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高含水油田剩余油研究方法、分布特征与发展趋势

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油气地质与采收率 2024年第2期31卷 58-69页

作者：王吉涛李俊键中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 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

为了提高高含水油田剩余油研究与评价效果,基于大量文献调研,梳理了剩余油的概念、影响因素,从剩余油微观分布、宏观分布和饱和度定量分析3个方面总结了剩余油研究方法及其适用条件,概括了水驱油藏、稠油油藏和化学驱油藏的剩余油分布特... 详细信息

为了提高高含水油田剩余油研究与评价效果,基于大量文献调研,梳理了剩余油的概念、影响因素,从剩余油微观分布、宏观分布和饱和度定量分析3个方面总结了剩余油研究方法及其适用条件,概括了水驱油藏、稠油油藏和化学驱油藏的剩余油分布特征,进一步提出了目前剩余油研究的难点和发展趋势。结果表明:剩余油的影响因素主要包括地质构造、沉积微相、储层非均质性和井网密度、井网模式、注采系统的完善程度、生产动态等;剩余油研究方法包括实验分析方法、数值模拟方法和矿场测试方法等,各种方法的研究目的和适用条件不同,测试结果反映不同位置、不同尺度下的剩余油饱和度分布;高含水油田剩余油分布总体呈现高度分散和相对富集的特征,剩余油微观分布呈现连续相和非连续相多种形式;剩余油研究发展趋势包括但不限于以下5方面:超大物理模型的构建、多尺度高分辨率成像系统集成、考虑不同驱替介质及物性时变与非连续相非线性渗流的数值模拟改进方法、多学科多方法矿场测试的综合应用及大数据人工智能的广泛应用。

关键词：高含水油田剩余油分布特征非线性渗流研究方法适用条件发展趋势

基于注意力机制的无监督学习地震数据随机和不规则噪声衰减方法

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石油科学通报 2024年第1期9卷 35-49页

作者：杨柳青王守东杜宝强中国石油大学(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)海洋石油勘探国家工程实验室北京102249

地震勘探在野外采集到的地震数据受随机噪声和相干噪声的干扰而导致信噪比被降低,从而影响地震资料的后续处理,例如地震偏移和成像。因此,开发一种高效且自适应的方法来衰减地震数据中的随机与相干噪声是必要的。常规的监督学习算法需... 详细信息

地震勘探在野外采集到的地震数据受随机噪声和相干噪声的干扰而导致信噪比被降低,从而影响地震资料的后续处理,例如地震偏移和成像。因此,开发一种高效且自适应的方法来衰减地震数据中的随机与相干噪声是必要的。常规的监督学习算法需要人工生成大量标签来训练网络,这对于数据体量较小的地震勘探领域是十分困难的。此外,基于监督学习的噪声衰减方法在计算和人力成本上十分昂贵。为了解决该问题,本文构建了一种基于无监督学习策略的自适应深度学习框架来衰减多维地震数据中的随机和不规则(异常值)噪声。该方法采用编码和解码相对应的结构来压缩和重构数据特征。为了提高网络对重要波形特征的关注,本文采用软注意力机制以加权的方式给重要的波形特征分配更大的权重。本文采用小尺度地震数据分割技术将多维含噪数据分割为大量一维信号输入到网络进行迭代,从而自适应的衰减地震数据中的随机和异常值噪声。这种小尺度信号去噪方法可以有效地提升网络的噪声衰减表现,并有助于避免产生伪影。本文采用更具鲁棒性的Huber损失函数来衰减随机和异常值噪声,该损失函数结合了带有l2范数的均方根误差和l1范数的平均绝对误差损失。此外,在构建的网络中加入总变分(Total Variation,TV)正则化项来捕捉地震资料的局部光滑结构。通过实验调整Huber损失函数与TV正则化项的权重,使得网络获取最佳的去噪表现。本文构建的方法可直接用于多维地震数据的随机和异常值噪声衰减,并保证重构后地震信号的横向连续性。我们将提出的框架与经典的地震数据去噪方法和基于无监督学习的噪声衰减方法进行去噪对比来分析各方法的优劣。二维和三维合成数据与实际地震数据的测试结果表明本文提出的方法具有更好的噪声衰减和有效信号保护能力。

关键词：深度学习无监督学习注意力机制随机噪声相干噪声

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基于岩屑形貌分形特征的PDC齿破岩比功评估模型研究

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工程设计学报 2024年

作者：赫文豪李欣龙张润青刘利史怀忠黄中伟熊超陈振良吴洪志中国石油大学(北京)油气光学探测技术北京市重点实验室中国石油大学(北京)理学院能源交叉学科基础研究中心中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室

随着我国油气资源探测重心向深层、超深层的不断迈进，油气资源勘探难度不断增大，深层硬地层岩石强度高、研磨性强，可钻性变差，整体机械钻速偏低。为提高深层硬岩钻头破岩性能，锥形齿被广泛应用于混合布齿PDC钻头设计，且现场钻井... 详细信息

随着我国油气资源探测重心向深层、超深层的不断迈进，油气资源勘探难度不断增大，深层硬地层岩石强度高、研磨性强，可钻性变差，整体机械钻速偏低。为提高深层硬岩钻头破岩性能，锥形齿被广泛应用于混合布齿PDC钻头设计，且现场钻井提速破岩效果显著，但由于其破岩体积较小且布齿设计方法缺乏理论依据导致其应用场景受限。以破岩比功为目标函数，本课题通过明确不同类型PDC齿切削破岩过程中切削力与切削功耗等物理参数，结合岩屑破碎形貌几何分形特征，利用最大岩屑粒径和岩屑粒径分形维数，建立了基于岩屑分形特征的PDC齿破岩功耗评估模型，并对比常规平面形PDC齿探究了锥形PDC齿破岩性能，讨论了切削深度、切削角度与切削速度对PDC齿破岩性能影响规律，发现锥形PDC齿适用于大切深低能耗破岩，而常规齿适用于高速低切深破岩，且二者工作角度均推荐为20°左右，并依据研究结果推荐了两种齿形的布齿位置。该研究可为揭示PDC齿切削生成岩屑粒径分布和指导不同齿型结构PDC齿布齿设计提供理论依据。

关键词：锥形PDC齿切削破岩分形维数岩屑粒径破岩比功

Helmholtz型空化射流喷嘴结构优化数值模拟研究

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石油机械 2024年第10期52卷 98-107页

作者：李敬彬郭晨睿李欢王浩杨栋中国石油大学(北京)油气资源与工程国家重点实验室

目前Helmholtz型空化射流喷嘴结构尺寸偏大,不适用于空化射流洗井解堵作业,且与其相关研究缺乏对射流脉冲特性的评价。为此,利用CFD数值模拟方法探讨了结构参数对Helmholtz型空化射流喷嘴脉冲性能的影响规律,对该类型喷嘴的结构进行了... 详细信息

目前Helmholtz型空化射流喷嘴结构尺寸偏大,不适用于空化射流洗井解堵作业,且与其相关研究缺乏对射流脉冲特性的评价。为此,利用CFD数值模拟方法探讨了结构参数对Helmholtz型空化射流喷嘴脉冲性能的影响规律,对该类型喷嘴的结构进行了优化。研究结果表明:在入口长度为5~15 mm时,空化射流脉冲特性和入口长度呈反比关系;在出口长度为5~10 mm时,空化射流的脉冲峰值和脉冲幅度与出口长度呈正比关系,脉冲频率基本不受影响;所得喷嘴最优结构尺寸为喷嘴入口直径2.5 mm,入口长度5.0 mm,谐振腔入口圆角1.0 mm,谐振腔直径10.0 mm,谐振腔长度2.0 mm,碰撞壁夹角60°,出口长度10.0 mm,出口直径3.0 mm。研究结果可为空化射流解堵技术中空化射流喷嘴结构优化设计提供理论参考。

关键词： Helmholtz型空化射流喷嘴脉冲特性数值模拟谐振腔结构优化影响规律

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利用多源遥感影像识别准西地区达拉布特蛇绿岩带北部岩性异常带

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遥感技术与应用 2024年第4期39卷 961-970页

作者：周子勇中国石油大学(北京)地球科学学院油气资源与探测国家重点实验室北京102249

地表岩性准确识别与分类是矿产普查的基础。新疆地区矿产丰富,勘探潜力大。由于幅员辽阔,人口稀少,地面岩性调查存在困难,利用遥感影像提取岩性信息便成为了一种重要的方法。而且该地区地表植被覆盖少,利用遥感影像进行地表岩性识别容... 详细信息

地表岩性准确识别与分类是矿产普查的基础。新疆地区矿产丰富,勘探潜力大。由于幅员辽阔,人口稀少,地面岩性调查存在困难,利用遥感影像提取岩性信息便成为了一种重要的方法。而且该地区地表植被覆盖少,利用遥感影像进行地表岩性识别容易取得好的效果。同时,越来越多的开源遥感数据也为遥感岩性信息提取提供了丰富的数据源,而如何综合运用这些开源遥感数据进行岩性识别,还有很多问题有待于进一步研究。以新疆准噶尔盆地西部为研究区,获取了不同时相的Landsat-8 OLI、Sentinel-2 MSI、ASTER数据。首先选取不同影像波段比值、主成分等变量进行彩色合成,突显出特定的岩性。在此基础上,结合地质图,从已知的达拉布特蛇绿岩带获取训练样本,采用SVM、最大似然法以及随机森林方法对Landsat-8 OLI、Sentinel-2 MSI影像进行分类。两种方法结果均表明在准噶尔盆地西部达拉布特蛇绿岩带的北部存在一岩性异常带,其遥感影像特征与达拉布特蛇绿岩带遥感影像特征相似。异常带沿北东—南西方向延伸,长度超过20 km,最宽处约1 km。但是,有关该异常带的岩性特征,目前存在不同的认识,最终结果还需要通过野外工作进一步验证。

关键词：遥感特征提取分类岩性异常带

燕辽裂陷槽基底陆壳生长事件——来自长城系碎屑锆石U-Pb年龄和Lu—Hf同位素的启示

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地质论评 2024年第4期70卷 1335-1352页

作者：李文奇刘汇川刘小平于志琪王艺壬王莹莹油气资源与探测国家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

华北克拉通大陆地壳生长已有大量研究,但对于被巨厚沉积盖层覆盖的燕辽裂陷槽基底地壳生长的问题前人讨论较少。笔者等以燕辽裂陷槽基底之上的长城系沉积岩为研究对象,统计了燕辽裂陷槽内长城系地层中碎屑锆石年龄频谱和Lu—Hf同位素数... 详细信息

华北克拉通大陆地壳生长已有大量研究,但对于被巨厚沉积盖层覆盖的燕辽裂陷槽基底地壳生长的问题前人讨论较少。笔者等以燕辽裂陷槽基底之上的长城系沉积岩为研究对象,统计了燕辽裂陷槽内长城系地层中碎屑锆石年龄频谱和Lu—Hf同位素数据,探讨长城系地层沉积年龄、碎屑锆石沉积源区和地壳生长事件等科学问题。同位素年龄将燕辽裂陷槽长城系沉积年龄约束为1680 Ma,代表着燕辽裂陷槽的开启时间。燕辽裂陷槽长城系碎屑锆石年龄频谱主要显示为2.7~2.5 Ga和2.2~1.9 Ga两个阶段,Hf同位素ε_(Hf)(t)表现为高的正值区间0.1~34.6。通过对比长城系碎屑锆石与华北克拉通结晶基底的U-Pb定年、Lu—Hf同位素ε_(Hf)(t)和T_(DM2)模式年龄数据,推测燕辽裂陷槽长城系沉积物源为燕辽裂陷槽下伏基底。结合碎屑锆石U-Pb定年、ε_(Hf)(t)值和T_(DM2)模式年龄数据,我们认为燕辽裂陷槽下伏基底中元古代前地壳生长有3个峰值,分别为2.7~2.5 Ga,2.2~1.9 Ga和1.7~1.6 Ga。

关键词：燕辽裂陷槽长城系长城群碎屑锆石 U-Pb年龄 Lu—Hf同位素陆壳生长

高含CO_(2)凝析气藏成藏过程中的流体相行为及油环体积预测

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吉林大学学报（地球科学版） 2024年第5期54卷 1506-1518页

作者：陈浩左名圣王红平王朝锋徐程浩杨柳刘希良袁志文中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院北京102249 油气资源与探测国家重点实验室(中国石油大学(北京)) 北京102249 中国石油杭州地质研究院杭州310023

成藏后期的CO_(2)充注导致里贝拉区块高含CO_(2)次生凝析气藏的流体相行为十分复杂,油环体积预测难度很大。本文通过流体相平衡模拟、组分梯度分布计算及CO_(2)充注可视化实验,刻画了CO_(2)充注过程中的油气相行为,揭示了油环体积的动... 详细信息

成藏后期的CO_(2)充注导致里贝拉区块高含CO_(2)次生凝析气藏的流体相行为十分复杂,油环体积预测难度很大。本文通过流体相平衡模拟、组分梯度分布计算及CO_(2)充注可视化实验,刻画了CO_(2)充注过程中的油气相行为,揭示了油环体积的动态变化规律,建立了基于气顶气组分拟合的高含CO_(2)次生凝析气藏油环体积预测新方法。研究结果表明:1)CO_(2)充注下的油环体积变化分为4个阶段:充注初期,油环以溶胀为主;充注前期,CO_(2)不断置换并萃取油相中的轻质组分,油环体积迅速降低;充注中期,CO_(2)持续萃取油相的轻、中质组分,油环体积缓慢减小;充注后期,CO_(2)-原油组分传质作用明显减弱,压缩效应导致油环体积进一步减小。2)轻质组分的强流动性使气顶气组成均一,重力分异作用使纵向上油环组分呈梯度变化。3)油环体积与气顶气组成和气油比密切相关。4)基于气顶气拟合新方法和不同井深现场勘探预测的油环体积占比分别为19.21%和22.30%,与CO_(2)充注可视化实验获得的油环体积占比(20.60%)较为吻合。

关键词：气藏 CO_(2)-原油组分传质流体相行为油环体积预测组分梯度分布可视化实验

鄂尔多斯盆地陇东地区长7_(1)亚段源储结构与石油赋存关系研究

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地球科学 2024年第9期49卷 3276-3291页

作者：成铭陈冬霞雷文智姚东升王福伟解广杰中国石油大学(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)地球科学学院北京102249

为推进鄂尔多斯盆地延长组长7段致密油勘探,依托砂地比、岩石热解、生烃热模拟试验和测井、录井数据系统划分长7_(1)亚段源储结构,分析不同源储结构的烃源岩差异,探究其烃源岩对致密砂岩含油性的影响.结果表明,研究区主要发育源夹储型... 详细信息

为推进鄂尔多斯盆地延长组长7段致密油勘探,依托砂地比、岩石热解、生烃热模拟试验和测井、录井数据系统划分长7_(1)亚段源储结构,分析不同源储结构的烃源岩差异,探究其烃源岩对致密砂岩含油性的影响.结果表明,研究区主要发育源夹储型、源储互层型和储夹源型3类源储结构.由于生油母质的差异,页岩比泥岩具有更优的生排烃能力,源夹储型具有最好的自源供烃条件,其次为源储互层型与储夹源型.源储结构中砂体的含油性主要受控于烃源岩品质与储层物性的耦合关系,优质储层与中等品质源岩交互叠置的空间配置关系使得源储互层型的含油性较高且稳定,储夹源型中优质砂体与较差源岩的耦合导致了其含油性次之,而源夹储型中的差储层限制了其含油性.

关键词：鄂尔多斯盆地致密油砂岩源储结构源岩生排烃能力含油性差异石油地质

运用机器学习方法提取Sentinel-2影像烃微渗漏异常——以Marsel探区为例

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地球物理学报 2024年第4期67卷 1330-1341页

作者：伍仪霖周子勇中国石油大学(北京)地球科学学院油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司国际勘探事业部河北涿州072700

油气藏的烃微渗漏是一种普遍存在的现象,遥感技术为油气藏的烃微渗漏地表检测提供了高效快捷的方法.传统的基于烃微渗漏机理的方法通过检测烃微渗漏引起的地表异常(植被、蚀变矿物等)响应以提取烃微渗漏位置,方法简单,但多解性强.本文... 详细信息

油气藏的烃微渗漏是一种普遍存在的现象,遥感技术为油气藏的烃微渗漏地表检测提供了高效快捷的方法.传统的基于烃微渗漏机理的方法通过检测烃微渗漏引起的地表异常(植被、蚀变矿物等)响应以提取烃微渗漏位置,方法简单,但多解性强.本文以哈萨克斯坦Marsel探区为研究对象,提出了一种基于机器学习的遥感影像烃微渗漏异常提取方法.首先以研究区地表微生物检测结果为基础制作训练样本,为了对比不同样本学习结果,分别制作了斑块样本(patch sample)数据集和像元样本(pixel sample)数据集,在此基础上采用逻辑回归、支持向量机、随机森林、LeNet、AlexNet、GoogLeNet、ResNet算法构建两类数据集的学习模型.结果表明,对于经典机器学习算法,斑块样本最高准确率达0.833,像元样本最高达0.771;对于深度学习算法,斑块样本最高达0.782,像元样本最高达0.914.最后把这准确率最高的四种算法模型应用于哈萨克斯坦Marsel探区,并与地质地震资料进行对比,发现ResNet-18-1D对像元样本的预测结果与地震地质分析资料的对应性最佳,且准确率达0.914,Kappa系数达0.892.

关键词：烃微渗漏图像分类机器学习卷积神经网络