油气储层勘探建模技术新进展及未来展望

油气储层建模利用地质统计学等方法,综合测井、地质、地震等多学科信息,是油气田开发研究的利器,油藏地质模型可以将油藏各种地质特征在三维空间的变化及分布定量表征出来,是油气藏的类型、几何形态、规模、油藏内部结构、储层参数及流体分布的高度概括,储层地质模型是油藏地质模型的核心,可以对储层的沉积特征、非均质性、物性及流体等特征进行综合表征。但在勘探阶段,面对大尺度沉积体系和稀疏井网条件下的储层展布规律表征的建模难点为:①地质知识的量化表达问题,包括地质专家的经验认识如何数字化表征。②稀疏井网条件下无法直接用钻井资料对地质体的发育规模、展布方向和结构特征准确定量描述及构建地质模式,大尺度空间中复杂沉积体系无法用简单数学函数表征。③传统地质统计学等方法在勘探模型构建中如何实现地震、测井、地质、油藏等多维度数据的融合问题。因此,基于确定性建模和传统地质统计学等随机建模的储层建模理论和技术遇到极大挑战。笔者在系统剖析传统储层建模技术流程和方法的基础上,通过构建涵盖地质、测井、地震、分析化验等信息的多学科地学大数据知识库,开展多维数据凝聚层次聚类的沉积相模式库表征和基于生成式网络的智能建模,提出了多学科协同的油气储层勘探建模技术对策及技术体系,实现了构造、沉积及储层之间匹配关系的定量表征。该技术体系在东营凹陷北部陡坡带、洼陷带勘探部署中开展系统应用,构建融合古地貌、古物源、搬运通道、测井及地震属性等多信息的岩相、物性及油气运聚的地质模型,基于模型新范式指导部署井位,支撑了陆相断陷盆地复杂砂砾岩体、页岩油等勘探实践。笔者通过深度剖析东营凹陷北部陡坡带勘探建模实践难点及精度问题,进一步探讨了未来油气储层勘探建模技术发展趋势和应用前景。

中国石油精细油藏描述技术新进展与展望

精细油藏描述研究是油田开发基础工作之一,其研究精度的不断提高,极大地促进了油田开发水平的提升。“十二五”和“十三五”期间,中国石油精细油藏描述研究针对多层砂岩油藏、复杂断块油藏、低渗透砂岩油藏、砾岩油藏、稠油油藏、特殊岩性油藏分别开展了技术攻关,形成了不同类型油藏配套技术系列。为了支撑剩余经济可采储量(SEC)储采平衡、老油田“压舱石”、采收率再提高、页岩油革命等“四大工程”,系统梳理中国石油精细油藏描述研究在5个方面的最新进展,分别是井震结合构造精细解释技术实现低级序断层定量描述,基于储层构型研究的单砂体刻画技术实现米级砂体描述预测,室内实验、数字岩心、物理模拟和数值模拟等方法技术实现综合剩余油表征,精细油藏描述成果平台建设实现研究过程协同共享和成果规范化存储管理,建章立制制定系列标准规范实现精细油藏描述研究规范化。通过系统总结精细油藏描述存在的8个方面问题,提出精细油藏描述的发展方向。

油气储层用化学封堵材料性能室内评价方法发展方向

目前油气井储层封堵材料室内评价多以承压能力和储层保护能力为主,并以其作为入井依据。但随着技术进步和社会发展,只满足作业需求的某一项或几项指标,无法投入现场试用或应用,导致需要重复检测、评价,造成投入应用时间长,成功率低。从1000余篇国内外油气井安全性、储层保护和环境保护等相关主题词的文献中,发现封得住、稳得起、流得出、过得关和用得起等5项投入应用的性能指标需要检测,并以此为依据将检测方法分为5类。引入大数据思想分析应用成功率与测试指标数量的关系、投入应用时间与测试指标数量的关系发现,评价5类指标比评价单一指标的材料应用成功率最多高62%。5类评价方法项全部完成增加室内工作时间但投入应用的时间最多可节约77%。结果表明,封堵材料应用前评价5类指标,解决了封堵材料投入应用的时间长、效率低难题,不仅为储层封堵材料投入现场应用提供评价指标和检测方法,还为其他井筒作业材料提供了可借鉴的评价手段。

分布式存储与计算方法在水利地理空间大数据中的应用

为高效存储管理水利地理空间大数据,本文提出一种基于Hadoop和Spark的分布式存储与计算架构,同时合理运用Spark的内存与缓存机制,设计实现了针对空间大数据的分布式存储与计算方法。利用某水电站库区DEM数据进行库容计算分析,验证了本文所提出的分布式存储和计算方法具有更高的计算效率,,并具有良好的可扩展性。

四川盆地致密气藏开发指标评价方法

气藏开发指标评价工作是衡量气藏开发效果、发现开发中薄弱环节、提高生产管理水平的重要手段。为了助推四川盆地致密气勘探开发实现高质量发展,需要构建一个科学、合理、全面、实用的致密气藏开发指标评价体系,优选指标量化评价方法。针对四川盆地致密气藏实际数据特点,基于地质、井筒、地面一体化经验认识,筛选能全面反映致密气藏勘探开发情况的指标,搭建出致密气藏指标的基础框架,开展四川盆地致密气藏开发指标评价方法研究。研究结果表明:(1)采用大数据分析包括AHP层次法、CRITIC法、因子分析技术,和传统方法相结合,主客观融合,建立一套具有3维度、3阶段和分级的开发指标评价体系,实现致密气藏开发指标关键表征参数优选及综合权重分析;(2)采用功效系数法、等级法、k均值聚类法等数据融合治理与指标分数确定方法明确指标评分量化标准,将关键指标真实值转化成为数值得分,实现致密气藏精细化定量评价方法;(3)通过典型致密气藏实例验证,评价结果符合气藏实际,发现气藏开发存在采气速度过快、措施井比例低等短板与不足,对类似区块的开发效果评价具有重要的推广价值。

小型水库“以大带小”网格化管理体系构建——以江西省袁州区为例

为深化小型水库管理体制改革,江西省从2017年以来推进区域集中管护、政府购买服务、“以大带小”等管护模式,袁州区推行的“以大带小”管护模式成效明显。文章对江西省袁州区小型水库“以大带小”网格化管理体系进行了梳理,分析了其管理模式、网格管理体系、经费来源保障、有效管理措施等,以期为小型水库标准化管理提供借鉴。

汀溪水库三维防洪调度管理信息系统研发

水库防洪调度是一个非常复杂的过程。水库防洪调度的信息化主要是借助测量、遥测、遥感(RS)、地理信息系统(G IS)、全球定位系统(GPS)等手段采集基础数据,构建数字化水库防洪数据管理平台和水库虚拟三维环境。在该平台和环境中,以系统软件和数学模型对水库流域的水雨情及洪水的调度方案进行模拟、分析和研究,提供决策支持,从而增强防洪调度决策的科学性和预见性。实践表明,通过RS、GIS技术建立的水库三维防洪调度系统能够为水库管理者提供水库防洪调度方案制定与分析、防洪调度决策等方面的强有力的、科学的辅助支持。本文结合厦门"汀溪水库三维防洪调度系统"的实际研发,探讨了RS和GIS技术在水库防洪调度中的应用。

细粒沉积物及其古地理研究进展与展望

细粒沉积物特征及其古地理研究对含油气细粒沉积物的勘探开发、评价预测、工程技术设计等意义重大。近年来,细粒沉积物,尤其是含油气细粒沉积物研究的快速发展,带来了一系列新的研究领域。在讨论细粒沉积物的定义、分类与特征的基础上,通过分析细粒沉积的文献知识群,获取细粒沉积物、页岩研究等结构、热点与发展方向。国际上细粒沉积物研究主要关注微结构和成因机制,近年来主要在具有油气意义的特殊细粒沉积物——页岩研究方面取得关键进展,对页岩的研究过程可以分为以页岩表征为代表的主知识网络和以页岩气赋存、运移等构成的延伸知识网络。细粒沉积物古地理恢复方法丰富,适用性存在差异,但量化、多因素综合、数据集成与深度挖掘、人工智能化将是细粒沉积古地理恢复方法的方向。在含油气细粒沉积物的优选评价方面,需要对沉积物本身特征与控制影响因素展开精细研究,进而延伸出"更宏观"与"更微观"2个主要发展方向。

应用碳氧比能谱测井资料评价储层大孔道

大庆喇萨杏油田长期注水开发导致油层的孔隙结构发生很大变化,形成低效或无效注水循环层,即大孔道。从碳氧比能谱测井原理出发,分析了硅钙比值(Si/Ca)与泥质含量、氢硅比值(H/Si)与孔隙度等的关系。提出了一套利用碳氧比能谱测井资料计算泥质含量、孔隙度和目前含水饱和度的测井解释方法,并结合完井测井资料有效识别、评价储层大孔道。该方法在实际生产中应用,取得了较好的地质效果。

大数据挖掘技术评价致密气藏水平井产能

为准确评价致密气藏压裂水平井的产能,通过分析致密气藏压裂水平井产能的影响因素,采用大数据技术进行数据过滤,给出了影响产能的2个大类9个子类40个因素,并优选出主要因素。运用主成分分析方法、线性回归方法进行影响因素的排序,并建立多因素影响下的产能方程。研究表明,采用大数据挖掘技术建立的产能评价方程预测的气井产量与实际产量相比,精度达到90%。研究内容为大数据技术在致密气藏储集层地质认识、大规模压裂技术、气井动态特征等领域的应用拓宽了思路。

疏松砂岩油藏大孔道形成机理与预测

疏松砂岩油藏开发过程中,易形成大孔道,导致注水无效循环,降低注水开发效果。进行大孔道形成机理与预测的研究,有助于指导疏松砂岩油藏大孔道治理,改善开发效果。结合室内实验结果和矿场生产资料,分析了大孔道形成的地质条件、流体条件和开发因素。采用数值模拟方法,研究了地层韵律性、层间渗透率差异倍数、油水密度差、油水粘度比、采液速度等对大孔道形成的影响。经对比分析,建立了综合系数与油藏形成大孔道之间的变化关系,指出可采用综合系数来预测大孔道的形成,并给出了正韵律、反韵律油藏大孔道形成时该值的界限。以孤东油田七区西Ng63+4油藏为例,利用综合系数判断了大孔道的形成,结果与多种测试分析资料吻合程度较高。

弱胶结油层出砂机理及数值方法

为了弄清油层出砂机理,为油田防砂和出砂预测提供理论指导,分析了疏松砂岩油层出砂的机理以及影响因素,综合利用力学原理,考虑应力场和渗流场的相互作用以及大孔道中的管流与油层渗流之间的相互作用,建立了疏松砂岩油藏大孔道出砂计算的数学模型,给出了其数值方法,利用有限体积法编制的程序模拟了单一孔道情况下二维油层出砂情况,为弱胶结油层出砂预测提供理论基础。

低渗透储层大型压裂改造技术新突破

随着国内大型压裂技术的提高,在总结大型压裂失利教训的前提下,对夏72井大型压裂改造获得突破,证实了大型压裂技术可行性论证方法的科学性,同时夏72井的出油也是新疆油田2004年勘探工作的一大成果,使人们对老区勘探的潜力又有了新认识。

太79井砂砾岩储层大型压裂技术研究与实践

华北油田二连探区分布着大量的砂砾岩储层。砂砾岩储层与常规的砂岩储层岩性不同，缝高控制难，油气显示差，物性差，压力传导慢，储层岩石有一定的塑性特征，可动流体饱和度从极低到中等，反映储层的非均质性极强。压裂设计的主要目标是低伤害、造长缝和控缝高。经在太79井阿尔善组71～72号层上进行二连探区迄今为止规模最大的加砂压裂试验，成功加砂达75．02m^2，压后取得了明显效果，日产油达13．16m^2，比周围邻井高3倍以上，且不含水。太79井砂砾岩储层大型压裂及取得的良好效果，对类似储层的压裂改造，具有一定的现实指导性。

水库大坝安全诊断与智慧管理关键技术与应用

中国水库大坝建设水平世界领先,但管理水平相对滞后,突出表现在管理手段落后、信息化应用程度低,出险甚至溃坝事故仍时有发生,亟待加强传统水利与现代信息技术融合,充分应用大数据、人工智能、机器学习等现代信息技术,实现水库大坝安全智能诊断和智慧管理。“十三五”国家重点研发计划项目“水库大坝安全诊断与智慧管理关键技术与应用(2018YFC0407100)”以澜沧江流域代表性水电工程等为依托,以水资源高效利用为目标,以确保水库大坝安全为宗旨,以工程防灾减灾为突破点,通过近四年的联合攻关,在大型复杂水工结构性能演化测试装备与智能诊断技术、大坝结构与服役环境互馈仿真及智能监控关键技术、基于大数据的大坝安全诊断与预警关键技术等方面取得系列创新成果,为进一步健全中国大坝安全保障体系和强化预报、预警、预演、预案“四预”措施提供科技支撑,全面保障水库大坝安全运行和综合效能发挥,具有极高的科学价值和广阔的推广应用前景,社会效益、经济效益和生态环境效益极其显著。

水库大坝安全智能巡检系统设计与实现

针对传统水库大坝安全巡检过程中存在的数据组织散乱、巡视结果人为因素多、管理效率低、信息孤岛严重、无法可视化和时效性差等诸多问题,以水库智慧管理为理念,集成物联网、智能技术、云计算与大数据等新一代信息技术,设计和研发了基于大数据的"发现问题—智能诊断—匹配处置决策—处理效果反馈"的闭环模式水库大坝安全智能巡检系统,由巡检人员管理、智能巡检管理、智能诊断分析、查询统计管理等四大功能模块组成。通过多个水库工程实际应用表明,该系统可切实提高水库大坝安全管理能力和运行管理效率。

井打在大尺度溶洞内的缝洞型油藏试井模型

天然缝洞型碳酸盐岩油藏中存在大尺度溶洞。鉴于钻井过程中会出现钻杆放空、泥浆大量漏失等现象,建立了井打在大尺度溶洞内的试井解释物理数学模型。通过格林函数和Laplace变换法求得了拉氏空间井底压力表达式,对影响井底压力动态的主要因素进行了分析。结果表明,当井打在洞内时,由于洞内的渗透性要远好于洞外地层,因此压力导数曲线后期出现明显上翘,溶洞的大小主要影响压力从洞内传播到洞外的时间长短。以缝洞型碳酸盐岩油藏中溶洞内一口井为实例对其进行了试井解释,验证了该数学模型。

四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气优质储层发育模式及识别评价技术

2012年,中国在四川盆地设立了第一批国家级页岩气示范区,历经10年建设、实践,在四川盆地落实了10×10m^(3)级海相页岩气大气区,页岩气跨入了规模效益勘探开发新阶段。为系统总结页岩气勘探开发成果,为深层页岩气以及其他地区页岩油气的勘探开发提供借鉴和参考,以盆地重点井的电性、岩相、储层参数、微观孔隙等分析为基础,系统总结了五峰组—龙马溪组页岩气优质储层主要特征、发育模式和识别评价关键技术。研究结果表明:(1)富生物硅质页岩、钙质页岩及其混合质页岩相是优质页岩气储层的主要岩相类型,形成于半深水—深水陆棚相;横向展布受古地貌控制,纵向发育受物源、氧化还原条件及古生产力等影响,厚度为25~90 m。(2)页岩气优质储层发育有机质孔隙、无机质孔隙及微裂缝(包括纹/层理缝);有机质孔隙是重要储集空间之一,微裂缝既是不可或缺的储集空间也是重要的产出通道;页岩气储集空间总体是微—纳米级孔隙,宏孔对富集起重要作用。(3)提出了3种优质储层发育模式;沉积型是基础,龙马溪组底部笔石带高U/Th层段多发育优质储层,其厚度主要受古地貌控制,坳陷区域的厚度更大;成岩型包括同生—早成岩期刚性支撑、中—晚成岩期矿物—有机质转化和超压缓解压实3种形式;构造改造型以微裂缝优质储层为主;(4)页岩气优质储层识别评价的核心技术有大尺度岩心与岩石薄片观察、高精度岩石矿物识别、含气量实验测试与模拟、扫描电镜微观表征、三维微观孔隙重构、地球物理综合解释与预测、大数据分析等。结论认为,近10年的示范区建设研究和实践成果可深化我国页岩气优质储层认识、推动页岩气储层相关理论技术有效发展、提高页岩气“甜点区/段”预测精度、扩大示范区页岩气勘探开发成效。

大厚段砂砾岩储层压裂工艺技术研究及应用

大厚段砂砾岩储层具有物性差、可动流体饱和度低的特点,压裂是该类储层增产、稳产的重要措施,压后效果的好坏取决于人工裂缝与储层物性的匹配关系。大厚段砂砾岩储层压裂具有支撑缝长与缝高匹配困难;多裂缝发育、压裂液滤失严重,砂堵风险大;存在支撑剂嵌入,裂缝导流能力损失严重。通过技术攻关,形成了使用大排量、高粘度压裂液充分造缝;控制注入液体与裂缝中液体密度差优化支撑剂在裂缝中的铺置;利用多级粉陶段塞堵塞多裂缝,降低压裂液滤失以及最高砂比理论降低砂堵风险;采用组合支撑剂提高施工成功率和有效率。该项技术在Y104-1井得到了成功应用,压后自喷产油31.7t/d,产气1.4×104m3/d,增产效果显著。

国内外储层大孔道识别方法研究现状

我国绝大部分油田已经进入高含水阶段,部分油田已经进入特高含水阶段。在长期水驱过程中,储层内的孔隙结构会有较大变化,在油水井之间渗透率高处会出现储层大孔道,会导致注入水沿着此通道长期做无效循环,油井产量会明显下降。针对国内外大孔道技术以及识别方法进行综述,为以后我国油田开发调整做出一点贡献。