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基于PFC的微波辅助PDC齿破岩数值模拟

地下空间与工程学报 2024年第5期20卷 1634-1647页

作者：李扬叶一亨刘勇向杨杨迎新西南石油大学机电工程学院成都610500 油气钻完井技术国家工程研究中心北京102206 中国石油西南油气田物资分公司成都610051

微波辅助机械破岩是近年来提出的一种破岩新方法,为探索该方法辅助PDC钻头破碎难钻地层的可行性,本文基于离散元软件PFC的黏结颗粒模型(BPM),建立了微波加热下PDC齿与岩石互作用模型,研究了不同微波照射条件对PDC齿切削破岩的影响。结... 详细信息

微波辅助机械破岩是近年来提出的一种破岩新方法,为探索该方法辅助PDC钻头破碎难钻地层的可行性,本文基于离散元软件PFC的黏结颗粒模型(BPM),建立了微波加热下PDC齿与岩石互作用模型,研究了不同微波照射条件对PDC齿切削破岩的影响。结果表明:在相同微波照射时间下,照射功率较低时,切削破岩模式以PDC齿的挤压刮切作用为主,随着功率的提升,岩石内部热裂纹逐渐增多,破坏模式转变为微波诱导热裂纹所主导的脆性块状破坏为主;微波损耗功率达到3.51 kW、照射90 s后,平均切削力和破岩比功分别较常规切削时降低56.77%和73.9%,微波损耗功率越大,照射时间越长,破岩效率越高;微波照射可减小切削力的波动幅度,使切削力的变化更平缓,有助于提高PDC齿的工作寿命。

关键词：微波辅助破岩 PFC 切削破岩 PDC齿

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基于正交试验的天然气脱硫工艺多目标优化

石油与天然气化工 2024年第5期53卷 138-146页

作者：尹晓云李静林冬黄薪宇周晓曼张珣邓梦捷罗杨中国石油西南油气田公司安全环保与技术监督研究院页岩气评价与开采四川省重点实验室中国石油西南油气田公司蜀南气矿中国石油西南油气田公司重庆气矿

目的针对天然气净化厂处理含硫天然气时常出现能耗较高、净化气流量较低、脱硫选择性较差等问题,基于Aspen HYSYS流程模拟软件,搭建含硫天然气净化厂脱硫单元稳态模拟模型。方法采用多目标正交试验法与综合频率分析法相结合的方法,以工... 详细信息

目的针对天然气净化厂处理含硫天然气时常出现能耗较高、净化气流量较低、脱硫选择性较差等问题,基于Aspen HYSYS流程模拟软件,搭建含硫天然气净化厂脱硫单元稳态模拟模型。方法采用多目标正交试验法与综合频率分析法相结合的方法,以工艺总能耗、净化气流量和选择因子3个指标作为综合评判指标,对脱硫单元的吸收塔塔板数、吸收塔压力、胺液循环量和胺液进料温度4个关键工艺参数进行了优化,确定了脱硫单元工艺参数的最优组合方案,并对优化前后脱硫单元的综合性能进行了对比分析。结果①所搭建的稳态模拟模型能够准确地模拟脱硫单元的运行特性,满足工程应用的要求;②各因素对工艺总能耗的影响从大到小依次为:胺液循环量、吸收塔塔板数、吸收塔压力和胺液进料温度;各因素对净化气流量和选择因子的影响从大到小的顺序一致,均为吸收塔塔板数、吸收塔压力、胺液循环量和胺液进料温度;③脱硫单元关键工艺参数的最优组合为:吸收塔塔板数12块、吸收塔压力5.5 MPa、胺液循环量75 t/h、胺液进料温度28℃;④相较于优化前,优化后的工艺总能耗由11316.54 kW降至9590.61 kW,降幅为15.25%;净化气流量由4164.53 kmol/h增至4175.54 kmol/h,增幅为0.26%;选择因子由1.32增至2.20,增幅为66.67%。结论经过工艺参数优化后,脱硫单元的能耗显著降低,净化气流量得到一定的提升,脱硫选择性得到明显改善。

关键词：天然气脱硫正交试验能耗分析净化气流量脱硫选择性工艺优化

四川盆地下寒武统筇竹寺组海相页岩气高产井突破与富集模式

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中国石油勘探 2024年第1期29卷 142-155页

作者：何骁梁峰李海郑马嘉赵群刘勇刘文平中国石油西南油气田公司中国石油勘探开发研究院国家能源页岩气研发(实验)中心

多年来下寒武统筇竹寺组页岩气勘探开发进展缓慢,资201井获高产气流大大增加了该套页岩气规模商业化开发的信心,不同区域及层段富集规律差异及下一步勘探开发方向是筇竹寺组页岩开发面临的首要问题。以四川盆地57口钻井资料为基础,对多... 详细信息

多年来下寒武统筇竹寺组页岩气勘探开发进展缓慢,资201井获高产气流大大增加了该套页岩气规模商业化开发的信心,不同区域及层段富集规律差异及下一步勘探开发方向是筇竹寺组页岩开发面临的首要问题。以四川盆地57口钻井资料为基础,对多口重点井的古生物、沉积、储层等特征进行分析,详细剖析资201井的部署理论依据、筇竹寺组页岩气富集条件及下一步勘探开发方向。从地层研究入手,建立了筇竹寺组地层划分标准,明确筇竹寺组主体发育4套深水陆棚相的富有机质页岩(①至④号层段),其分布受裂陷槽发育控制,裂陷槽内厚度最大。分析了页岩储层发育特征,指出储层压力、孔隙度、含气饱和度从下向上、从裂陷槽外到内呈现增大趋势,储层超压对页岩孔隙保存起到重要作用;基于此结合保存条件等建立了“多层异相、超压保孔”的页岩气超压差异富集模式,指出远离散失通道的超压孔隙发育区(层段)是页岩气富集有利区(层段)。文章指出资201井及周边是未来筇竹寺组页岩气增储上产的主要区域,资源量为8.06×10^(12)m^(3);川西地区具有相当的开发潜力,资源量为0.72×10^(12)m^(3);川南长宁及黔北一带受石墨化及构造活动影响,以寻找远离风化壳及地表露头的超压孔隙发育区为主。

关键词：四川盆地筇竹寺组页岩展布主控因素富集模式前景展望

四川盆地及周缘前震旦系裂谷特征与油气地质意义

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天然气工业 2024年第1期44卷 26-39,I0001页

作者：文龙周刚孙峥严威卞从胜汪泽成张本健张亚张自力刘伟曾旭李传新田兴旺谢忱中国石油西南油气田公司中国石油西南油气田公司勘探开发研究院中国石油勘探开发研究院赵文智院士工作室中国石油勘探开发研究院中国地质大学(北京)能源学院

四川盆地及周缘已被证实发育较大规模的前震旦系裂谷,但其在盆地内部的展布及发育特征尚不明确,因此在一定程度上制约了对盆地深部构造格局的认识。为此,在前人研究的基础上,利用最新的重磁电资料,通过联合解译和小子域滤波等新技术对... 详细信息

四川盆地及周缘已被证实发育较大规模的前震旦系裂谷,但其在盆地内部的展布及发育特征尚不明确,因此在一定程度上制约了对盆地深部构造格局的认识。为此,在前人研究的基础上,利用最新的重磁电资料,通过联合解译和小子域滤波等新技术对新元古界构造形态进行了研究,同时结合区域地震大剖面的精细解释并辅以航磁资料进行验证,分析了新元古代裂谷的特征及其对上覆地层的沉积控制作用。研究结果表明:①盆地内部自西北至东南共发育3条近乎平行的前震旦系裂谷,其中以川中裂谷规模最大;②裂谷内部发育一系列与裂谷走向近平行的次级正断层,将裂谷内部结构复杂化,形成一系列断陷;③裂谷内断层在平面上呈平行/斜列式、相向/相背平行式及同向平行式组合,对应在剖面上呈阶梯式、垒堑式、地堑式及铲式半地堑式等组合特征;④盆地东北部盆缘露头揭示南华系—陡山沱组在裂谷内发育冰期—间冰期交互沉积,主要为三角洲、陆棚与斜坡盆地相碎屑岩和冰碛岩。结论认为,应用重磁联合解译+井震资料修订+露头剖面验证的新方法,证实四川盆地前震旦系裂谷的存在,且南华纪裂谷边界(主干)断裂控制了上覆地层沉积古地理格局和坡折带的发育,部分裂谷控制了寒武系或早古生界沉积中心的分布,并对后期沉降中心、构造圈闭的形成以及含油气系统有着极为重要的影响。

关键词：四川盆地新元古代前震旦系冰期—间冰期沉积超深层勘探重磁解译构造样式裂谷分布

前陆盆地斜坡区坡折带对沉积体系的控制作用——以四川盆地川中地区须家河组四段为例

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地质学报 2024年第10期98卷 3106-3116页

作者：厚刚福刘占国王小娟陈星渝郑超袁纯宋兵伍劲王波董雨洋刘少治王少依中国石油杭州地质研究院浙江杭州310023 中国石油西南油气田分公司勘探开发研究院四川成都610041

为了明确前陆盆地斜坡区坡折带对沉积体系的控制作用,厘定沉积体系展布规律,以四川盆地川中地区须家河组四段为例,采用地层厚度法恢复了古地貌,刻画了坡折带,并通过岩芯观察、测井相及地震相分析,识别了前陆斜坡区沉积微相类型,在此基础... 详细信息

为了明确前陆盆地斜坡区坡折带对沉积体系的控制作用,厘定沉积体系展布规律,以四川盆地川中地区须家河组四段为例,采用地层厚度法恢复了古地貌,刻画了坡折带,并通过岩芯观察、测井相及地震相分析,识别了前陆斜坡区沉积微相类型,在此基础上,通过沉积微相与古地貌叠合分析,提出前陆盆地斜坡区大型坡折带控制沉积体系与微相砂体分布。研究结果表明:四川盆地川中地区须家河组四段沉积期为前陆斜坡背景,发育大型坡折带,在此背景下发育远源辫状河三角洲沉积体系,以辫状河三角洲前缘亚相沉积为主,可进一步识别出内前缘带和外前缘带,以及水下分流河道、砂坝、分流间湾和席状砂等4种沉积微相。坡折带之上主要发育三角洲内前缘带水下分流河道微相,坡折带之下主要发育三角洲外前缘带水下分流河道与砂坝复合砂体。坡折带之下的砂坝微相砂体具备良好的侧向遮挡条件,顶底板条件优越,有利于形成岩性圈闭,且紧邻川西凹陷烃源灶,为下一步最有利勘探领域。

关键词：四川盆地须家河组前陆盆地坡折带砂坝岩性圈闭致密气

走滑体系下层内构造对页岩气富集的影响：以四川盆地泸州地区云锦向斜Y4井为例

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成都理工大学学报(自然科学版) 2024年

作者：何骁江同文杨洪志李忠权党录瑞石学文殷樱子罗超胡懿灵王泽卿田鹤徐亮中国石油西南油气田公司中国石油集团公司油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学) 中国石油西南油气田公司页岩气研究院

随着我国页岩气勘探的不断发展，四川盆地南部遇到的甜点认识不清、钻井地质复杂等问题，前人研究大多集中在沉积相、区域宏观构造等因素的影响，而没有考虑钻头尺度的页岩层内构造的影响，因此，弄清页岩层内构造变形–变位与页岩气富... 详细信息

随着我国页岩气勘探的不断发展，四川盆地南部遇到的甜点认识不清、钻井地质复杂等问题，前人研究大多集中在沉积相、区域宏观构造等因素的影响，而没有考虑钻头尺度的页岩层内构造的影响，因此，弄清页岩层内构造变形–变位与页岩气富集之间的关系，对我国页岩气勘探的增储上产有重要意义。本文以四川盆地南部泸州地区云锦向斜Y4井为例，通过对云锦向斜进行精细的三维地震解释以及对五峰组–龙马溪组层内地震构造解释，结合地震和钻井资料，探讨层内构造对页岩气保存的影响。研究结果表明：（1）Y4井位于云锦向斜南翼较平缓区域处于平面走滑体系中，走滑体系伴生构造对夹持产层的顶底板强硬层造成明显破坏，导致页岩气散失，形成页岩气富集局部不利区；（2）走滑体系下的次级构造具有平面延展的特点，钻井钻遇时，压裂可能导致井间侧向贯通；（3）走滑体系下的次级构造可能发育在向斜翼部较平缓区域，但在水平切片和地震多属性剖面上有较好的显示。该认识对川南地区走滑体系下的页岩气开采具有借鉴意义。

关键词：四川盆地南部页岩气层内构造云锦向斜

峨眉山大火成岩省成都-简阳地区火山碎屑岩格架的新类别划分、成因及其油气储集效应

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地学前缘 2024年第3期31卷 337-351页

作者：刘冉朱贝邱楠生李亚王尉裴森奇中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249 中国石油西南油气田分公司勘探开发研究院四川成都610041 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500 北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871 中国石油西南油气田公司川西北气矿四川江油621709

二叠纪峨眉山大火成岩省岩浆喷发是我国显生宙最大的岩浆喷溢事件。四川盆地中二叠世最新油气勘探成果显示,在峨眉山大火成岩省北缘成都简阳地区,发育大量以火山碎屑岩为主的全新岩性格架。本文首次对该区域岩性格架展开了详细的火山学... 详细信息

二叠纪峨眉山大火成岩省岩浆喷发是我国显生宙最大的岩浆喷溢事件。四川盆地中二叠世最新油气勘探成果显示,在峨眉山大火成岩省北缘成都简阳地区,发育大量以火山碎屑岩为主的全新岩性格架。本文首次对该区域岩性格架展开了详细的火山学解译。在优势储集层段中识别出熔结凝灰岩、自碎裂角砾岩和溅积集块岩三类关键岩性,分别形成于溢气爆发陆上火山碎屑流机制、溢流喷发自碎裂角砾化机制以及斯通博利夏威夷涌溅式喷发机制。这是首次对峨眉山大火成岩省中上述岩性的成因机制进行正式确认。在这些岩性中,储集空间以溶蚀孔和交代孔为主。上述岩性的喷发机制,对其储集空间的发育提供了全方位的关键制约因素:(1)有利于产生大量浆源碎屑;(2)堆积方式有利于维持大量相互连通的原生孔隙,使热液流体得以广泛接触碎屑堆积骨架;(3)堆积于火口近源区域,受异常热流值作用强,有助于维持流体的高效活性。上述三方面最终导致流体对岩石骨架进行深刻的溶蚀交代改造,为规模性储集体发育奠定前提。

关键词：峨眉山大火成岩省熔结凝灰岩集块岩火山碎屑流自碎裂机制火山岩储层

川中北部地区茅口组白云岩成因分析——来自岩石学、原位地球化学及年代学证据

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天然气地球科学 2024年第7期35卷 1160-1186页

作者：肖钦仁袁海锋谌辰李跃杰陈聪张玺华匡明志徐婷叶子旭王涛王炳森李正勇成都理工大学“油气藏地质及开发工程国家重点实验室” 四川成都610059 中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司四川成都610051 中国石油西南油气田川中油气矿四川遂宁629000

近期川中北部地区茅口组白云岩储层勘探获重大突破。为探讨白云岩储层成因,通过岩心观察、薄片镜下观察、阴极发光、激光原位主微量元素分析和U⁃Pb同位素定年等技术手段,对川中北斜坡地区茅口组白云岩储层进行了系统的地球化学特征研究... 详细信息

近期川中北部地区茅口组白云岩储层勘探获重大突破。为探讨白云岩储层成因,通过岩心观察、薄片镜下观察、阴极发光、激光原位主微量元素分析和U⁃Pb同位素定年等技术手段,对川中北斜坡地区茅口组白云岩储层进行了系统的地球化学特征研究,建立了研究区茅口组白云岩的成岩序列,并厘定了各类型白云岩的成岩流体特征,最终建立了研究区茅口组白云石化模式。主要认识有:①研究区主要发育生屑白云岩、晶粒白云岩和鞍状白云岩3种类型白云岩,根据岩石学特征和地球化学特征建立的成岩序列为第一世代生屑白云岩(D1⁃1)→第二世代它形细晶白云岩(D2⁃1)→第三世代非典型鞍状白云岩(SD1)→第四世代典型鞍状白云岩(SD2)→第五世代砂糖状白云岩(D2⁃2)。其中残余生屑白云岩先后受到第二世代它形细晶白云岩和第三世代非典型鞍状白云岩的影响所形成。②白云岩的地球化学特征均显示出明显的Ce负异常和Y正异常特征,表明各类型白云岩受到海源流体及其衍生流体不同程度的影响。同时各类型白云岩甚至生屑灰岩的部分样品存在δEu值正异常,表明存在后期构造—热液作用。③在同生期—中深埋藏期先后发育5期白云石化作用,在同生期—准同生期先后发生第一期白云石化作用和第二期白云石化作用,形成生屑白云岩和它形细晶白云岩等白云岩基质;在准同生期—浅埋藏期受构造作用的影响发生2期构造—热液白云石化作用,形成鞍状白云岩,并交代部分基质白云石;进入中—深埋藏期的第五期白云石化作用交代生屑白云岩和它形细晶白云岩形成大量砂糖状白云岩。④第一期白云石化作用和第二期白云石化作用由于发生时间很早,有利于原生孔隙的保存,第三期白云岩化作用和第四期白云石化作用属于典型的构造—热液白云石化作用,对白云岩储层的孔隙建造和破坏作用并重,而第五期埋藏期白云石化作用是在封闭体系中发生的,是研究区白云岩储层形成的最重要的成岩作用。

关键词：川中北部地区茅口组白云岩成岩流体

四川盆地川中地区侏罗系沙溪庙组致密砂岩气差异成藏特征及主控因素

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天然气地球科学 2024年第6期35卷 1014-1030页

作者：刘恒宇刘明洁肖尧曾青高宋林珂曹脊翔王锦西李唐律梁晨西南石油大学地球科学与技术学院四川成都610500 西南石油大学天然气地质四川省重点实验室四川成都610500 中国石油西南油气田分公司致密油气勘探开发项目部四川成都610056 中国石油西南油气田分公司开发事业部四川成都610000

四川盆地川中地区侏罗系沙溪庙组多期砂组气藏含气丰度以及同期砂组气藏富集程度均存在明显差异,严重制约着沙溪庙组致密砂岩气进一步勘探开发。通过对沙溪庙组致密砂岩天然气藏差异分布特征表征,综合分析烃源岩、储层、成藏期古构造、... 详细信息

四川盆地川中地区侏罗系沙溪庙组多期砂组气藏含气丰度以及同期砂组气藏富集程度均存在明显差异,严重制约着沙溪庙组致密砂岩气进一步勘探开发。通过对沙溪庙组致密砂岩天然气藏差异分布特征表征,综合分析烃源岩、储层、成藏期古构造、断-砂配置及演化等成藏要素,结合前人已有认识,认为川中地区沙溪庙组致密砂岩气差异成藏受控于天然气差异来源、优质储层、成藏期有利断-砂配置类型及古今有利断-砂配置演化,提出了“双烃源岩差异供烃,断-砂配置差异充注,优质储层差异富集,断-砂演化差异调整”的差异成藏演化模式。在该模式下,川中地区沙溪庙组气藏由须五段煤型气与大安寨段油型气“双源”供烃,研究区北东至南西表现为油型气-混合气-煤型气特征,气藏表现差异供烃;成藏期断层与缓倾角砂体对接((3)类)砂组气藏丰度优于断层与近水平砂体对接((1)类)砂组,气藏呈现差异充注;优质储层储集能力好并且富集程度高,气藏形成差异富集;继承保存型断-砂演化(Ⅰ型)气藏含气性最优,次为调整残留型(Ⅱ型),反转散失型(Ⅲ型)最差,气藏受到差异调整。

关键词：差异成藏致密砂岩气主控因素沙溪庙组川中地区