归一化高度平均降低了61.4%。裂缝结构越复杂,所有支缝中的支撑剂铺置面积占比越高,分流作用越大。随着复杂裂缝的支缝数量、级数以及支缝延伸长度的增大,支缝中的砂堤高度与长度均有所降低;相对于T1型裂缝,T3和T5型裂缝中的砂堤长度、高度减小最多。

关键词：水力裂缝滑溜水压裂两流体数值模型支撑剂归一化

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生物产氢余煤再产甲烷的有利因素研究

煤田地质与勘探 2024年第3期52卷 56-63页

作者：夏大平廖佳佳陈振宏陈曦郭红玉黄丹煤与煤系气地质山西省重点实验室山西太原030001 河南理工大学资源环境学院河南焦作454003 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454003 中国石油勘探开发研究院廊坊分院河北廊坊065007 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454003 黄河水利职业技术学院河南开封475004

厘定生物产氢后的余煤再产甲烷的有利因素,对于提高煤联产第二阶段甲烷产气效率具有重要的理论和实际意义。以内蒙古白音华露天矿煤为发酵底物,改变通气条件和水力停留时间(HRT),讨论不同条件下厌氧发酵产氢余煤再产甲烷量和煤结构的动... 详细信息

厘定生物产氢后的余煤再产甲烷的有利因素,对于提高煤联产第二阶段甲烷产气效率具有重要的理论和实际意义。以内蒙古白音华露天矿煤为发酵底物,改变通气条件和水力停留时间(HRT),讨论不同条件下厌氧发酵产氢余煤再产甲烷量和煤结构的动态变化趋势。结果表明:(1)对比其他气氛条件,CO_(2)组产甲烷效果最好,单位气体生成量为4.72 mL/g,而HRT增加使产气效果逐渐降低。(2)氢化酶活性与产气量的变化规律具有一致性,反应结束后菌液化学需氧量值(COD)均偏低,认为CO_(2)可促进菌体酶活性增强,使CO_(2)甲烷化过程更明显,而较长的HRT不利于微生物菌群存活,建议在后期的工程实践中,设置较短的HRT工艺条件。(3)对厌氧发酵后的余煤进行XRD和FTIR监测,发现通CO_(2)后煤的芳香碳层间距最大,煤中一些活性官能团如羧基、羟基等均有所减少,HRT为3 d条件下微晶结构和官能团变化较显著,而随着HRT时间延长,煤结构变化愈加不明显。(4)通入CO_(2)不仅能提高产气率,还可以改变煤大分子结构和孔隙结构,达到煤层自身的增透、增扩、增渗和增解的目的,实现CO_(2)地质封存和煤层气生物工程的融合。

关键词：褐煤联产转换条件水力停留时间甲烷产量白音华露天煤矿

四川盆地高石梯—磨溪古隆起构造特征及对特大型气田形成的控制作用

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石油勘探与开发 2015年第3期42卷 257-265页

作者：魏国齐杨威杜金虎徐春春邹才能谢武仁武赛军曾富英中国石油勘探开发研究院廊坊分院中国石油勘探与生产公司中国石油西南油气田公司中国石油勘探开发研究院

应用四川盆地最新地质、地震、钻井及露头等资料,对高石梯—磨溪古隆起地质结构、地质演化进行研究,探讨安岳震旦系—寒武系特大型气田形成的控制因素。高石梯—磨溪古隆起为一主要与桐湾运动有关的近南北向巨型同沉积古隆起构造,其核... 详细信息

应用四川盆地最新地质、地震、钻井及露头等资料,对高石梯—磨溪古隆起地质结构、地质演化进行研究,探讨安岳震旦系—寒武系特大型气田形成的控制因素。高石梯—磨溪古隆起为一主要与桐湾运动有关的近南北向巨型同沉积古隆起构造,其核部高石梯—磨溪地区震旦系灯影组顶面及相邻层系自震旦纪至今一直处于隆起高部位,并发育独立统一的巨型圈闭构造,其发育时期、地质结构、演化历史等构造特征明显有别于加里东期乐山—龙女寺古隆起。高石梯—磨溪古隆起控制安岳震旦系—寒武系特大型气田的形成与分布,主要表现为:古隆起西侧紧邻绵竹—长宁克拉通内裂陷寒武系麦地坪组、筇竹寺组烃源岩中心,且自身也发育震旦系灯影组和寒武系筇竹寺组烃源岩;控制了震旦系灯四段、灯二段和寒武系龙王庙组优质储集层的形成与展布;发育3套储盖组合,为震旦系—寒武系大规模古油藏原位裂解形成特大型气藏提供了条件。

关键词：四川盆地高石梯—磨溪古隆起同沉积古隆起构造特征古油藏原位裂解

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中国页岩气特征、挑战及前景(二)

石油勘探与开发 2016年第2期43卷 166-178页

作者：邹才能董大忠王玉满李新景黄金亮王淑芳管全中张晨晨王红岩刘洪林拜文华梁峰吝文赵群刘德勋杨智梁萍萍孙莎莎邱振中国石油勘探开发研究院国家能源页岩气研发(实验)中心中国石油勘探开发研究院廊坊分院

重点阐述中国页岩气工业化进展、“甜点区”评价标准与勘探开发技术、成功经验、面临挑战及发展前景。根据四川盆地涪陵、长宁、威远等页岩气田地质与工程参数，指出中国页岩气具有特殊性。中国南方特大型海相高演化（R0值2．0％～3．5... 详细信息

重点阐述中国页岩气工业化进展、“甜点区”评价标准与勘探开发技术、成功经验、面临挑战及发展前景。根据四川盆地涪陵、长宁、威远等页岩气田地质与工程参数，指出中国页岩气具有特殊性。中国南方特大型海相高演化（R0值2．0％～3．5％）、超高压（压力系数1．3～2．1）页岩气田的发现，对中国乃至世界古老海相页岩气勘探开发具有重要科学意义与实践价值。提出“经济甜点区”须具备“含气性优、可压性优、效益性优”等特征，“四高”（高TOC值（大于3．0％）、高孔隙度（大于3．0％）、高含气量（大于3．0m3／t）、高地层压力（压力系数大于1．3））、“两发育”（页岩层理、天然微裂缝）是富集高产段与水平井轨迹选择的关键指标，水平井巷道必须控制在上奥陶统五峰组一下志留统龙马溪组底部高压封存箱中部。提出“微气藏”群压裂形成“人工页岩气藏”的模式，揭示“压后焖井、控压限产”机制。形成了三维地震与压裂微地震监测、水平井、“工厂化”生产模式等关键技术和“甜点区”优选、水平井巷道控制、水平段长度优化、“工厂化”生产模式等成功经验。页岩气资源的不确定性、3500m以深勘探开发关键技术与装备突破、低成本生产、水资源与安全环保是中国页岩气实现规模开采面临的4大挑战。预测中国南方海相页岩气可采资源量约8．8×10^12m3，四川盆地有利区面积4．0×10^4km2、可采资源量4．5×10^12m3，2020年中国页岩气勘探开发有望实现“理论、技术、生产和成本”4个一体化革命，产能达到（200～300）×10^8m3／a。未来有望在四川盆地常规加非常规天然气产量一起建成“西南大庆（气大庆）”。

关键词：页岩气田经济甜点区微气藏水平井 “工厂化”生产模式体积压裂开发成本资源潜力有利目标

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中国页岩气特征、挑战及前景(一)

石油勘探与开发 2015年第6期42卷 689-701页

基于近年中国富有机质页岩沉积模式、页岩储集层表征等方面取得的研究进展,分析页岩气富集高产主控因素。研究落实了上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组笔石带发育序列时空对比依据,提出缓慢沉降的稳定海盆、高海平面、半封闭水体和低沉... 详细信息

基于近年中国富有机质页岩沉积模式、页岩储集层表征等方面取得的研究进展,分析页岩气富集高产主控因素。研究落实了上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组笔石带发育序列时空对比依据,提出缓慢沉降的稳定海盆、高海平面、半封闭水体和低沉积速率是海相富有机质页岩重要沉积模式,确定晚奥陶世—早志留世早期持续发育的大型深水陆棚沉积环境有利于黑色页岩发育,优质页岩厚20~80 m、TOC值为2.0%~8.4%。对比分析焦石坝、长宁、威远3大页岩气田,指出规模储集层主要受富生物硅质与钙质页岩、适中热演化程度、高基质孔隙与丰富的裂缝控制。五峰组—龙马溪组总孔隙度为3.0%~8.4%、渗透率为0.000 2×10-3~0.500 0×10-3μm2,基质孔隙体积及其构成区域稳定,裂缝孔隙发育特征在不同构造区、同一构造的不同井区和不同层段差异较大。筇竹寺组受有机质炭化、黏土矿物结晶度高和生物碎屑粒内孔后期充填等因素影响,物性普遍较差,总孔隙度为1.5%~2.9%、渗透率为0.001′10-3~0.010′10-3μm2。明确了页岩气富集高产受沉积环境、热演化程度、孔缝发育程度、构造保存等＂四大因素＂控制,且特殊性在于高演化（Ro值：2.0%~3.5%）、超高压（压力系数：1.3~2.1）,从而建立了＂构造型甜点＂和＂连续型甜点区＂两种页岩气富集模式。

关键词：页岩气富有机质页岩沉积模式储集层表征 “甜点区” 焦石坝页岩气田长宁页岩气田威远页岩气田

四川盆地川中古隆起震旦系-寒武系天然气特征及成因

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石油勘探与开发 2015年第6期42卷 702-711页

作者：魏国齐谢增业宋家荣杨威王志宏李剑王东良李志生谢武仁中国石油勘探开发研究院国家能源页岩气研发实验中心中国石油勘探开发研究院廊坊分院

利用高石梯—磨溪地区大量新钻探井和野外露头资料,开展震旦系—寒武系天然气组分、同位素、轻烃组成、烃源岩干酪根碳同位素、储集层沥青生物标志物等地球化学特征研究。研究表明:1震旦系灯影组和寒武系龙王庙组天然气均为典型的干气,... 详细信息

利用高石梯—磨溪地区大量新钻探井和野外露头资料,开展震旦系—寒武系天然气组分、同位素、轻烃组成、烃源岩干酪根碳同位素、储集层沥青生物标志物等地球化学特征研究。研究表明:1震旦系灯影组和寒武系龙王庙组天然气均为典型的干气,以烃类气体为主。但灯影组干燥系数大、烃类组分含量低、非烃组分含量高。非烃气体含量的差异主要表现在氮气、二氧化碳、硫化氢和氦气方面。烃源岩成熟度不同和含硫矿物与烃类反应生成H2S是造成灯影组和龙王庙组天然气组成细微差别的原因。2灯影组和龙王庙组天然气δ13C2值差异明显,主要反映母质类型的差异。3灯影组和龙王庙组天然气甲烷δ2H值差异大,主要反映母质沉积水介质盐度的差异。4下寒武统页岩、灯影组泥岩、陡山沱组泥岩和灯影组碳酸盐岩干酪根碳同位素平均值分别为-32.8‰、-31.9‰、-30.7‰和-27.8‰。5灯影组储集层沥青4-甲基二苯并噻吩/1-甲基二苯并噻吩值介于筇竹寺组和灯影组烃源岩之间。研究认为高石梯—磨溪地区震旦系—寒武系天然气主要为原油裂解气,震旦系天然气来源于震旦系和寒武系烃源岩,寒武系天然气主要来源于寒武系烃源岩。

关键词：天然气特征天然气成因震旦系寒武系川中古隆起四川盆地

柴达木盆地三湖地区生物气成藏机理与勘探对策

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天然气地球科学 2013年第3期24卷 494-504页

作者：孙平郭泽清张林田继先张绍胜曾旭孔骅杨晶中国石油勘探开发研究院廊坊分院河北廊坊065007 中国石油勘探开发研究院北京100083

柴达木盆地三湖地区第四系的形成是在新近纪末期新构造运动作用下,盆地沉积中心由西向东整体迁移的产物。三湖地区第四系具有成岩作用弱、砂泥岩薄互层、源储不分、接替接力生气及由南向北水动力条件较强等独有的地质特征。在这一特有... 详细信息

柴达木盆地三湖地区第四系的形成是在新近纪末期新构造运动作用下,盆地沉积中心由西向东整体迁移的产物。三湖地区第四系具有成岩作用弱、砂泥岩薄互层、源储不分、接替接力生气及由南向北水动力条件较强等独有的地质特征。在这一特有的地质背景下,形成了该区特有的生物气成藏模式:烃源岩持续生烃、水溶气动态成藏。针对该区生物气的勘探对策是:以寻找低幅度构造圈闭为主,围绕北斜坡构造发育区带,加强连片二维地震资料目标处理,寻找低幅度构造目标;同时应继续加强岩性气藏的研究与探索,在确定有利区带、建立地层格架的基础上,采取有效的含气检测手段确定有利岩性目标。

关键词：三湖地区第四系地质背景成藏机制勘探对策

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中国建立天然气期货市场的必要性和可行性

天然气工业 2014年第9期34卷 130-134页

作者：史建勋中国石油勘探开发研究院廊坊分院

天然气是近期内唯一可能大规模替代煤炭和石油的清洁能源。中国的天然气工业有着广阔的发展前景,而价格则是影响其发展的核心因素。为此,通过研究天然气工业发达国家的经验以及期货市场定价的特点,认识到了中国建立天然气期货市场的必要... 详细信息

天然气是近期内唯一可能大规模替代煤炭和石油的清洁能源。中国的天然气工业有着广阔的发展前景,而价格则是影响其发展的核心因素。为此,通过研究天然气工业发达国家的经验以及期货市场定价的特点,认识到了中国建立天然气期货市场的必要性:1期货市场发现的价格最接近理想的均衡价格;2期货市场可以发现连续的远期价格;3在合约到期日(交割日)期货价格与现货价格收敛趋同。基于中国天然气市场的现状及发展趋势,认为建立中国自己的天然气期货市场是可行的:1我国天然气现货市场参与者已经达到一定数量,进行期货交易的需求潜力巨大;2我国天然气管输和储备系统基本完善,交割条件已经具备;3国内期货市场快速发展,提供了管理经验和人才保障;4中国地理位置优越,有望成为东亚天然气定价和交割中心。因此中国应该尽快建立天然气期货市场,发现天然气市场价格。

关键词：中国天然气期货市场必要性可行性东亚价格

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中国页岩气勘探开发新突破及发展前景思考

天然气工业 2016年第1期36卷 19-32页

作者：董大忠王玉满李新景邹才能管全中张晨晨黄金亮王淑芳王红岩刘洪林拜文华梁峰吝文赵群刘德勋邱振中国石油勘探开发研究院国家能源页岩气研发(实验)中心中国石油勘探开发研究院廊坊分院

近5年来,中国页岩气勘探开发实现了跨越式发展,成为继美国、加拿大之后,第三个实现页岩气工业化生产的国家,截至2015年底,页岩气累计产量突破了60×10~8 m^3。基于近期中国页岩气勘探开发快速发展的主要成果,通过全面回顾勘探开发新突... 详细信息

近5年来,中国页岩气勘探开发实现了跨越式发展,成为继美国、加拿大之后,第三个实现页岩气工业化生产的国家,截至2015年底,页岩气累计产量突破了60×10~8 m^3。基于近期中国页岩气勘探开发快速发展的主要成果,通过全面回顾勘探开发新突破和深入分析未来发展前景,进而指出中国的页岩气勘探开发整体尚处在发展初期,四川盆地海相页岩气是近期勘探开发的主要对象,海陆过渡相与陆相页岩气的突破和工业化生产是实现中国页岩气规模化发展的重要环节;低产—中等产量井是中国页岩气的生产常态,发展勘探开发关键技术非常重要;严格控制单井投资和大幅降低成本成为提升页岩气勘探开发效益的重要手段。为此,建议:①持续加强理论技术攻关,积极开展页岩气"甜点区"评价勘探,逐渐夯实发展基础;②高度重视勘探开发前期评价,突出有效页岩气资源的落实,把控好评价钻探与产能建设的节奏;③突出页岩气储层精细描述和评价,提升整体开发水平;④加大勘探开发技术攻关力度,突出技术的简化和实用性,有效降低成本;⑤全面总结页岩气勘探开发快速发展经验,突出关键指标论证及评价,加强新区、新领域及新层系突破和接替。

关键词：页岩气田超级大气区新进展有效资源发展前景启示南方地区中国