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页岩水平井多簇喷砂射孔暂堵转向压裂裂缝扩展规律

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石油勘探与开发 2024年第3期51卷 624-634页

作者：邹雨时李彦超杨灿张士诚马新仿邹龙庆中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油集团川庆钻探工程有限公司页岩气勘探开发项目经理部成都610052

采用真三轴压裂模拟系统开展了页岩水平井多簇喷砂射孔暂堵转向压裂模拟实验,研究了暂堵剂粒径、暂堵剂浓度、单簇射孔数和簇数对封堵提压、多裂缝转向规律及暂堵剂分布的影响。结果表明:缝内小粒径组合+段内大粒径组合暂堵剂有利于提... 详细信息

采用真三轴压裂模拟系统开展了页岩水平井多簇喷砂射孔暂堵转向压裂模拟实验,研究了暂堵剂粒径、暂堵剂浓度、单簇射孔数和簇数对封堵提压、多裂缝转向规律及暂堵剂分布的影响。结果表明:缝内小粒径组合+段内大粒径组合暂堵剂有利于提高封堵压力并促进裂缝多期性转向,添加纤维的组合可快速憋压至超高,但易产生沿着井筒扩展的纵向缝;暂堵峰值压力随暂堵剂浓度的增加而提升,但暂堵剂浓度达到一定值后,进一步增加暂堵剂浓度并不能显著提高暂堵峰值压力;岩样破裂压力和暂堵峰值压力随单簇射孔数增加呈下降趋势,较少的单簇射孔数有利于提高破裂压力及暂堵峰值压力,对多簇裂缝扩展的控制作用更显著;较少的簇数不利于人工裂缝总数及复杂程度的提升,较多的簇数难以实现有效封堵。缝内暂堵时暂堵剂主要分布在复杂裂缝区域,特别是多裂缝相交处,而段内暂堵时暂堵剂优先分布于形成复杂缝的射孔簇孔眼附近。

关键词：页岩暂堵转向压裂多簇喷砂射孔暂堵剂分布裂缝扩展规律

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北黄海东部次盆地构造热机制与成烃效应

地学前缘 2024年第4期31卷 206-218页

作者：刘金萍王改云简晓玲朱传庆胡小强袁晓蔷王超自然资源部海底矿产资源重点实验室广东广州511458 广州海洋地质调查局广东广州511458 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

北黄海东部次盆地属于中新生代小型叠合断陷盆地,是我国海域勘探程度较低的一个盆地,对其经历的复杂构造-热演化史尚未有相关研究。本文利用镜质体反射率(R_o)和磷灰石裂变径迹(AFT)两种古温标进行多方法的热史模拟,获得了盆地中新生界... 详细信息

北黄海东部次盆地属于中新生代小型叠合断陷盆地,是我国海域勘探程度较低的一个盆地,对其经历的复杂构造-热演化史尚未有相关研究。本文利用镜质体反射率(R_o)和磷灰石裂变径迹(AFT)两种古温标进行多方法的热史模拟,获得了盆地中新生界的热流史及地温梯度的变化,并恢复了盆地的剥蚀量及抬升剥蚀过程,在此基础上研究了盆地内烃源岩的热演化历史。结果表明,东部次盆地从中侏罗世至今,经历了古热流由高(75~90 mW/m^(2),120~100 Ma)到低(60 mW/m^(2),40 Ma),然后再升高至现今(70 mW/m^(2))的过程,且早期(100~70 Ma)降温缓慢,后期(70~40 Ma)降温快速。古地温梯度相应地呈现由高(34~36℃/km)到低(23℃/km),再升高(28℃/km)的变化趋势。东部次盆地晚白垩世之前的古地温梯度和古热流高于现今的地温梯度和热流,这与盆地由断陷阶段-坳陷阶段的演化过程一致。东部次盆地晚白垩世—始新世经历了较强的抬升剥蚀,地层的剥蚀厚度为1.0~1.5 km,在100~90 Ma地层沉积开始缓慢或停止,明显的剥蚀过程发生在85~40 Ma,其中70~40 Ma为快速剥蚀阶段。东部次盆地的构造热演化史影响了盆地内烃源岩的生烃过程。中上侏罗统两套烃源岩都存在早期(晚侏罗世—早白垩世)生烃过程,在中部坳陷内的主体生烃坳陷,晚白垩世—始新世地层剥蚀厚度较小,且渐新世之后地层沉积厚度较大,现今能够达到的地温也越高,有利于烃源岩晚期生烃,证实了该盆地具有一定的勘探潜力,应围绕主体生烃坳陷寻找有利成藏区。

关键词：东部次盆地磷灰石裂变径迹镜质体反射率构造热演化史成烃效应

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次生水体对火驱开发效果影响的实验

特种油气藏 2024年第2期31卷 120-128页

作者：孙梓齐赵仁保王田田龙海庆黄田陈昌剑中国石油大学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) 新疆克拉玛依834000

针对注蒸汽开发产生的次生水体对火驱开采效果影响尚不明确的问题,利用燃烧管实验装置,将不同含水量的油砂填充到燃烧管的中间部分,以模拟储层中的次生水体,研究次生水体对火线的传播特征和火驱开发效果的影响。结果表明:次生水体有利... 详细信息

针对注蒸汽开发产生的次生水体对火驱开采效果影响尚不明确的问题,利用燃烧管实验装置,将不同含水量的油砂填充到燃烧管的中间部分,以模拟储层中的次生水体,研究次生水体对火线的传播特征和火驱开发效果的影响。结果表明:次生水体有利于提高火线的推进速度,但会降低火线的燃烧稳定性。当次生水体的含水饱和度高于75.4%时,火线穿过次生水体后难以稳定地推进至生产井,导致开发效果较差;含水饱和度低于50.0%且有一定含油量的次生水体对火驱的开发效果影响不大,火线可以穿过次生水体并稳定推进。研究结果对认识储层中次生水体对火线的稳定推进、火驱开发效果的影响具有重要意义,可为注蒸汽开发油藏火驱技术提供理论参考。

关键词：稠油油藏火烧油层次生水体燃烧稳定性火线推进速度

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致密储层表面双电层分子动力学模拟

断块油气田 2024年第5期31卷 858-863页

作者：杨珊珊宁正福吕方涛中国石油大学(北京) 北京102249 油气资源与探测国家重点实验室北京102249

致密储层润湿性受储层表面双电层的微观影响显著,注CO_(2)已成为致密油藏高效开发的关键技术。为探究致密储层提高采收率方法如何影响界面双电层特性及润湿性,运用分子动力学模拟建立了致密储层表面双电层模型,探究温度为313 K、压力为2... 详细信息

致密储层润湿性受储层表面双电层的微观影响显著,注CO_(2)已成为致密油藏高效开发的关键技术。为探究致密储层提高采收率方法如何影响界面双电层特性及润湿性,运用分子动力学模拟建立了致密储层表面双电层模型,探究温度为313 K、压力为20 MPa时致密储层表面双电层的特征,进而研究了相同条件下超临界CO_(2)在油水体系的传质作用以及在水岩界面的作用机制。分析结果表明:地层水中离子受不同静电作用影响,在岩石表面和体相中呈现不同密度分布,离带电岩石表面越远,净电荷密度越低;超临界CO_(2)扩散进入油相中降低原油黏度,扩散至水岩界面产生黏附作用,CO_(2)溶解使溶液中H+浓度增加,削弱了静电引力,强氢键作用产生的范德华力和静电力的共同作用使水膜更稳定,增强了水润湿性。该研究结果对致密储层微观理论发展具有一定的参考价值。

关键词：致密砂岩双电层分子动力学润湿性

基于焖井压降曲线的页岩油井压裂缝网特征诊断

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石油学报 2024年第8期45卷 1234-1243,1269页

作者：王飞乔润伟祝健张士诚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

页岩油压裂井普遍焖井一段时间再投产,焖井期间井口压力呈现不同的递减特征,焖井压降特征与压裂缝网性质存在何种关联缺乏快速有效的诊断分析方法。为此,建立了页岩油压裂水平井焖井压降数值模型,模拟获得的焖井压降导数曲线在双对数坐... 详细信息

页岩油压裂井普遍焖井一段时间再投产,焖井期间井口压力呈现不同的递减特征,焖井压降特征与压裂缝网性质存在何种关联缺乏快速有效的诊断分析方法。为此,建立了页岩油压裂水平井焖井压降数值模型,模拟获得的焖井压降导数曲线在双对数坐标下呈现出“W”形的形态特征,可以反映出主、次裂缝的规模、储集能力和导流能力。敏感性模拟结果表明,主裂缝的长度和导流能力对压降导数形态影响微弱,仅影响“W”形曲线的开始时间;次级裂缝的密度、宽度和渗透性对压降导数形态影响较大,决定了两个“V”形的深浅程度、比例和持续时间。储集能力占主导的缝网压降导数曲线呈现“‘W形’凹凸浅、位置偏右上”的特征;导流能力占主导的缝网压降导数曲线呈现“‘W’形凹凸深、位置偏左下”的特征。将模拟结果绘制成压裂缝网诊断图版,并建立基于焖井压降特征曲线的页岩油井压裂缝网诊断分析方法。最后,选取新疆吉木萨尔页岩油12口典型压裂井的焖井压降数据开展单井—平台井、层间—井间压裂效果对比分析,诊断出各井主、次裂缝规模与性质的参数组合,拟合反演出关键缝网参数,从而为综合评价页岩油水平井压裂改造效果提供了理论依据。

关键词：页岩油水力压裂焖井压降缝网特性特征曲线诊断图版

沾化凹陷渤南洼陷沙三下亚段湖相细粒沉积岩储集层特征及分布主控因素

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古地理学报 2024年

作者：林兴悦朱筱敏王晓琳张美洲中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室中国石油大学(北京)地球科学学院

为了深化对湖相细粒沉积岩储集层的认识,以渤海湾盆地济阳坳陷沾化凹陷渤南洼陷沙三下亚段（Es3L）为研究对象,利用岩心描述、薄片鉴定、扫描电镜观察、物性分析和测井曲线,揭示了储集层特征、分布规律及其主控因素。基于矿物组成、沉... 详细信息

为了深化对湖相细粒沉积岩储集层的认识,以渤海湾盆地济阳坳陷沾化凹陷渤南洼陷沙三下亚段（Es3L）为研究对象,利用岩心描述、薄片鉴定、扫描电镜观察、物性分析和测井曲线,揭示了储集层特征、分布规律及其主控因素。基于矿物组成、沉积构造和有机质含量,将渤南洼陷Es3L细粒沉积岩划分为6类岩相:富有机质纹层状灰质细粒混积岩（LF1）、富有机质纹层状长英质细粒碳酸盐岩（LF2）、富有机质层状灰质细粒混积岩（LF3）、富有机质层状/块状长英质细粒碳酸盐岩（LF4）、富有机质层状含长英细粒碳酸盐岩（LF5）、含有机质块状含长英细粒碳酸盐岩（LF6）。储集层的主要储集空间为粒间孔、晶间孔、溶蚀孔和层间微裂缝,储集层孔隙度主要介于0.67%～5.56%之间（平均值为4.93%）,渗透率主要介于（0.02～4.87）×10-3μm2(平均值为0.59×10-3μm2)。渤南洼陷Es3L细粒沉积岩储集层分布的主控因素包括岩相、沉积环境、成岩作用和有机质热演化。渤南洼陷Es3L的中下部的陆源输入水平低、水体盐度大、水体分层性强,主要发育岩相LF2和LF4,容易发育Ⅰ类和Ⅱ类优质储集层。渤南洼陷Es3L细粒沉积岩储集层处于中成岩A阶段,黏土矿物转化作用、溶蚀作用、重结晶和白云石化以及有机质热演化产生次生孔缝,改善了储集层物性。

关键词：渤南洼陷沙三下亚段湖相细粒沉积岩优质储集层主控因素分布规律

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压裂泵注智能决策系统设计理念与路径探讨

天然气工业 2024年第9期44卷 108-113页

作者：盛茂田守嶒朱丹丹王天宇廖勤拙李根生油气资源与工程全国重点实验室·中国石油大学(北京) 中国石油大学(北京)人工智能学院

油气藏改造过程中的压裂泵注具有工艺复杂多变、过程不可逆、高风险等特点,需要及时准确地进行决策调控,进而提升压裂改造效果。目前决策方式主要以压裂设计泵注程序为基础,人为调控泵注参数。随着人工智能技术的发展,构建压裂泵注智能... 详细信息

油气藏改造过程中的压裂泵注具有工艺复杂多变、过程不可逆、高风险等特点,需要及时准确地进行决策调控,进而提升压裂改造效果。目前决策方式主要以压裂设计泵注程序为基础,人为调控泵注参数。随着人工智能技术的发展,构建压裂泵注智能决策系统、实现自主决策已成为可能。为此,在综述国内外压裂泵注决策研究现状的基础上,提出了基于强化学习理论的压裂泵注智能决策设计理念,并探讨了实现路径。研究结果表明:(1)压裂泵注智能决策系统的核心是泵注决策智能体,由其自主决策泵注程序和优化参数,同时将决策动作传递给地面装备,构成闭环调控,实现泵注过程“自动驾驶”;(2)基于强化学习理论的压裂泵注智能决策设计理念,即以强化学习为核心,以压裂大数据为基础,以机理模型认识和专家先验知识为约束,构建压裂仿真环境,训练泵注决策智能体,可以实现泵注参数实时优化决策与地面装备闭环调控;(3)压裂泵注智能决策系统主要通过压裂工况自主判识、裂缝扩展动态感知与风险预警、压裂泵注参数优化决策、地面装备自主调控、压裂泵注数字孪生等技术实现系统功能。结论认为,基于强化学习理论的压裂泵注智能决策设计理念,有望为加快压裂泵注智能化进程提供有益参考,有助于油气的高效开发。

关键词：水力压裂泵注人工智能决策优化决策系统关键技术路径

CO_(2)地质利用与封存中碳迁移及其相态分布规律

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天然气工业 2024年第4期44卷 56-67页

作者：胡婷芮振华油气资源与工程全国重点实验室·中国石油大学(北京) 中国石油大学(北京)碳中和未来技术学院

CO_(2)地质利用与封存技术是“双碳”战略下重要的碳减排手段,前人的研究多集中于地质利用方面,而对地层的碳封存潜力尤其是CO_(2)矿化潜力的定量评价存在不足。为此,通过程序开发手段,将闪蒸计算加入开源的反应溶质运移模拟软件中,利... 详细信息

CO_(2)地质利用与封存技术是“双碳”战略下重要的碳减排手段,前人的研究多集中于地质利用方面,而对地层的碳封存潜力尤其是CO_(2)矿化潜力的定量评价存在不足。为此,通过程序开发手段,将闪蒸计算加入开源的反应溶质运移模拟软件中,利用改进后的软件建立了松辽盆地大情字井油田H59区块的三维地质模型,通过历史拟合注采过程校正模型地层参数,最后采用校正后模型量化表征了不同注入阶段及注采结束后CO_(2)迁移与相态转化的时空演化过程。研究结果表明:①在油藏CO_(2)混相驱条件下,CO_(2)在注入井端的小范围内呈现气相,在接触到油相前缘后,CO_(2)受浮力影响减弱,在垂向上逐渐趋于均匀分布,并向开采井端均匀推进;②气水同注阶段与注气阶段均有超过70%注入的CO_(2)溶解于油相,但气水同注阶段溶解于水相的CO_(2)含量明显增加;③注采结束后的相态演化特征表现为溶解水相CO_(2)逐渐转变为矿物相,而溶解油相CO_(2)存在转变为游离态气相的趋势;④注采结束后,主要矿化过程为绿泥石及铁白云石溶解产生铁、钙离子,与碳酸根离子结合构成方解石和菱铁矿等沉淀矿物(固碳矿物),而主要溶解矿物有钾长石、钙蒙脱石、铁白云石及绿泥石。结论认为,基于现场实测数据,利用嵌入闪蒸计算的CO_(2)地质利用与封存组分模拟软件,提高了对CO_(2)迁移及分布相态规律的进一步认识,研究结果对实现注CO_(2)高效提高采收率与封存具有重要指导意义。

关键词： CO_(2)地质利用与封存软件开发碳迁移 CO_(2)分布相态矿物固相封存

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玛湖凹陷风云1井陆相深层页岩气勘探突破及其油气地质意义

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中国石油勘探 2024年第1期29卷 106-118页

作者：唐勇白雨高岗何文军尤新才党文龙张磊焦小冰李梦瑶晏奇余兴中国石油新疆油田公司勘探与开发研究院中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室中国石油大学(北京)地球科学学院

二叠系风城组是玛湖凹陷主力烃源岩和勘探层系,落实深层—超深层页岩油气潜力对玛湖凹陷勘探具有重要指导意义。基于风云1井风城组页岩气发现及前风城组油气勘探成果,系统分析该井的岩性发育特征、烃源岩成烃条件和储层条件,明确玛湖凹... 详细信息

二叠系风城组是玛湖凹陷主力烃源岩和勘探层系,落实深层—超深层页岩油气潜力对玛湖凹陷勘探具有重要指导意义。基于风云1井风城组页岩气发现及前风城组油气勘探成果,系统分析该井的岩性发育特征、烃源岩成烃条件和储层条件,明确玛湖凹陷风城组页岩油气系统中页岩油、气分布序列特征及油气地质意义。研究表明,风云1井风城组岩性主要为盐岩、页岩与粉—细砂岩等;风城组烃源岩有机质丰度总体较低,其中风一段烃源岩最为发育,平均有机碳含量达1.06%;储层整体致密,孔隙度平均为4.65%,其中云质页岩和灰质砂岩储集性能较好。此外,随深度增大玛湖凹陷风城组具有完整的由页岩油、页岩油气到页岩气的演化规律。前风城组油气来源于超深层的另一油气系统,应是下一步勘探的重要领域之一。

关键词：准噶尔盆地玛湖凹陷风城组风云1井页岩油气油气系统