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一种具有“盐响应”特性的两性离子聚合物增黏降滤失剂

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天然气工业 2024年第5期44卷 118-126页

作者：常晓峰中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司

随着深层、超深层及非常规油气开采的不断深入,钻井过程中盐污染已成为水基钻井液在极端盐度和高温条件下面临的严峻挑战,盐污染会导致钻井液流变性和滤失性能的急速恶化。为避免上述问题发生,通过自由基聚合反应研发了一种具有“盐响... 详细信息

随着深层、超深层及非常规油气开采的不断深入,钻井过程中盐污染已成为水基钻井液在极端盐度和高温条件下面临的严峻挑战,盐污染会导致钻井液流变性和滤失性能的急速恶化。为避免上述问题发生,通过自由基聚合反应研发了一种具有“盐响应”特性的两性离子聚合物增黏降滤失剂(PAMN),并利用红外光谱分析(FT-IR)、核磁共振氢谱分析(1H-NMR)、热重分析(TGA)、分子模拟技术(MS)、扫描电镜(SEM)及钻井液流变和滤失分析等实验方法,表征了PAMN的分子结构、热稳定性及增黏降滤失性能,并揭示了PAMN的“盐响应”机理。研究结果表明:①合成的PAMN热降解温度高达285℃,PAMN分子链在饱和盐水中的均方位移、扩散系数及回转半径远大于其在纯水中,其回转半径分别为12.5Å和3.8Å;②当氯化钠含量为0时,PAMN分子链内或分子链间正负离子基团通过静电吸引力形成空间网络形态而卷曲成类球状结构,随着氯化钠含量增加,其分子链逐渐转变为溶解性更好的柔性链状结构,对氯化钠表现出正响应性;③PAMN可将饱和盐水钻井液表观黏度增加542.9%,滤失量从194 mL降低至4.8 mL,具有良好的增黏和降滤失性能。结论认为,PAMN的研发成功从根本上实现了传统钻井液处理剂从“抗盐”到“盐响应”的转变,该产品在含盐膏的深层、超深层油气开发工程中具有广阔的应用前景。

关键词：深层、超深层盐膏地层水基钻井液盐响应型增黏降滤失两性离子聚合物

塔里木盆地油气勘探新领域、新类型及资源潜力

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石油学报 2024年第1期45卷 15-32页

作者：王清华徐振平张荣虎杨海军杨宪彰中国石油塔里木油田公司新疆库尔勒841000 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新疆库尔勒841000 中国石油杭州地质研究院浙江杭州310023

塔里木盆地勘探面积广阔、油气资源量大、探明程度较低,是"十四五"(2021—2025年)规划中国油气增储上产的最重要压舱石之一。塔里木盆地的勘探研究面临着诸多世界级难题,如古老海相烃源灶、超深规模储层、超深层油气赋存、超长油气藏演... 详细信息

塔里木盆地勘探面积广阔、油气资源量大、探明程度较低,是"十四五"(2021—2025年)规划中国油气增储上产的最重要压舱石之一。塔里木盆地的勘探研究面临着诸多世界级难题,如古老海相烃源灶、超深规模储层、超深层油气赋存、超长油气藏演化等,这些因素严重制约了塔里木盆地的整体效益勘探。基于近两年的露头、钻井、地球物理、分析测试等资料,对塔里木盆地油气勘探新领域、新类型中成藏关键要素的耦合模式和资源潜力开展了系统分析。研究结果表明:塔里木盆地主要发育台盆区寒武系盐下、奥陶系、石炭系、前陆区古生界—新生界4套区域性储-盖组合及含油气系统,其中,库车坳陷白垩系亚格列木组、库车坳陷南斜坡迎烃面古生界潜山、库车坳陷北部构造带(迪北地区)侏罗系致密气断缝体、塔西南地区石炭系—二叠系、台盆区寒武系盐下台缘带及阿瓦提凹陷西缘寒武系、台盆区奥陶系断溶体是油气勘探最重要的新领域新类型。库车前陆区古生界潜山及中生界的近源油气资源量巨大,其中,温宿—佳木地区古潜山的石油资源量超过2×10^(8)t、天然气资源量约为600×10^(8)m^(3),白垩系亚格列木组的天然气资源量约为10500×10^(8)m^(3)、石油资源量超过4300×10^(4)t,北部构造带侏罗系阿合组的天然气资源量近2.6×10^(12)m^(3)、石油资源量约为1.3×10^(8)t。台盆区寒武系盐下台缘带的天然气资源量近1.8×10^(12)m^(3);阿瓦提凹陷西缘的天然气资源量约为4400×10^(8)m^(3)、石油资源量约为1.4×10^(8)t;富满—顺北地区奥陶系断溶体的油气资源量近32×10^(8)t油当量。新领域、新类型油气勘探突破带来的地质和资源潜力新认识可为后续持续高效的勘探奠定稳定基础。

关键词：塔里木盆地油气勘探新领域新类型资源潜力

高含水气液两相流中水合物成核—生成—堵塞规律研究

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中国造船 2024年第3期65卷 151-163页

作者：孔庆文牟婕季鹏庞振力张剑波王志远中国石油大学(华东)石油工程学院青岛266580 中石化天然气分公司山东实华天然气有限公司青岛266061 中国石油集团海洋工程有限公司天津分公司天津300451 油气钻完井技术国家工程研究中心青岛266580

在海域水合物开采和深水油气钻井过程中,排水管线和井筒中易出现高含水气液两相流。在低温高压的环境中水合物在管线中生成后会出现聚集、沉积等情况,严重时会形成堵塞,威胁生产安全。基于自主搭建的高压流动环路进行试验,探究高含水条... 详细信息

在海域水合物开采和深水油气钻井过程中,排水管线和井筒中易出现高含水气液两相流。在低温高压的环境中水合物在管线中生成后会出现聚集、沉积等情况,严重时会形成堵塞,威胁生产安全。基于自主搭建的高压流动环路进行试验,探究高含水条件下水合物成核、快速生成和堵塞阶段的特征,在不同初始流速和降温速率条件下分析宏观诱导时间、水合物生成量和堵塞时间的变化规律,建立了流动系统完全堵塞时水合物浓度的预测模型。结果表明,当初始流速在0.46~1.12 m/s范围内,宏观诱导时间和水合物堵塞浓度均随初始流速的升高先增大后减小,而随降温速率的增大而减小;水合物堵塞时间与初始流速呈正相关,而与降温速率呈负相关;在水合物成核和生成阶段,由传质主导转换为传热主导的特征流速为0.86±0.14 m/s;建立的水合物浓度预测模型的误差小于±15%。

关键词：水合物高含水体系流动环路试验水合物生成水合物堵塞浓度预测模型

影响煤层气单支压裂水平井产量关键要素及提产对策——以郑庄区块开发实践为例

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煤炭科学技术 2024年

作者：张晨何萌肖宇航刘忠韩晟鲁秀芹王子涵吴浩宇张倩倩中国石油天然气集团有限公司煤层气开采先导试验基地中国石油华北油田公司勘探开发研究院

单支压裂水平井作为沁水煤层气田煤层气开发主体技术，支撑了气田20亿/年产量的突破。但在其规模推广应用过程中，出现了井间产量差异大，局部区域适应性欠佳等系列问题，严重制约了气田煤层气产量的进一步提升。一方面，众多影响单支... 详细信息

单支压裂水平井作为沁水煤层气田煤层气开发主体技术，支撑了气田20亿/年产量的突破。但在其规模推广应用过程中，出现了井间产量差异大，局部区域适应性欠佳等系列问题，严重制约了气田煤层气产量的进一步提升。一方面，众多影响单支压裂水平井产量的关键要素已被确认，但核心关键要素却不明确；另一方面，关键要素的平面变化规律认识，普遍为简单数学外推或者纯粹数学反演，缺少地质约束和修正，可靠性和分辨率低。故而亟需落实影响产量核心关键要素，进而以此为基础建立针对性提产技术对策。首先，基于郑庄区块客观地质条件和开发生产实践认识，提出影响单支压裂水平井产量核心关键要素初步筛选原则，并评选出纯煤层进尺、水平段倾斜幅度、全烃、GR、压裂段数、平均砂量梯度、平均排量梯度、平均液量梯度、解吸压力梯度九项要素。然后，采用灰色关联分析和单因素分析方法，明确初筛九项要素与单支压裂水平井产量之间关联程度，落实要素对产量影响内在机制。其次，从资源基础、储量控制和改造动用三个角度，结合单支压裂水平井部署和改造设计和施工具体流程，分类九项要素，并依此建立针对性提产技术对策。(1)在井位部署阶段，利用评价井外推资料，初步明确相对富集区域，采用构造导向滤波+高频相干技术处理后地震资料于区内圈定无隐蔽性破坏构造发育的局部，再钻直/斜井以获取煤层段GR和全烃，落实井位部署区资源基础；(2)在井轨迹设计和钻井阶段，利用波形聚类技术预测井位部署区内构造煤分布规律，对地震资料叠前深度偏移处理预测井位部署区内煤层厚度和起伏变化规律，采用井组模式，分批次钻井，结合近钻头地质导向技术，实钻数据实时修正局部煤层认识，从而增加纯煤层进尺，优化井轨迹，确保更多优质压裂段，提高储层控制；(3)在储层改造阶段，通过GR、全烃、井轨迹条件和实钻数据等优选压裂段，采用桥射联作压裂技术提升排量、砂量和液量，增大改造规模和，强化改造，提升资源动用。最后，运用上述对策在郑庄区内开展相关试验，在郑庄北部部署1个井组7口井，与周边早期单支压裂水平井相比，试验井较之前解吸压力高出约1～1.5MPa，稳产气量提高近5000～10000 m3/d。该研究所评选的影响单支压裂水平井产量的核心关键要素和以此为基础而建立的针对性的提产技术对策，经现场试验检验，能够大幅提高煤层气井稳产气量和解吸压力，为沁水煤层气田产量的提升和采用相同主体开发技术的同行，提供了重要的生产实践经验和可借鉴的成功案例。

关键词：单支压裂水平井影响产量关键要素关联度和相关性提产技术对策现场先导试验

鄂尔多斯盆地天环坳陷走滑断裂带深表层堵漏技术

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钻井液与完井液 2024年第4期41卷 467-472页

作者：孙欢朱明明邹双铁明亮刘振王浩中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司西安710018 天津中油渤星工程科技有限公司天津300450 中国石油天然气管道工程有限公司河北廊坊065099

近年来随着青石峁区域的高产工业气流井的增加,该区域已成为长庆油田下一步天然气勘探开发的重要领域。青石峁区域属于鄂尔多斯盆地天环坳陷地质结构,但随着深探井部署增加,钻井井漏日益凸显,特别是深表层恶性漏失加剧,主要表现在第四... 详细信息

近年来随着青石峁区域的高产工业气流井的增加,该区域已成为长庆油田下一步天然气勘探开发的重要领域。青石峁区域属于鄂尔多斯盆地天环坳陷地质结构,但随着深探井部署增加,钻井井漏日益凸显,特别是深表层恶性漏失加剧,主要表现在第四系富含水层活跃,常规堵漏技术堵漏成功率低;罗汉洞组存在大段连续裂缝地层、漏失频发、堵漏时间长,为解决钻井过程中堵漏技术难点,针对浅层动水层,采用体膨阻水堵漏技术进行封固。研发随钻大颗粒漏速控制技术,实现一趟钻钻穿大段裂缝,进入稳定地层后采用多级配可固化堵漏工作液进行大段裂缝型漏层的封固,形成了一套鄂尔多斯盆地天环坳陷走滑断裂带深表层堵漏技术。该技术在青石卯区域成功应用,顺利完成多口深表层的施工。

关键词：鄂尔多斯盆地天环坳陷恶性漏失走滑断裂带

塔北西部喀拉玉尔衮构造带上寒武统下丘里塔格组油气勘探突破及意义

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石油学报 2024年第4期45卷 615-628页

作者：王清华中国石油塔里木油田公司新疆库尔勒841000 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新疆库尔勒841000 新疆维吾尔自治区超深层复杂油气藏勘探开发工程研究中心新疆库尔勒841000

2023年9月,塔里木盆地塔北隆起西部喀拉玉尔衮构造带雄探1井在上寒武统下丘里塔格组获重大油气勘探突破,继白垩系、古近系后,塔北地区又获一重要层系发现,标志着塔北地区具备多层系立体成藏特征。基于构造样式、断裂特征及雄探1井钻井... 详细信息

2023年9月,塔里木盆地塔北隆起西部喀拉玉尔衮构造带雄探1井在上寒武统下丘里塔格组获重大油气勘探突破,继白垩系、古近系后,塔北地区又获一重要层系发现,标志着塔北地区具备多层系立体成藏特征。基于构造样式、断裂特征及雄探1井钻井、测井、测试资料的综合分析,明确了喀拉玉尔衮构造带烃源岩条件、油源通道和储、盖条件及圈闭类型,系统梳理了喀拉玉尔衮构造带寒武系下丘里塔格组的油气成藏要素及成藏模式。塔北隆起深层发育两套烃源岩,其中,寒武系玉尔吐斯组为主要烃源岩层,前寒武系裂陷槽烃源岩为潜在烃源岩。研究区构造运动活跃,发育加里东期、海西期和喜马拉雅期断裂,NNW向走滑断裂叠加NW向及EW向逆冲断裂,形成相互交错的断裂体系,垂向沟通深部烃源岩与储集层。研究区上寒武统下丘里塔格组具有早期成圈、多期成藏的特点,晚海西期受强烈挤压作用的影响,多条通源断裂及相关构造圈闭雏形形成,后期构造运动叠加,研究区持续隆升,形成上寒武统大面积连片分布的构造圈闭,捕获多期油气充注。建立了下丘里塔格组“下生上储、断裂输导、近源成藏”的构造油气成藏模式。研究认识揭示,塔北西部寒武系下丘里塔格组具有巨大的油气勘探潜力,有望成为盆地台盆区新的油气增储上产战略接替区。

关键词：构造圈闭储-盖组合裂陷槽烃源岩成藏期次下丘里塔格组喀拉玉尔衮构造带塔北西部

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基于核磁T谱计算油水相对渗透率的方法研究

地球物理学进展 2024年

作者：边会媛舒均河刘蝶杨超超迟瑞强文虎成中国石油集团测井有限公司地质研究院中国石油天然气集团有限公司测井重点实验室中国石油长庆油田分公司工程监督处西安科技大学地质与环境学院中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院

相对渗透率是影响产能预测的关键参数，岩心分析测试技术是获取较高精度相对渗透率值的主要方法，但受到钻井取心、测试成本高、数据不连续等特征约束难以普遍应用. 核磁测井蕴含着丰富的储层信息，但从中获取相对渗透率值通常还需做其... 详细信息

相对渗透率是影响产能预测的关键参数，岩心分析测试技术是获取较高精度相对渗透率值的主要方法，但受到钻井取心、测试成本高、数据不连续等特征约束难以普遍应用. 核磁测井蕴含着丰富的储层信息，但从中获取相对渗透率值通常还需做其它实验使成本增高、效率降低. 本文基于以往相渗规律的研究，提出了利用核磁T2谱计算相对渗透率的新型预测模型. 利用该模型和T2-Kr转换模型预测9块低渗-超低渗致密砂岩样本的相对渗透率曲线，并与相渗实验进行对比分析. 结果表明：(1)该模型减少实验次数，可用T2谱计算相对渗透率值；(2)该模型水相相对渗透率的平均绝对误差和误差的方差都显著低于T2-Kr转换模型. 本次构建的新模型可用于预测低渗-超低渗复杂孔隙结构致密砂岩的相对渗透率，一定程度上解决了预测精度过低的问题，并较高程度地拓展了油水相对渗透率的应用范围，有望广泛应用于核磁测井.

关键词：致密砂岩相渗实验相对渗透率核磁共振复杂孔隙结构

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铝土岩水平井快封堵防塌钻井液技术

钻井液与完井液 2024年第4期41卷 473-480页

作者：贾俊陈磊郝超周文军冯永兵中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院西安710018 中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司天然气评价项目部西安710018 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室西安7010018

陇东铝土岩属于长庆油田重要的资源接替储层,近期完试的陇**井、宁**井在太原组铝土岩勘探获得重大突破。针对该类储层溶孔和裂缝发育,井壁垮塌、漏失风险高及井眼清洁能力差的技术难题,通过铝土岩物性参数、理化性能、力学性能和敏感... 详细信息

陇东铝土岩属于长庆油田重要的资源接替储层,近期完试的陇**井、宁**井在太原组铝土岩勘探获得重大突破。针对该类储层溶孔和裂缝发育,井壁垮塌、漏失风险高及井眼清洁能力差的技术难题,通过铝土岩物性参数、理化性能、力学性能和敏感性测试分析等,明确了陇东铝土岩主要坍塌因素,研发出适用于铝土岩安全钻进的快封堵防塌钻井液技术。该体系在170℃高温高压滤失量小于10 mL,钻井液二次回收率大于91%,铝土岩样品在钻井液体系中浸泡15 d后和清水浸泡15 d后的抗压强度相比提升81.8%。快封堵防塌钻井液技术在长庆首口铝土岩水平井陇4**井进行了试验应用,助力该井700 m水平段的安全钻进,该井投产获日产无阻流量3.53×10^(6)m^(3)高产气流,创鄂尔多斯盆地上古生届勘探开发50多年新纪录,为该类储层的勘探开发提供了技术支撑。

关键词：铝土岩水平井快封堵防塌钻井液

油基岩屑脱油残渣制备CaO–AlO–SiO系微晶玻璃的研究

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中国陶瓷 2024年 53-62页

作者：王梦繁李晓铃侯永斌张益臣刘文士吴雁西南石油大学化学化工学院四川省固体废物与化学品管理中心中国石油天然气集团公司浙江油田分公司

油基岩屑是页岩气开采中产生的主要危险废物，其脱油残渣的高值化利用是近年相关领域的研究热点。本文研究了以油基岩屑脱油残渣为主要原料搭配粉煤灰采用高温烧结法制备CaO–Al2O3–SiO2（CAS）系微晶玻璃的可行性，分析了不同碱度和... 详细信息

油基岩屑是页岩气开采中产生的主要危险废物，其脱油残渣的高值化利用是近年相关领域的研究热点。本文研究了以油基岩屑脱油残渣为主要原料搭配粉煤灰采用高温烧结法制备CaO–Al2O3–SiO2（CAS）系微晶玻璃的可行性，分析了不同碱度和不同烧结条件对微晶玻璃性能的影响，研究结果表明：碱度为0.62、烧结温度为900℃、烧结速率为5℃/min、晶化时间为2 h时，制得的微晶玻璃试样各项性能最佳，其密度为2.69 g/cm3，吸水率为0.05%，显微维氏硬度为5.20 GPa，抗折强度为119.22 MPa，耐酸耐碱腐蚀性分别为97.05%和98.11%，满足JC/T 2097—2011《工业用微晶板材》中的各项要求；油基岩屑脱油残渣引入的适量BaO有利于微晶玻璃的析晶能力；最佳条件下制得的CAS系微晶玻璃主晶相为硅灰石（CaSiO3），晶体呈颗粒状，副晶相为钙长石（CaAl2Si2O8），晶体呈片状，玻璃体内晶相稳定，晶体分布均匀、晶粒排列紧密。

关键词：油基岩屑脱油残渣烧结法微晶玻璃高值化