论常规—非常规油气有序“共生富集”——兼论常规—非常规油气地质学理论技术

石油工业发展呈现进军深层深水非常规、突出天然气发展、重视地质工程一体化的新局面,地质学科研究呈现常规和非常规油气地质并行协同发展、超级盆地常规和非常规油气一体化整体研究的新趋势。未来石油和天然气仍是能源消费和安全的关键需求,常规和非常规油气地质融合创新将是学科发展的主要挑战。常规—非常规油气地质学的产生,主要缘于重新构建油气地质理论框架、重新认识超级盆地资源体系、重新研发适用配套关键技术、重新塑造能源转型战略角色、重新记录勘探开发示范模板等需求。常规—非常规油气地质学是研究常规—非常规油气“共生富集”盆地中大油气区形成机理、有序共生、差异富集、采出规律、发展战略的地质学科,如鄂尔多斯、四川等盆地,同步关注常规油气和非常规油气两种资源,围绕主力烃源层系,重点评价“烃源性、储集性、含油性、流动性、可采性与经济性”六特性及其匹配关系,创新研发源控论及源储共生系统评价、常规—非常规油气共生盆地物理及数值模拟、地质工程一体化评价、平台式“工厂化”生产模式等核心技术,研究重点是“常规油气和非常规油气的整体研究、同步发现、极限开采和协同发展”。常规油气和非常规油气有序“共生富集”,“共生”是客观自然规律,“富集”是主观人为认知,客观规律可以主观认知,有序协调客观和主观的统一性,超前创新研发理论技术,可以更好发掘剩余油气资源的潜力和价值。从常规圈闭型油气藏与目的层到非常规连续型甜点区与甜点段油气,再到常规—非常规有序“共生富集”油气,理论认识和核心技术的创新发展,将引领和支撑油气资源不断实现高效发现和利用。

非常规油气时代测井地质学研究进展

非常规油气时代对测井地质学研究提出了更深层次需求,亟需建立针对非常规油气的测井地质学理论与评价技术体系。通过对比常规油气与非常规油气地质特征的异同,梳理了配套的测井技术系列以及非常规油气测井评价的重点,并论述了测井储集层评价的要点和流程。归纳总结了烃源岩测井识别评价技术体系及其在资源“甜点”评价中的应用。利用LithoScanner测井识别矿物组分和TOC,通过成像测井拾取纹层等沉积构造,可实现岩相的测井判别。非常规储集层层理缝的识别与评价成为关键,通过常规与成像测井可拾取单井裂缝分布,非常规油气地质“甜点”优选应注重岩相、储集层参数以及层理缝的测井响应及其综合评价。最后强调测井脆性和地应力评价在非常规油气工程“甜点”识别与预测的重要性。指出不同尺度的地质、测井资料及其与人工智能的融合将推动测井地质学不断创新。

非常规油气储层智能压裂技术研究进展与展望

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。

非常规油气高质量发展战略方向优选

近10年来,化石能源多样化趋势明显,从常规油气领域向致密油/页岩油、致密气/页岩气、煤炭地下气化等非常规领域发展。油气藏类型增多,资源规模、品位、勘探开发难度及效益存在差异。要实现不同类型油气藏规模效益开发及绿色高质量发展,必须对化石能源未来发展方向和类型做出选择。分析国内外能源消费结构变化规律、现状及未来发展趋势,煤炭和石油一直保持主体地位,天然气占比逐年上升。对比研究不同类型化石能源单位体积能量密度、资源规模、开发成本、开发现状、技术成熟度等主要指标,结果显示煤炭地下气化具有能量密度最高、可采资源量最大、开采成本低等特点,在增加天然气供应、推动煤炭行业绿色低碳发展和助力实现碳中和方面拥有技术优势,可优选为非常规油气战略方向,为高质量发展开拓新路径。

非常规油气田节能技术综述

双碳背景下,国家能源安全战略地位高度空前提升。油气田企业作为传统化石能源企业,其绿色低碳发展势在必行。油气田节能技术的发展是“双碳”目标得以实现的重要支撑。文中通过常规油气田节能技术在非常规油气田的适应性分析,结合非常规油气田实际生产特点和工况,按照页岩油、致密油、页岩气、致密气、煤层气等,分类分系统梳理总结非常规油气田地面生产节能技术和典型案例。结合能源管控推进以及油气田与新能源融合绿色低碳发展等总体趋势,提出未来非常规油气田节能技术的发展方向。

工程教育专业认证背景下“非常规油气地质学”课程思政设计与实施

在工程教育专业认证背景下,本文以中国石油大学(华东)“非常规油气地质学”课程为例,探讨了课程思政目标与工程教育专业认证毕业要求之间的相互支撑关系,挖掘了课程教学中的思政元素。针对课程特点,提出了项目迭代式教学链接内容模块、小组迭代式学习达成教学目标、演讲式互动深化思政效果的课程思政实施方案。该方案有助于引导学生在自建课程内容体系的同时,自发体悟和认同课程思政理念。

非常规油气压裂支撑剂圆度球度快速测定新方法

压裂支撑剂性能对储层水力压裂设计至关重要,其中圆度球度是性能参数的重要指标。对于同一种支撑剂而言,其圆度值和球度值越高,抗破碎能力也越强,支撑剂裂缝导流能力就越大。传统的圆度球度测定主要通过人工目测的传统经验方法实现,主观性较强且效率相对较低。基于光学显微镜成像结合计算机图像技术,提出了一种压裂支撑剂圆度球度的快速测定的新方法,即角点曲率半径均值拟合的圆度算法和多元线性回归拟合的球度算法。检测结果表明,测定方法在Krumbein-Sloss图版上的检测结果与标准模板结果接近,最大误差仅为3.1%;与传统人工目测法的结果进行对比分析,检测结果最大误差仅6%,满足标准要求,同时可以实现大批量的压裂支撑剂圆度球度的快速自动检测,大大降低了实验成本,为现场压裂设计支撑剂性能优选以及降本增效提供技术参考。

中国海油低渗及非常规油气藏储层改造技术进展及展望

中国海上低渗及非常规油气开发存在产能低、投资大、操作费用高、收益较低及单井经济任务重等问题。经过技术攻关,中国海油形成了平台压裂、钻井船压裂和拖轮压裂等海上储层改造作业模式,研发出集海上低渗储层改造液体系、海上控水支撑剂技术、低渗储层压裂管柱设计和海上储层改造监测技术为一体的海上低渗储层改造技术,以及适用于陆上深煤层大规模压裂技术。本文综述了中国海上低渗油气储层改造技术及陆上深煤层大规模压裂技术研究进展,展望了未来储层改造重点发展方向,对推动中国海油低渗及非常规油气开发技术进步有重要指导意义。

中国油气勘探开发成就与未来潜力:深层、深水与非常规油气——专访中国科学院院士、石油地质与构造地质学家贾承造

中国石油工业上游取得了举世瞩目的成就:在资源困难条件下石油产量保持在年产量2×108 t水平,天然气产量快速增长,2022年天然气产量2200×108 m3,成为世界第4大产气国。塔里木盆地克拉2气田的发现是中国天然气勘探史的标志性成果,主要归功于对塔里木盆地构造性质和库车含油气系统的杰出研究和资源预测。中国的风险勘探工程、岩性地层油气藏勘探工程,以及国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”极大地推动了中国油气勘探开发,提升了中国石油工业勘探开发科技水平,为中国油气产量增长作出了重大贡献。中国石油工业上游未来的发展潜力在深层、深水和非常规油气的勘探开发,以及老油气田提高采收率和CCS-CCUS业务。未来石油工业的发展将更多地依靠深层、深水与非常规油气地质理论技术的创新、钻井压裂和海洋工程施工能力的建设、更高效的组织管理能力和献身于中国石油工业的年轻一代。

基于NLP的油气非常规作业风险识别及管控措施推送

本文介绍了一种基于自然语言处理(NLP)技术的油气非常规作业风险识别及管控措施推送方法。该方法通过构建非常规作业JSA知识库和风险智能识别模型,并集成于非常规作业许可管理系统中,实现了对油气非常规作业风险的高效自动识别和针对风险的管控措施精准推送,最终提高油气非常规作业风险管控水平。

非常规油气田开发含油岩屑环保无害化处理技术

非常规油气田的勘探开发通常使用大量的油基钻井液,在钻井过程中不可避免地产生较多的含油岩屑,给周边生态环境带来了较大的污染威胁。为了提高此类含油岩屑的处理效率,达到含油岩屑环保无害化处理的目的,采用超声波辅助化学清洗法对含油岩屑进行了清洗处理,并优化了处理工艺参数。结果表明:液固质量比越大、清洗剂质量分数越高、实验温度越高,经过超声-化学清洗处理后的岩屑含油率相对就越低;而随着清洗时间的延长以及超声功率的增大,处理后的岩屑含油率则呈现出“先降低后升高”的趋势。当实验液固质量比为4∶1、清洗剂质量分数为8%、清洗温度为40℃、清洗时间为30 min、超声功率为300 W时,对目标含油岩屑的清洗处理效果最好,处理后的岩屑含油率可以降低至0.22%,能够达到国家标准GB 18599—2020中的排放要求。研究结果可为非常规油气田开发含油岩屑的高效处理提供一种参考。

纳米乳液:性能、制备及在非常规油气开发中的应用进展

从尺寸、制备方法、热力学及动力学稳定性等方面详细地对纳米乳液和微乳液的特点与不同进行了综述,分析了影响纳米乳液稳定性的主要因素及失稳机理。系统介绍了纳米乳液的制备方法、驱油与助排机理,对其影响因素进行了总结,并对纳米乳液在非常规油气藏开发中的应用现状进行了综述。开发新型低成本、高效的制备方法及研究新型耐温耐盐型纳米乳液是下一步研究的主要方向。

非常规油气藏不规则复杂裂缝表征方法

非常规油气资源储量大,开发难度高。储层压裂改造是非常规油气资源开发的关键技术手段。天然裂缝和压裂裂缝具有不规则性和复杂性。针对现有裂缝表征方法难以准确刻画裂缝真实形状和宽度变化等不规则特性这一问题,提出了基于非结构PEBI网格的不规则复杂裂缝表征方法。首先,建立基于PEBI网格的天然裂缝表征流程,实现对任意区域或限定区域天然裂缝的准确表征;其次,建立基于Delaunay三角形网格和PEBI网格的压裂裂缝表征及优化方法,分析网格尺寸及优化次数对裂缝表征精度的影响;第三,建立基于非结构网格的非平面裂缝表征方法,实现对弯曲裂缝的刻画和表征,裂缝形态和分布与实际情况更相符;第四,提出非均匀裂缝宽度表征方法,实现对变宽度即同一条裂缝宽度和导流能力不均匀分布裂缝的精细表征;第五,在全区域和限定区域内,实现耦合不规则压裂裂缝和不规则天然裂缝的复杂缝网表征。针对大规模天然裂缝与压裂裂缝相交、裂缝宽度非均匀分布、非平面裂缝等复杂条件下的裂缝网络表征,通过调整网格优化次数,能够提高缝网表征质量。利用PEBI网格能够灵活准确逼近裂缝复杂边界条件的优势,实现快速、准确地显示处理大量不规则天然裂缝和压裂裂缝。形成的不规则复杂裂缝表征方法,有助于提高非常规油气藏裂缝网络的表征精度和数值模拟计算准确性。

非常规油气藏水基压裂液流变、携砂与破胶性能实验研究

滑溜水压裂液替代瓜尔胶压裂液并应用于非常规油气压裂液已取得巨大成功,但常规滑溜水压裂液携砂性能较差这一缺点无法得到有效的解决。因此,在常规滑溜水的基础上,提出了粘度可调的变粘滑溜水体系。为了明确瓜胶压裂液、常规滑溜水压裂液和变粘滑溜水压裂液三种体系之间的差异,本文系统性评价与比较了三种体系的流变、携砂与破胶性能,并结合非常规油气藏储层特征与开发技术难点,分析三种体系之间存在的优缺点。研究表明:相较于瓜胶压裂液和常规的滑溜水,变粘滑溜水在兼顾了增粘与携砂性能的基础上,也表现出了良好的破胶性能及低残渣含量的特点。此外,它还具备一定的减阻性能,使其成为未来常规压裂液体系的主要潜在替代产品。本研究为其他研究非常规油气藏水基压裂液技术的科研人员提供一定的借鉴。

《非常规油气》“非常规前沿”联合专辑征稿通知

我国非常规油气资源勘探开发进展迅速,正在逐步改变我国的能源结构,对保障我国国家能源安全至关重要。近年来,非常规油气领域出现了一系列新领域、新问题,尤其是在应对深层或特殊构造区页岩气资源复杂地质条件方面,亟待深化地质认识、更新技术应用、开辟非常规资源相关新领域。

关于征集《非常规油气》第三届编委、青年编委的通知

《非常规油气》为国内唯一针对非常规油气领域出版发行的科技双月刊(CN61-1496/TE、ISSN2095-8471),主办单位是陕西延长石油(集团)有限责任公司,出版单位是陕西非常规油气杂志有限公司。期刊开设了“综述专论”“油气勘探”“油气开发”“油气工程”四个栏目。

《非常规油气》征稿须知

《非常规油气》是由陕西延长石油(集团)有限责任公司主管和主办,面向国内外公开发行的双月刊(CN 61-1496/TE、ISSN2095-8471),以“刊载非常规油气勘探开发的新理论、新技术、新工艺,推进学术交流和科研成果转化,促进我国非常规油气勘探开发技术水平的提高”为办刊宗旨。期刊开设“油气勘探”“油气开发”“油气工程”“专论综述”4个栏目,读者对象是石油地质行业的广大科研人员和高等院校师生。热忧欢迎广大读者踊跃投稿,来稿注意事项如下.

非常规储层压裂支撑剂多级裂缝运移和沉降规律

水力压裂过程中支撑剂在裂缝中有效填充是形成高导流裂缝通道的关键。目前,关于支撑剂在裂缝中运移与沉降规律的研究方法多为物理实验或数值模拟,且主要聚焦支撑剂沉降结果,对支撑运移和沉降机理的研究较少。为进一步揭示支撑剂在裂缝中的运移和沉降规律,采用实验与数值模拟结合的方法探究了支撑剂尺寸、注入速度以及压裂液黏度对支撑剂在单一与交叉裂缝中的运移沉降行为的影响。研究结果表明:①支撑剂尺寸主要通过对沉降角的影响决定颗粒运移的分布,支撑剂尺寸越大,颗粒沉降角越大,运移距离越短;②注入速度对砂丘形态影响较大,当注入速度从0.2m/s增加至1.0m/s时,单一裂缝内砂丘有效支撑面积比和最大高度都明显降低,而分支缝内砂丘有效支撑面积比增加34.3%,表现出与单一裂缝中相反的变化趋势;③压裂液黏度主要影响流体携砂能力,随着压裂液黏度增加,主裂缝内砂丘有效支撑面积比降低8.4%,砂丘最大高度下降6.1cm,而在分支裂缝内表现为先增加后降低。结论认为,分支裂缝与主裂缝内支撑剂运移受施工因素影响往往表现出不同变化规律,该研究成果将进一步完善了水力压裂相关理论认识,同时为压裂现场施工设计优化提供了理论支撑。

非常规油气概念、特征、潜力及技术——兼论非常规油气地质学

提出了石油地质学正向常规油气地质学与非常规油气地质学两大学科方向发展,常规油气地质学研究的核心是"圈闭是否成藏",重点评价"生、储、盖、运、圈、保"6要素匹配关系;非常规油气地质学研究的核心是"储集层是否含油",重点评价"岩性、物性、脆性、含油性、烃源岩特性、应力各向异性"6性及其匹配关系。建立了不同喉径下限油气运聚模式和理论公式、非常规油气开采"L"型生产曲线与产量理论预测模型,揭示了非常规油气形成机理与开采规律。重点阐述了非常规油气的内涵、特征、潜力与技术,提出了鉴别非常规油气的两个关键标志:①油气大面积连续分布,圈闭界限不明显;②无自然工业稳定产量,达西渗流不明显。全球非常规与常规油气资源比例大约8∶2,其中非常规石油资源与常规石油大致相当,非常规天然气资源约是常规天然气的8倍。中国非常规石油资源约240×108t,非常规天然气资源约100×1012m3。近期非常规油气增储上产的重点为致密油和致密气,要加大页岩气工业化试验区建设和页岩油探索力度,未来需要建立"非常规油气地质学、细粒沉积学、非常规储集层地质学、地球物理预测六性、水平井规模压裂、平台式工厂化开采、管理低成本与政策补贴、非常规人才培养"等非常规油气工业体系。

非常规油气地质学建立及实践

非常规油气地质学理论是世界石油工业从常规油气向非常规油气跨越的一次理论飞跃。紧密结合中国特殊地质背景和油气工业条件,经过10年不懈攻关,通过构建细粒沉积学、非常规油气储层地质学、非常规油气成藏地质学、非常规油气开发地质学、常规—非常规油气"共生盆地"发展战略等学科内容,基本形成非常规油气地质学理论体系框架。非常规油气地质学理论,是世界页岩油和气、致密油和气等典型非常规油气工业发展的理论基础,引领推动了石油地质学科发展、行业标准制定、国家实验室建设和专业人才培养,有效推进了我国致密油和气、页岩油和气等非常规油气资源的工业勘探开发。非常规油气地质学科在未来油气资源综合利用、能源结构科学预判、复杂问题创新解决等方面,仍有发展空间。