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四川盆地南部向斜区二叠系岩溶孔隙型石灰岩储层成因与天然气勘探新领域

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天然气工业 2024年第2期44卷 52-67页

作者：肖笛黄天海张本健刘冉高兆龙李明隆杨文杰谭秀成油气藏地质及开发工程全国重点实验室·西南石油大学国家能源碳酸盐岩油气重点实验室研究分室·西南石油大学四川省天然气地质重点实验室·西南石油大学中国石油西南油气田公司勘探开发研究院

随着油气勘探程度不断提高,勘探方向逐渐从构造高部位往向斜区拓展。但是,传统认识认为向斜区岩性一般较致密,寻找向斜区优质储层成为其油气获得勘探突破的关键因素之一。为此,以四川盆地南部向斜区中二叠统茅口组石灰岩为例,基于钻井... 详细信息

随着油气勘探程度不断提高,勘探方向逐渐从构造高部位往向斜区拓展。但是,传统认识认为向斜区岩性一般较致密,寻找向斜区优质储层成为其油气获得勘探突破的关键因素之一。为此,以四川盆地南部向斜区中二叠统茅口组石灰岩为例,基于钻井岩心、薄片、测井以及地球化学等资料综合分析,开展了向斜区孔隙型石灰岩储层特征及成因研究,并建立了储层发育模式,指出了天然气勘探新方向。研究结果表明:(1)四川盆地南部向斜区茅口组发育岩溶孔隙型碳酸盐岩储层,储层岩性主要为泥晶—亮晶生屑石灰岩和亮晶生屑石灰岩,储集空间主要为生物体腔孔、生物铸模孔及粒内溶孔等组构选择性溶蚀形成的孔隙;(2)研究区茅口组储层平均孔隙度为4.07%,平均渗透率为0.273 mD,孔隙度与渗透率有明显的正相关关系,为典型的孔隙型储层;(3)茅口组储层段的铝、钪、锆及总稀土元素含量较低,锰和铁含量也较低,碳同位素值位于中二叠世海水沉淀方解石碳同位素值分布范围内,氧同位素呈现出一定的负偏;(4)茅口组岩溶孔隙型储层的形成与沉积期微地貌及高频层序控制的准同生期岩溶有关,溶蚀流体主要为大气淡水。结论认为,岩溶孔隙型储层在盆地内普遍发育,且该类储层远离不整合面,受沉积古地貌、沉积相带控制的准同生期岩溶改造,因此,天然气勘探思路需要向“有利沉积相带规模控储”方向转变,向斜区将是盆地内未来天然气勘探的重要新领域。

关键词：孔隙型储层岩溶储层准同生期岩溶中二叠统茅口组四川盆地南部向斜区

基于LHS-Kriging-DW的页岩气集输管道内腐蚀预测模型研究

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热加工工艺 2024年第16期53卷 113-117页

作者：周逸轩彭星煜耿月华西南石油大学工程学院四川南充637000 西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500 西南石油大学信息学院四川南充637000

为了准确预测页岩气集输管道的内腐蚀速率,对DW(DeWarrd)模型进行修正,运用LHS(拉丁超立方抽样)优化的Kriging(克里金方法)对修正DW进行训练以建立模型并验证。通过高清漏磁检测器检测某页岩气集输管道内腐蚀速率,基于PIPESIM模拟该管... 详细信息

为了准确预测页岩气集输管道的内腐蚀速率,对DW(DeWarrd)模型进行修正,运用LHS(拉丁超立方抽样)优化的Kriging(克里金方法)对修正DW进行训练以建立模型并验证。通过高清漏磁检测器检测某页岩气集输管道内腐蚀速率,基于PIPESIM模拟该管道现场工况,运用多元非线性回归修正DW模型。运用LHS-Kriging对修正DW模型进行训练并优化,运用建立的模型对另一相邻管道进行了腐蚀速率的预测和现场开挖验证。现场内检测的结果显示:管线在几处低洼积液处发生了严重的腐蚀,因此引入了持液率作为修正因子修正DW模型。选择样本数为500用于LHS-Kriging-DW模型时误差较小。在实例运用中,10个开挖检测点有9个都在预测结果的95%置信区间内,这说明建立的腐蚀速率模型可用于指导现场内腐蚀直接评价等相关工作。

关键词：页岩气集输管道内腐蚀速率多元非线性回归克里金方法(Kriging) 拉丁超立方抽样(LHS)

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智能完井系统液压控制管线特性分析

排灌机械工程学报 2024年第4期42卷 418-425页

作者：何东升贺前龙张林锋周广恒西南石油大学机电工程学院四川成都610500

井内连续变化的地层温度会对智能完井系统液压控制管线内流体流动造成较大的影响.为了解决现有的连续方程、运动方程不能精确求解变温环境下液压管线内流体流动特性的问题,根据能量方程的定义,分析流体微元以及所采用的32号液压油特性,... 详细信息

井内连续变化的地层温度会对智能完井系统液压控制管线内流体流动造成较大的影响.为了解决现有的连续方程、运动方程不能精确求解变温环境下液压管线内流体流动特性的问题,根据能量方程的定义,分析流体微元以及所采用的32号液压油特性,推导出一个特定形式的能量方程,再联立现有的连续方程、运动方程,得到一个新方程组,并利用特征线法(method of characteristics,MOC)结合MATLAB软件对新方程组进行计算求解.若干恒温条件与2种连续变温条件下的仿真结果显示,新方程组均比旧方程组求解精度高,验证了所推导的能量方程的合理性与准确性,证明其能用于恒温与变温环境下液压管线内流体流动问题的计算求解,进而推广至智能完井系统液压控制管线等问题的计算求解,对智能完井井下流量控制阀开启状态进行判断.研究结果可为智能完井系统液压控制等研究提供参考.

关键词：智能完井系统瞬变流特征线法地温梯度

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基于声发射的硬页岩裂纹扩展特性

特种油气藏 2024年

作者：张震崔帅刘会泽刘厚彬吴鹏程苟其勇中国石油西南油气田页岩气研究院西南石油大学机电工程学院西南石油大学石油与天然气工程学院

为解决页岩气开发中井壁失稳崩塌问题，基于单轴压缩实验和声发射技术，以龙马溪页岩为研究对象，探究岩石层理倾角对页岩破坏、裂纹类型的影响以及压缩过程中声发射特征参数变化过程。结果表明：倾角为30°的岩样的主裂缝穿过层理面，... 详细信息

为解决页岩气开发中井壁失稳崩塌问题，基于单轴压缩实验和声发射技术，以龙马溪页岩为研究对象，探究岩石层理倾角对页岩破坏、裂纹类型的影响以及压缩过程中声发射特征参数变化过程。结果表明：倾角为30°的岩样的主裂缝穿过层理面，岩石破坏主要受岩石基质控制且存在一定层理弱面影响，致使倾斜的宏观裂纹不完全沿层理面扩展；倾角为45°、60°的岩样发生耦合破坏，岩石破坏主要受层理面控制，引起明显的滑移破坏，沿层理弱面的破坏平面穿透整个岩样；倾角为90°的岩样以劈裂破坏为主，裂纹扩展受层理面影响，岩石破坏由层理弱面和岩石基质共同控制。声发射振铃计数呈波动趋势且存在差距，在应力峰值前夕和岩样即将破坏时，振铃计数迅速增长到最大值；大部分时间内声发射能量数值微小，裂纹扩展时声发射能量增大，在岩样发生断裂破坏时，声发射能量释放达到最大值。通过聚类算法处理后的定位点显示模型对单一集中的岩石宏观表面裂缝、脱落区域的表达优于Geiger算法定位模型。该研究可为页岩气开发中井壁稳定性分析提供理论参考。

关键词：单轴压缩声发射硬脆性页岩三维定位破裂演化

含大石块泥石流冲击作用下框架结构房屋动力响应研究

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振动与冲击 2024年第1期43卷 9-19页

作者：刘欢樊晓一姜元俊刘浩南韩培锋田述军刘俊新西南石油大学机电工程学院成都610500 西南石油大学土木工程与测绘学院成都610500 雅安市名山区住房和城乡建设局四川雅安625100 西南石油大学工程安全评估与防护研究院成都610500 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所成都610299 西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳621010

基于光滑粒子流体动力学-有限元法(smoothed particle hydrodynamics-finite element method,SPH-FEM)耦合的数值方法,分别从结构破坏形态、冲击力时程、关键点位移和速度、系统能量等方面,研究含大石块泥石流冲击作用下框架结构房屋的... 详细信息

基于光滑粒子流体动力学-有限元法(smoothed particle hydrodynamics-finite element method,SPH-FEM)耦合的数值方法,分别从结构破坏形态、冲击力时程、关键点位移和速度、系统能量等方面,研究含大石块泥石流冲击作用下框架结构房屋的动力响应和破坏机理。计算结果表明:SPH-FEM耦合方法能够较好地模拟泥石流冲击爬高、绕流扩散、淤积稳定过程。考虑了三种泥石流强度等级,在低、中强度冲击情况下,框架房屋填充墙受到破坏,房屋结构整体保持稳定;在高强度冲击情况下,可以观察到框架房屋的逐步倒塌过程,框架柱损坏模式体现了剪切破坏或塑性铰链失效机制。对于房屋结构而言,泥石流的冲击破坏能力主要来自龙头的冲击力,龙身冲击力相对于龙头降幅约34.2%,大石块的集中作用是结构柱体局部破坏的主要原因。系统能量主要通过泥石流动能转化为结构内能(17.8%)和摩擦耗能(82.8%)。

关键词：光滑粒子流体动力学-有限元法(SPH-FEM) 含大石块泥石流框架结构房屋动力响应破坏机理

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面内平动纳米板振动特性的两类尺度效应分析

振动工程学报 2024年

作者：王璟于洋蓝沈火明王宇星戴小军西南石油大学机电工程学院西南石油大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室西南交通大学力学与航空航天学院西南交通大学机械工程学院西南石油大学土木工程与测绘学院

基于非局部应变梯度理论研究了具有轴向速度的二维纳米薄板的横向自由振动特性。根据广义哈密顿原理建立系统面内平动的振动控制方程，以四端简支情况为例，利用复模态分析法推导了纳米板的固有频率，通过控制方程的平衡解确定了系统的... 详细信息

基于非局部应变梯度理论研究了具有轴向速度的二维纳米薄板的横向自由振动特性。根据广义哈密顿原理建立系统面内平动的振动控制方程，以四端简支情况为例，利用复模态分析法推导了纳米板的固有频率，通过控制方程的平衡解确定了系统的临界速度，并进一步对亚临界和超临界速度下前四阶模态函数的实部和虚部进行了分析。数值结果表明，尺度效应在微纳尺度下会导致系统自振频率发生改变，非局部参数和应变梯度参数分别对纳米板的等效刚度产生“软化”和“硬化”效应，从而影响了纳米板的固有频率和模态函数，高阶频率和振型受到尺度参数的影响更为显著。

关键词：非局部应变梯度理论纳米板尺度效应临界速度

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷页岩油藏注CO_(2)吞吐提高采收率机理

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天然气工业 2024年第4期44卷 126-134页

作者：左名圣陈浩赵杰文刘希良孟展柏明星杨江武艺刘海鹏齐新雨程威铭中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院油气资源与工程全国重点实验室•中国石油大学(北京) 中国石油集团测井公司新疆分公司西南石油大学石油与天然气工程学院东北石油大学石油工程学院

页岩油藏的成功开发在缓解我国能源紧缺的问题上发挥了重要作用,但衰竭式开发采收率较低,传统提高采收率的措施难以有效增产,因此明确页岩油藏注CO_(2)提高采收率的机理,对于探索页岩油的开发技术具有重要意义。为此,以准噶尔盆地吉木... 详细信息

页岩油藏的成功开发在缓解我国能源紧缺的问题上发挥了重要作用,但衰竭式开发采收率较低,传统提高采收率的措施难以有效增产,因此明确页岩油藏注CO_(2)提高采收率的机理,对于探索页岩油的开发技术具有重要意义。为此,以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷页岩油藏为例,开展了一系列注CO_(2)实验并结合流体注入能力和油气组分传质评价实验,揭示了注CO_(2)吞吐提高采收率的机理,并明确了注CO_(2)吞吐的埋存形式、埋存效率与其生产动态之间的耦合关系。研究结果表明:①CO_(2)的注入能力是水的7.77倍、N2的1.18倍;增加注入压力,促进CO_(2)与原油之间的相互作用,能有效提高CO_(2)的注入能力。②CO_(2)对原油物性的改善能力显著强于N2,在CO_(2)—原油组分传质的协同作用下,注CO_(2)吞吐的采收率比N2高6.84%。③原油膨胀和黏度降低是注CO_(2)吞吐前期提高采收率的主要机制,而后期主要通过CO_(2)对原油轻质烃类组分置换、萃取进一步实现了采收率的提高,混相压力(MMP)是注CO_(2)吞吐的阈值压力。④注CO_(2)吞吐过程中,埋存率从最初的77.77%持续降低到7.14%,不同形式CO_(2)的埋存比例具有动态变化的特征,但主要以游离态和溶解态埋存为主。结论认为,吉木萨尔凹陷页岩油藏注CO_(2)吞吐在提高采收率的同时实现了CO_(2)的埋存,实验结果为研究国内相似页岩油藏注CO_(2)吞吐提采—埋存效率提供理论支撑和经验借鉴。

关键词：准噶尔盆地吉木萨尔凹陷页岩油提高采收率注CO_(2)吞吐 CO_(2)埋存注入能力 CCUS

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非常规油气储层智能压裂技术研究进展与展望

天然气工业 2024年第9期44卷 13-26页

作者：郭建春张宇曾凡辉胡大淦白小嵩龚高彬任文希油气藏地质与开发工程全国重点实验室·西南石油大学

非常规储层油气资源丰富,压裂是释放非常规储层油气的必要手段,但压裂优化是一个多模态、高维度、大尺度、细时空的复杂大系统问题。为实现非常规储层压裂系统开发,梳理了油气压裂人工智能3个应用场景:透明油气藏数智化构建和压裂双甜... 详细信息

非常规储层油气资源丰富,压裂是释放非常规储层油气的必要手段,但压裂优化是一个多模态、高维度、大尺度、细时空的复杂大系统问题。为实现非常规储层压裂系统开发,梳理了油气压裂人工智能3个应用场景:透明油气藏数智化构建和压裂双甜点智能优选、机理—数据联合驱动的压裂工艺参数智能优化和压裂风险预警及在线监控智能调控,然后明确了智能压裂3个方面技术特征,并展望了智能压裂未来5个方面的技术攻关方向。研究结果表明:(1)形成了地质多源数据、建模迭代更新精准化技术,助力了优选地质工程压裂双甜点;(2)建立了机理数据驱动多目标优化压裂参数方法,促进了裂缝均衡扩展、扩大体积和提高产量;(3)开发了压裂动态监测及在线调控流程,支撑了压裂高效、可持续开发,提高压裂效率和油气采收率;(4)提出了“甜点选择数智化—压裂参数智能化—在线监测调控精准化—四维可视化”的地质—工程“动态一体化”智能压裂新理念。结论认为,强化数字孪生智能压裂可视化技术、构建生成式智能压裂大数据生态系统、融合机理数据的工艺参数优化方法、开发压裂动态智能预测监测技术、创新远程智能压裂决策控制系统,可为智能压裂革新发展提供理论指导和技术支撑,为未来压裂人机交互智能决策和闭环调控的实现指明了方向。

关键词：非常规储层智能压裂透明油气藏数智化机理数据驱动风险预警与在线调控数字孪生

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水平井均衡采油流体控制阀调控规律研究

西南石油大学学报(自然科学版) 2024年

作者：肖晓华韩硕赵建国王国荣西南石油大学网络与信息化中心西南石油大学机电工程学院

针对水平井非均衡采油导致油气井寿命短、产量低的技术难题，提出了梯形节流孔的新型流体控制阀，该阀最大节流压差达到2.65 MPa。建立了水平井多层流体控制阀流压仿真模型，该仿真模型考虑了新型流体控制阀的节流性能、安装位置、地层... 详细信息

针对水平井非均衡采油导致油气井寿命短、产量低的技术难题，提出了梯形节流孔的新型流体控制阀，该阀最大节流压差达到2.65 MPa。建立了水平井多层流体控制阀流压仿真模型，该仿真模型考虑了新型流体控制阀的节流性能、安装位置、地层压力分布。研究发现：为实现均衡采油，从趾端到跟端流体控制阀开度逐渐减小，各层段压差越大流体控制阀开度越小，压差在0.01～0.10 MPa，各层开度的最大减小值约为37.2%；各层流体控制阀间距越长，流体控制阀开度越大，阀距在100～500 m，各层开度最大增大值约为2.8%。研究成果为水平井流体控制阀采油管串结构优化设计、生产制度制定、流体控制阀开度的控制提供了理论依据，对促进流体控制阀在水平井的推广及应用具有重要的意义。

关键词：水平井均衡采油流体控制阀数值模拟流场仿真