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基于改进蚁群算法的海上稠油热采井钻井顺序优化

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石油科学通报 2024年第4期9卷 637-647页

作者：吴俊涛刘伟邓金根谭强何奇中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室北京102249 中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206

蒸汽吞吐是广泛应用的稠油开采方式之一。海上稠油区块钻井作业成本高,故钻井的同时对邻近已完钻井进行注热,该模式可大幅提高钻采效率,然而存在注热井蒸汽窜至在钻井风险。本文对热采井的汽窜风险进行了研究,并提出了改进蚁群算法,以... 详细信息

蒸汽吞吐是广泛应用的稠油开采方式之一。海上稠油区块钻井作业成本高,故钻井的同时对邻近已完钻井进行注热,该模式可大幅提高钻采效率,然而存在注热井蒸汽窜至在钻井风险。本文对热采井的汽窜风险进行了研究,并提出了改进蚁群算法,以求解出满足安全距离且钻井总工期最短的钻井顺序。首先,构建了三维储层,模拟向井底注热时井周温度场与压力场分布规律。结果表明,向非均质储层注热时,蒸汽易沿高渗通道突进,9 d时间窜流距离可超90 m。其次,对蚁群算法做出了改进,将归一化的井底最小距离引入位置转移概率,将钻井停工时间引入信息素更新策略,优化求解钻井顺序。结果表明,针对渤海油田典型案例,当设定安全距离为400~460 m时,该算法较人工选取法可节约钻井总工期15~30 d。本文提出的改进蚁群算法可以快速高效求解出钻井总工期最短的钻井顺序,为钻进顺序的优选提供了定量化计算方法,对节约钻井成本、增强海上稠油热采井钻井安全性具有重要意义。

关键词：海上稠油热采蒸汽吞吐非均质储层蚁群算法钻井顺序优化

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泥岩盖层的溶蚀作用机理实验--不同pH值盐水中溶蚀速率变化规律

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石油学报 2017年第8期38卷 916-924页

作者：周冰刘立金之钧刘全有孟庆强朱东亚中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院北京100083 页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京100083 吉林大学地球科学学院吉林长春130061

为了查明泥岩在不同性质流体环境中的溶蚀速率及随时间的变化关系,以松辽盆地南部青山口组黑色泥岩为研究对象,开展4组pH值分别为3、5、7、9的水岩相互作用实验研究,实验持续时间为153d,泥岩粉末样品中黏土矿物含量为50%、石英和长石类... 详细信息

为了查明泥岩在不同性质流体环境中的溶蚀速率及随时间的变化关系,以松辽盆地南部青山口组黑色泥岩为研究对象,开展4组pH值分别为3、5、7、9的水岩相互作用实验研究,实验持续时间为153d,泥岩粉末样品中黏土矿物含量为50%、石英和长石类矿物含量为35%、方解石为2%,还有少量菱铁矿和黄铁矿。结果分析表明,方解石在酸性流体中快速发生溶蚀溶解,Ca离子析出速率高于Mg、Si和Al离子;长石和黏土矿物溶蚀作用缓慢;在中性—碱性流体环境中形成了三水铝石片状矿物沉淀;方解石的快速溶蚀溶解消耗了酸性流体实验中的氢离子,导致溶液pH值由最初的3升高至7.5;4组实验开始的15d内反应速率较快,反应至50d时,各离子浓度基本保持稳定,即反应体系达到平衡状态,平衡状态下各组溶液的pH值为7~9,呈中性—弱碱性;据4组实验平衡状态下Si离子浓度计算得到的泥岩整体溶蚀速率为-13.29^-13.79 mol/(m^2·s),较为接近同等条件下蒙皂石或高岭石单矿物的溶蚀速率,略高于泥岩中含量最高的伊利石单矿物溶蚀速率。实验研究表明,地层中CO_2或有机酸等酸性流体能够对泥岩盖层产生溶蚀溶解作用,而酸性流体对泥岩盖层封盖能力的破坏程度取决于长期水岩相互作用至系统平衡的过程;封闭的流体环境有利于保护泥岩盖层,泥岩中含有适量的碳酸盐矿物有利于缓冲酸性流体对泥岩盖层的溶蚀作用,起到保护盖层封闭性的作用,而碳酸盐等矿物的沉淀作用能够提高盖层的封盖能力。

关键词：泥岩盖层水岩实验溶蚀溶解速率封闭流体环境溶蚀机理

原油裂解动力学及其相变特征和意义--以柴达木盆地北缘伊深1井为例

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天然气地球科学 2016年第8期27卷 1500-1508页

作者：付德亮周世新李靖李源遽马瑜甘肃省油气资源研究重点实验室/中国科学院地质与地球物理研究所兰州油气资源研究中心中国科学院油气资源研究重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049

为了研究柴达木盆地北缘(柴北缘)原油裂解及其相态演化历史,应用黄金管封闭体系高压釜模拟实验,对柴北缘马北106井古近系储层中原油进行了热模拟生气实验。通过对各演化阶段的流体组分精确定量,建立了原油裂解过程中的相态演化模型,同... 详细信息

为了研究柴达木盆地北缘(柴北缘)原油裂解及其相态演化历史,应用黄金管封闭体系高压釜模拟实验,对柴北缘马北106井古近系储层中原油进行了热模拟生气实验。通过对各演化阶段的流体组分精确定量,建立了原油裂解过程中的相态演化模型,同时根据化学动力学原理,计算获取了原油裂解成气的动力学参数。以此为基础,对柴北缘伊北生烃凹陷的原油裂解和相态演化史进行了重建。研究表明,独立相原油地下保存温度上限受到热演化程度和地层温度、压力的双重控制。原油裂解过程中的流体临界压力表现出明显的"稳定"(Easy%RO2.05%)3个阶段变化特征。柴北缘伊北生烃凹陷原油裂解从距今约20Ma开始,现已基本完全裂解,其流体相态在N^2_2—Q_(1+2)期间由液相转变为气相,油气运移过程中在埋深浅于1 500m时发生气液分异,伊北凹陷及其周缘勘探方向为深部找气、浅部找油,中心找气、周缘找油。

关键词：柴北缘伊深1井原油裂解生烃动力学流体相态

塔里木盆地中寒武世古高地及对膏盐岩分布的控制

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地质通报 2024年

作者：黄少英陈书平徐振平罗彩明徐世东罗新生段云江吕惠贤中国石油天然气集团有限公司超深层复杂油气藏勘探开发技术研发中心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)地球科学学院

塔里木盆地中寒武统发育的膏盐岩对深层油气勘探和早期盆地构造演化都具有重要意义。已发表的研究成果显示了不同的膏盐岩分布范围和厚度特征，影响了盐下勘探选区。首先根据钻遇寒武系钻井的测录井资料对单井膏盐岩进行了复查甄别，计... 详细信息

塔里木盆地中寒武统发育的膏盐岩对深层油气勘探和早期盆地构造演化都具有重要意义。已发表的研究成果显示了不同的膏盐岩分布范围和厚度特征，影响了盐下勘探选区。首先根据钻遇寒武系钻井的测录井资料对单井膏盐岩进行了复查甄别，计算了膏盐岩盐地比；然后根据膏盐岩地震反射特征、沉积相研究成果和盐构造分布特征，确定了膏盐岩分布范围，根据盐地比和中寒武统厚度得到膏盐岩厚度分布特征。最后根据地震资料和区域构造演化特征，研究了控制膏盐岩沉积的古高地构造特征和古高地形成的控制因素。中寒武统膏盐岩系列由膏岩、盐岩、白云岩、灰岩和泥岩组成，分布在以麦盖提斜坡、玛东构造带东南翼、阿满过渡带东翼、塔北隆起西南部、柯坪凸起围限的近圆形区域，呈中间厚向四周减薄的趋势，沉积中心主要集中在巴楚凸起东部到塔中凸起西部。围限膏盐湖的古高地由不同构造特点的片段联结而成，塔西南段为南华纪地垒，震旦纪-中寒武世为披覆背斜；塔南段为早寒武世斜坡，一直持续到中寒武统沉积时被掩埋；塔中段由早寒武世地垒和继承自震旦纪以来的差异热沉降形成；阿满过渡带东翼则为早-中寒武世在拗拉谷肩部发育起来的礁体；塔北段也是与差异热沉降有关，沉降中心在北部坳陷。南华纪裂陷、震旦纪-寒武纪的差异热沉降、寒武纪的弱伸展和礁体生长共同控制了中寒武统膏盐岩的分布。这些认识一方面解释了膏盐岩的分布特征，另一方面也为震旦纪-寒武纪塔里木盆地构造演化提供了参考。

关键词：中寒武统膏盐岩古高地构造形成机理

四棵树凹陷清水河组测井成岩相识别与储层评价

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东北石油大学学报 2022年第1期46卷 1-13,I0001页

作者：李嘉奇鲜本忠王剑连丽霞陈思芮贺静中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249 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 中国石油新疆油田分公司实验检测研究院新疆克拉玛依834000 中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院陕西西安710018

以准噶尔盆地南缘四棵树凹陷下白垩统清水河组辫状河三角洲碎屑岩为研究对象,采用岩心观察、岩石薄片观察、扫描电镜和压汞实验等方法分析成岩作用特征;根据岩心成岩相测井响应关系,进行测井成岩相识别和储层评价。结果表明:四棵树凹陷... 详细信息

以准噶尔盆地南缘四棵树凹陷下白垩统清水河组辫状河三角洲碎屑岩为研究对象,采用岩心观察、岩石薄片观察、扫描电镜和压汞实验等方法分析成岩作用特征;根据岩心成岩相测井响应关系,进行测井成岩相识别和储层评价。结果表明:四棵树凹陷清水河组主要发育长石岩屑砂岩和岩屑砂岩,储集空间类型丰富,非均质性较强,既存在粗孔喉、连通性较好的粒间孔隙,为储层主要储集空间类型,也存在细微孔喉、低渗透率的粒内溶孔和粒间溶孔,属于特低孔—特低渗、超低孔—超低渗储层。研究区识别4类成岩相,其中强压实致密相多见蚀变凝灰质充填,发育于河道边缘薄层砂岩;钙质(铁泥质)致密胶结相集中发育于河道主体厚层砂岩的顶底部,孔喉结构较差;凝灰质致密充填相发育于分布最广的弱动力环境,粒间杂基多而物性差;欠压实溶蚀相主要发育于水下分流河道,排替压力较低、孔隙结构最好。自然伽马、声波时差、密度、中子测井及电阻率多元统计结果平均判识率达80.6%。该结果为取心井测井成岩相的研究和优质储层发育规律的认识、有利储层发育带的评价和优选提供支持。

关键词：成岩相测井识别储层评价辫状河三角洲清水河组下白垩统四棵树凹陷

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济阳坳陷青东凹陷低熟油生烃机理研究

现代地质 2016年第5期30卷 1105-1114页

作者：葛海霞张枝焕闵伟张琳璞柳东章成进中国石油大学(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 中国石化胜利油田石油开发中心山东东营257015

青东凹陷勘探程度低,油气资源潜力尚未得到充分认识,开展凹陷内低熟油成因机理的研究有利于评价油气资源潜力并指导油气勘探工作。原油的物理及地球化学特征表明低熟油主要分布于凹陷边缘的沙四上亚段储层中。油源对比显示低熟油主要来... 详细信息

青东凹陷勘探程度低,油气资源潜力尚未得到充分认识,开展凹陷内低熟油成因机理的研究有利于评价油气资源潜力并指导油气勘探工作。原油的物理及地球化学特征表明低熟油主要分布于凹陷边缘的沙四上亚段储层中。油源对比显示低熟油主要来自凹陷内沙四上亚段低熟烃源岩。研究区沙四段烃源岩具备形成低熟油的地质和地球化学条件:沙四段泥页岩有机质丰度高,有机质类型以腐泥型(I)和腐泥-腐殖型(II_1)为主;泥页岩与蒸发岩共生的咸化还原环境因富含高矿化度地层水而有助于有机质早期转化生烃;烃源岩中的可溶有机质经过低温化学反应、细菌活动、生物催化作用等可形成低熟油。该研究对青东凹陷油气勘探工作有重要指导意义,寻找低熟油气藏是研究区未来重要的勘探方向。

关键词：低熟油生烃机理咸化还原环境可溶有机质青东凹陷

川东南构造应力场地质分析及构造变形成因机制讨论

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地质论评 2018年第1期64卷 15-28页

作者：唐永周立夫陈孔全董晓霞唐文军长江大学非常规油气湖北省协同创新中心武汉430100 中国地质大学构造与油气资源教育部重点实验室武汉430074 中国石化西南油气分公司勘探开发研究院成都610081 中国石油新疆油田公司准东采油厂新疆阜康831511

细致辨析构造应力对研究区域作用方式和转换形式,对页岩气保存条件评价具有重要的指导意义。通过研究直立褶皱、共轭节理等各种构造形迹,采用构造解析分析方法,研究川东南构造应力场演化特征。同时在构造应力场地质分析的指导下,运用构... 详细信息

细致辨析构造应力对研究区域作用方式和转换形式,对页岩气保存条件评价具有重要的指导意义。通过研究直立褶皱、共轭节理等各种构造形迹,采用构造解析分析方法,研究川东南构造应力场演化特征。同时在构造应力场地质分析的指导下,运用构造形迹叠加分析的方法及定年分析,清晰刻画了川东南构造应力作用方式以及期次,认为川东南主要受到四期不同方向构造应力作用,其中NW向挤压应力最早影响到研究区,形成控制研究区主体构造特征的NE向构造;其次是近SN向挤压应力对研究区的作用,发育一系列及EW向构造;随后印—亚板块碰撞远程响应在川东南形成EW向挤压,形成近SN向构造;最后NE—SW向构造应力是渐新世晚期以来一直影响研究区活动的主要动力来源,并对早期油藏进行改造和调整。川东南龙马溪组页岩气受到多期构造联合作用的影响:燕山晚期NW向挤压应力作用,致使研究区褶皱变形;渐新世晚期以来的构造活动,导致研究区大范围隆升剥蚀,断层出露地表,影响了页岩气保存条件的有效性。

关键词：构造应力场地质分析川东南成因机制

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基于常规测井资料的裂缝概率模型及其应用

天然气工业 2012年第10期32卷 28-30,110页

作者：唐洪廖明光靳松彭建国西南石油大学资源与环境学院 "油气藏地质与开发工程"国家重点实验室.西南石油大学中国石油海外勘探开发公司中国石油塔里木油田公司塔西南公司柯克亚作业区

准确预测裂缝的分布发育是碳酸盐岩储层研究中的重要内容,目前已发展了许多先进的技术和方法,但都需要地震和先进测井技术的支持,而老区块通常只有常规测井资料,因此,利用常规测井资料对裂缝进行预测有着重要的意义。为此,利用现有岩心... 详细信息

准确预测裂缝的分布发育是碳酸盐岩储层研究中的重要内容,目前已发展了许多先进的技术和方法,但都需要地震和先进测井技术的支持,而老区块通常只有常规测井资料,因此,利用常规测井资料对裂缝进行预测有着重要的意义。为此,利用现有岩心资料和常规测井资料(GR、AC、DEN和RT曲线等),采用曲线元的方法计算裂缝存在概率,进而采用序贯高斯方法建立了裂缝存在概率的三维模型,从而展示出老区块裂缝的纵、横向发育状况及分布规律。现场应用结果表明:研究区裂缝平面上在主构造高点区和主构造西南倾伏端附近较发育,纵向上各单元体的裂缝发育情况分带明显,这与现有地质认识相符合,为常规测井资料进行裂缝预测提供了新的技术方法。

关键词：测井曲线元法数学模型裂缝(岩石) 识别预测

四川盆地东南缘南华系大塘坡组烃源岩特征及其油气勘探意义

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天然气工业 2017年第6期37卷 1-11页

作者：谢增业魏国齐张健杨威张璐王志宏赵洁中国石油勘探开发研究院中国石油天然气集团公司天然气成藏与开发重点实验室中国石油西南油气田公司中国科学院大学渗流流体力学研究所

随着四川盆地的油气勘探不断向深层—超深层领域拓展,以及在盆地中部地区(川中)稳定继承性古隆起区域的中上元古界—下古生界储量超1×1012 m^3大气田的发现,该盆地深部古老层系烃源岩发育环境、烃源岩有机质生源构成及其成烃特征等备... 详细信息

随着四川盆地的油气勘探不断向深层—超深层领域拓展,以及在盆地中部地区(川中)稳定继承性古隆起区域的中上元古界—下古生界储量超1×1012 m^3大气田的发现,该盆地深部古老层系烃源岩发育环境、烃源岩有机质生源构成及其成烃特征等备受关注。为此,基于前人的研究成果,开展了四川盆地东南缘南华系大塘坡组野外露头剖面观察和烃源岩样品的有机地球化学、有机岩石学分析测试。结果表明:(1)四川盆地东南缘在南华纪古城期和南沱期2个冰期之间发育拉张背景下的大塘坡组黑色页岩优质烃源岩,其厚度介于16~180 m,矿物组成以黏土矿物和碎屑石英为主;(2)大塘坡组页岩为高丰度过成熟腐泥型优质烃源岩,其低姥植比(0.32~0.83)、低伽马蜡烷丰度、高丰度三环萜烷以及相对高含量的C_(27)、C_(29)甾烷等特征,反映了低盐度强还原环境下藻类和细菌微生物为其主要生源构成。结论认为:(1)川中地区南华纪裂谷内可能发育大塘坡组烃源岩,加里东期之前的古隆起、古斜坡区域是源于大塘坡组烃源岩的古油藏或分散液态烃的有利聚集场所;(2)该盆地内部稳定区域有可能发现源于大塘坡组烃源岩的古油藏或分散有机质裂解气的规模聚集区。

关键词：四川盆地南华纪大塘坡组沉积期烃源岩地球化学特征有机碳裂解气盐度