现场总线技术在海洋石油工业的应用

介绍现场总线技术在旅大10-1/5-2油田开发项目中的应用,技术先进性及效益。

井筒砂粒运移规律室内模拟实验研究

利用研制的井筒携砂实验装置,模拟了一定砂粒配比下不同井型中的携砂情况。观察了颗粒在不同倾斜角度的井筒中的运移方式,测定了不同粒径的砂粒被携带出的临界流量,揭示了颗粒直径同流体流量关系变化规律。实验结果表明,流体的流速和携砂管的倾斜程度对砂粒携带能力有很大影响,流体流速越大,携带的颗粒直径也越大,砂粒在携砂管中的流动方式随携砂管倾斜角度而变化,携砂管垂直放置时,颗粒以均匀悬浮方式运移:携砂管倾斜时,颗粒以非均匀分层流动、跳跃和移动床流动方式运移。同一粒径砂粒在不同倾斜携砂管中的临界流量表明,携砂管倾斜60°时,携带能力最弱,携砂管垂直时携砂能力最强。

礁灰岩油藏隔夹层控制的剩余油分布规律研究

珠江口盆地流花11-1油田是底水驱动的块状生物礁油藏,已处于油田开发中期,礁灰岩油藏内部的隔夹层是影响开发效果的因素之一,也是剩余油分布的主要控制因素。根据岩心、测井、地震、开发动态等资料,将该油田生物礁储集体中隔夹层划分为4类,分析隔夹层的成因及分布特征,揭示了隔夹层对剩余油分布的控制作用。在综合分析油藏动、静态因素的基础上,主要根据隔夹层的研究成果,指出了剩余油潜力区,并在潜力区部署了侧钻井位,实际生产与研究结果一致,取得了明显效果。

桶形基础极限承载力特性研究

通过有限元计算,分析了不同长径比下横向和竖向承载力、载荷位移曲线以及耦合载荷作用下的极限承载力特性,并与实验结果进行了对照。结果表明:当竖向压力小于某临界值时,基础的横向极限承载力随着竖向压力的增加而增加;但是当竖向压力增大到超过该临界值以后,横向极限承载力反而会随竖向压力的增大而降低。随着长径比的增加,基础承载力,特别是横向承载力有比较明显的提高。

含甲烷水合物沉积层渗透率特性实验与理论研究

含水合物沉积层的饱和度与渗透率关系研究,是深水油气及海洋水合物资源勘探开发的基础性工作.利用两种平均粒径分别为0.110和0.210mm的玻璃砂模拟沉积层环境,通过体积测量法确定其孔隙度分别为0.364和0.368.测量甲烷水合物在沉积层中渗透率随饱和度的变化,并将得到的结果与平行毛细管模型、Kozeny颗粒模型以及Masuda模型进行了比较.结果表明:模拟的沉积层可以近似认为是等径球体颗粒堆积物,其渗透率与孔隙度基本符合修正的Kozeny-Carman公式关系;沉积层中甲烷水合物的存在使其渗透率急剧下降;与多个模型比较后发现水合物占据孔隙中心的平行毛细管模型与实验结果吻合得较好,说明实验中甲烷水合物主要是在沉积层的孔隙中生成而不是对玻璃砂颗粒形成包络;甲烷水合物饱和度低于25%的沉积层渗透率与饱和度的关系成指数递减关系.

海底输油管道底砂床冲刷机理研究

设计了海底输油管道水槽冲刷试验模型,研究了海底输油管道与砂床处于不同相对位置情况下床砂起动流速的变化,采用理想流体映射定理对其进行了理论分析,探讨起动流速变化规律。结合有限元数值模拟对试验进行细化分析,研究了海底管道底砂床砂粒起动的产生机理,根据研究结果将冲刷过程划分为五个阶段。阐明了海底管道暴露冲刷的危害性和实时监测的重要性。

非均匀外载作用下油井套管强度特性的实验研究

盐膏层套管损坏是由于盐岩蠕变对套管产生一个严重的非均匀附加外挤力而造成的,目前,国内外仍没有一套成熟的非均匀外载作用下的套管强度设计方法。根据实际全尺寸套管承受非均匀外载作用下的强度实验,研究了非均匀外载作用下油井套管的强度特性,提出了用“等效破坏载荷”及椭圆载荷的短、长轴之比来定量描述套管所受非均匀外载的概论,建立了非均匀外载下的套管强度设计图版,可用来检测盐岩等流变地层中下入套管的安全性或在已知套管外载时进行套管强度设计。实验结果表明:套管承受非均匀外载作用时其强度与承受均匀外压相比要低8～21倍。

圆盘泵流动规律研究

为研究圆盘泵内流动规律,将圆盘泵叶轮分为无叶区和叶片区。应用CFD技术对模型泵内部的流动进行数值模拟,并对速度矢量图、等值线图和压力等值线图进行分析。分析认为旋流是圆盘泵内的主要流动方式,无叶区内较大部分是低压区,在叶轮无叶区和叶片区间存在贯通流,叶片区流入无叶区的贯通流将较大角惯量传递给无叶区内的流体是圆盘泵具有良好通流能力的原因。

垂向动载荷下桶形基础响应实验研究

对垂向动载荷作用下吸力式桶形基础(简称桶基)响应进行离心机实验模拟。结果表明,在垂向动载荷作用下,当载荷幅值超过一定值时,桶基周围砂土软化甚至液化,发生明显的沉降。桶基周围土体的沉降随着载荷幅值的增加而增加。由于液化区的滤波和对动载的衰减作用,发生沉降的范围有限,离桶壁约一倍桶高距离。超孔隙水压从桶基边沿水平向逐渐衰减,从土面开始往下逐渐衰减到零。桶基周围砂土完全液化的厚度随载荷幅值的增加而增加,最大值约为桶高的40%。

平台涡激运动造成的立管疲劳损伤研究

针对Spar平台的运动特性,结合立管的结构参数,利用有限元分析软件对平台运动所产生的立管的应力幅进行了计算;并利用S-N曲线、Palmgren-Miner累积损伤准则以及应力集中系数,对平台运动所引起的立管疲劳损伤进行了分析。

南堡35-2油田储层空间分布特征研究

地震反演和地质统计是表征储层空间分布的两种方法。地震反演能较好地描述厚砂层的横向分布规律，地质统计则能较好地描述薄砂层的垂向变化，利用这两种相结合的方法对南堡３５－２油田储层空间分布进行了研究。研究后认为，本区河流相砂体有砂体和砂体直接接触、砂体上下叠置及砂体相互切割三种接触关系；储层空间分布有单砂体厚度大、连续性强、平面分布广及单砂体厚度小、垂向“泥包砂”、呈窄条状二种模式。较厚砂体横向连通性好、分布范围广，反映了河道的侧向迁移、砂体叠加的特征；砂层薄、横向分布范围小、连续性差、多呈孤立状，是曲流河截弯取直的结果。

河流相油气储层的井震结合相控随机建模约束方法

河流相油气储层的研究传统上多是只依据井点资料,先在井上进行沉积相的划分,而后进行剖面相的分析,最后再结合平面沉积参数等值线图编制平面相图,这样往往会造成"见砂画河,吾跟勘探走"的局面,这种平面相图在井间可能存在着较大的误差。然而,平面相图的正确与否直接影响着储层建模中相控的结果。为此作者提出了一种井震结合进行沉积相图编制的新方法,即"以河找砂,指导勘探行"的思路,并在此基础上进行分层次地相控约束随机建模。同时提出相控建模的三个基本的约束条件,即首先要保证随机建模模型的"相序"符合地质规律;其次要保证建模实现的微相分布统计概率与单井沉积微相数据离散化至三维网格后的统计概率相一致;第三要确保三维数据中每种微相的变差函数特征与定量地质知识库一致。因而,从沉积形成与演化的成因角度来指导沉积储层随机建模过程,应用多参数协同、分层次约束的方法,以河道的平面展布和垂向演化来控制建模的结果,使其更逼近地下地质的真实。

汤原断陷古近系扇三角洲沉积特征

汤原断陷新安村组-达连河组中广泛发育扇三角洲沉积。根据岩心观察、测井和地震资料分析、岩性鉴定、粒度分析等资料,识别出扇三角洲平原、扇三角洲前缘、前扇三角洲3个亚相,并进一步识别出8个微相。从扇三角洲平原到扇三角洲前缘,不同沉积微相的沉积特征呈现规律性的变化:沉积物结构如支撑关系由杂基支撑到颗粒支撑,颗粒间由点接触变为面接触,颗粒分选由差到好,成熟度由低到高,沉积物的粒度由粗变细等;沉积层理构造由扇三角洲平原砂砾混杂的块状层理到前缘小型低角度的交错层理、波状层理等;概率累计曲线由扇三角洲平原的一段式、低角度两段式到扇三角洲前缘的斜率较大的二段式、三段式;在C-M图上,扇三角洲平原的点群多在C、M值较大的PQ段,前缘多在OR、RS段。在此基础上,结合岩心特征、粒度分析等资料得出扇三角洲的水动力机制主要为牵引流沉积,少量重力流沉积。

流花11-1油田礁灰岩油藏沉积-成岩演化模式

南海流花11-1油田发育生物礁、生物滩两种沉积相类型,并可细分为珊瑚藻礁、珊瑚礁、珊瑚藻-珊瑚礁、有孔虫滩、生物碎屑滩及珊瑚藻屑-有孔虫滩6种沉积微相。岩心观察及薄片鉴定结果表明,生物礁体在海底成岩环境、大气淡水成岩环境及区域地下水-埋藏成岩环境中发生的成岩作用包括粘结、溶解、胶结、压实-压溶、重结晶、白云化及“白垩化”作用等。结合沉积相分析结果及成岩作用各个阶段对储集性能的影响,将礁灰岩油藏沉积-成岩演化过程划分为8个时期:Ⅰ期成礁、早期暴露-溶蚀、Ⅱ期成礁、中期暴露-溶蚀、早期成藏、晚期溶蚀、晚期成藏及区域地下水溶蚀。这种特有的演化模式形成了垂向上的8层储层结构,即4个高孔渗段和4个中-低孔渗段间互沉积,4个中-低孔渗段A,B2,C及E段以胶结作用为主,岩性相对致密,隔夹层广泛发育;生物礁体暴露过程中,处于渗流环境的B1,B3及D段由于溶蚀作用形成高孔渗段,区域地下水进一步溶蚀和“漂洗”形成的高孔渗段F段为水层。

超深水钻井隔水管设计影响因素

超深水钻井隔水管设计的影响因素主要为环境因素与作业因素,前者主要包括水深、波浪、海流,后者主要包括钻井液密度、脱离后隔水管系统悬挂模式、浮力块分布、涡激抑制设备等。系统总结了超深水钻井隔水管设计影响因素,研究了各因素影响隔水管设计的机理,定性或定量分析了各因素对隔水管设计的影响。研究表明,水深和海流是隔水管设计最显著的影响因素,水深增加导致隔水管材料、结构、配置产生重大变化,海流导致隔水管产生涡激疲劳,并增加隔水管下放与收回的难度。悬挂模式影响隔水管系统的浮力系数和浮力块分布,涡激抑制设备造成隔水管作业困难,钻井液密度影响隔水管的有效张力和底部球铰转角进而影响隔水管系统的稳定性。相关结论可为超深水钻井隔水管设计、配置、作业、管理提供参考。

南海北部白云大型海底滑坡的几何形态与变形特征

利用二维、三维地震资料,结合多波束水深测量,在南海北部白云凹陷发现大型海底滑坡。白云大型海底滑坡可分为滑坡根部、滑坡主体和滑坡前缘3个主要部分,广泛发育滑坡陡壁、滑塌沟谷、滑移面、滑坡台阶等典型滑坡地貌。地震相特征表现为楔状弱振幅杂乱地震相,块状平行或波状弱振幅中连续地震相,席状亚平行/波状弱振幅连续地震相,谷状水平充填中振幅、中连续地震相和丘状/透镜体状前积地震相等5种典型地震相特征。初步估算白云海底滑坡范围约为13000km2,滑坡分布受地形和海底沉积物岩性控制,晚期活动在中更新世。白云大型海底滑坡位于深水油气和天然气水合物的富集区,对油气和天然气水合物成藏作用和勘探开发具有重要的影响。

航海雷达识别与跟踪海冰试验

在辽东湾某座石油平台上安装了监测海冰的航海雷达 .首先对该雷达探测与识别海冰的效果进行了试验 .结果表明 ,它可识别莲叶冰、平整冰、粗糙冰与冰脊 ,其识别能力主要与雷达性能、天线高度以及海冰表面粗糙度有关 ;为了增大雷达对海冰的探测距离 ,在平台顶部架设了天线塔 ,使天线高度达到 5 5 m;该雷达系统有对海冰连续跟踪的能力 ,可为研究海冰生消和运动规律提供依据 。

山东五号桩油田桩74块剩余油分布规律及挖潜措施

低渗透油田开发在中国石油工业中具有特别重要的意义。应用岩心、测井等资料将山东五号桩油田桩74块远岸浊积扇划分为扇根、扇中、扇缘3个亚相,其中扇中亚相划分为辫状水道、水道间、水道侧缘、扇中前缘及叶状体5个微相类型;阐明了研究区特低渗透油藏内储层的层内、层间及平面非均质特征;系统总结了微构造的类型及组合模式。在沉积微相、储层非均质性及微构造研究的基础上,采用动态、静态结合的分析方法阐明了研究区特低渗透油藏的剩余油分布规律及控制因素,揭示了沉积微相、储层非均质、微构造及井网条件等因素对剩余油分布的控制作用。根据剩余油分布的研究结果,结合相关资料,指出了剩余油潜力区,有针对性地确定了剩余油的挖潜措施,为增加剩余可采储量和提高采收率提供了科学依据。

依兰盆地始新统达连河组油页岩成因新认识

综合利用野外露头、岩石矿物组合、有机岩石学、元素地球化学等资料,研究了依兰盆地达连河组含煤-油页岩段与油页岩段油页岩成因。含煤-油页岩段油页岩有机质类型主要为II1型,油页岩段油页岩有机质类型主要为II1-II2型,且都表现为弱氧化-还原特征,但是两者却具有不同的成因。含煤-油页岩段油页岩形成于湖泊-沼泽沉积体系,油页岩形成于湖泛作用基准面上升时期,直接发育在原来沼泽发育的位置,由于该时期水动力很弱,无法带入新的氧气,又有大量的生物生长并且不断原地死亡堆积,形成了有机质很丰富的油页岩。油页岩段油页岩形成于半深湖-深湖体系,该体系中频繁重力流作用的出现,把陆源碎屑带入深湖、半深湖中的时候,也把氧气带入到湖底,不利于有机质的保存,导致该油页岩段的有机质呈混合型以及弱氧化-还原特征。

鄂尔多斯盆地南部晚三叠世物源分析

本文通过对鄂尔多斯盆地南部的物源区大地构造性质、沉积格局及古水流等的综合分析,并结合砂岩组分,轻、重矿物及微量元素等资料,对盆地南部晚三叠世物源进行了深入分析,旨在阐明古物源与沉积体系的空间配置,确定物源的差异演化过程及发展趋势。研究表明,盆地南部晚三叠世沉积物源主要为太古生界深变质的结晶片岩、片麻岩及震旦亚界和古生界的浅海相碎屑岩及碳酸盐岩。在物源分异的影响下,不同的沉积体系分布区轻、重矿物组分特征明显不同。在镇原—泾川地区砂岩碎屑中石英含量相对较高,岩屑主要为沉积岩屑,向东南部铜川—耀县一带,长石含量逐渐增加,岩屑中火成岩和变质岩岩屑也增加。盆地南部重矿物主要为锆石、电气石及石榴石为主的组合,其分布受到了沉积水系的控制,形成了西南部的环县—庆阳—泾川一带、南部的长武—宁县一带、东南部的黄陵—铜川地区和东北部富县—延安一带的4个重矿物集中分布区,分别对应于不同的古水系及沉积物扩散区。在REE配分模式上,富县—延安地区延长组地球化学特征及配分模式曲线与盆地东北缘太古代及早元古代变质岩一致,二者有较大的亲缘关系;镇泾地区和盆地西南缘变质岩REE分配模式基本一致。