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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

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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

基于数字岩心模型重构的岩石力学行为评价新方法

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天然气工业 2024年第7期44卷 132-143页

作者：郭建华佘朝毅夏连彬余文帅苏强李亚天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

石油天然气钻井过程中,上覆非目的地层钻取的岩心数量有限,在一定程度上限制了其岩石力学行为的研究,不利于安全高效钻进。为此,采用数字岩心模型对上覆长井段非目的地层岩石力学行为开展了反演研究,并以四川盆地天府气田上三叠统须家... 详细信息

石油天然气钻井过程中,上覆非目的地层钻取的岩心数量有限,在一定程度上限制了其岩石力学行为的研究,不利于安全高效钻进。为此,采用数字岩心模型对上覆长井段非目的地层岩石力学行为开展了反演研究,并以四川盆地天府气田上三叠统须家河组地层为例,基于目标层位岩屑组分测试结果与Voronoi理论,建立了用于表征须家河组岩心力学行为的数字岩心三维Voronoi体模型,还原了矿物成分、黏土以及孔隙的空间分布,最后从微观角度分析和研究了岩石的力学特性及损伤演化过程。研究结果表明:①数字岩心单轴压缩变形存在空隙压密、弹性变形、塑性变形和破坏后4个阶段,破坏形式主要为剪切破坏,这与实验结果高度吻合;②在轴向压力加载时,矿物颗粒受到挤压产生应变,当应变超过矿物本身的屈服应变时,矿物开始损伤,并将无法承受的压力传递给邻近矿物颗粒,逐渐形成裂纹和破裂面;③矿物空间分布仅对数字岩心的损伤演化和裂纹发展有影响,颗粒尺寸对弹、塑性以及破坏后阶段的力学行为均有影响;④随着围压增加,抗压强度和残余强度明显增大,且岩心尺寸越大弹性模量和峰值强度越低。结论认为,该方法分析结果与实验结果吻合,为岩心缺少条件下研究钻井过程中上覆地层岩石力学特性提供了新思路,并对破岩机理认识及优化钻头选型与设计具有重要工程意义。

关键词：数字岩心力学行为单轴抗压强度三维Voronoi 损伤演化矿物组分尺寸效应

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

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

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

深层天然裂缝性页岩储层水力压裂光纤监测远场应变分析

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天然气工业 2024年第5期44卷 56-67页

作者：桑宇隋微波曾波宋毅黄浩勇郭欢杨艳明宋佳忆杜广浩中国石油西南油气田公司中国石油大学(北京)石油工程学院中国石油西南油气田公司页岩气研究院

四川盆地南部地区(下文简称川南地区)深层(埋深大于4000 m)页岩储层天然裂缝发育,地应力分布复杂,水力压裂过程中套管变形等问题严重制约了页岩气资源的高效开发。为了解决深层页岩储层天然裂缝压裂过程中远场应变监测问题,采用邻井光纤... 详细信息

四川盆地南部地区(下文简称川南地区)深层(埋深大于4000 m)页岩储层天然裂缝发育,地应力分布复杂,水力压裂过程中套管变形等问题严重制约了页岩气资源的高效开发。为了解决深层页岩储层天然裂缝压裂过程中远场应变监测问题,采用邻井光纤(DAS)应变监测技术对泸州区块A平台2口井拉链式压裂过程进行监测,并结合压裂施工设计和储层特征对监测结果进行分析和讨论。研究结果表明:①300~350 m监测井距和泵送式套内光纤布设方式可以对远场裂缝窜通演化评估提供大量有利数据,但对压裂井主体改造区域提供的相关信息较少;②同一平台不同井压裂时远场应变响应差异可能很大,高风险井的压裂施工参数设计对远场裂缝窜通起到了关键影响作用,低风险井主要表现为跟随作用,裂缝窜通区域一旦形成,极易演变成2口压裂井共同的裂缝窜通区;③远场应变响应区域与当前压裂段相对位置可能相差200~300 m,同井不同段间的应变沟通会提前形成,与当前压裂段可能相差400~500 m;④深层页岩储层天然裂缝压裂形成的远场裂缝形态具有全新特征,包括普遍性的倾斜裂缝和挠曲段地层附近的水平层理缝2类情况。结论认为,低频DAS应变监测技术提供了深层页岩储层天然裂缝压裂过程中远场应变演化分析的新方法,可与地质工程一体化压裂设计方案、套变机理与防控研究等工作结合,助力该区深层页岩气的规模效益开发。

关键词：川南地区深层页岩气天然裂缝水力压裂套管变形 DAS 远场应变裂缝窜通

基于知识驱动图版约束的致密砂岩气储层测井参数智能预测

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天然气工业 2024年第9期44卷 68-76页

作者：王跃祥赵佐安唐玉林谢冰李权赖强夏小勇米兰李旭中国石油西南油气田公司勘探开发研究院 610051 中国石油西南油气田公司 610051 中国石油集团测井有限公司地质研究院中国石油勘探开发研究院

中国致密砂岩气资源潜力巨大,是天然气增储上产的重要对象,但致密砂岩储层空间类型多样,纵横向变化大,“四性”关系复杂,测井系列多样,测井项目少,常规测井技术评价致密储层参数难度大、效率低。为此,以四川盆地金秋、天府气田致密气为... 详细信息

中国致密砂岩气资源潜力巨大,是天然气增储上产的重要对象,但致密砂岩储层空间类型多样,纵横向变化大,“四性”关系复杂,测井系列多样,测井项目少,常规测井技术评价致密储层参数难度大、效率低。为此,以四川盆地金秋、天府气田致密气为对象,构建构造区块—油气田—油气藏—测井解释图版主线,形成了致密砂岩气储层测井参数解释知识图谱,并通过神经网络算法对样本数据进行处理并约束模型结果,建立了图版约束的人工智能储层测井参数预测模型,实现了专家经验与数据双向驱动的储层测井参数智能预测。研究结果表明:(1)新智能模型融入了专家经验图版信息,且构建了专家经验与数据双向驱动的智能参数预测方法,极大地提升了模型对测井领域知识的理解能力和实践能力;(2)基于常规测井曲线,通过特征处理实现多维特征的挖掘,衍生出新曲线,与常规曲线一起作为输入进行模型强化训练,有助于提高解释模型的准确率;(3)实际应用结果表明,采用知识驱动图版约束的致密砂岩气储层参数智能预测方法计算的孔隙度和渗透率与岩心分析孔隙度及渗透率之间的误差分别为7.9%和15%,计算的含水饱和度与密闭取心饱和度之间的误差仅为5%。结论认为,基于知识驱动图版约束的致密砂岩气储层参数智能预测技术可以解决老井人工评价工作量大,测井解释标准不统一的问题,并可实现快速高效测井智能评价及潜力优选,将有力地推动了人工智能在测井领域的深度应用。

关键词：四川盆地致密砂岩气储层测井参数知识驱动神经网络算法智能预测人工智能

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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