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基于致密砂岩气储层施工曲线图的压裂效果评价方法研究

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中国石油勘探 2024年第1期29卷 177-182页

作者：刘子雄张静周子惠郭布民李新发陈玲中海油服油田生产研究院中国石油玉门油田公司勘探开发研究院中国石油玉门油田公司工程技术研究院

压裂施工曲线中隐含了人工裂缝和储层信息,是压裂效果评价的基础,目前主要采用理论及统计的方法进行评价,对压裂工艺的改进和优化指导作用有限。为了充分挖掘施工曲线中隐含的信息,对压裂施工曲线的图像按照压裂无阻流量分类构建样本库... 详细信息

压裂施工曲线中隐含了人工裂缝和储层信息,是压裂效果评价的基础,目前主要采用理论及统计的方法进行评价,对压裂工艺的改进和优化指导作用有限。为了充分挖掘施工曲线中隐含的信息,对压裂施工曲线的图像按照压裂无阻流量分类构建样本库,采用人工智能中的卷积神经网络(CNN)进行训练,建立基于产能分类的施工曲线效果评价模型,然后应用Grad-CAM进行可解释性研究,找出人工智能进行识别的主要参考位置,进而指导压裂工艺优化和改进。研究表明:采用CNN进行压裂曲线分类准确率能够达到85%以上,影响压裂效果的关键在压裂施工的初期和后期两个阶段,主要包括压裂初期的排量及对应的压力上升速度、停泵压力、段塞持续时间等,可以通过改变施工参数提高压裂产能。因此采用该方法能针对性地进行压裂施工优化和改进。

关键词：压裂施工曲线人工智能卷积神经网络图像分类可解释性

玛湖深层致密砾岩油藏体积压裂关键技术研究与应用

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断块油气田 2024年

作者：陈小璐吕振虎路宗羽吴虎孔明炜张羽鹏中国石油新疆油田分公司工程技术研究院

为探索玛湖地区深层砾岩油藏水平井体积压裂改造效果，提高储层动用程度，以地质建模与数值模拟为手段，建立地质工程一体化模型，开展水平井体积压裂关键技术研究，综合考虑压后生产效果、井间地应力干扰、天然裂缝发育程度等因素，确... 详细信息

为探索玛湖地区深层砾岩油藏水平井体积压裂改造效果，提高储层动用程度，以地质建模与数值模拟为手段，建立地质工程一体化模型，开展水平井体积压裂关键技术研究，综合考虑压后生产效果、井间地应力干扰、天然裂缝发育程度等因素，确定了最优布缝方式、簇间距、加砂规模、压裂顺序与泵注工艺，形成了深层砾岩油藏平台井体积压裂关键技术。研究表明：采用交错50%布缝方式，优化簇间距、加砂规模与泵注工艺，以“先压两边+后压中间”为压裂顺序原则，进行水平井协同平齐推进拉链体积压裂，可显著降低深层砾岩油藏平台井压裂成本、提升储层改造效果。现场应用15井次，SRV较单井提升10%、压裂费用降低5%，采收率由18%提升至20.1%，为深层砾岩油藏水平井体积压裂改造提供了技术借鉴。

关键词：深层致密砾岩体积压裂地质工程一体化地应力干扰

超深井射孔冲击动载荷引起封隔器断裂失效分析

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天然气工业 2024年第6期44卷 44-51页

作者：练章华万智勇王飞文赵朝阳史君林油气藏地质及开发工程全国重点实验室·西南石油大学中国石油新疆油田公司工程技术研究院

中国超深层油气资源丰富,超深井油气开发过程中常采用一体化管柱完成射孔—试油—酸化三联作业,作业过程中超深井射孔冲击动载荷频繁导致封隔器断裂失效。为解决上述问题,基于弹塑性有限元法,结合实际井下测得的射孔管串起爆瞬态冲击动... 详细信息

中国超深层油气资源丰富,超深井油气开发过程中常采用一体化管柱完成射孔—试油—酸化三联作业,作业过程中超深井射孔冲击动载荷频繁导致封隔器断裂失效。为解决上述问题,基于弹塑性有限元法,结合实际井下测得的射孔管串起爆瞬态冲击动力学载荷边界条件,开展了新疆某地X1井射孔作业RTTS封隔器(全开式挂壁封隔器)—减震器管串瞬态冲击动力学有限元仿真分析,建立了减震器二阶带阻尼的质量—弹簧力学系统模型,从理论上对比分析了双减震器的减震效果与有限元分析结果的可靠性。研究结果表明:(1)在射孔爆轰0.09 s和0.21 s时刻,中心管接头螺纹处分别出现805.4 MPa和925.1 MPa两个应力峰值,超过了管材的屈服强度和抗拉强度,且冲击波引起的交变应力导致局部位置开始发生裂纹失效,裂纹逐渐扩展到整个截面,造成螺纹接头断裂;(2)根据仿真模型计算结果以及中心管结构尺寸分析,发现其螺纹部分结构尺寸偏小,导致峰值应力超过其抗拉强度造成断裂失效;(3)建议采用中心管上部螺纹连接处镦粗2~3 mm的改进方案,其最大应力可降低27%以上,可明显提高结构强度;(4)使用双减震器能有效降低射孔管串上部冲击载荷,理论计算指出双减震器比单减震器的振幅降低约50%,其最大应力降低约42%。结论认为,研究成果可为超深井RTTS封隔器管柱安全射孔作业提供理论和技术支撑,并将有力推动我国超深层油气资源的高效勘探开发。

关键词：超深井射孔作业封隔器断裂减震器公螺纹接头冲击载荷数值模拟

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基于“扩缝串洞”理念的超深层小缝洞群碳酸盐岩储层改造数值模拟

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天然气工业 2024年第5期44卷 80-95页

作者：罗志锋程龙谢耀增刘举张雄罗攀登油气藏地质及开发工程全国重点实验室•西南石油大学中国石油塔里木油田公司油气工程研究院中国石化西北油田分公司石油工程技术研究院

随着四川盆地和塔里木盆地碳酸盐岩油气藏勘探开发逐渐迈向超深层领域,受地质条件影响,储层由大型缝洞向以厘米—毫米级小缝洞群转变,以往针对大型缝洞储层改造的酸压技术系列难以适应小缝洞群储层。为充分释放超深层小缝洞群碳酸盐岩... 详细信息

随着四川盆地和塔里木盆地碳酸盐岩油气藏勘探开发逐渐迈向超深层领域,受地质条件影响,储层由大型缝洞向以厘米—毫米级小缝洞群转变,以往针对大型缝洞储层改造的酸压技术系列难以适应小缝洞群储层。为充分释放超深层小缝洞群碳酸盐岩储层的天然气产能潜力,基于小缝洞群碳酸盐岩储层特征,构建了多尺度离散缝洞方法,建立了考虑岩石变形、裂缝延伸、酸液流动反应、温度变化的热流固化多场耦合数值模型,最后提出了以多级转向扩面积、精准控黏串缝洞、定点生酸扩缝长为核心的“扩缝串洞”缝控改造理念,并对小缝洞群碳酸盐岩储层“扩缝串洞”缝控改造方式进行了优化分析。研究结果表明:①多级交替注入形成的黏性指进现象可以促进缝控改造面积的增加和裂缝非均匀刻蚀,从而提高改造后的产能,且缝控改造效果最佳;②酸液注入黏度比增加,缝控改造无因次产能指数呈现先增大后减小的规律,当黏度比超过30,缝控改造无因次产能指数开始迅速减小,缝控改造中酸液交替黏度比需控制在25~35区间;③酸液用量越大,缝控改造面积及改造后无因次产能指数越大,但对于一定地层参数和单井控制面积的缝控改造存在极限酸液用量,超过该酸液用量后缝控面积趋于极限值,而无因次产能指数仍随酸液用量的增加而稳定增大。结论认为,提高缝控改造面积和激活动用小缝洞群是小缝洞群碳酸盐岩储层提产的关键,该认识为超深层小缝洞群碳酸盐岩气藏的高效开发提供了理论指导。

关键词：超深层碳酸盐岩储层缝控改造扩缝串洞多场耦合酸压裂缝延伸

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流固耦合下破碎性煤系地层坍塌规律研究

钻采工艺 2024年 24-32页

作者：邢林庄周泽南刘可成尹泽斌于永生王贵中国石油新疆油田公司工程技术处中国石油新疆油田公司工程技术研究院西南石油大学

破碎性地层广泛存在裂隙结构,其井壁稳定分析一直是研究难点。文章基于流固耦合理论开展了破碎性煤系地层井壁稳定研究,推导了非稳定渗流模型,结合岩石力学实验确定渗流作用对煤岩力学参数的影响,建立了流固耦合下的坍塌压力计算模型,... 详细信息

破碎性地层广泛存在裂隙结构,其井壁稳定分析一直是研究难点。文章基于流固耦合理论开展了破碎性煤系地层井壁稳定研究,推导了非稳定渗流模型,结合岩石力学实验确定渗流作用对煤岩力学参数的影响,建立了流固耦合下的坍塌压力计算模型,并结合实钻数据完成模型验证与分析。研究结果表明:渗流初期以非稳定渗流为主,当渗流时间超过6 min后,渗流量随渗流时间增加而线性增加,表明已从非稳定渗流转变为稳定渗流;渗流作用下,煤岩内摩擦角降幅较大,内聚力降幅相对较小;渗流作用对轴向应力影响较小,对径向和周向应力影响较大;考虑渗流作用后,坍塌压力当量密度上升了约0.3 g/cm3;对比分析X01井和X04井煤层段井壁稳定预测结果,文章基于流固耦合理论的井壁稳定预测模型能够准确预测煤系地层的坍塌压力。研究成果有助于保障破碎性地层井壁稳定,为合理确定钻井液密度提供理论依据。

关键词：破碎性地层流固耦合坍塌压力非稳定渗流煤岩力学参数

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流固耦合下破碎性煤系地层坍塌规律研究

钻采工艺 2024年第5期47卷 24-32页

作者：邢林庄周泽南刘可成尹泽斌于永生王贵中国石油新疆油田公司工程技术处中国石油新疆油田公司工程技术研究院西南石油大学

破碎性地层广泛存在裂隙结构,其井壁稳定分析一直是研究难点。文章基于流固耦合理论开展了破碎性煤系地层井壁稳定研究,推导了非稳定渗流模型,结合岩石力学实验确定渗流作用对煤岩力学参数的影响,建立了流固耦合下的坍塌压力计算模型,并结合实钻数据完成模型验证与分析。研究结果表明:渗流初期以非稳定渗流为主,当渗流时间超过6 min后,渗流量随渗流时间增加而线性增加,表明已从非稳定渗流转变为稳定渗流;渗流作用下,煤岩内摩擦角降幅较大,内聚力降幅相对较小;渗流作用对轴向应力影响较小,对径向和周向应力影响较大;考虑渗流作用后,坍塌压力当量密度上升了约0.3 g/cm 3;对比分析X01井和X04井煤层段井壁稳定预测结果,文章基于流固耦合理论的井壁稳定预测模型能够准确预测煤系地层的坍塌压力。研究成果有助于保障破碎性地层井壁稳定,为合理确定钻井液密度提供理论依据。

关键词：破碎性地层流固耦合坍塌压力非稳定渗流煤岩力学参数

MA/AA/DETA三元共聚物缓蚀阻垢剂的制备及机理研究

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精细石油化工 2024年第1期41卷 10-14页

作者：王美强李艳琦林远平薛新茹潘彬李世文中国石油玉门油田分公司工程技术研究院甘肃酒泉735019

以马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)、二乙烯三胺(DETA)为单体,过硫酸铵为引发剂合成了MA/AA/DETA三元共聚物缓蚀阻垢剂。通过正交实验确定的优化条件为:m(MA)∶m(AA)∶m(DETA)=10∶14∶5,反应温度(80±5)℃,反应时间6 h,阻垢率大于80%,缓蚀率... 详细信息

以马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)、二乙烯三胺(DETA)为单体,过硫酸铵为引发剂合成了MA/AA/DETA三元共聚物缓蚀阻垢剂。通过正交实验确定的优化条件为:m(MA)∶m(AA)∶m(DETA)=10∶14∶5,反应温度(80±5)℃,反应时间6 h,阻垢率大于80%,缓蚀率大于85%。利用静态结垢法、SEM扫描电镜、动态腐蚀仪和电化学工作站评价缓蚀阻垢剂的缓蚀阻垢机理,结果表明:阻垢机理主要有螯合作用、分散作用、晶格畸变作用,通过共聚物吸附在金属表面形成保护膜,减少腐蚀因素与金属表面的接触。

关键词：三元共聚缓蚀阻垢剂机理马来酸酐丙烯酸二乙烯三胺

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沁水盆地南部煤层气水平井射孔优化

新疆石油地质 2024年第5期45卷 581-589页

作者：李可心张聪李俊刘春春杨瑞强张武昌李邵楠任智剑中国石油华北油田分公司山西煤层气勘探开发分公司山西长治046000 中国石油华北油田分公司华北油田经济技术研究院河北任丘062550

为提高沁水盆地煤层气水平井压裂效果,基于分布式光纤水平井产水产气剖面监测、水平井录井导向、测井等资料分析,明确了煤岩煤质、煤体结构、水平井钻遇位置以及射孔改造方式是决定煤层压裂改造效果的关键因素。沁水盆地3号煤层中—上... 详细信息

为提高沁水盆地煤层气水平井压裂效果,基于分布式光纤水平井产水产气剖面监测、水平井录井导向、测井等资料分析,明确了煤岩煤质、煤体结构、水平井钻遇位置以及射孔改造方式是决定煤层压裂改造效果的关键因素。沁水盆地3号煤层中—上部自然伽马低、煤质较好、煤体结构完整,是适合压裂改造的优质层段;根据双自然伽马曲线可准确判断水平井井眼轨迹在煤层中的钻遇位置,确定优质压裂层段及射孔方式。当井眼轨迹位于煤层中部时,采用常规射孔方式可实现高效改造;当井眼轨迹接近顶板或出层时,需采用向下定向射孔方式,实现上部优质煤层的有效改造;当井眼轨迹位于下夹矸层附近时,可采用向上定向射孔方式,实现中部优质层段的改造。该方法现场应用水平井46口,单井日产气量突破2.5×10^(4)m^(3),日稳产气量达到2×10^(4)m^(3),储集层压裂改造效率提升10%~50%,水平井开发效果好。

关键词：沁水盆地煤层气水平井煤体结构射孔层段优选射孔方式

二连盆地阿南凹陷白垩系凝灰岩类储层特征及有利区分布

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岩性油气藏 2024年

作者：肖博雅中国石油华北油田分公司勘探开发研究院

阿南凹陷白垩系腾一下亚段凝灰岩类储层是近年来二连盆地致密油勘探的重点领域。通过岩心观察、薄片鉴定、储层物性分析及X-衍射分析等，采用高压压汞、氮气吸附、场发射电镜、CT扫描等实验方法，分析了二连盆地阿南凹陷白垩系凝灰岩类... 详细信息

阿南凹陷白垩系腾一下亚段凝灰岩类储层是近年来二连盆地致密油勘探的重点领域。通过岩心观察、薄片鉴定、储层物性分析及X-衍射分析等，采用高压压汞、氮气吸附、场发射电镜、CT扫描等实验方法，分析了二连盆地阿南凹陷白垩系凝灰岩类储层的岩性、物性、储集空间类型和孔隙结构特征，结合有利储层形成机制预测了有利储层发育区。研究结果表明：(1)二连盆地阿南凹陷白垩系腾一下亚段发育凝灰岩、沉凝灰岩、凝灰质泥岩、凝灰质（粉）砂岩4种凝灰岩类。(2)研究区凝灰岩类储层物性变化范围较大，平均孔隙度为4.88%，其中超低孔、特低孔的样品数占比为83.6%，平均渗透率为0.067 mD，整体属于超低孔、超低渗储层。凝灰岩主要发育溶蚀孔和脱玻化孔，呈“立体”网络孔隙结构，以介孔、宏孔为主，储层物性最好；凝灰质（粉）砂岩主要发育溶蚀孔和粒间孔，具有微细孔-微喉孔隙结构，介孔发育，储层物性较好；沉凝灰岩和凝灰质泥岩主要发育溶蚀孔、晶间孔和微裂缝，多发育孤立型孔隙结构，以介孔为主，储层物性较差。(3)研究区凝灰岩类优质储层受沉积作用、成岩作用和构造作用共同控制，沉积作用为优质储层形成提供了物质基础，控制了储层的形成和分布；压实作用和胶结作用降低了储层物性，白云岩化和脱玻化作用改善了储集性能；溶蚀作用是有效储层形成的关键，对物性改善具有积极作用。(4)研究区发育Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ类凝灰岩类储层，Ⅰ类储层集中分布在洼槽区，Ⅱ类储层沿西部缓坡呈条带状分布，Ⅲ类储层分布范围最广。其中A43东、A27北、H16西和A11西南等区块发育的Ⅰ类储层是下一步凝灰岩类致密油勘探的有利区带。

关键词：凝灰岩类致密油储层超低孔超低渗储层溶蚀作用洼槽区腾格尔组白垩系阿南凹陷二连盆地