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“中国西南储气能力”建设的技术基础与发展思考

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天然气工业 2024年第2期44卷 1-13页

作者：胡勇王梦雨罗瑜李隆新彭先赵梓寒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

为保障国家天然气安全平稳供应,2019年国家能源局启动了川渝天然气千亿立方米级“气大庆”的建设项目,将四川盆地天然气储气调峰和战略应急保供能力建设提升至国家战略安全高度。此外,中国石油在“十四五”期间确立了打造“西南储气中... 详细信息

为保障国家天然气安全平稳供应,2019年国家能源局启动了川渝天然气千亿立方米级“气大庆”的建设项目,将四川盆地天然气储气调峰和战略应急保供能力建设提升至国家战略安全高度。此外,中国石油在“十四五”期间确立了打造“西南储气中心”的战略目标,积极攻关各项地下储气库(以下简称储气库)建库技术难题,已初步形成“西南储气中心”建设格局。为此,在分析四川盆地建设储气库面临的挑战基础上,系统梳理总结了中国石油近17年在四川盆地的发展规划、建设现状、技术进展等方面的成果,并对打造“中国西南储气能力”提出了具体的攻关方向。研究结果表明:(1)四川盆地天然气资源丰富且拥有与全国天然气管网互连互通的完善管网设施,能够为盆地储气库建设提供坚实基础;(2)提出了复杂盆地气藏的“十指标”选址体系,建立了完善的储气库库址优选技术;(3)形成了储气库建库运行七大特色技术,健全了碳酸盐岩气藏建库主体技术系列;(4)构建了国内首个储气库地质体、井、地面完整性管理评价技术体系,保障了储气库安全稳定运行。结论认为,为支撑国家天然气千亿立方米级“气大庆”建设,提出了“中国西南储气能力”建设的概念,其核心是以中国石油初步建成的企业级“西南储气中心”为基础,走出单一油公司储气库建设模式,建立政府主导协调、跨企业的储气库协同共建共享共营机制,全面推动四川盆地整体储气能力建设,保障国家天然气能源安全。

关键词：中国西南储气能力四川盆地地下储气库复杂气藏条件选址完整性管理

四川盆地中部地区中侏罗统物源体系格局及时空演化

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天然气工业 2024年第3期44卷 72-86页

作者：赵晓明胡成军肖尧葛家旺杨长城冯潇飞宋林珂肖红林吴鑫涛西南石油大学地球科学与技术学院天然气地质四川省重点实验室中国石油西南油气田公司致密油气勘探开发项目部中国石油西南油气田公司气田开发管理部

四川盆地中部地区(以下简称川中地区)中侏罗统沙溪庙组是我国重要的致密气勘探开发战场,其物源体系来源和母岩性质复杂多变,在一定程度上制约了下一步油气勘探进程。为此,基于川中地区沙溪庙组各亚段碎屑组分、元素地球化学和锆石碎屑... 详细信息

四川盆地中部地区(以下简称川中地区)中侏罗统沙溪庙组是我国重要的致密气勘探开发战场,其物源体系来源和母岩性质复杂多变,在一定程度上制约了下一步油气勘探进程。为此,基于川中地区沙溪庙组各亚段碎屑组分、元素地球化学和锆石碎屑成分分析,研究了沙溪庙组碎屑含量、烃源岩性质及构造背景,并探讨了母岩来源和造山带构造作用对物源的控制效应。研究结果表明:(1)川中地区西侧沙溪庙组单晶石英含量差异较大,砂岩成分成熟度平面变化明显;川中地区西北侧位于岛弧、混合造山带、碰撞造山带的综合构造环境,母岩性质及类型以上地壳长英质岩石与中—酸性混合火成岩为主,构造背景以大陆岛弧为主,兼活动大陆边缘性质,其与川北地区及大巴山前缘沙溪庙组母岩特征耦合度较高;而川中地区西南侧与川西地区及龙门山南段耦合度较高;川中地区东侧沙溪庙组锆石年龄谱与川东地区耦合度良好。(2) J_(2)s^(1)和J_(2)s_(1)^(2)时期川中北部地区受大巴山逆冲推覆影响,形成长轴物源供给格局的雏形,而川中地区西南侧由龙门山南段提供短轴物质输送;J_(2)s_(2)^(2)和J_(2)s_(3)^(2)时期大巴山强推覆作用,使川中地区整体被长轴远源沉积物充填;J_(2)s_(4)^(2)时期受龙门山北段冲断作用影响,为川中地区西北侧提供物质来源,但川中地区主体受控于大巴山物源体系。结论认为,该研究成果为重建四川盆地中侏罗世古地理格局和中侏罗统有利砂体预测提供了理论指导。

关键词：四川盆地中部地区中侏罗统沙溪庙组碎屑分析元素化学分析构造作用物源分析

四川盆地深层页岩气钻井关键技术新进展及发展展望

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天然气工业 2024年第3期44卷 1-9,I0001页

作者：佘朝毅中国石油西南油气田公司

四川盆地页岩气资源丰富,目前深层页岩气已成为该盆地天然气增储上产的重点领域,但随着埋深增加和构造背景变化,地质工程条件将更加复杂,钻井过程中将面临井漏风险高、井下工具高温易失效、水平井轨迹控制难度大等技术难题。为此,在系... 详细信息

四川盆地页岩气资源丰富,目前深层页岩气已成为该盆地天然气增储上产的重点领域,但随着埋深增加和构造背景变化,地质工程条件将更加复杂,钻井过程中将面临井漏风险高、井下工具高温易失效、水平井轨迹控制难度大等技术难题。为此,在系统分析已完钻井实钻数据的基础上,依据深层页岩气区块地质工程特征,系统梳理了影响安全优快钻井的关键技术难点,形成了以地质工程一体化导向技术、钻井提速技术、防漏治漏与复杂防治技术为主体的深层页岩气安全优快钻井关键技术系列。研究结果表明:(1)以精细地质建模优选地质工程“双甜点”、实时靶体追踪为主的地质工程一体化导向技术,实现了地质目标的精准优选和精确追踪;(2)以“高效PDC钻头选型+个性化优化+大扭矩螺杆”高效破岩技术、“MSE+CCS”参数实时优化技术、油基钻井液地面降温+高温旋转导向技术为主的钻井提速技术,实现了页岩气钻井提速提效;(3)以井壁稳定性评价、裂缝性漏层识别、井漏与复杂防治为主的复杂防治技术,从源头降低了井下漏失和卡钻风险。结论认为:(1)形成的深层页岩气安全优快钻井技术,显著提高了机械钻速和铂金靶体钻遇率,在现场规模化推广应用200余口井,单井平均钻井周期降低42.7%,钻井提速效果显著,有力支撑了深层页岩气效益规模开发;(2)深层页岩气钻井将聚焦“地质工程一体化、水平段一趟钻、防漏治漏及智能钻井决策”等方面的技术攻关。

关键词：深层页岩气下志留统龙马溪组地质工程一体化钻井提速高温旋转导向钻井周期

西南油气田CCUS/CCS发展现状、优势与挑战

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天然气工业 2024年第4期44卷 11-24,I0001页

作者：雍锐中国石油西南油气田公司

中国石油西南油气田公司(以下简称西南油气田)是中国西南地区首个天然气年产量超400×10^(8) m^(3)的油气生产企业,其天然气新建产能、产量的增量分别占到全国增量的1/4和1/3,预计2030年天然气开发的碳排放量将突破500×10^(4) t。为解... 详细信息

中国石油西南油气田公司(以下简称西南油气田)是中国西南地区首个天然气年产量超400×10^(8) m^(3)的油气生产企业,其天然气新建产能、产量的增量分别占到全国增量的1/4和1/3,预计2030年天然气开发的碳排放量将突破500×10^(4) t。为解决天然气高质量上产过程中碳排放量刚性增长的问题,西南油气田主动围绕“天然气+CCUS”的战略规划,积极部署CCUS/CCS工作,以期打造“绿色能源西南模式”,助力实现“双碳”目标。为此,系统阐述了西南油气田在CCUS/CCS业务规划、标准体系、技术系列等方面的发展现状,梳理了其CCUS/CCS业务在资源、技术方面的优势,并分析了面临的技术成熟度不高、经济效益缺乏、社会接受度不高等挑战,最后作出了展望并有针对性地提出了下一步建议:①攻关形成具有气田特色的CCUS/CCS技术体系,打造气田CCUS/CCS原创技术策源地;②建立气田CCUS/CCS标准体系,推广应用气田CO_(2)驱气提高采收率(CCUS-EGR)和CO_(2)埋存技术;③依托西南油气田自有碳捕集、输送、驱气、封存等技术,进一步延伸拓展传统油气主营业务产业链,建立西南片区CCUS/CCS产业集群和碳库,助力中国石油成为CCUS/CCS产业链链长;④探索页岩气注CO_(2)及混合气体提高采收率技术,支撑在页岩气领域开辟新的CCUS方向。

关键词：西南油气田 CCUS/CCS CCUS-EGR 封存技术发展战略天然气 “双碳”目标

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油气企业科技创新人才价值溯源分成评估

天然气工业 2024年第6期44卷 142-151页

作者：王良锦辜穗方峦乐彦婷李佳中国石油西南油气田公司勘探开发研究院中国石油西南油气田公司天然气经济研究所中国石油西南油气田公司

科技创新是发展新质生产力的核心力量,而科技创新人才是创新过程中的第一要素。作为油气生产的主要参与主体,油气企业要实现高水平科技自立自强,归根结底要依靠拥有高水平创新能力的人才队伍。为了激发科技人才创新活力动力,在人才价值... 详细信息

科技创新是发展新质生产力的核心力量,而科技创新人才是创新过程中的第一要素。作为油气生产的主要参与主体,油气企业要实现高水平科技自立自强,归根结底要依靠拥有高水平创新能力的人才队伍。为了激发科技人才创新活力动力,在人才价值创造与评估现状分析的基础上,依据生产全要素视角下的科技创新价值分享理论与方法,建立了油气企业科技创新人才价值溯源分成评估方法。研究结果表明:(1)油气企业科技创新是一个系统性的复杂过程,匹配油气企业科技创新特征、具有产业适应性的人才价值评估理论与方法较少;(2)油气企业科技创新人才价值溯源分成,是以油气科技创新成果经济价值评估结果为前提对参与成果创造的团队和个人按照实际贡献进行价值追溯与量化的过程,需要通过对单项科技创新成果经济价值溯源和科技创新成果完成人价值溯源两次溯源来实现;(3)以创新成果为导向的科技创新人才价值贡献率是人才价值溯源分成的核心参数,由完成人参与度、完成人创新度、完成人贡献度为内容的综合评估指标体系共同确定。结论认为,该方法为加快建立以创新价值、业绩、贡献为导向的人才评价体系提供了参考,能够有效解决人才在油气科技创新活动中的经济价值量化问题,对推动高水平科技自立自强有现实意义。

关键词：油气科技创新人才价值溯源分成科技创新成果经济价值新质生产力

中国西南地区CCUS区域中心建设路径与政策建议

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天然气工业 2024年第4期44卷 171-179页

作者：文绍牧李森圣何润民敬兴胜王盟浩胡俊坤中国石油西南油气田公司中国石油西南油气田公司天然气经济研究所中国石油西南油气田公司发展计划部

西南地区正在加快推动成渝地区双城经济圈和国家天然气(页岩气)千亿立方米产能基地等国家战略实施,面临能源消费量增长硬需求和碳减排硬约束之间的矛盾,推动CCUS产业发展是解决该问题的必由之路,而建设CCUS区域中心是CCUS产业规模化、... 详细信息

西南地区正在加快推动成渝地区双城经济圈和国家天然气(页岩气)千亿立方米产能基地等国家战略实施,面临能源消费量增长硬需求和碳减排硬约束之间的矛盾,推动CCUS产业发展是解决该问题的必由之路,而建设CCUS区域中心是CCUS产业规模化、集群化发展的必然趋势,其中四川盆地是西南地区打造CCUS区域中心的最佳选择。为了加快建设中国西南地区CCUS区域中心,系统梳理了国外的经验做法,分析了其优势和挑战,结合我国西南地区的CO_(2)排放及分布情况、封存地质条件、源汇匹配关系,针对性提出了建设路径和政策建议。研究结果表明:①打造中国西南地区CCUS区域中心具有企业减碳和增产的需求巨大、高耗能行业企业碳源丰富且较为集中、地质封存潜力大且分布集中、源汇匹配情况较好、地方政府积极支持等5大优势;②当前面临的主要问题是缺乏顶层设计和统一规划、缺乏全产业链协同技术攻关的共享平台、缺乏碳减排的激励和约束政策体系等;③下一步应聚焦CCUS-EGR、CCS、DACCS等3条路径,分启动、扩展、规模化发展3个阶段打造西南地区CCUS区域中心,形成两个千万吨级产业集群和3个百万吨级产业集群,并比选技术路径和商业化路径。结论认为,要重点从完善顶层设计,出台统一的战略规划;强化科技攻关体系建设,加快形成技术成熟、经济可行的CCUS全链条技术;强化政策支持、推动国际合作等3个方面入手,加快推动中国西南地区CCUS区域中心建设。

关键词：西南地区四川盆地 CCUS 区域中心产业集群源汇匹配建设路径政策建议

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天然气泄漏扩散实验与高斯预测模型优化

天然气工业 2024年第7期44卷 154-164页

作者：钱浩中国石油西南油气田公司

众所周知,掌握天然气扩散规律是天然气泄漏监测方案设计的重要依据,其中利用高斯模型来预测天然气泄漏扩散规律已成为天然气事故风险评估和安全疏散的重要技术,但目前还没有适用于天然气等轻气泄漏扩散浓度测量的实验装置。为解决高斯... 详细信息

众所周知,掌握天然气扩散规律是天然气泄漏监测方案设计的重要依据,其中利用高斯模型来预测天然气泄漏扩散规律已成为天然气事故风险评估和安全疏散的重要技术,但目前还没有适用于天然气等轻气泄漏扩散浓度测量的实验装置。为解决高斯预测模型对天然气泄漏扩散预测精度较低的问题,采用天然气扩散浓度监测实验平台,借由阵列布置的激光甲烷浓度探头测量不同风速和不同泄漏速率下,扩散下游空间内不同高度和位置的甲烷浓度,进一步修正了高斯扩散模型中的抬升高度和侧向、垂向扩散系数。研究结果表明:①自主设计的甲烷浓度监测实验平台,可实现下游扩散空间内任意位置的泄漏气云捕捉和分布式浓度测量;②天然气泄漏的气云抬升现象不明显,仅在无风、泄漏速率较小时出现了明显的气云向上抬升。结论认为,通过实验优化后的高斯扩散模型计算精度显著提升,对比查表获取的经验参数,本研究优化后的高斯模型预测扩散浓度偏差由33%降低至16%,显著降低了预测误差,成果对天然气泄漏风险评估与泄漏监测系统的设计具有重要指导意义。

关键词：天然气泄漏扩散实验高斯模型优化抬升高度扩散系数

致密气油水共存条件下L360N管线钢的微生物腐蚀行为研究

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表面技术 2024年第12期53卷 135-146页

作者：王彦然孙洪亮卫国锋唐永帆郑荣军莫林郑强中国石油西南油气田分公司天然气研究院成都610213 中国石油油气和新能源分公司北京100007 中国石油西南油气田分公司川中油气矿四川遂宁629000

目的通过实验模拟L360N管线钢在致密气油水共存条件下的微生物腐蚀(MIC)行为,探究凝析油对MIC行为的影响。方法模拟6组凝析油体积占比不同的腐蚀环境,结合失重测试和电化学实验分析了凝析油对腐蚀速率的影响规律。通过最大可能计数法(MP... 详细信息

目的通过实验模拟L360N管线钢在致密气油水共存条件下的微生物腐蚀(MIC)行为,探究凝析油对MIC行为的影响。方法模拟6组凝析油体积占比不同的腐蚀环境,结合失重测试和电化学实验分析了凝析油对腐蚀速率的影响规律。通过最大可能计数法(MPN法)计数试片表面的细菌固着量。采用激光显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、光电子能谱仪(XPS)表征分析腐蚀形态和产物形貌、成分。结果凝析油溶于水中会直接影响微生物腐蚀行为。水中存在的凝析油可显著降低L360N管线钢的均匀腐蚀速率,但不同条件下浸泡的试片表面均有明显的点蚀。所有试片表面的细菌固着量都不低于10^(4)cells/cm^(2),且都有生物膜形成,主要化学成分是Fe_(2)O_(3)和FeS。另外,在高凝析油体积占比条件下,膜内的硫化物更倾向于局部沉积,使得生物膜结构更加不均匀。电化学测试表明,随着时间的延长,各条件下的电荷转移电阻(R_(ct))和腐蚀电流密度(J_(corr))都变化至相近水平,凝析油含量升高不能长期抑制膜下固着菌的代谢活性。结论L360N管线钢在不同凝析油体积占比的油水介质中均有MIC发生。其原因在于凝析油含量升高不能完全抑制生物膜的形成,还促使生物膜结构更加不均匀,为固着菌代谢提供了适宜的环境,有利于点蚀的发生。

关键词：微生物腐蚀致密气凝析油生物膜点蚀

基于混合优化算法和深度神经网络模型结合的致密砂岩气藏裂缝参数优化

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天然气工业 2024年第9期44卷 140-151页

作者：罗山贵赵玉龙肖红林陈伟华贺戈张烈辉杜诚西南石油大学理学院西南石油大学人工智能研究院油气藏地质及开发工程全国重点实验室·西南石油大学 610500 中国石油西南油气田公司致密油气勘探开发项目部中国石油西南油气田公司工程技术研究院中国石油西南油气田公司川西北气矿

水平井分段压裂是致密砂岩气藏的主要开发方式,其中水力压裂裂缝参数的合理设计对于气藏的经济效益开发至关重要。基于群智能优化算法和机器学习代理模型的自动优化方法存在所需数值模拟次数多、收敛速度慢和代理模型更新复杂等问题,且... 详细信息

水平井分段压裂是致密砂岩气藏的主要开发方式,其中水力压裂裂缝参数的合理设计对于气藏的经济效益开发至关重要。基于群智能优化算法和机器学习代理模型的自动优化方法存在所需数值模拟次数多、收敛速度慢和代理模型更新复杂等问题,且依靠现场工程师经验和正交实验等传统方法难以获得最佳的裂缝参数设计。为此,建立了一种新的基于混合优化算法和自适应深度神经网络(DNN)结合的致密气藏裂缝参数优化方法。首先,混合优化算法采用遗传算法(GA)和贝叶斯自适应直接搜索(BADS)之间循环迭代的混合策略。在自适应学习过程中,提出了以“最大平均距离点”作为最不确定解,同时辅以最有希望解和少量拉丁超立方采样解共同更新优化过程中的DNN代理模型。随后,将建立的优化方法用于非均质致密砂岩气藏裂缝参数优化。研究结果表明:(1)在标准测试函数和低维裂缝参数优化问题上,GA+BADS混合优化算法表现出了显著优于GA的寻优速度;(2)针对高维裂缝参数优化问题,GA+BADS混合优化算法在约1/2的GA总数值模拟次数下提高了131万元的经济净现值(NPV),收敛速度和寻优精度都明显增加;(3)相比于GA+BADS混合优化算法,在获得相同NPV时,自适应DNN代理加速优化可再减少24.54%的数值模拟运算次数。结论认为,该优化方法显著提升了优化效率,为解决非常规油气藏中水力压裂裂缝参数设计问题提供了一套可行且高效的智能优化方法,将有力促进非常规油气的规模效益开发。

关键词：致密气沙溪庙组裂缝参数优化混合优化算法深度神经网络自适应学习代理模型