油气田开发工程学科研究生的启发式教育

油气田开发工程作为传统工科专业,急需大量高素质的创新性、应用型人才,而启发式教育是培养此类人才的关键点。以油气田开发工程专业为例,从实验教学、实习基地教学、理论教学和导师示范作用四个方面深入探讨如何启发研究生的科研创新能力,提出充分利用现有实验设备和设立多种实验教学模式,充分发挥校内校外实习基地的引导作用,以及结合学生特点强化理论教学的引导作用和导师的示范作用。

用于薄层油气藏的聚丙烯酰胺全悬浮压裂液

基于薄层油气资源开发中控制缝高和低排量的需求,以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、2-丙烯酰胺基乙基溴化铵(DAMAB)、烷基酚聚氧乙烯醚(NP-10)等为原料,通过水溶液自由基胶束聚合法合成聚丙烯酰胺嵌段共聚物(PMASD)。采用荧光分光光度计、流变仪和扫描电子显微镜研究了PMASD的临界缔合浓度、黏弹性和微观结构;同时,研究了PMASD压裂液的静态、动态携砂性能,并与聚丙烯酰胺滑溜水进行对比;最后,将PMASD压裂液进行了现场应用。结果表明,PMASD压裂液存在胶束结构,临界缔合浓度为0.127%。PMASD压裂液体系表现出较好的黏弹性,线性黏弹区范围为0.01~1.00 Pa,疏水缔合后强度大,抗剪切能力强。在低排量(20 L/min)的注入过程中,PMASD压裂液形成的网络结构呈无规则分布,具有很高的结构强度,可以有效携带支撑剂。PMASD压裂液的静态和动态携砂性能均较好。在砂液体积比为12%的实验条件下,PMASD质量分数≥0.25%(黏度为147 m Pa·s)时,在常温及80℃下均表现出较好的悬浮及携砂能力。相较于聚丙烯酰胺滑溜水,PMASD压裂液的携砂效果同比提高160%。在江苏油田X5-X井现场应用中,以2 m3/min的排量泵入PMASD压裂液,日产液由1.4 t增至6.5 t,日产油由0.6 t增至4.2 t,增产效果明显。全悬浮压裂液PMASD体系能满足薄层油气资源在低施工排量下有效携砂的压裂改造需求。

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组一段—三段构造沉积演化及其油气地质意义

基于测井、岩心、薄片、地球化学分析,重建鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组一段—三段(简称马一段—马三段)构造-岩相古地理格局,探讨构造沉积演变特征及其油气地质意义。研究表明:①马家沟组底部稳定发育一套穿时的、高自然伽马值段、边缘相泥质白云岩,分布于怀远运动期构造不整合面之上,具有与早奥陶世弗洛期全球海侵可对比的δ13C正漂移特征;②奥陶系马一段—马二段沉积期全球海平面上升、古陆淹没为水下隆起,形成一隆两坳构造格局,中央隆起首次接受沉积;随后马三段沉积期盆外俯冲挤压、盆内隆坳分异,乌审旗—靖边凸起活化;③构造格局演变对沉积古环境产生显著影响,马一段沉积期向西超覆,东部坳陷内海侵封隔形成大规模盐质蒸发潟湖;马二段沉积期持续海侵并沟通广海,环东部坳陷发育大规模颗粒滩,晚期干化收缩形成小规模蒸发潟湖;马三段沉积期受高地封隔影响,向东侧水体渐次分异分别形成云膏质和盐质蒸发潟湖,同时颗粒滩环凹沿高地展布;④马家沟组底部发育烃源岩,马二段和马三段滩相储层环坡展布,源储配置良好,有利于天然气成藏,具有一定勘探潜力。

川中—川东地区侏罗系大安寨段古环境及油气地质意义

【目的】四川盆地侏罗纪大安寨期不同地区古环境特征差异较大,探讨其演化特征及地质意义将有助于加快油气勘探的步伐。【方法】利用四川盆地中部和东部侏罗系大安寨段钻井岩心和野外剖面等地质资料,结合元素地球化学分析方法,对大安寨期古气候、古氧化还原、古盐度等古环境进行恢复和对比分析。【结果】川中—川东地区大安寨段岩性可划分为页岩、介壳页岩、泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、介壳灰岩和泥质介壳灰岩;大安寨第三亚段沉积期气候为干燥—半干燥,水体为亚还原条件的淡水—半咸水,处于浅湖—半深湖环境;大安寨第二亚段沉积期气候为半干燥—半潮湿,降水量较多,气温较低,水体为亚还原条件的淡水,处于半深湖环境;大安寨第一亚段沉积期气候为干燥—半干燥,水体为氧化—亚还原条件的半咸水—咸水,处于滨湖—浅湖环境;RA1井与YT1井大安寨时期均具有气候干燥→潮湿→干燥、降水量少→多→少、气温高→低→高、水体还原性弱→强→弱、古盐度高→低→高的规律;大安寨第三亚段沉积期至大安寨第二亚段沉积早期,湖盆沉积中心由川东地区往川中地区迁移,大安寨第二亚段沉积晚期至大安寨第一亚段沉积期,湖盆沉积中心则由川中地区往川东地区迁移;大安寨第二亚段TOC平均值为1.70%,孔隙度平均值为4.93%,荧光显示强烈,是大安寨段页岩油的主要生油层和储集层;古环境因素对源储配置具有较大影响,较潮湿的气候、较多的降水、较低的气温、还原性的水体和较低的盐度有利于泥页岩沉积、有机质富集和孔隙发育。【结论】川中—川东地区大安寨段古环境控制泥页岩沉积和有机质富集规律,影响页岩孔隙发育程度,这一认识可为明确四川盆地页岩油有利勘探区提供理论依据。

川东—川北地区二叠系茅口组沉积演化及其油气地质意义

近年来,四川盆地二叠系茅口组的勘探思路和布井原则由原来的“占高点、沿长轴”转变为以寻找滩相孔隙型规模储层为目标,并取得了新突破,使其成为了勘探热点层系,这就需要详细的沉积演化研究来支撑。川东—川北地区是茅口组构造—沉积分异最为明显,也是勘探潜力较大的区域。对茅口组386口钻井的测井资料进行系统梳理,并利用野外剖面和钻井取心进行沉积相分析,结合测井曲线与沉积相,分析研究区茅口组的沉积演化。研究认为,川东—川北地区茅口组一段到茅口组二下亚段总体为碳酸盐缓坡,地层厚度和沉积相总体受川中古隆起的影响,局部发育低能滩;茅二上亚段到茅三段转变为具有镶边性质的碳酸盐台地,地层厚度和沉积相带展布转变为北西—南东向,自西向东依次发育台地相、台缘带、斜坡和陆棚相,台缘带发育高能滩相。研究区茅口组沉积期相对海平面总体经历了两次升降过程,对应地层分别为茅一段到茅二下亚段和茅二上亚段到茅三段。受区域海平面升降、区域构造活动以及碳酸盐台地类型的控制,茅一段到茅二下亚段缓坡发育具有岩溶和云化的滩相储层;茅二上亚段到茅三段海槽内发育潜在烃源岩,是非常规油气勘探潜在有利区,而海槽西侧则发育具重要勘探价值的规模性台缘带高能滩。

川东北地区高含硫气井地质工程一体化技术及其应用

四川盆地开江梁平海槽东侧飞仙关组碳酸盐岩气藏的勘探开发目前面临着高含硫、高压、高温、钻井效率低等挑战,迫切需要解决安全钻井、高效提速等难题,使用常规钻探方法具有一定风险且效率较低。以川东北高含硫地区气田为研究对象,从储层品质、钻井品质、完井品质三方面着手,运用地质工程一体化思路与技术对气藏开发进行研究。开展综合地质研究和模型建立,优化钻前地质设计和井位部署;从钻井过程中遇到的复杂情况进行分析,解决强研磨地层、多弱面地层、高压盐水层的钻井安全提速问题;针对含气目的层,优化酸化、压裂提产方案,实现高含硫气藏的安全高效开采。研究结果表明:地质工程一体化技术的成功应用,为特殊地质条件引起的井涌、井塌、井漏、高抗钻及难压裂等工程问题提供了有效预测,保障了高含硫气藏方案设计及实施的科学决策依据,缩短了钻井和建产周期,初步实现了气藏开发初期的效益突破。

柴达木盆地英雄岭构造带油气藏地质特征

为总结柴英雄岭构造带油气藏地质特征和主控因素,以该区深层和浅层油气藏为研究对象,对油气藏的构造、储层、油气源和成藏演化模式等方面进行了对比研究。结果表明:(1)英雄岭构造带构造样式自西向东变化显著,英西—英中纵向上表现为“双层结构”,而英东构造样式相对简单;(2)英西—英中碳酸盐岩储层主要储集空间为白云岩晶间孔,局部发育溶蚀孔和裂缝集中区,英东碎屑岩储层,主要发育粒间孔、少量粒间溶孔和裂缝;(3)油源对比表明,下干柴沟组上段为区内主力烃源岩;(4)天然气组分及同位素指标表明英西和英中的CH4主要来源于原油伴生气,而英东为凝析油伴生气;(5)由于岩盐层封盖作用,英西—英中深层形成自生自储的异常高压油气藏,而英东虽缺乏盐岩盖层,由深至浅地表现为幕式充注成藏。

洛阳-伊川地区三叠系致密砂岩油气藏地质特征

通过对洛阳-伊川地区三叠系基本石油地质条件的分析,认为三叠纪洛阳-伊川地区与鄂尔多斯盆地处于同一大型坳陷型湖盆,生储盖架构相似,烃源岩发育、厚度大、横向展布稳定、储层致密,且三叠系油气显示丰富,具致密砂岩油气藏形成的地质条件。结合对屯1井上三叠统椿树腰组工业天然气流分析,进一步明确了洛阳-伊川地区三叠系油气藏为具有低孔渗性、地层压力异常、油气呈"上油下气"倒置关系等特征的先成型致密砂岩油气藏,从而指出三叠系为洛阳-伊川地区下一步油气勘探的主攻层系,致密砂岩油气藏是该区勘探的主要方向。

不同储层渗透率下稠油油藏火驱开发特征

储层渗透率直接影响火驱过程中的驱替压差、油墙的形成与聚集速度,明确渗透率对稠油火驱开发的影响规律十分必要。采用自主开发的燃烧管装置和多孔介质热效应监测装置,开展了火驱实验,分析不同渗透率下辽河稠油油藏火驱特征。结果表明:储层渗透率为650×10^(-3)μm^(2)时,火驱过程中各热电偶峰值温度达到550℃,燃烧前缘推进中温度没有下降,说明该渗透率下燃烧过程放热效率高,能够解除燃烧初期的油墙封堵;热效应监测装置能够高效快速地监测由于原油氧化燃烧反应所导致的温度变化,储层渗透率为480×10^(-3)μm^(2)时庙5区稠油燃烧峰值温度比储层渗透率为300×10^(-3)μm^(2)时高107℃,说明渗透率的提高增强了燃烧初期的放热,从而缓解了油墙的封堵效应。研究结果对不同渗透率稠油油藏火驱开发具有理论指导意义。

纳米SiO_(2)强化CO_(2)地质封存页岩盖层封堵能力机制试验

页岩为CO_(2)盐水层地质封存常见盖层岩石类型,强化盖层封堵能力有利于提高CO_(2)地质埋存量和安全性。为探究随CO_(2)混注纳米SiO_(2)(SNPs)强化盖层封堵能力的有效性和可行性,对CO_(2)地质封存页岩盖层样品开展原地条件下的超临界CO_(2)酸蚀反应试验,基础组为页岩样品-地层水、对照组为页岩样品-地层水+超临界CO_(2)、优化组为页岩样品-地层水+SNPs+超临界CO_(2),并采用核磁共振测试、场发射扫描电镜可视化观测、X射线衍射测试和岩石力学试验,探究CO_(2)酸蚀反应前后的页岩孔隙结构、表面形貌、矿物成分及力学性质特征。结果表明:优化组的大孔孔隙分量及孔隙度和渗透率增大幅度低于对照组;与对照组相比,优化组黏土矿物与碳酸盐岩矿物相对含量损失少,表明随CO_(2)混注SNPs可使岩样内部酸蚀作用减弱;SNPs在岩石端面吸附聚集或进入岩心孔喉,可使优化组页岩样品力学性能损伤程度降低;随CO_(2)混注SNPs有利于强化CO_(2)盐水层地质封存盖层封堵能力。

我国复杂油气藏水平井规模化开发成效及进展

我国复杂油气藏分布广、类型多,开采中的矛盾突出,对水平井规模化开采的需求特别迫切,示范规模不断加大,成效更加显著。我国复杂油气藏开采技术难度大,水平井规模化开采成为有效技术途径。实例分析表明,水平井开采规模发展到井组、区块和整装开采;提高了开采速度,增加了可采储量和采收率,降低了开采技术难度。促使更多的大型示范工程项目建设加快进度。

油气田开发地质学:发展趋势与策略

作为现代石油地质学与油气田开发工程的交叉学科 ,油气田开发地质学为提高油气田开发水平及技术应用效果发挥了重要作用。未来油气藏描述技术将以快速获得油气藏各尺度下的三维结构动态变化信息为目标 ,对油气藏物理化学、地球化学性质的变化及评价、控制技术的需求将更加迫切。剩余油分布理论及预测技术、油气藏开发演变理论与控制工程将大有所为。复杂油气藏的认识将更多的依赖于地质力学、岩石物理学、界面化学、粘土矿物学、纳米科学与技术。文章讨论了学科中长期发展目标和战略任务 ,指出油气藏岩石物理学、油气藏开发地球化学、非常规天然气开发地质学、油气藏描述及开发地质建模、剩余油分布理论及开发工程是优先重点发展领域 ,强调必须狠抓典型基地建设 。

南缘白垩系清水河组超深层碎屑岩油气藏出砂预测研究

清水河组资源丰富,但储层易出砂,影响后续生产。为此,对出砂机理进行分析,认为其受胶结物、裂缝、压差等地质-工程因素影响,易发生剪切破坏。以此为基础,建立了临界生产压差模型,为后续勘探开发提供技术支撑。

碳酸盐岩溶蚀实验热力学模型及工程地质意义

开展了碳酸盐岩 (灰岩、白云岩 )溶蚀作用实验室模拟研究 ,建立了溶蚀作用的热力学模型方程 ,对 3种不同温压条件下 (348.15K ,2 0MPa ;373.15K ,2 5MPa ;4 0 3.15K ,30MPa)碳酸盐岩溶蚀作用进行了定量研究 ,提出了白云岩较灰岩更易溶解并形成孔隙、孔洞等古溶蚀构造 ,这为油气生成提供了地下空间 ;同时提出了在城市、铁路及隧道选址等方面充分考虑地下工程地质概貌 ,以免发生重大的地质灾害及其隐患。

油气藏数值模拟技术在LS气藏开发调整中的应用

LS气藏为边水气藏,且气藏整体为裂缝发育,纵向上裂缝发育存在较强非均质性,为边水侵入气藏内部提供了渗流通道,因此气藏在开发后期压力下降到一定程度时无法避免水侵现象。LS气藏的两口主力生产气井于2001年先后开始产地层水,气藏开始进入递减生产期,日产气降低并持续递减,2001年9月开始进行增压开采。为了减缓LS气藏产量递减,有必要采取气藏数值模拟技术对气藏进行模拟开发调整。经过方案对比,发现增压开采对雷三气藏继续具有适应性和有效性,在LS气藏上亚段新布四口直井或三口水平井,可较大幅度提高该气藏的采收率。

上奥陶统五峰组海底麻坑沉积的首次识别及其地质意义

尽管海底麻坑普遍发育在现代海洋的多种环境,但关于深时、特别是古生代麻坑沉积的研究却极为罕见,研究者对其特征、成因、鉴别标志所知甚少。本次研究在重庆石柱地区柑子坪及歇步头剖面识别了发育在上奥陶统五峰组暗色细粒岩中的海底麻坑沉积,在野外观察、采样的基础上,利用显微薄片及扫描电镜观察了其微观特征,并测试了麻坑与围岩的主量元素和微量元素。研究显示麻坑沉积总体呈楔状或顶平底凹的透镜状,麻坑内岩层紊乱并发育上拱的岩层,被硅质脉分割的角砾普遍发育,麻坑沉积中常见重晶石、沥青及赤铁矿,主量及稀土元素测试结果显示麻坑的形成可能与热液及冷泉无关,推测五峰组自生的低熟油气是麻坑形成的基础。总结认为深时麻坑的识别标志有:地震剖面的负地形形态、碳同位素负偏明显的不规则形态的碳酸盐岩岩体、楔状或透镜状宏观形态、麻坑内杂乱的沉积填充、局部地层的上拱形态及古生物化石显示的沉积间断或时序混乱等。五峰组海底麻坑沉积具岩石学、地层学、古环境及油气地质学意义。

碳酸盐岩凝析油气藏超低含水饱和度及其对开发动态的影响

油气藏含水饱和度认识直接影响油气藏储量评价及开发决策。哈萨克斯坦M碳酸盐岩凝析油气藏密闭取心含水饱和度为1．6％～19．9％，平均为6．1％，通过室内建立束缚水饱和度实验得到平均含水饱和度为27．7％-42．5％。这说明该油气藏初始含水饱和度低于束缚水饱和度，即存在超低含水饱和度现象。文章对形成超低含水饱和度的可能原因，即油气藏沉积史、温度、润湿性、距离自由水接触面的高度以及孔隙大小的分布进行了分析，厚的砂泥岩层和膏盐层的封隔作用使油气藏超低含水饱和度最终得以保存。开发生产中所呈现的见水便停喷、停产或间开等问题是超低含水饱和度油气藏的特殊动态行为。在钻井完井及开发过程中防止水相圈闭损害，提高水驱效率具有重要意义。

低渗灰岩油藏气水均衡驱替主控参数合理界限及开发效果评价

为制定中东低渗生屑灰岩油藏注气注水均衡驱替合理开发技术政策,设计开发因素正交试验模拟,运用组分模型数模技术,并通过二元次模型创建开发主控参数正交图版,明确气水协同注入均衡驱替的主控参数界限;在此基础上,构建基于数模预测的开发动态模糊综合评价体系,定量表征油井生产差异性,评价开发效果,指导矿场先导试验区优选。结果表明:注气注水开发主控参数对采出程度的影响由大到小排序为注气速度、注入时机、采油速度、井距、注水速度;实现油气油水前缘均衡驱替的合理采油速度为2.0%,注气速度为(34~45)×10^(4)m^(3)/d,注水速度为240~320 m^(3)/d,注采井距700 m,地层压力保持原始地层压力水平85%;指导优选开发等级区,实施注水注气矿场先导试验,取得较好试验效果。

窄条带状背斜油藏边部注水开发产能影响因素

JY油田Y油藏为典型窄条带状背斜油藏,其储集层注入水极易沿河道中心方向突进,导致油井快速水淹,产量递减快;由于对水体大小、构造幅度、储集层物性等产能影响因素认识不清,此类油藏开发难度较大。针对上述问题,建立了窄条带状背斜油藏精细数值模型,通过对比论证提出了“边部注水+逐步转注”开发,并在此基础上开展了水体大小、构造幅度、储集层物性等参数对产能的影响研究。结果表明:“边部注水+逐步转注”开发不仅可以增大边水能量,使得井网双向受效,还可以有效延缓构造高部位油井的见水时间,大幅度降低油井含水率。另一方面,在考虑油藏构造特征的前提下,量化了不同影响因素下的产能特征,明确了水体大小、构造幅度、垂向渗透率与水平渗透率之比等参数的合理界限,论证了不同储集层物性下油藏面积的适应性。可为同类型油藏改善注水开发效果提供借鉴。