中国页岩气研究与发展20年:回顾与展望

中国页岩气科学研究和勘探开发已历经20年,创新形成了以中国南方海相页岩气富集规律为代表的诸多理论与认识,支撑了国内页岩气产业健康快速发展,2023年中国页岩气产量达250×10^(8) m^(3),在当年全国天然气总产量中的占比超过10%,页岩气已经成为中国天然气产量增量的主力军之一。为了给中国页岩气产业高质量发展提供借鉴和参考,系统回顾了国内页岩气科学研究和勘探开发历程,归纳总结了富有机质页岩发育机理、页岩气优质储层特征及其成因机制、页岩气源—储协同演化机制、页岩气赋存机理与含气性评价、页岩气富集高产机理与评价、页岩气储层改造、页岩气开采等理论和技术进展,分析研判了面临的技术难题和挑战,指出了海相/陆相/海陆过渡相页岩气富集高产机理、基于动态演化过程的页岩气富集区评价方法、低丰度页岩气高效开发技术以及提高页岩气采收率技术等4个亟需攻关的研究方向。进而针对中国页岩气商业化勘探开发所面临的挑战,提出以下建议:从新区新领域、老区挖潜及提高采收率现场试验等方面开展页岩气勘探开发攻关探索,以期早日实现中国页岩气多领域多层系、由点到面的大突破和大规模高效勘探开发,全方位推进中国页岩气革命,提升能源高效供给能力,保障国家能源供应安全。

地震裂缝预测技术发展现状

裂缝对油气产能有重要影响,裂缝预测是提高勘探精度和开发效率的必要手段之一。地震资料具有覆盖范围广和探测深度大等特点,因此可以利用地震资料开展裂缝三维空间分布预测工作。按照地震分辨能力即裂缝尺度与地震波长的关系,分别简述了可识别断层及大尺度裂缝的几种典型叠后几何属性技术、针对中观尺度裂缝预测的散射波信息成像与分析技术和基于OVT域道集的纵波各向异性微裂缝发育强度预测技术。介绍了基于地质、测井和地震信息,利用机器学习实现的多属性融合裂缝综合预测技术。根据目前各类地震裂缝预测技术发展程度的差异,结合其预测精度尚未满足勘探开发需求的现状,探讨了随着地震采集、处理技术及人工智能技术的发展,地震裂缝预测技术具有的广阔发展空间。

某炼厂环氧乙烷/乙二醇装置中304和304L的应力腐蚀敏感性研究

环氧乙烷(EO)是一种仅次于聚乙烯和聚氯乙烯的重要有机合成原料,主要用于生产乙二醇(EG)。EO/EG装置的SD工艺(美国SD公司的EO/EG专利技术)存在典型的应力腐蚀问题。为此,模拟了炼厂304和304L材质在EO精制塔等典型环境的腐蚀情况及规律,通过慢拉伸试验,评价了2种材质的应力腐蚀开裂敏感性。结果表明:EO/EG装置的应力腐蚀与不锈钢的敏化有关,敏化后的304和304L产生应力腐蚀开裂敏感性。给出了对应的材料和工艺优化等措施改进,为EO/EG装置的安稳运行提供了技术保障。

5G网络切片SLA监控及保障研究

文章针对5G切片网络质量保障的典型需求展开研究,通过分析5G切片SLA监控及保障面临的挑战,提出了一种切片MOS值智能训练框架及模型,结合端到端切片SLA指标采集、切片指标智能分析,构建了5G确定性服务监控及质量保障体系。同时,针对行业客户对切片SLA的自运维需求,研究并开发了三种SLA能力开放共享方式,该方案已在现网部署,为5G网络切片质量监控提供了一种有效的可视、可管、可控工具,有效满足行业客户数智化转型需求。

304L不锈钢在高温NaOH溶液中的应力腐蚀开裂行为

采用慢应变速率试验(SSRT),对304L不锈钢在180~220℃、1.5%~6%(质量分数)NaOH溶液中的应力腐蚀开裂行为进行了研究,结合扫描电镜和光学显微镜分别对断口形貌进行了表征并计算了二次裂纹的深度及扩展速率。结果表明:二次裂纹扩展速率更能体现“碱脆体系”中金属的应力腐蚀敏感性,304L在上述高温NaOH溶液中的应力腐蚀开裂敏感指数差别不大。SSRT后的断口微观形貌显示试样为韧性断裂,但由宏观形貌发现了二次裂纹,二次裂纹深度和扩展速率随温度的升高、NaOH浓度的增加均增大。304L在180℃、1.5%NaOH溶液中可能有一定的应力腐蚀开裂倾向。

青岛市奶牛养殖智能化技术和装备应用分析

智能化是奶牛养殖业的必然趋势。本文综述了奶牛生产中应用的精准饲喂、繁殖监测、挤奶监测、精准管理等智能装备,通过对青岛地区40家奶牛场智能装备应用情况调研,分析奶牛智能化养殖存在认知度有待提升、装备投入高、缺乏专业技术人员等问题,提出了提升奶牛场对智能化的认知程度、提升奶业科技支撑能力、培养专业技术人员和关联数据指导生产等对策建议。

氯苯装置腐蚀原因分析及预防措施

某炼厂氯苯装置现场腐蚀调研发现副产盐酸单元管道、法兰、设备外壁、结构框架和楼板均发生严重外部腐蚀。结合装置选用材质、设备表面温度、当地的气候环境对腐蚀原因进行了分析。结果表明:氯苯装置外部腐蚀是大气腐蚀引起。氯苯装置内部工艺介质含有氯化氢或者盐酸,部分露到周围的大气中,并溶于低温设备管道表面的薄液膜或者水膜,形成pH值较低的盐酸溶液,腐蚀设备、管道、螺栓的外壁。针对氯苯装置外部腐蚀严重的原因,提出了相应的预防建议和处理措施。

基于统计岩石物理模型的各向异性页岩储层参数反演

提出了各向异性页岩储层统计岩石物理反演方法.通过统计岩石物理模型建立储层物性参数与弹性参数的定量关系,使用测井数据及井中岩石物理反演结果作为先验信息,将地震阻抗数据定量解释为储层物性参数、各向异性参数的空间分布.反演过程在贝叶斯框架下求得储层参数的后验概率密度函数,并从中得到参数的最优估计值及其不确定性的定量描述.在此过程中综合考虑了岩石物理模型对复杂地下介质的描述偏差和地震数据中噪声对反演不确定性的影响.在求取最大后验概率过程中使用模拟退火优化粒子群算法以提高收敛速度和计算准确性.将统计岩石物理技术应用于龙马溪组页岩气储层,得到储层泥质含量、压实指数、孔隙度、裂缝密度等物性,以及各向异性参数的空间分布及相应的不确定性估计,为页岩气储层的定量描述提供依据.

基于贝叶斯框架的各向异性页岩储层岩石物理反演技术

页岩岩石物理建模旨在建立页岩矿物组分、微观结构、流体填充与岩石弹性参数的关系.对四川盆地龙马溪组页岩进行岩石物理建模研究,针对页岩黏土含量高、层间微裂缝发育等特点,利用Backus平均理论描述页岩黏土矿物弹性参数,利用Chapman理论计算与水平微裂缝有关的VTI各向异性,并利用Bond变换考虑地层倾角的影响.提出以黏土矿物纵、横波速度和孔隙纵横比为拟合参数进行岩石物理反演的方法,并引入贝叶斯框架减小反演的多解性.由已知的黏土矿物纵、横波速度和孔隙纵横比作为先验信息,并以测井纵、横波速度作为约束条件建立反演的目标函数,同时利用粒子群算法进行最优化搜索.计算结果表明,基于先验约束和粒子群算法的反演方法能够较准确地反演黏土矿物的弹性参数、孔隙形态参数以及裂缝密度等参数.计算得到的黏土纵、横波速度较高,并且在一定范围内变化,这可能与龙马溪组页岩的黏土矿物组分中具有较高弹性模量的伊利石含量较高有关,同时也与黏土定向排列等微观物性特征有关.反演得到的裂缝密度与纵波各向异性参数ε呈明显的正相关,而与横波各向异性参数γ相关性较小.另外,页岩各向异性参数与黏土垂向的纵横波速度有较强的相关性.

基于岩石物理模型的页岩储层裂缝属性及各向异性参数反演

针对富有机质页岩储层复杂的矿物组分与微观孔缝结构,本文提出基于岩石物理模型和改进粒子群算法的页岩储层裂缝属性及各向异性参数反演方法。应用自相容等效介质理论与Chapman多尺度孔隙理论建立裂缝型页岩双孔隙系统岩石物理模型。开发基于岩石物理模型的反演流程,引入模拟退火优化粒子群算法解决多参数同时反演问题,反演算法能够避免陷入局部极值且收敛速度快。将本文方法应用于四川盆地龙马溪组页岩气储层,反演得到的孔隙纵横比、裂缝密度等物性参数和各向异性参数与已有研究结果一致,能为页岩储层的评价提供多元化信息。

高精度结构曲率提取方法在潜江凹陷构造解释中的应用

广泛用于描述地质体几何形态变化的结构曲率属性可通过求取地层视倾角的偏导数获得,因此地层视倾角估计的精度直接影响结构曲率估计的精度。江汉潜江凹陷工区目的层断层发育、高陡构造较多、地震资料信噪比低,常规结构曲率提取方法无法有效提取目的层的结构曲率并用于断层及高陡构造等复杂构造带的解释。为此,采用了一种高精度结构曲率提取方法来提取研究区实际资料的结构曲率。该方法首先利用三维数据的瞬时相位构建梯度结构张量,并在此基础上估计地层视倾角;然后采用多窗估计技术来提高地层视倾角的估计精度;最后以高精度地层视倾角为基础进行地层结构曲率估计(包含最大正曲率和最大负曲率)。将高精度结构曲率提取方法及商业软件曲率模块用于江汉潜江凹陷的实际资料处理,结果表明:高精度结构曲率提取方法所提取的地层结构曲率在抗噪性以及断层结构等的刻画精度方面明显优于商业软件曲率模块所提取的地层结构曲率,同时对高陡倾角构造及大断层等构造复杂带的刻画精度更高,更有利于构造解释。该方法可应用于其它类似地区。

基于计算岩石物理方法的页岩储层弹性参数提取

发展了应用数值计算方法获取页岩储层的速度、各向异性参数的计算岩石物理系列方法.该系列方法包括了大尺度精细地质模型数值建模、计算网格尺度的地球物理建模和地震波数值模拟提取岩石物理弹性参数.本文方法利用储层的统计数据而不是具体岩心的测量数据,可获得储层岩石物理弹性参数的变化规律.相比于基于岩心测试的岩石物理方法,本文方法可精细考虑实际储层的非均匀特征,可得到岩心测试难以求取的与尺寸效应高度相关的弹性参数,也避免了求取弹性参数变化规律时获取不同地质特征岩心的困难.本文发展了计算岩石物理方法,为计算岩石物理面临的大尺度地质建模和计算能力限制问题提供了有效的解决方案.文中以胜利罗家的页岩储层为例,求得了储层TOC含量从3%到21%变化情况下储层的P波、S波速度以及各向异性参数变化规律.

页岩层系天然裂缝地震预测技术研究

页岩层系中多尺度天然裂缝是重要的储集空间和输导体系,具有一定的独特性,在页岩纹层结构和夹层背景下,高角度垂直缝、顺层层理缝和微裂缝同时发育,这些裂缝的预测难度大。在页岩层系天然裂缝属性特征研究的基础上,提出了地震预测天然裂缝的流程,首先基于页岩各向异性岩石物理模型,采用高精度曲率方法研究大尺度高角度垂直裂缝;再基于VTI介质各向异性反演预测顺层层理缝,推导了正交各向异性介质反射系数的简化公式,并预测小尺度裂缝;最后利用人工智能建立了多信息多尺度裂缝综合预测方法。该方法取得了一定的应用效果,为裂缝参数的定量预测奠定基础。

陆相页岩油甜点地球物理表征研究进展

针对中国东部陆相页岩油甜点地球物理预测技术适应性不足等问题,从基础研究入手,构建陆相页岩油层岩石物理模型,分析地球物理响应特征;开展地质-测井-地球物理融合分析,认为富有机质纹层状岩相+裂缝为富集主控因素;在岩相、TOC、物性、含油性、脆性、压力、地应力等地震预测方法研究的基础上,攻关纹层状岩相、裂缝及地应力地球物理预测技术。基于岩石物理模型与各向异性叠前反演,形成层理缝密度预测方法,将层理缝密度地震属性作为沉积约束参数,实现纹层状岩相有效预测;基于正交各向异性介质AVAZ属性,提高裂缝表征精度;基于岩石三模量实现地应力大小预测,基于层间速度变化率预测地应力方向。通过研究,厘清了陆相页岩油甜点要素,明确了甜点要素指标体系以及岩石物理、地球物理响应特征,完善与建立了相应的甜点地球物理表征方法,在济阳坳陷预测了页岩油有利目标区。

基于频变AVO反演的页岩储层含气性地震识别技术

结合地震岩石物理技术,研究了叠前频变AVO反演在四川盆地龙马溪组页岩储层含气性识别中的应用.首先,应用Backus平均理论将测井数据粗化为地震尺度储层模型,应用传播矩阵理论进行高精度地震正演及井震标定,分析页岩气储层地震响应特征.其次,基于岩心观测结果,应用Chapman多尺度裂缝理论设计页岩气储层理论模型,研究储层衰减、频散以及对应的地震反射特征.应用该理论模型测试频变AVO反演方法,计算结果表明:对于研究区地层结构和地震数据,区分流体类型的优势频率不是地震子波的主频,还受层间调谐干涉等储层结构因素控制,也进一步说明理论模型测试和标定的重要性.最后,将频变AVO反演技术应用到四川盆地龙马溪组页岩地层,计算得到的频散属性为页岩气储层含气性识别提供依据.

盐间页岩油韵律层地震响应模拟及页岩薄储层厚度预测

江汉盆地潜江凹陷潜江组页岩油储层的地质结构为韵律背景下的页岩薄层,由于地震分辨率的限制,常规地震勘探方法难以精确描述盐间页岩油薄储层厚度的空间展布。因此,应用现有地震资料,探索适用于韵律结构中页岩薄层的地震预测方法具有重要意义。本文通过地震传播矩阵方法计算并分析研究区目标韵律层的地震响应特征,系统模拟并分析非均匀薄互层结构中页岩薄层的厚度、纵波速度等变化时地震波的反射动力学特征,发现地震反射波形的振幅和相位随非均匀页岩薄层的纵波速度和厚度的变化产生明显的变化,这些变化是本文页岩薄层厚度预测的基础。结合测井分析构建韵律层地质地球物理模型,模型空间考虑了页岩薄层纵波速度和厚度共99种组合变化的情况。通过求取目标层实际地震反射波形与构建的模型空间中地震波形的最佳匹配,提出基于反射波形的页岩薄储层厚度的地震预测方法,预测研究区页岩薄层厚度变化范围为5~20 m,并且由西南向东北呈增加趋势。预测页岩薄层厚度与测井解释具有较高的一致性,验证了本文地震预测方法的有效性。

致密砂岩储层自适应岩石物理建模方法

常规岩石物理建模方法建立在岩石矿物组分已知的前提下,并以Voigt-Reuss-Hill模型求取岩石基质的等效弹性模量。在致密砂岩物理建模的实践中,经常会遇到由于测井资料不全,无法给出精确的矿物成分解释,使常规岩石物理建模方法精度受到影响。针对这一问题,提出了自适应的岩石物理建模方法。首先通过联立Gassmann方程和临界孔隙度模型,求取岩石基质的弹性模量;再根据解释的泥质含量曲线,应用最小二乘方法和Voigt、Reuss模型,求取砂质、泥质成分的弹性模量的上、下限。在此基础上,利用模拟退火反演算法确定砂、泥质成分的弹性模量近似值,并按照纵波模量不变的原则进一步对砂、泥质成分的弹性模量进行微调,最终获得合理的岩石物理建模参数。应用该方法对鄂尔多斯南部M工区进行了岩石物理建模,结果显示泥岩与致密砂岩的弹性参数有较好的可区分性,泥岩表现出较高的纵横波速度比和较低的纵波速度,砂岩的纵横波速度比及纵波速度随孔隙度增大而降低。

济阳坳陷罗家地区各向异性页岩储层全波场地震响应模拟及分析

济阳坳陷罗家地区页岩储层的固有各向异性及水平层理发育使得储层呈现VTI(vertical transversely isotropy)各向异性,而VTI各向异性背景下垂直裂缝的发育使得储层进一步呈现等效正交各向异性特征。本文以正交各向异性介质作为罗家页岩油储层模型,在岩石物理建模中应用Backus平均理论将测井尺度的VTI各向异性粗化至地震尺度,并利用Schoenberg理论在VTI各向异性背景中引入垂直裂缝,进而得到正交各向异性等效介质模型,同时考虑裂缝尺度和流体填充等因素。之后,应用各向异性反射率法进行全波场地震正演模拟,计算正交各向异性页岩油储层AVAZ(amplitude versus azimuth)响应,通过振幅的方位特征进行储层裂缝识别。计算结果表明,PP波、PSV波和PSH波方位振幅响应各不相同,且方位振幅分布图的拟合形状可反映裂缝的发育方向,为页岩油储层中裂缝的地震识别提供依据。

绿光LED光源不同光照节律对笼养肉鸡生长和屠宰性能、免疫和抗氧化机能的影响

本试验旨在研究绿色LED灯带不同光照节律对笼养白羽肉鸡生长和屠宰性能、免疫和抗氧化机能的影响。选用1日龄288只科宝肉鸡公雏,以绿色(517.30 nm)LED灯带为光源。试验1~7 d所有鸡均采用光照强度为60 lx的连续光照(23L:1D),自第8天开始,随机分为4组,每组6个重复,每个重复12只,在8~42 d 4个处理组分别采用连续(23 L:1D)、间歇(2L:2D)、限制(8~26 d为18L:6D;27~42 d为22L:2D)、变程(从8 d开始每天减少1 h光照至14 h后持续至20 d,随后每天增加1 h光照至22 h时,不再改变光照时长直到42 d)4种光照节律,光照强度均为10 lx。试验期35 d(8~42日龄)。结果表明:8~21 d,各组间日均采食量、平均日增重、耗料增重比差异不显著;22~42、8~42 d,间歇光照组和限制光照组的日均采食量和平均日增重显著或极显著高于连续光照组,各组间耗料增重比差异不显著;间歇光照组和限制光照组的腿肌率显著高于变程光照组,连续光照组的皮脂厚极显著高于其他组,连续光照组的肌间脂宽极显著低于其他组;肉鸡血清新城疫抗体效价和免疫器官指数4个处理组间无显著差异;肉鸡血清超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性在4个处理组间无显著差异,连续光照组的血清丙二醛含量高于其他3组;间歇光照组电费较其他光照组减少65%以上,出栏毛鸡体重较其他组提高1.03%~13.46%,毛鸡收益较其他组提高5.70%以上。综上,以绿光LED为光源,笼养白羽肉鸡8~42 d适宜采用间歇(2L:2D)光照节律。

基于高分辨率波形指示反演方法在“甜点”预测中的应用:以四川盆地焦石坝地区页岩储层为例

针对常规叠后稀疏脉冲反演方法分辨率不足,以及传统叠后地质统计学反演方法缺乏横向地质意义的局限,应用基于高分辨率波形指示反演方法刻画了四川盆地焦石坝地区龙马溪组页岩薄储层段波阻抗剖面展布及其优质页岩储层段时间域厚度平面展布情况。通过对焦石坝地区龙马溪组页岩薄储层段波阻抗剖面展布进行"盲井"检测,与常规叠后稀疏脉冲反演方法的刻画精度相比,高分辨率波形指示反演方法计算结果的刻画精度提高了一倍。进一步应用高分辨率波形指示反演方法模拟了焦石坝地区龙马溪组页岩薄储层段有机碳含量(TOC)剖面展布,为后期页岩储层精细评价以及"甜点"预测奠定了基础。