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四川盆地南部下寒武统筇竹寺组页岩孔隙结构特征与页岩气赋存模式

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天然气工业 2024年第3期44卷 131-142页

作者：梁峰吴伟张琴罗超王玉满刘宇姜巍卢斌中国石油勘探开发研究院国家能源页岩气研发(实验)中心中国石油西南油气田公司页岩气研究院中国矿业大学(北京) 中国石油集团川庆钻探工程有限公司

近年来,四川盆地南部地区(以下简称川南地区)下寒武统筇竹寺组页岩气勘探开发取得了实质性的突破,但是,关于筇竹寺组页岩气储层孔隙结构特征及其对页岩气赋存模式影响的研究还较为薄弱。为此,以川南地区W207井筇竹寺组页岩为例,以总有... 详细信息

近年来,四川盆地南部地区(以下简称川南地区)下寒武统筇竹寺组页岩气勘探开发取得了实质性的突破,但是,关于筇竹寺组页岩气储层孔隙结构特征及其对页岩气赋存模式影响的研究还较为薄弱。为此,以川南地区W207井筇竹寺组页岩为例,以总有机碳含量(TOC)不小于1.0%为界,将筇竹寺组页岩划分出4个高有机碳页岩层段(H1—H4层),并基于大视域扫描电镜、流体注入法孔隙定量表征、三维分子结构建模与分子模拟等方法,研究了不同富有机质层段页岩孔隙特征,并着重分析了H3层页岩孔隙发育特征与页岩气赋存模式。研究结果表明:(1)筇竹寺组页岩纵向上孔隙发育差异较大,其中H3层页岩孔隙系统最为有利,发育粒缘缝—有机质纳米连通孔隙—有机质基质分子内孔隙3级孔隙网络,其矿物粒缘缝与有机质纳米孔隙提供了较大的游离气储集空间,页岩有机质分子结构中普遍发育微孔,提供了较大的吸附空间;(2)微孔对总吸附量的贡献随压力增高而降低,但在30.0 MPa时仍贡献了56%以上的总吸附气量;(3)高温高压下(30.0 MPa、70℃),页岩中游离气甲烷含量占总含气量的57%,当压力由30.0 MPa降低至16.5 MPa,游离气贡献总开采气量超过80%;(4)粒缘缝、有机质纳米连通孔隙和有机质基质分子内孔隙良好的配置关系为页岩气富集及开发提供了良好的连通体系,远离风化壳的超压层段有利于页岩孔隙发育。结论认为,川南地区筇竹寺组H3层页岩孔隙系统发育,具备页岩气高产地质条件,是筇竹寺组下一步重点关注层段,在此基础上寻找远离风化壳、孔隙发育的超压页岩储层是筇竹寺组选区选层的关键。

关键词：四川盆地南部下寒武统筇竹寺组甜点段孔裂隙系统分子结构页岩游离气页岩气赋存模式

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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国内外井喷失控抢险技术现状与发展建议

钻采工艺 2024年第4期47卷 1-7页

作者：谭宾庞平胡旭光中国石油川庆钻探工程有限公司中国石油井控应急救援响应中心西南石油大学石油与天然气工程学院

油气井井喷失控是石油天然气勘探开发中的灾难性事故,带来的财产损失、环境破坏和社会影响较为巨大,为将井喷失控所带来的损失或者影响降到最小,井喷失控抢险技术随之发展。文章阐述了国内外陆上油气井井喷失控抢险技术的发展现状,分析... 详细信息

油气井井喷失控是石油天然气勘探开发中的灾难性事故,带来的财产损失、环境破坏和社会影响较为巨大,为将井喷失控所带来的损失或者影响降到最小,井喷失控抢险技术随之发展。文章阐述了国内外陆上油气井井喷失控抢险技术的发展现状,分析对比了各项技术的优势及差距,并指出国内陆上油气井井喷失控抢险技术经过近三十年的快速发展,在技术装备与实战能力方面已达到国际领先水平。针对油气勘探开发的趋势,建议当前井喷失控抢险技术接下来从高压高产油气喷射扩散与干扰冲击、失控井周边温度场分布、近井口可视化等方面进行技术突破,从高效水力喷砂切割装备、远距离火焰切割装备、小型化抢险机具等方面升级迭代抢险装备,以不断推动井喷失控抢险技术的发展,满足极端恶劣抢险工况下的抢险需求。

关键词：井喷失控抢险技术险情侦察冷却掩护切割清障井口重置可视化小型化

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螺纹参数误差对钻杆接头力学特征的影响分析

机械科学与技术 2024年

作者：程晓峰侯勇俊张康利张智亮西南石油大学机电工程学院中国石油集团川庆钻探工程有限公司川东钻探公司成都信息工程大学自动化学院

在钻杆接头加工过程中，不可避免会出现接头螺纹参数误差。本文分别建立锥度、牙侧角和螺距误差的钻杆接头有限元模型，分析其在上扣扭矩以及轴向载荷作用下的力学特征。结果表明：螺距误差对钻杆接头的应力分布影响最大，尤其是在外螺... 详细信息

在钻杆接头加工过程中，不可避免会出现接头螺纹参数误差。本文分别建立锥度、牙侧角和螺距误差的钻杆接头有限元模型，分析其在上扣扭矩以及轴向载荷作用下的力学特征。结果表明：螺距误差对钻杆接头的应力分布影响最大，尤其是在外螺纹螺距增大时，易引起外螺纹第一啮合螺纹牙承载更大应力，最大数值为942MPa已出现屈服失效；内外螺纹牙侧角变化不一致时，会出现螺纹牙局部明显的应力集中；而锥度误差的变化则会降低远离台肩螺纹牙的应力值，应力分布规律基本与理想结构一致。

关键词：钻杆接头锥度误差牙侧角误差螺距误差力学特征

基于最小二乘的量化评估页岩气压裂改造效果方法

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工程科学与技术 2024年

作者：邓才孙可心文欢胡朝浪中国石油集团川庆钻探工程有限公司四川大学数学学院

在页岩气压裂改造的过程中，水平井分段多簇压裂技术是实现页岩气高效开发的关键技术之一，但这项技术缺乏低成本、可量化的评价方法。页岩气压裂改造效果的好坏通常通过井下射孔的有效开启个数来判断，有效孔眼开启得多，则压裂改造效... 详细信息

在页岩气压裂改造的过程中，水平井分段多簇压裂技术是实现页岩气高效开发的关键技术之一，但这项技术缺乏低成本、可量化的评价方法。页岩气压裂改造效果的好坏通常通过井下射孔的有效开启个数来判断，有效孔眼开启得多，则压裂改造效果好，反之则差。针对目前页岩气压裂改造技术评估的瓶颈，本文设计了一种基于非线性最小二乘的量化评估模型，该模型结合井下各项摩阻理论与孔眼扩展方程，实现了有效开启射孔数的高效计算。首先，本文根据压裂过程中阶梯降排量测试中的总摩阻（井筒摩阻、孔眼摩阻、近井摩阻之和）与压裂液排量的对应关系，构造了页岩气摩阻拟合的非线性最小二乘目标函数，从而拟合出各项摩阻系数，尤其是孔眼摩阻系数；然后，结合孔眼摩阻方程和孔眼扩展方程，创建了射孔有效开启孔数和磨蚀后的射孔平均直径的计算模型；最后，将此模型应用到工业生产中，根据有效开启射孔数和磨蚀后射孔平均直径的计算结果，可以得到该井段水平井分段多簇压裂改造的实施效果评估依据。在摩阻拟合方面，相比原有模型，本文所提出的模型具有区分所有拟合参数的优点，并且添加了符合工程实际的约束条件，使得拟合结果符合工程需求。本文所提出的评估方法具有数学理论完备的优点，且方法实施成本低，实施效率高，可以作为压裂改造评价的新方法。

关键词：页岩气开采水平井分段多簇压裂摩阻拟合非线性最小二乘有效开启孔数

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松辽盆地双城断陷深层原油成藏模式

吉林大学学报（地球科学版） 2024年第5期54卷 1443-1456页

作者：吴远坤刘成林于春勇中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249 昆仑数智科技有限责任公司北京100043 中国石油天然气集团渤海钻探工程有限公司第一录井分公司天津300280

针对松辽盆地双城断陷深层原油认识程度低、成藏主控因素和深层原油成藏模式不明确的问题,本文利用岩石热解、氯仿沥青“A”和包裹体均一温度等测试资料,结合埋藏史-热史模拟、平衡剖面恢复等手段,通过对烃源岩厚度、排烃强度、圈闭形... 详细信息

针对松辽盆地双城断陷深层原油认识程度低、成藏主控因素和深层原油成藏模式不明确的问题,本文利用岩石热解、氯仿沥青“A”和包裹体均一温度等测试资料,结合埋藏史-热史模拟、平衡剖面恢复等手段,通过对烃源岩厚度、排烃强度、圈闭形成、断-砂配置、超压与充注阻力耦合关系等成藏主控因素进行了系统分析。结果表明:1)双城断陷深层可分为登三段背斜、断背斜、断层-岩性油藏和营四段致密油等4种类型。2)登三段构造油藏受烃源岩、断裂和有效圈闭联合控制,高丰度的湖相泥岩是其物质基础;主成藏期前各类圈闭即已形成,断层是油气运移的重要目标;断-砂配置关系决定圈闭有效性。3)营四段致密油受岩性圈闭、排烃强度和超压影响,其中,排烃强度影响致密油宏观分布,生烃增压形成的超压是致密油充注主要动力。综合致密油成藏条件和成藏主控因素,建立西部构造带“源储分离、断层长距离输导、高点富集”、东部断阶“源储紧邻、断砂匹配短距离运移、有效圈闭聚集”和中央洼槽“源储共生、超压驱动裂缝运移、甜点富集”3种成藏模式。

关键词：深层原油致密油成藏条件主控因素双城断陷松辽盆地

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溢流处置风险量化评价方法研究

钻采工艺 2024年第4期47卷 35-41页

作者：伍贤柱卿玉李德鸿中国石油川庆钻探工程有限公司中国石油油田技术服务有限公司

随着油气勘探开发不断走向深层超深层、非常规等新领域,勘探开发的难度将持续加大,溢流处置的风险也随之增大,井控形势日益严峻。文章通过对溢流处置过程中的关键因素进行了分析,发现其中溢流量、关井时间、压井液排量和压井液密度四个... 详细信息

随着油气勘探开发不断走向深层超深层、非常规等新领域,勘探开发的难度将持续加大,溢流处置的风险也随之增大,井控形势日益严峻。文章通过对溢流处置过程中的关键因素进行了分析,发现其中溢流量、关井时间、压井液排量和压井液密度四个因素对溢流处置过程中风险的影响较大,并在此基础上建立了溢流处置风险量化评价模型;综合考虑溢流判定标准、最大允许关井套压和压力安全密度窗口的影响,采用风险矩阵法作为溢流处置风险的评价手段,形成了一种溢流处置风险综合量化评价方法。该方法通过对案例中的井控风险进行了定量描述和风险等级划分,可在溢流处置本质上有效降低风险,确保钻井安全,对指导现场作业具有重大的实际意义。

关键词：溢流处置风险评估风险矩阵量化评价

下川东震旦系气井复杂处理技术实践与认识——以YT1井为例

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天然气技术与经济 2024年第1期18卷 46-52页

作者：朱占林敬婧钟广荣卓云王荣王栋中国石油川庆钻探工程有限公司川东钻探公司重庆400000

为了安全有效开发四川盆地下川东地区震旦系气藏,保障川渝地区天然气能源的有效接替,需对震旦系气井的开发难点进行研究,解决易发生的故障复杂。以中国石油西南油气田公司重点探井YT1井为研究对象,分析了该井面临的地层多压力系统、压... 详细信息

为了安全有效开发四川盆地下川东地区震旦系气藏,保障川渝地区天然气能源的有效接替,需对震旦系气井的开发难点进行研究,解决易发生的故障复杂。以中国石油西南油气田公司重点探井YT1井为研究对象,分析了该井面临的地层多压力系统、压力系统窗口大、井漏严重、井壁易缩径等地质难点,从井身结构、堵漏技术、防溢流技术、防塌技术等方面开展复杂处理技术研究。研究结果表明:①优化井身结构为五开非标结构,能有效封隔必封点;②大井眼段下侏罗统自流井组—上二叠统龙潭组综合应用随钻堵漏、复合堵漏、水泥堵漏技术,可有效提升堵漏成功率,降低复杂时率;③241.3 mm井眼奥陶系十字铺组—上寒武统洗象池组优化钻具组合,综合治理溢、漏、塌等复杂,可有效提升作业效率。结论认为:①沙溪庙—凉高山地层采用空气/雾化钻进未发生故障复杂,防漏、提速效果显著;②龙潭组—下寒武统筇竹寺组地层优选“水力振荡器+复合钻头+MWD定向”技术,23趟钻完成3150.94 m长段膏盐层井段定向作业;③190 mm井眼开展185 mm双向微扩眼器试验,解决了长段膏盐层缩径问题,三次扩眼后下套管顺利到位;④通过复杂防控技术集成应用,YT1井复杂时率降低至17.47%,避免了恶性卡钻;⑤推广应用下川东地区震旦系气藏复杂防控技术对川渝地区后续震旦系气藏深井技术研究具有指导意义。

关键词：下川东震旦系气井复杂处理井漏膏盐层定向

基于PR—Henry改进模型的酸性天然气——地层水体系及其相平衡特征分析

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天然气工业 2024年第6期44卷 64-73页

作者：杨宇王建猛张骞刘建国刘荣和江良伟成都理工大学能源学院中海石油(中国)有限公司海南分公司中海石油(中国)有限公司天津分公司中国石油集团川庆钻探工程有限公司地质勘探开发研究院

准确表征酸性天然气—地层水体系的相平衡规律,对于天然气开发过程中的水溶气量和凝析水量分析具有重要意义,但目前常用的PR状态方程与Henry定律等理论对酸性天然气—地层水体系的相平衡研究还存在不适用的问题。为进一步考虑酸性气体... 详细信息

准确表征酸性天然气—地层水体系的相平衡规律,对于天然气开发过程中的水溶气量和凝析水量分析具有重要意义,但目前常用的PR状态方程与Henry定律等理论对酸性天然气—地层水体系的相平衡研究还存在不适用的问题。为进一步考虑酸性气体和地层水矿化度对体系相平衡的影响,改进并提高对天然气溶解度和饱和含水量的计算精度,在PR状态方程与Henry定律相结合建立的PR—Henry模型基础上,考虑了溶解盐对体系相平衡的影响,采用定标粒子理论(SPT)修正了Henry常数,建立了改进的PR—Henry模型,最后分析了天然气组成、压力、温度和盐水含盐量对天然气溶解量和饱和含水量的影响。研究结果表明:(1)模型计算结果与实测资料对比,平均相对偏差分别为5.3%和4.55%,表明该模型能够应用于不同温度、压力和组成的酸性天然气-地层水体系的相平衡计算;(2)天然气在地层水中的溶解量受天然气组成、温度、压力和地层水含盐量的影响;(3)天然气饱和含水量受温度和压力影响十分明显。结论认为,改进的PR—Henry模型为天然气开采过程评价和CO_(2)埋存溶解量计算提供了一种有效的方法,对于评估天然气可采储量及开发特征具有重要的参考意义。

关键词：酸性天然气相平衡计算 PR—Henry模型定标粒子理论影响因素