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海上纵波资料二阶积分波场弹性参数波形反演方法

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地球物理学进展 2024年

作者：孙文博张洪亮王建花吴国忱鲍铁钊丁继才中海油研究总院有限责任公司海洋油气勘探国家工程研究中心中国石油大学(华东)地球科学与技术学院

在海洋勘探中，当勘探区域地震数据仅有水听器采集的纵波数据时，传统声波全波形反演速度建模方法无法反演横波速度信息。本文针对海洋流-固耦合介质，通过声波和弹性波方程边界耦合的方法推导了声-弹耦合波动方程，通过三层模型的数值... 详细信息

在海洋勘探中，当勘探区域地震数据仅有水听器采集的纵波数据时，传统声波全波形反演速度建模方法无法反演横波速度信息。本文针对海洋流-固耦合介质，通过声波和弹性波方程边界耦合的方法推导了声-弹耦合波动方程，通过三层模型的数值模拟结果验证了其用纵波资料进行横波建模的潜力。不精确的速度会导致全波形反演的失败，针对全波形反演对初始速度模型的依赖性问题，引入时间二阶积分运算，构建二阶积分目标函数，然后推导了适用于声-弹耦合方程的二阶积分波形反演梯度算子，建立了基于海上纯纵波资料的纵、横波速度波形反演方法。最后通过水平海底和崎岖海底的修改的Marmousi模型测试验证了二阶积分波场声-弹耦合波动方程反演方法的适用性和准确性。

关键词：纯纵波资料时间二阶积分波场声-弹耦合方程弹性参数波形反演

华北东部晚古生代过渡相煤系地层低阻成因、控制因素与地质意义

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煤炭科学技术 2024年第3期52卷 159-168页

作者：侯中帅梁钊陈世悦河北省战略性关键矿产资源重点实验室河北石家庄050031 河北地质大学能源研究所河北石家庄050031 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580

华北东部晚古生代过渡相煤系地层中低阻层发育,明确其成因类型、控制因素以及地质意义,可以充分揭示其中所包含的地质信息,对于相关层系油气资源评价和勘探部署具有积极意义。本文以华北东部太原组和山西组中低阻层为研究对象,综合运用... 详细信息

华北东部晚古生代过渡相煤系地层中低阻层发育,明确其成因类型、控制因素以及地质意义,可以充分揭示其中所包含的地质信息,对于相关层系油气资源评价和勘探部署具有积极意义。本文以华北东部太原组和山西组中低阻层为研究对象,综合运用岩心、薄片、扫描电镜、碳氧同位素和测录井资料,围绕其成因类型、控制因素和地质意义开展研究。结果表明:华北东部晚古生代过渡相煤系低阻层主要发育在太1段和山2段,成因类型包括砂泥岩薄互层、高束缚水体积和发育导电矿物,沉积作用和成岩作用控制了低阻的形成;太1段低阻的成因为砂泥岩薄互层和高束缚水体积,潮汐作用导致的潮汐成因层理和微细孔隙发育促进了障壁海岸背景下太1段低阻的形成,山2段低阻的成因为菱铁矿的密集发育,稳定的覆水还原环境和沉积有机物的成岩演化共同控制了三角洲背景下山2段低阻的形成;太1段的低阻和高毛细管束缚水体积指示着潮坪沉积,说明太原组自下而上为一个海退的过程,是对早二叠世早期冈瓦纳冰川迅速扩张和全球海平面快速下降的响应,山2段的低阻和高光电吸收截面指数指示着三角洲前缘沉积,说明山西组由一期三角洲沉积组成。

关键词：砂泥岩薄互层高束缚水体积导电矿物低阻煤系地层

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应用保幅逆散射成像条件的全波场偏移方法

石油地球物理勘探 2024年第1期59卷 98-109页

作者：徐洁杨继东王扬州黄建平郭威杨永红中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580 山东能源集团南美有限公司山东青岛266580 中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院山东东营257022

地震波传播机制与成像机理逐渐成熟化、系统化,对于多次散射波的处理不再局限于噪声去除,而是将其用于高精度地震成像。不同于基于单次散射的常规成像方法,全波场偏移是一种基于多次散射假设与反演理论的数据驱动成像方法。基于逆散射... 详细信息

地震波传播机制与成像机理逐渐成熟化、系统化,对于多次散射波的处理不再局限于噪声去除,而是将其用于高精度地震成像。不同于基于单次散射的常规成像方法,全波场偏移是一种基于多次散射假设与反演理论的数据驱动成像方法。基于逆散射成像理论,对现有全波场偏移的成像条件进行改进,发展了一种保幅逆散射成像条件,实现了高精度地震成像。该成像条件是通过对已有的直达波估计与下行格林函数互相关成像条件添加拉普拉斯滤波和照明项,衰减后向散射并补偿深部能量。相较于原有成像条件,改进后的保幅逆散射成像条件对于复杂构造具有更高的成像精度和更强的适应性。数值测试验证了方法的有效性和适用性。

关键词：成像条件全波场偏移保幅逆散射多次散射波成像条件

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直光纤及螺旋缠绕光纤三维地震响应机制

石油地球物理勘探 2024年第1期59卷 80-88页

作者：时志文杨继东王扬州黄建平秦善源杨永红中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580 山东能源集团南美有限公司山东青岛266580 中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院山东东营257022

分布式光纤(DAS)测量轴向应变或应变率,其中直光纤接收的是单分量信号,对垂直于光纤入射的波的响应不敏感,螺旋缠绕光纤可接收多分量信号,可以解决上述响应不敏感问题。首先,分析了直光纤及缠绕角分别为35.3°、54.7°的螺旋缠绕光纤的... 详细信息

分布式光纤(DAS)测量轴向应变或应变率,其中直光纤接收的是单分量信号,对垂直于光纤入射的波的响应不敏感,螺旋缠绕光纤可接收多分量信号,可以解决上述响应不敏感问题。首先,分析了直光纤及缠绕角分别为35.3°、54.7°的螺旋缠绕光纤的P波、SV及SH波的理论轴向应变率响应;其次,利用三维弹性有限差分模拟了轴向应变率响应;然后,在地表、水平井、竖直井布设DAS,利用均匀模型、双层模型及西南页岩气模型模拟直光纤、缠绕角分别为35.3°、54.7°的螺旋缠绕光纤的地震响应,并将DAS轴向应变率响应与常规检波器的速度z分量、压力分量对比。结果表明:①直光纤接收单分量信息,在垂直于光纤方向接收的波的响应较弱,而螺旋缠绕光纤接收多分量信息,因此在垂直于光纤方向接收的波的响应较强;②缠绕角为35.3°的螺旋缠绕光纤地震记录中无S波响应,其波形与常规检波器压力分量相似,在成像中可以利用声波方程成像。

关键词：直光纤螺旋缠绕光纤缠绕角轴向应变率响应有限差分模拟

基于裂缝前缘邻井光纤应变的压裂裂缝参数解释方法

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石油学报 2024年第8期45卷 1282-1295,1308页

作者：陈铭郭天魁翁定为张源航胡尊鹏修乃岭唐金中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 中国石油勘探开发研究院北京100083

利用裂缝前缘光纤应变进行裂缝参数的准确高效解释,是目前邻井光纤应变技术实现大规模推广应用的关键。基于三维位移不连续边界元建立光纤应变计算方法,并构建了基于裂缝前缘光纤应变的裂缝参数反演模型;基于光纤应变模型,计算分析了裂... 详细信息

利用裂缝前缘光纤应变进行裂缝参数的准确高效解释,是目前邻井光纤应变技术实现大规模推广应用的关键。基于三维位移不连续边界元建立光纤应变计算方法,并构建了基于裂缝前缘光纤应变的裂缝参数反演模型;基于光纤应变模型,计算分析了裂缝前缘光纤应变分布随裂缝参数的变化特征,建立了峰值应变及零应变位置与裂缝参数的关系式;以裂缝前缘光纤应变的正演结果为人工合成监测数据,论证了裂缝前缘光纤应变反演裂缝参数的可行性;利用北美地区水力压裂试验场光纤应变监测结果,进行了基于裂缝前缘光纤应变的实际井裂缝参数解释。研究结果表明:①裂缝前缘的光纤应变与裂缝长度、高度和宽度分布均相关,对缝长最为敏感;②零应变位置对缝高较为敏感,而峰值应变位置对缝高不敏感,通过峰值应变位置可对缝长进行快速解释;③内点法可有效求解该反演问题,计算效率高,适合工程应用;④基于裂缝前缘的邻井光纤应变可有效解释缝长变化,而缝高、缝宽及缝宽分布具有较强多解性。

关键词：光纤应变裂缝诊断反演模型裂缝参数解释可解释性

碳中和目标下中国天然气工业进展、挑战及对策

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石油勘探与开发 2024年第2期51卷 418-435页

作者：邹才能林敏捷马锋刘翰林杨智张国生杨依超关春晓梁英波王影熊波于豪余平中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油深圳新能源研究院广东深圳518000 重庆页岩气勘探开发有限责任公司重庆401121

天然气在21世纪中叶将迈入“鼎盛期”,“天然气时代”正在到来。回顾全球天然气工业历程,梳理美国页岩革命启示,总结中国天然气发展历史与成果进展,分析天然气在能源绿色低碳转型中的地位与挑战,提出当前和未来中国天然气工业的发展对... 详细信息

天然气在21世纪中叶将迈入“鼎盛期”,“天然气时代”正在到来。回顾全球天然气工业历程,梳理美国页岩革命启示,总结中国天然气发展历史与成果进展,分析天然气在能源绿色低碳转型中的地位与挑战,提出当前和未来中国天然气工业的发展对策。中国天然气工业经历了起步、增长、跨越3个发展阶段,已成为世界第4大天然气生产国与第3大消费国;天然气勘探开发理论技术取得重大成就,为储量产量规模增长提供了重要支撑。碳中和目标下,推动绿色可持续发展,天然气工业发展挑战与机遇并存。天然气低碳优势显著,“气电调峰”助力新能源发展;同时,开采难度与成本加大等问题更突出。为保障国家能源安全,实现经济社会与生态环境和谐共生,碳中和进程中,立足“统筹布局、科技创新;多能互补、多元融合;灵活高效、优化升级”,完善产供储销体系建设,加速推动天然气工业发展:①加大天然气勘探开发力度,规划部署重点勘探开发领域,突破关键理论,强化技术攻关,持续支撑增储上产;②推进天然气绿色创新发展,突破新技术,拓展新领域,融合新能源;③优化天然气供需转型升级,加大管道气、液化天然气布局和地下储气库建设,建立储备体系,提升应急调节能力和天然气一次能源消费比例,助力能源消费结构转型,实现资源利用低碳化、能源消费清洁化。

关键词：碳中和天然气页岩气致密气煤层气(煤岩气) 新能源能源转型

鄂尔多斯盆地陇东地区太原组铝土岩跨频段岩石物理实验及认识

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天然气工业 2024年第7期44卷 77-88页

作者：李斐闫国亮杜广宏高建虎张盟勃赵万金佘钰蔚何润瞿长低渗透油气田勘探开发国家工程实验室中国石油长庆油田公司勘探开发研究院中国石油勘探开发研究院西北分院

鄂尔多斯盆地西南部陇东地区二叠系太原组铝土岩天然气勘探已实现突破,多口探井获得高产工业气流,铝土岩天然气勘探成为该区热点领域。但针对该区铝土岩频散特征的基础研究尚未开展,为了进一步探索铝土岩的地震波频散特征及其油气勘探意... 详细信息

鄂尔多斯盆地西南部陇东地区二叠系太原组铝土岩天然气勘探已实现突破,多口探井获得高产工业气流,铝土岩天然气勘探成为该区热点领域。但针对该区铝土岩频散特征的基础研究尚未开展,为了进一步探索铝土岩的地震波频散特征及其油气勘探意义,通过跨频段实验分析了太原组铝土岩的岩石物理特性,明确了铝土岩的频散特征,并运用改进的Gurevich喷射流模型解释了实验结果。研究结果表明:①铝土岩主要矿物成分为—水硬铝石和黏土矿物,储集空间类型主要包括粒内溶蚀孔洞、晶间溶孔和微裂缝,储层类型为裂缝—孔隙型储层,孔隙度为0.2%~28.7%,平均值为10.7%,渗透率为0.004~38.550 mD,平均值为4.040 mD,储层物性条件好;②孔隙度大小是决定含铝岩石频散特征的主要因素之一,饱和水铝土岩和铝土质泥岩均存在频散现象,孔隙度较高的铝土岩样品频散特征明显强于孔隙度较低的样品,1~10 Hz范围内频散特征较强;③孔隙度是影响岩石压力敏感性的主要因素之一,高孔隙度铝土岩样品随着压力增加,超声波测试的纵波速度与低频应力—应变计算的速度相近,纵波速度变化范围超过700 m/s,远大于低孔隙度样品;④含水饱和度与超声波速度之间呈现震荡变化关系,存在多个局部极值点。结论认为:①高孔隙度铝土岩样品速度测试结果与频散理论模型计算结果一致,而低孔隙度样品频散主要出现在10 Hz以上,超声频段实验结果与频散理论模型计算结果不符;②通过跨频段实验探索了铝土岩的频散岩石物理特征,为采用频散理论预测铝土岩储层分布及含气性奠定了理论基础。

关键词：鄂尔多斯盆地太原组铝土岩岩石物理跨频段频散

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叠合盆地古老地层热史恢复及应用——以四川盆地川中古隆起震旦系-寒武系为例

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天然气工业 2024年第8期44卷 29-43页

作者：施亦做汪泽成徐秋晨胡圣标黄士鹏姜华江青春付小东李文正刘人和刘静江翟秀芬中国石油勘探开发研究院中国地质调查局油气资源调查中心中国科学院地质与地球物理研究所中国石油杭州地质研究院

由于古温标样品稀缺、热史复杂、方法单一且难以进行有效表征等原因,叠合盆地古老地层热史恢复一直是沉积盆地热史研究的难点问题之一。为此,以四川盆地川中古隆起震旦系灯影组与寒武系沧浪铺组为例,探索了可指示叠合盆地古老地层热史... 详细信息

由于古温标样品稀缺、热史复杂、方法单一且难以进行有效表征等原因,叠合盆地古老地层热史恢复一直是沉积盆地热史研究的难点问题之一。为此,以四川盆地川中古隆起震旦系灯影组与寒武系沧浪铺组为例,探索了可指示叠合盆地古老地层热史的有效古温标组合与方法体系,将传统古温标与具有不同封闭温度的低温热年代学古温标相结合,恢复了川中古隆起震旦系—寒武系重点层系热史,分析了在不同构造阶段的地层热演化特征、主要构造—热事件的热效应以及古地温对油气成藏关键过程的控制作用,并探讨了不同古温标在叠合盆地古老地层热史恢复中的适用性与应用意义。研究结果表明:①川中古隆起高石梯—磨溪地区灯影组与沧浪铺组主要经历了2期升温和2期冷却过程,在2期升温过程中,川中古隆起高磨地区灯影组达到的最高古地温接近240℃,沧浪铺组约200℃,在该区域峨眉山地幔柱事件未产生决定性影响;②古地温控制下,德阳—安岳裂陷区下寒武统烃源岩的热演化进程、高磨地区灯影组储集层的埋藏溶蚀高峰及油气充注成藏过程三者可相关联,而裂陷东翼下寒武统烃源岩热演化与之相比呈现出“滞后性”;③前陆盆地演化期的深埋藏升温是有机质向高—过成熟转化、原油裂解成气的主要阶段,燕山晚期—喜马拉雅期的构造抬升可能为后2期的天然气充注提供了驱动力。结论认为,不同类型古温标可对叠合盆地古老地层所经历的不同阶段的热演化过程与构造—热事件起到指示作用,对叠合盆地古老地层热史进行恢复,可采用多古温标—多地层联合的方法,并基于古温标数据分析,结合地层埋藏史与盆地古热流数值模拟等结果,可对关键时期的热史路径进行多手段约束。

关键词：四川盆地川中古隆起高石梯—磨溪地区震旦系—寒武系叠合盆地热史反演古温标

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地下储氢技术现状及在中国加快发展的可行性

世界石油工业 2024年第4期31卷 114-119页

作者：张俊法曾大乾陈诗望王祖纲中国石化石油勘探开发研究院天然气研究所北京100081 中国石油集团经济技术研究院北京100724

随着能源转型升级需求的日益迫切,氢能以其零污染、零碳排、无次生污染的优势,将成为中国能源体系的重要组成部分,也是中国石化新能源业务的主要主攻方向。目前,中国主要采用高压气态储氢、低温液态储氢和固态合金储氢等地面储氢方式,... 详细信息

随着能源转型升级需求的日益迫切,氢能以其零污染、零碳排、无次生污染的优势,将成为中国能源体系的重要组成部分,也是中国石化新能源业务的主要主攻方向。目前,中国主要采用高压气态储氢、低温液态储氢和固态合金储氢等地面储氢方式,其储氢成本高,储氢效率低。与地面储氢相比,地下储氢以其规模大、成本低、更高的安全性,展现出更为广阔的发展潜力和应用前景。在国际上,混合储氢技术已在法国、德国等国家实现了一定规模的应用;纯氢气地下存储技术在美国取得较好的应用效果,但在中国这一领域的应用和研究近乎空白,尚处于起步阶段。针对氢气强流动性、高泄漏风险及强腐蚀性的特点,通过研究明确地下储氢面临的技术挑战,包括对圈闭密封性、地层条件、完井材料、地面工艺等方面。从枯竭油气藏资源、盐岩资源、储气库建设与运行管理技术等方面出发,分析中国开展地下储氢技术的可行性。中国西部和中东部拥有多个大型油气藏,枯竭油气藏资源丰富,具备开展地下混合氢储试验和氢储能的条件;盐岩分布广泛,用盐穴储存纯氢或氢储能切实可行;中国在气藏型储气库和盐穴型储气库建设与运行管理技术方面已积累了丰富经验和技术储备。综合分析认为中国具备了开展地下储氢的条件和技术。

关键词：地下储氢盐穴枯竭油气藏盖层破坏井筒泄漏矿物化学反应氢脆