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准噶尔盆地南缘四棵树凹陷超深层构造演化与油气成藏过程

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地质学报 2024年第7期98卷 2216-2232页

作者：吴海卓勤功柳少波张亚丽鲁雪松张梓煜刘慧中国石油勘探开发研究院北京100083 Department of Chemical Engineering and Analytical Sciences The University of ManchesterManchester M139PLUnited Kingdom 中国石油西部钻探工程有限公司试油公司新疆克拉玛依834000

准噶尔盆地南缘下组合近年取得了重要勘探突破,随着勘探持续深化,在工业油气流圈闭附近的构造却钻探失利,下组合区域差异较大,成藏过程复杂。通过对高泉地区构造进行平衡地质剖面恢复,结合流体包裹体、埋藏史、热史和油气运聚数值模拟研... 详细信息

准噶尔盆地南缘下组合近年取得了重要勘探突破,随着勘探持续深化,在工业油气流圈闭附近的构造却钻探失利,下组合区域差异较大,成藏过程复杂。通过对高泉地区构造进行平衡地质剖面恢复,结合流体包裹体、埋藏史、热史和油气运聚数值模拟研究,揭示了高泉地区下组合的构造演化与成藏过程,并分析了部分井失利的原因。结果表明,高泉构造在前侏罗纪已经存在,为一宽缓古隆起,新生代早期受喜马拉雅造山运动影响,分割为若干断块构造,分割后的圈闭成藏过程具有差异性。高泉构造总体经历了3期油气充注和晚期的调整改造:第一期为中新统塔西河组沉积时期(约16 Ma)的低熟原油充注,对应包裹体荧光为黄色;第二期为独山子组沉积中期的成熟原油充注(约7 Ma),对应的是石英颗粒愈合缝内蓝色、蓝白色荧光油包裹体;第三期为上新世(约3 Ma)以来的天然气充注,天然气来源主要为四棵树凹陷,高泉地区本地烃源岩主体并未进入生气阶段。四棵树凹陷近端和远端圈闭成藏潜力和勘探远景具有较大差别,凹陷周边圈闭晚期多经历改造和调整,近端圈闭具有距离油源近、供烃充足等优势,应作为优先勘探目标,远端圈闭改造后油气源补充不足,具有较大勘探风险。

关键词：深层油气成藏包裹体高泉地区四棵树凹陷准噶尔盆地

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三段制圆弧轨道设计参数的谱集计算

石油学报 2024年第4期45卷 708-717页

作者：王海涛郑鹏邓青山孙立伟鲁港孟庆安覃吉昆仑数智科技有限责任公司北京100043 中国石油渤海钻探工程有限公司定向井技术服务分公司天津300280 中国石油渤海钻探工程有限公司第三钻井工程分公司天津300280 中国石油长城钻探工程有限公司工程技术研究院辽宁盘锦124010

为了解决井眼轨道设计中设计参数输入“试凑”问题,发展了设计参数谱集计算的数值算法。以二分法为基础,推导出了两个设计参数各自的整体允许范围的算法,以及当一个设计参数给定时另一个设计参数允许范围的算法,使用这些算法能有效地计... 详细信息

为了解决井眼轨道设计中设计参数输入“试凑”问题,发展了设计参数谱集计算的数值算法。以二分法为基础,推导出了两个设计参数各自的整体允许范围的算法,以及当一个设计参数给定时另一个设计参数允许范围的算法,使用这些算法能有效地计算出谱集边界,从而绘制出设计参数谱集图形。进一步证明了谱集结构定理:三段制设计参数谱集由一个二维有界连通闭集或者不相交的多个二维有界连通闭集的并集组成。数值算例的计算结果表明,谱集计算算法能求出连通和不连通等各种情况的谱集边界。谱集计算算法在井眼轨道设计软件中可为软件用户提供可视化的设计参数选择数值范围,提高设计效率。

关键词：定向钻井井眼轨道三段制谱集二分法

考虑盐度影响的深水水合物地层钻井井筒流动规律

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石油机械 2024年第7期52卷 19-27页

作者：郭庆丰蔡骁刘伟张景田张鑫门明磊中国石油大学(北京) 中国石油集团工程技术研究院有限公司中国石油集团西部钻探工程有限公司

水合物分解的气-液-固多相流动问题是深水水合物地层钻井面临的一个新问题。考虑钻进过程中井筒内的多相流动、传热和水合物分解三者之间相互耦合关系,建立了考虑海水盐度影响的含水合物相变气-液-固多相非等温瞬态流动模型。采用室内... 详细信息

水合物分解的气-液-固多相流动问题是深水水合物地层钻井面临的一个新问题。考虑钻进过程中井筒内的多相流动、传热和水合物分解三者之间相互耦合关系,建立了考虑海水盐度影响的含水合物相变气-液-固多相非等温瞬态流动模型。采用室内试验数据与现场实测数据验证了模型的准确性。案例井计算结果表明:随着海水盐度的增加,井筒内水合物分解区域和分解速率逐渐增大。同时,海水盐度越高,钻井过程中井底压力降低的幅度越大,井口气体含量也越高。井口回压和注入流体温度可以有效控制井筒内水合物的分解量。为了保证井口安全,降低水合物分解速率,井口回压应大于4.5 MPa。当入口流体温度在15~30℃范围内时,海水盐度应控制在0.8%~1.9%之间,这将保证井口最大气相体积分数小于10%。研究结果可为深水水合物的开采提供理论支撑。

关键词：水合物地层气-液-固三相流海水盐度水合物分解

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弹间干扰对聚能射流成型及射孔穿深的影响规律

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天然气工业 2024年第7期44卷 144-153页

作者：李明飞邱金平刘军严张伟陈超峰江武王峰李必红窦益华西安石油大学机械工程学院中国石油油气和新能源分公司中国石油塔里木油田公司油气工程研究院中国石油新疆油田公司勘探事业部中国石油西部钻探工程有限公司试油公司物华能源科技有限公司

射孔是油气开采过程中的重要一环,射孔间距是影响射流成型效果和穿深的主要参数之一,相邻两射孔弹之间会产生弹间干扰,进而影响射流质量和穿深。为探究弹间距对弹间干扰的影响规律,利用LS-DYNA软件,结合ALE(Arbitrary Lagrange-Euler)... 详细信息

射孔是油气开采过程中的重要一环,射孔间距是影响射流成型效果和穿深的主要参数之一,相邻两射孔弹之间会产生弹间干扰,进而影响射流质量和穿深。为探究弹间距对弹间干扰的影响规律,利用LS-DYNA软件,结合ALE(Arbitrary Lagrange-Euler)算法进行算子分离,实现了单元边界的质量、内能和动量的穿透,并以某油田井下射孔为例,建立了射孔弹—射孔枪—套管—水泥环三维模型,分析了弹间干扰对射流成型和射孔穿深的影响规律。研究结果表明:①弹间干扰降低了射孔弹总能量转化为射流能量的效率:弹间距为5.0 mm时,临近射孔弹射流能量转化率减少0.31%,射流轴向速度减小39 m/s,径向速度增大20 m/s;弹间距为3.5 mm时,临近射孔弹射流能量转化率减少2.21%,射流轴向速度减小130 m/s,径向速度增大111 m/s。②弹间干扰减小了对穿深有效的轴向速度,增加了无效的径向速度,径向速度的增大影响射流质量,使得射流趋向发散,降低射孔穿深。③数值模拟结果揭示,随着相位角的减小,射流线之间的距离减小,弹间干扰加强,有效能量转化降低,射孔穿深降低。结论认为,该规律认识给出了弹间干扰对射流成型和射孔穿深的量化影响,可为合理优化射孔孔密和提高射孔弹穿深提供理论依据。

关键词：弹间干扰弹间距射流成型射流速度穿深射流质量相位角起爆延时

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阵列声波SVP技术在川南页岩气水平井裂缝识别的应用

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特种油气藏 2024年

作者：梁旭升中国石油川庆钻探工程有限公司

裂缝性储层普遍分布在各种较为致密、性脆的地层中，如碳酸盐岩、火成岩及页岩中。页岩储层中裂缝发育程度对渗透率具有相当高的指示作用，是影响页岩气井产能的主要控制因素之一，也是川南地区页岩气藏水平井产能差异大的原因之一。川... 详细信息

裂缝性储层普遍分布在各种较为致密、性脆的地层中，如碳酸盐岩、火成岩及页岩中。页岩储层中裂缝发育程度对渗透率具有相当高的指示作用，是影响页岩气井产能的主要控制因素之一，也是川南地区页岩气藏水平井产能差异大的原因之一。川南五峰—龙马溪组页岩在强烈应力作用下产生岩石迁移，同时普遍经历较大的埋深和较长时期的热演化，不同程度改变了页岩微细孔隙结构和有机质孔发育，进而影响储集物性和性能。针对页岩储层的非均质性及易发育天然裂缝的特征，运用SVP裂缝处理技术，利用阵列声波测井资料的反射波信息来识别、评价页岩储层裂缝发育程度。利用该方法对研究区W25井的阵列声波测井资料进行了SVP处理，处理结果与微地震监测事件具有很好一致性，进而在川南研究区利用反射波系数对实施过生产测试的W1、W7等4口井的裂缝发育程度和产能情况进行分析，结果表明：反射波系数高的井相应产气能力也高，从而得出“裂缝发育程度与页岩气井产气能力密切相关”的结论。该研究成果不仅可以评价川南页岩气井裂缝发育规模，还可以在一定程度上对页岩气井产能进行预测。

关键词：页岩气裂缝阵列声波反射波反射波系数

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南翼山浅层油藏Ⅲ+Ⅳ油组压裂技术优化

油气井测试 2024年第2期33卷 51-57页

作者：吴明江杨明敏谢泽洪王传峰夏旭华张洲年中国石油集团西部钻探工程有限公司吐哈井下作业公司新疆鄯善838200

青海油田南翼山浅层油藏藻灰岩储层Ⅲ+Ⅳ油组剩余油挖潜程度不高,压裂液对储层伤害大导致压后效果差,通过岩石力学分析、暂堵转向机理研究、压裂液体系优化选择,压裂施工参数优化,形成“机械剖面细分层+层间暂堵转向+缝内暂堵转向”组... 详细信息

青海油田南翼山浅层油藏藻灰岩储层Ⅲ+Ⅳ油组剩余油挖潜程度不高,压裂液对储层伤害大导致压后效果差,通过岩石力学分析、暂堵转向机理研究、压裂液体系优化选择,压裂施工参数优化,形成“机械剖面细分层+层间暂堵转向+缝内暂堵转向”组合压裂工艺技术,有效解决老井重复压裂挖潜剩余油程度不高难题。现场试验8井次,措施成功率100%,压后初期平均单井日产液13.3 m3/d,日产油3.4 t/d,效果比常规机械分层压裂提高55%,达到预期增油效果,应用效果显著。该技术对同类型储层压裂改造有很好的借鉴意义。

关键词：藻灰岩非均质薄互层机械剖面分层暂堵转向压裂液体系岩石力学剩余油挖潜

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冲击频率可调的钻井提速工具结构设计与试验

石油机械 2024年第2期52卷 36-43页

作者：田雨张昕张鹏翔孙耀宁许晨星宋西岩新疆大学机械工程学院中国石油集团西部钻探工程有限公司工程技术研究院中国石油集团西部钻探工程有限公司吐哈钻井公司

二叠系以下岩石可钻性差,机械钻速低,单一冲击频率的钻井工具无法满足不同地层的提速需求。为此,研制出一种频率可调的钻井提速工具。该工具以钻井液作为动力源来实现冲击功能,可以通过改变工具下心轴对称孔的数量改变工具的冲击频率。... 详细信息

二叠系以下岩石可钻性差,机械钻速低,单一冲击频率的钻井工具无法满足不同地层的提速需求。为此,研制出一种频率可调的钻井提速工具。该工具以钻井液作为动力源来实现冲击功能,可以通过改变工具下心轴对称孔的数量改变工具的冲击频率。基于工具的结构特点和工作原理,确定了冲锤碰撞过程中产生的冲击力,建立了单齿破岩仿真模型,进行动力学仿真分析。仿真分析结果表明:随着冲击频率的增加,机械钻速与岩石内部最大主应力整体呈上升趋势,但超过一定的冲击频率时,机械钻速与岩石内部主应力将会下降;在花岗岩等硬地层钻进过程中,最佳冲击频率为18 Hz;在砂岩等中硬地层钻进过程中,最佳冲击频率为16 Hz。现场试验验证了工具原理的正确性,使用该工具在硬地层与中硬地层钻进中,与邻井相比机械钻速分别提高103.2%和27.0%。所得结论可为频率可调的钻井提速工具的进一步优化及现场应用提供参考。

关键词：机械钻速冲击频率 PDC单齿设计参数现场应用

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深井固井水泥浆凝固阶段的传压效率时变规律

天然气工业 2024年第8期44卷 125-132页

作者：刘开强郑友志冯予淇师伟刘洋蒋平屈中文龚泽相张兴国西南石油大学中国石油西南油气田公司工程技术研究院中国石油集团川庆钻探工程有限公司井下作业公司中国石油集团工程材料研究院有限公司中国石油集团西部钻探工程有限公司固井公司

随着油气井向深层超深层发展，地质条件愈加复杂，开采难度越来越大，尤其是高温高压、窄压力窗口地层是固井工程面临的突出难题。深层超深层压力敏感地层固井过程中，精确控制水泥浆柱压力是保障固井安全与水泥环层间封隔质量的关键。... 详细信息

随着油气井向深层超深层发展，地质条件愈加复杂，开采难度越来越大，尤其是高温高压、窄压力窗口地层是固井工程面临的突出难题。深层超深层压力敏感地层固井过程中，精确控制水泥浆柱压力是保障固井安全与水泥环层间封隔质量的关键。为探究凝固阶段水泥浆的失重规律和传压能力，建立了固井水泥浆静液柱压力评价装置和水泥浆传压效率评价方法，结合微量热仪和超声波静胶凝强度仪，测试了水泥浆水化过程不同厚度水泥浆的水化速率和静胶凝强度，最后分析了水泥浆失重和传压效率的时变规律。研究结果表明：(1)沉降稳定性良好的水泥浆体系，凝固阶段可根据其水化进程将失重分为水化诱导期的平稳阶段和水化加速期的快速降低阶段；(2)在水化诱导期内，悬浮分散结构的水泥浆静胶凝强度缓慢发展，其失重速率随厚度降低而加快，遵循胶凝悬挂理论，且该阶段液态水泥浆可高效、快速传递顶部压力，传压效率超过95%；(3)在水化加速期内，水泥浆变为凝胶网架结构，水化产物增强凝胶网架的强度及其与外界面胶结强度，转移固相重力和上部加压值至外界面，降低水泥浆静液柱压力和传压效率，最终使水泥浆丧失传压能力。结论认为，该规律认识可为压力敏感地层固井憋压候凝工艺的高效实施提供实验和理论支撑，为深层超深层油气的高效开发奠定坚实基础。

关键词：固井憋压候凝失重压力传递早期水化微观结构

来源：博看期刊

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷页岩水平井水力压裂裂缝形态

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新疆石油地质 2024年第1期45卷 72-80页

作者：方正陈勉王溯李嘉成吕嘉昕余延波焦冀博中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 中国石油新疆油田公司工程技术研究院(监理公司) 新疆克拉玛依834000 中国石油西部钻探井下作业公司(储层改造研究中心) 新疆克拉玛依834000 中国石油西部钻探地质研究院(录井工程分公司) 新疆克拉玛依834000

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷、四川盆地南部等地区页岩水平井的微地震侧视数据云图中均出现了平行于层理方向数据点的密度与扩展程度都远远大于垂直方向的现象,与传统的水力压裂裂缝几何形态解释结果矛盾,但是目前没有明确的三维水力压裂裂... 详细信息

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷、四川盆地南部等地区页岩水平井的微地震侧视数据云图中均出现了平行于层理方向数据点的密度与扩展程度都远远大于垂直方向的现象,与传统的水力压裂裂缝几何形态解释结果矛盾,但是目前没有明确的三维水力压裂裂缝几何形态对这种现象做出解释。建立微地震数据反演方法,并对反演结果进行了二次重构,给出了页岩水平井三维水力压裂裂缝几何形态,并通过真三轴压裂物理模拟实验对裂缝形态以及微地震数据反演方法进行了验证。研究结果表明:反演得到的裂缝在三维空间中主要呈现出1条主裂缝与多条次生裂缝相互交错的形态,结合真三轴压裂物理模拟实验结果,说明了页岩水平井水力压裂裂缝几何形态呈水平垂直交错;通过对比声发射实验结果和吉木萨尔凹陷露头样品真三轴压裂物理模拟后呈现出的裂缝形态,验证了微地震数据反演方法的可靠性以及页岩水平井水力压裂裂缝的复杂性。

关键词：准噶尔盆地吉木萨尔凹陷页岩水平井储集层微地震水力压裂裂缝形态