西南油气田开发储量管理数字化转型探索与实践

在国内油气矿产资源改革的新形势下,为了优化油气田企业储量管理,本文以西南油气田开发储量管理为对象,以工作流程管理、业务特点研究为基础,利用互联网技术和信息化手段,基于勘探开发梦想云平台总体架构,主要采用Java语言进行开发,建设西南油气田开发储量数字化管理系统,将储量、矿权、产量、井位等多要素相结合,形成新一代储量管理模式,有效提升储量研究人员、管理人员、决策人员的工作效率,为西南油气田的勘探开发业务规划和部署提供支撑。

天然气开发对标管理指标体系及评价方法

对标管理是提高企业核心竞争力最直接有效的管理方法之一,在跨国企业中得到了广泛应用,国内知名企业也在逐步推广应用该管理方法来提升企业管理水平和竞争实力。为进一步提高天然气开发生产管理水平,构建了一套具有3单元、2维度、3层级的天然气开发对标管理指标体系,在此基础上利用功效系数法建立了一套对标管理评价方法并开展了对标评价研究和实际应用。研究结果表明:(1)构建的开发对标管理指标体系,能够全面、客观、定量地反映公司和所属生产单位的开发技术水平、生产管理水平和可持续发展能力;(2)基于功效系数法制定的开发对标管理评价方法,能够简单有效地将指标值转化为百分数,从而在生产单位之间开展横向对比;(3)对标管理基于先进、成熟的国际管理经验,能够精准地反映问题,暴露短板,方法简单有效,有助于大幅度提升企业的管理水平。结论认为,通过开展天然气开发对标管理研究,可以精确评价生产单位的工作水平、精准引导生产单位的整改方向、提高开发水平。本次研究构建的天然气开发对标管理指标体系和评价方法对其他油气田公司开展类似工作具有一定的借鉴和参考意义。

多波地震联合技术精细雕刻隐蔽河道砂体——以四川盆地西北部ZT地区沙溪庙组为例

四川盆地陆相致密砂岩气资源丰富,是目前天然气增储上产的重要领域,但侏罗系沙溪庙组沙一段河道砂体纵向多期叠置,横向同期交汇且河道砂体类型多样,隐蔽性强,形成了复杂多变的地震反射特征,准确刻画河道砂体难度极大。为了解决四川盆地西北部(以下简称川西北)ZT地区沙溪庙组一段(以下简称沙一段)多期河道砂体及储层刻画不清晰、精度低的问题,采用新采集的三维地震三分量转换横波(PS波)资料,结合PP波叠前数据和常规叠后地震资料,在正演模拟基础上,形成了多波地震联合雕刻河道砂体关键技术,并分析了河道砂体多波地震响应特征随砂体孔隙度的变化规律。研究结果表明:(1)砂体顶界PP波地震响应随孔隙度增大由强波峰转变为强波谷,而PS波地震响应不随物性变化发生极性反转,基于横波对岩性的刻画可有效识别多期隐蔽河道砂体;(2)相较反映横波阻抗变化率的叠前P-G属性,PS波振幅能量更聚焦,雕刻的河道砂体横向展布特征更清晰,边界更清楚;(3)叠前P-G属性具有更高的纵向分辨率,有利于区分叠置砂体,并落实砂体的发育期次。结论认为,多波地震技术联合充分发挥P-G的高分辨率优势确定纵向砂体发育期次,发挥PS波横向连续性优势刻画横向边界,实现了ZT地区沙一段河道砂体的完整精细雕刻,生产应用效果显著,并为该区井位部署和储量升级提供了有力技术支撑,为四川盆地陆相致密砂岩气规模效益开发奠定了坚实的基础,同时有力推进了多波地震勘探技术的发展。

四川盆地中部地区中侏罗统物源体系格局及时空演化

四川盆地中部地区(以下简称川中地区)中侏罗统沙溪庙组是我国重要的致密气勘探开发战场,其物源体系来源和母岩性质复杂多变,在一定程度上制约了下一步油气勘探进程。为此,基于川中地区沙溪庙组各亚段碎屑组分、元素地球化学和锆石碎屑成分分析,研究了沙溪庙组碎屑含量、烃源岩性质及构造背景,并探讨了母岩来源和造山带构造作用对物源的控制效应。研究结果表明:(1)川中地区西侧沙溪庙组单晶石英含量差异较大,砂岩成分成熟度平面变化明显;川中地区西北侧位于岛弧、混合造山带、碰撞造山带的综合构造环境,母岩性质及类型以上地壳长英质岩石与中—酸性混合火成岩为主,构造背景以大陆岛弧为主,兼活动大陆边缘性质,其与川北地区及大巴山前缘沙溪庙组母岩特征耦合度较高;而川中地区西南侧与川西地区及龙门山南段耦合度较高;川中地区东侧沙溪庙组锆石年龄谱与川东地区耦合度良好。(2) J_(2)s^(1)和J_(2)s_(1)^(2)时期川中北部地区受大巴山逆冲推覆影响,形成长轴物源供给格局的雏形,而川中地区西南侧由龙门山南段提供短轴物质输送;J_(2)s_(2)^(2)和J_(2)s_(3)^(2)时期大巴山强推覆作用,使川中地区整体被长轴远源沉积物充填;J_(2)s_(4)^(2)时期受龙门山北段冲断作用影响,为川中地区西北侧提供物质来源,但川中地区主体受控于大巴山物源体系。结论认为,该研究成果为重建四川盆地中侏罗世古地理格局和中侏罗统有利砂体预测提供了理论指导。

川中北部须家河组烃源岩测井解释及评价

基于烃源岩地球化学实验成果和常规测井资料,通过拟合地球化学参数敏感测井值,建立了可靠性较高的总有机碳含量以及生烃潜量测井解释模型,同时结合研究区实际,制订了相应的烃源岩分级评价标准,并对其平面展布进行了初步刻画,结果表明:1)川中北部须家河组烃源岩在测井曲线上具有高自然伽马,高声波时差,较高电阻率以及低补偿密度响应特征;2)声波时差和电阻率曲线对烃源岩总有机碳含量、生烃潜量的响应较为敏感,基于二者与实测地球化学参数间的多元回归,可以得到较为可靠的烃源岩总有机碳含量以及生烃潜量解释模型;3)研究区须家河组烃源岩总有机碳含量多在0.75%~1.50%,生烃潜量多在0.60~1.00 mg/g,以差烃源岩为主;4)纵向上,须五段是本区须家河组烃源岩发育的主力层段,其次为须二段;平面上,须五段烃源岩厚度具有自西向东减薄的趋势,而须二段烃源岩厚度呈北西至南东向减薄。

气田内部集输管网建设适应性评价研究

气田内部集输系统建设工作是整个气田建设中最重要、最关键的部分,随着气田勘探开发的不断深入,集输系统建设也将不断地优化调整。由于集输系统自身的复杂性,要解决该类问题并不容易。提出了一套集输管网建设适应性评价方法,对建设期间各种工况提出了应对措施,包括前期调研、计算方法研究、管网建模、工况模拟和结论5个步骤。该方法在某大型气田建设生产中得到成功应用,为地面集输建设奠定了理论基础,为高效有序地推进勘探和开发生产提供了技术支撑。

掺氢输送管道材料的适应性及评价方法

天然气管网掺氢输送可有效解决氢能利用过程中的输送问题,但这会给管道带来安全风险。本文详细评述了掺氢输送管道金属和非金属材料的种类、适应性影响因素及其评价方法,建议完善和利用现有金属和非金属材料宏观性能表征及微观机理分析方法,结合实际工况环境及材料关键性能指标,建立掺氢输送管道的适应性评价方法和评价限值要求,并完善实际掺氢试运行评价方法和评判标准。本文可为天然气管网掺氢输送工程提供重要参考。

川南海相深层页岩气“极限动用”开发实践

为高效开发川南海相深层页岩气,在“极限动用”开发理论指导下提出深层页岩气开发的基本思路和解决方案,并开展具体应用实践。针对页岩气开发影响因素多、单井产量偏低、多处于效益边际等问题,建立“透明地质体”,通过地质-工程一体化多因素评价、全生命周期持续优化,最大限度平衡生产目标与开发成本的关系。提出“极限动用”开发方案为:①计算“黄金靶体”指数,精准确定水平井钻井靶体位置,通过地球物理等多手段精准刻画页岩储集层,构建地下“透明地质体”;②优化钻完井工艺,通过降温、降密度、优化钻井液性能提升关键工具适用性,建好开发井,综合考虑地应力、裂缝等特征,有效构建“人造气藏”;③通过高效管理、建立学习曲线和优化排采制度,全生命周期提质提效,实现“极限动用”开发。实践表明,川南深层页岩气单井预测最终可采储量(EUR)比上一年提高10%~20%。

川中地区中侏罗世早期天文驱动下的湖平面波动及沉积物分布规律

陆相湖盆的湖平面升降导致的盆内沉积充填差异对油气形成与富集具有重要影响,而湖平面波动受气候作用影响明显。选取川中地区中侏罗世早期沙溪庙组一段的湖相连续沉积记录,采用高分辨率自然伽马测井资料作为气候替代指标,开展了中侏罗世早期陆相地层的旋回地层学研究,对长、短偏心率周期进行滤波分析,建立了沙溪庙组一段的浮动天文年代标尺。研究发现:(1)沙溪庙组一段陆相湖盆沉积地层中保存了完好的天文旋回响应信号;(2)通过川中地区沙溪庙组一段的天文年代标尺计算,认为沙溪庙组一段沉积持续时间约为2.43 Ma;(3)偏心率接近极大值且岁差振幅较大表明气候温暖、潮湿,湖平面相对上升,发育偏泥质沉积,偏心率接近极小值且岁差振幅较小表明气候寒冷、干旱,发育偏砂质沉积,砂质沉积物厚度差异受岁差振幅所调控;(4)中侏罗世早期不同尺度的轨道周期驱动力共同控制了气候的变化,气候变化引起湖平面的波动,湖平面的波动影响了沉积物的分布。

川西地区二叠系热碎屑流火山岩发育特征及其油气地质意义

通过野外露头、钻井岩心,以及地震资料分析,开展川西地区中上二叠统热碎屑流岩石学特征及储集层研究。认为川西地区中上二叠统“峨眉山火山岩”属于两个大的喷发旋回,发育的两套火成岩组合呈不整合接触。其下部旋回以溢流相火山岩为主,上部旋回发育热碎屑流火山角砾岩和火山碎屑熔岩,为典型的爆发相堆积,是一套微细溶蚀孔、超微溶蚀孔组成的优质孔隙型储集层。根据热碎屑流火成岩非均质性强、与围岩岩性和物性差异大的特征,利用地震属性分析方法,通过瞬时振幅与瞬时频率相干分析技术,对川西地区火山岩相及火山机构进行了刻画和预测,结果显示,简阳区块热碎屑流火山岩大面积发育,以YT1、TF2、TF8井附近为中心,发育3个火山机构群,分布面积约500 km^(2),是火山岩油气勘探最有利区。

四川盆地侏罗系凉高山组不同岩性组合页岩油赋存状态及可动性

通过系统分析钻井取心资料,将四川盆地侏罗系凉高山组页岩细分为纯页岩型组合、介壳型页岩组合和粉砂型页岩组合等3类5种岩性组合,在此基础上,总结不同岩性组合页岩储层宏观、微观特征差异,识别并评价不同岩性组合页岩油储层流体赋存状态特征及可动性,优选有利岩性组合类型。研究表明:①凉高山组页岩油分为游离油和吸附油,游离油具有易流动油和束缚油2种赋存状态,页岩孔隙中,小孔主要赋存吸附油和束缚油,中孔主要赋存束缚油和易流动油,大孔主要为易流动油;二维核磁共振T2≥0.2 ms,1≤T1/T2<10的区域为易流动油以及束缚油信号,T2<0.2 ms,10≤T1/T2<100的区域则为吸附油信号,并建立了凉高山组不同赋存状态流体二维核磁共振T1-T2识别图版;核磁共振孔径转换揭示了凉高山组页岩油游离油孔径下限为60 nm,建立了基于孔径大小和流体赋存状态的页岩油储层孔隙划分方案。②有机质含量、流体流动能力、矿物组成及孔隙结构是凉高山组页岩油赋存及可动性的直接影响因素。③粉砂型页岩组合大孔及微裂缝发育,易流动孔隙占比高,可动油更容易富集;粉砂纹层构造发育不仅能够提供丰富的储集空间,也会提高孔隙连通性,有利于页岩油聚集、赋存及流动,指示了粉砂型页岩组合为凉高山组有利岩性组合类型,其发育层段即为四川盆地凉高山组页岩油勘探开发有利层段。明确粉砂型页岩组合孔-缝配置关系是未来凉高山组页岩油勘探开发取得突破的主要攻关研究方向。

酸性气田中CO_(2)和H_(2)S的腐蚀预测模型研究进展

综述了关于CO_(2)腐蚀和CO_(2)/H_(2)S共存体系的腐蚀速率预测模型,阐述了各种模型的建模思路、考虑因素、局限性等方面。CO_(2)的预测模型经过不断改进,逐渐将流态、腐蚀产物膜、材质等复杂因素都纳入了计算模型,在半经验模型、经验模型和机理模型3种类型方面都有了比较成熟的理论成果。而对于H_(2)S/CO_(2)共存体系的预测模型,目前考虑的因素较少,建模方法以经验和半经验为主,一方面未与生产现场紧密结合,另一方面有待于将腐蚀机理更深入地应用于预测模型的研究。

7000 m以深复杂断裂成组气藏开发早期评价技术--以川西北双鱼石构造栖霞组气藏为例

四川盆地西北部(以下简称川西北)双鱼石构造中二叠统栖霞组气藏天然气勘探开发潜力大,尚处于开发早期阶段,由于该区地质条件特殊、动静态资料缺乏,导致对该气藏认识不足,尚未实现整体规模效益开发。为了有效预测开发早期复杂气藏的开发前景并给后续气藏整体效益开发提供支撑,基于新钻井及其试采资料,结合数字岩心、灰色关联法及大数据分析等技术的应用,系统评价了双鱼石构造栖霞组气藏的地质及气藏工程特点,总结了控制气井高产的影响因素,评估了气藏的开发前景。研究结果表明:①川西北双鱼石构造栖霞组气藏具有明显“分带分层”特征,由西向东划分的6个构造高带共发育局部圈闭14个,圈闭面积共计246.4 km^(2),总体为台地—台地边缘沉积,角砾状白云岩和砂糖状白云岩为有利的储集岩相;②储层具有特低—低孔隙度、低渗透率特征,裂缝—孔洞型和裂缝—孔隙型是主要的储渗空间类型;③该气藏具有统一的压力系统和天然气性质,整体发育大型构造—岩性复合圈闭,为超深复杂断裂成组气藏;④采用容积法估算该气藏地质储量超过1000×10^(8)m^(3),试采井总动态储量为150×10^(8)m^(3),气井产能差异较大,水平井(大斜度井)井型提产效果显著,基于灰色关联法明确了控制高产井的主要地质因素为沉积相;⑤基于大数据分析技术,预测双鱼石构造栖霞组气藏采气速度为2.61%,稳产年限为11.34年,采收率为60.5%。

天然气中硫醇的深度脱硫溶剂研发与工业应用

GB 17820—2018《天然气》实施后,原料气气质中有机硫含量较高(大于20 mg/m^(3))的净化厂采用了有机硫脱除技术,以满足标准中一类气的指标要求。但从国内外有机硫脱除技术的应用情况来看,对于RSH含量高(大于30 mg/m^(3))的原料气,还存在对硫醇脱除率不高的问题,产品气总硫有超标的风险。为此,基于理论计算,开展了RSH脱除机理研究,揭示了硫醇与砜胺溶剂体系的反应机理,通过改善脱硫溶剂中关键组分的亲核性来提升溶剂对硫醇的化学吸收,研发出了一种新型的硫醇深度脱除溶剂。研究结果表明:(1)通过对醇胺分子结构改进,自主合成了分子结构中N原子具有强亲核性的新组分,形成了硫醇深度脱除溶剂,可促进其对硫醇的离解,提高硫醇脱除率。(2)在实验室条件下考察了不同压力、不同气液比条件下硫醇深度脱除溶剂的性能,压力低至1.5MPa,该溶剂对硫醇脱除率大于90%;气液比高达1200时,该溶剂对硫醇脱除率大95%。(3)在天然气净化厂工业应用中,在原料气硫醇含量超过300 mg/m^(3)的条件下,经硫醇深度脱除溶剂净化后,产品气总硫低于5 mg/m^(3),硫醇脱除率超过99%。结论认为,该技术可应用于硫醇含量高的天然气净化处理,技术的推广应用对我国天然气气质升级以及天然气长输管道的安全平稳运行具有重要意义。

高效有机硫脱除溶剂CT8-24的工业应用

针对常规甲基二乙醇胺(MDEA)脱硫溶剂对有机硫脱除率不高、含有机硫的天然气脱硫后不能满足GB17820—2018对管输气要求的问题,中国石油西南油气田公司天然气研究院开发了高效有机硫脱除溶剂CT8-24,在室内研究以及中间放大试验的基础上,在重庆天然气净化总厂引进分厂400×10^4m^3/d装置上进行了工业应用。考察了溶剂在不同循环量、处理量、吸收塔板数以及再生温度等条件下的吸收性能,确定了较适宜的工艺操作参数。结果表明,将引进分厂400×10^4m^3/d装置原用的MDEA水溶液改换为CT8-24后,装置运行平稳。在35层吸收塔板下,产品中H2S含量<6mg/m^3,总硫<20mg/m^3,达到GB17820—2018的要求。同时分析研究了CT8-24类物理-化学溶剂对MDEA脱硫装置的适应性,为其他净化厂气质达标改造工作奠定了坚实基础。

气藏复杂水侵动态巨量网格精细数值模拟

传统数值模拟研究由于计算机能力的限制,通常要先对精细的地质模型进行粗化,从而导致数模模型与实际地质情况存在较大差异,难以对气藏复杂的水侵动态进行模拟,影响了模拟的准确性。新一代精细数值模拟基于AMG-CPR代数多重网格与约束压力残差预处理技术,结合更高效的并行剖分技术,在网格规模和运算速度上相对于传统数值模拟有了巨大的提升,并使数模模型更加逼近真实的地质实体。通过裂缝地质建模建立了四川盆地磨溪区块龙王庙组气藏7 800万网格数量的双重孔隙介质模型,不进行粗化直接进行新一代精细数值模拟应用研究,其网格数量规模位目前居国内第一。将巨量网格模型在服务器集群上进行上千核的大型并行计算,其计算效率和能力相对于传统数值模拟均有新的突破,以往难以实现的巨量网格模型数值模拟能在2 h完成模拟运算,极大地提高了运算性能。从模拟计算结果来看,相对于传统数值模拟,高精度的双重孔隙介质模型能够对气藏的非均质性有较好的描述,对实际气藏楔形区底水的水窜和边水水侵均能进行较好地模拟。

CT-FSC醇胺脱硫溶液复活技术研究

胺液复活对于维持胺液清洁从而实现天然气脱硫装置的长周期平稳运行具有重要意义。国内外现有的胺液复活技术对天然气净化厂胺液中致泡性杂质的脱除率低,胺液受污染后发泡的问题得不到解决。此外,采用进口装置复活后的胺液对H_2S的选吸性变差。为此,中国石油西南油气田公司天然气研究院研发了一种可同时深度脱除胺液中50余种致泡性杂质和7种热稳定盐的胺液复活新技术。现场放大试验结果表明,该技术同时成功地解决了胺液受污染后发泡及进口装置脱除无机热稳定盐后胺液对H2S选吸性变差的问题,能使严重受污染胺液的脱硫脱碳性能恢复至新鲜胺液水平。该技术还具有操作条件温和、能耗低、胺损失小的特点,其技术水平优于国内外同类技术,处于国际领先水平。

大型天然气净化厂硫磺回收加氢尾气深度脱硫技术研究及工业应用

针对硫磺回收加氢尾气脱硫溶剂在低压下脱硫效果不理想导致排放尾气中SO_2质量浓度较高的问题,研究开发出了CT8-26加氢尾气深度脱硫溶剂,并在遂宁龙王庙天然气净化厂尾气处理装置上得到工业应用。应用结果表明,在天然气净化厂气质条件下,可使脱硫后加氢尾气中的H2S质量浓度<20mg/m^3,能显著降低排放尾气中的SO_2质量浓度。

超高压含硫气井L-X1井井筒解堵工艺浅析

随着川西北部下二叠统海相碳酸盐岩气藏的持续勘探开发,获得高产工业气流的超高压含硫气井日益增多,而在该类气井的开发生产过程中逐渐出现了一些新的井下复杂问题其中超高压含硫气井L-X1井出现的近地表井筒水合物堵塞问题尤为突出,常规措施无法解决新问题,这促使研究应用了新的工艺方法解决该问题。文章以L-X1井井筒解堵工艺为出发点,分析了超高压含硫气井井筒水合物形成原因,讨论了可能的解堵工艺方案,并着重介绍了首创的超高压含硫气井井筒解堵工艺——自生热药剂解堵工艺技术,为以后同类型超高压含硫气井井筒解堵思路与现场工艺提供了更多选择。

超高压含硫气井井筒内天然气水合物解堵技术

为了安全、高效、经济地解除超高压气井井筒中的天然气水合物(以下简称水合物)堵塞,利用自主研发的固体自生热解堵剂在井筒内发生化学反应所释放出的热量来溶解水合物并防止其再次生成,通过调节解堵剂加量,来实现生热时间和生热量可调,进而将形成的化学自生热解堵技术在四川盆地超高压含硫气井的解堵作业中进行了应用。研究结果表明:①采用自主研发的固体化学自生热解堵剂,通过调整加量,可以实现生热峰值温度(34.2~88.5℃)、生热时间(24.2~884.0 min)可调,并且反应产物中包含有水合物抑制剂,能够抑制水合物再次生成;②随着解堵剂浓度增大,热传递速率加快,使解堵剂周围水合物的分解速率增加;③随着井筒内径增大,解堵时间延长,并且从64 mm增至76 mm对应的解堵时间增长率小于从76 mm增至102 mm对应的解堵时间增长率;④热量扩散模拟计算结果与现场实际用量的吻合率超过85%,证明所建立的化学自生热解堵剂热量扩散模型可靠,可以用于现场解堵剂加量的计算;⑤使用抗硫耐压140 MPa的固体药剂投加装置投加固体自生热解堵剂,在四川盆地超高压含硫气井已应用3井次,成功解除了水合物堵塞,使气井顺利恢复生产。结论认为,所形成的解堵技术针对超高压含硫气井井筒中形成的水合物堵塞的解除效果好、现场操作安全简单、费用低,具有较好的应用前景。