古构造应力量值确定及其在构造地质建模中的应用

在对地质构造及构造应力场数值模拟分析过程中,关键问题是在地质建模时如何确定模型边界条件的应力量值大小。以塔里木盆地塔中 I#断裂带构造数值模拟的建模过程为例,应用岩石 Kaiser 效应与方解石晶体晶格位错的测试结果,结合构造特征和构造演化的解析进行综合分析,确定了研究区域目的层位在不同构造运动时期古构造应力场应力量值的大小,并成功地建立了研究区域构造地质模型。

一个新的低渗气藏开发数值模拟模型

低渗透气藏中气体的渗流有其独特的特征 ,气体渗流受到启动压差、介质变形和滑脱效应三重因素的影响 ,从而导致气体在储层中的渗流为偏离达西规律的非线性流动。正是由于这种非线性流动的存在 ,使得低渗气藏的开发动态与中高渗透气藏相比有很大的差异。文章基于大量的实验研究 ,系统地分析了启动压差、变形介质和滑脱效应对低渗气藏渗流规律的影响 ,通过实验和机理研究建立了一种新的低渗气藏渗流的基本数学模型。实例计算表明 ,该模型较传统的气田开发数值模拟模型更能准确地反映低渗气藏开发动态 ,更好地指导了气田开发生产。

X56钢油气集输管道的CO_2腐蚀电化学研究

采用扫描电镜 (SEM)和电化学测试 ,研究了在油气输运环境条件下 (温度T =30～ 90℃、二氧化碳分压 pCO2 =0 .5～ 2MPa) ,X5 6钢管道在油气采出液中的腐蚀状况及电化学行为。结果认为 ,X5 6钢管道在此环境下腐蚀速率随温度升高及二氧化碳分压增加而加大 ;根据X5 6钢极化曲线及交流阻抗谱 (EIS) ,提出了X5 6钢在此环境下的反应机制 ,二氧化碳促进了阴极反应 ,加速了阳极溶解 ,且随二氧化碳分压和温度的升高而反应加剧。

天然气水合物气田开发技术进展

天然气水合物的资源潜力和开发前景十分广阔,是目前世界各国新能源研究的重点。对天然气水合物研究起步较早的美国、俄罗斯等国家已经进入天然气水合物气田的初步开发阶段,我国也已取得一定的研究成果。天然气水合物稳定带的形成需要一定的温度压力条件,人为地打破这种稳定的方法主要有热激发、降压、化学抑制剂等,文章对这几种开发方法的优缺点、应用现状进行了比较全面的比较,并根据目前仅有的开发实例对开采方式进行了探讨。如何解决天然气水合物的低成本开发技术问题,仍是最难克服的障碍。

超破裂压力注气开发煤层甲烷探讨

中国大多数煤层气藏具有低压、低渗、低饱和等特点,采用常规增产改造和降压开发技术难于奏效。文章提出了超破裂压力注气技术开发该类低渗煤层气藏的设想,将一次开采与增产改造、提高采收率紧密结合,在开发初期即实施提高采收率措施。研究表明,煤层甲烷解吸—扩散—渗流过程受多种因素影响,在煤层气开发中,一方面需要提高煤层渗透率,另一方面还必须促进甲烷高效快速解吸。超破裂压力注气开发煤层甲烷的机理主要包括降低甲烷分压诱发甲烷解吸,通过竞争吸附置换解吸甲烷,诱发微裂隙形成和天然裂缝延伸,补充能量,防止裂缝闭合和水相圈闭,降低应力敏感损害。超破裂压力注气方式包括注气吞吐和气驱,注气吞吐适用于单井开发,气驱则要形成注采井网。要针对注气开发煤层气特点,选用合理的注气和完井方式,形成注气开发煤层气配套技术,提高煤层甲烷产量和采收率。

气田生产中天然气水合物生成体系的实验研究

气田生产中,特别是在试气、试采阶段常存在天然气水合物在井内管柱或地面管线中生成,堵塞井筒、管线、阀门和设备,从而影响天然气的开采、集输和加工的正常运转。在实际生产中,天然气水合物生成的液体体系十分复杂,其中包括电解质、凝析油和各种化学添加剂等,这些物质的存在对水合物生成条件和抑制剂的防治效果有很大影响。针对气田生产的实际情况,文章尽可能接近现场水合物生成体系,以某气田为例,利用JEFRI蓝宝石水合物装置,通过实验分别研究了含泡排剂、含电解质和含凝析油的天然气水合物生成液体体系,并与纯水体系进行对比,探讨了在这3个体系中天然气水合物形成的临界条件的变化以及对抑制剂抑制效果的影响,从而为水合物的现场防治提供了依据。

注气混相驱中水气切换问题实验研究

葡北油田注气混相驱开发已取得了较好的效果,但该油田在水气交替注入过程中出现了水气切换问题,注水井转注气时气体注不进地层,导致油田水气切换方案无法正常实施。文章利用长岩心驱替实验研究产生此问题的机理和原因,表明在现场确定压缩机及其压力时,应考虑最高水气交替注入压力及压力上升的影响,避免频繁的水气交替;在注气开始时就应进行示踪剂监测,葡北油田实施较晚,没有起到监测的作用;不论是水驱还是水气交替,都存在初始启动压差,要考虑增大注入压力以启动注气工程。

中国石油安全危机预警研究

建立了石油安全的危机预警模型和我国石油安全评价层次结构,运用层次分析法对中国的石油安 全状况进行综合评价。根据评价的结果,找出影响石油安全的主导因素,进而提出有针对性的有效措施 以确保我国石油安全。

大气海洋油气质点受力分析

从平面入手 ,讨论了地球球面质点在绕太阳运行过程中的受力情况 ,并推得球面质点所受各力的表达式 ,讨论了各力的函数关系及其变化性质 ,对有关各力进行比较归类 ,指出了各力的适应性及存在问题。展望了各力在大气、海洋、油气、板块等运动研究方面的应用前景。

基于GIS的油气储运生产系统研究

探讨了在GIS的支持下进行油气储运生产的基本途径和解决方案,研究了与油气储运生产相关的几个关键问题的建模方法,构建了基于GIS的油气管道及其空间分布、油气管道的安全可靠性评价、油气储运生产调度等的概念模型、数学模型及实现流程,提出了GIS应用于油气储运生产的单因素评价和多因素综合的渐进分析方法;在地理信息系统软件平台支持下,设计了一个辅助油气储运生产的应用系统模型,初步实现了GIS与油气储运生产领域的专家知识的集成与融合,促进了GIS在油气储运生产领域的应用。

含水饱和度和有效应力对致密砂岩有效渗透率的影响

在钻井、完井和增产改造等各种作业过程中 ,近井地带由于钻井完井液的侵入 ,含水饱和度升高 ,且有效应力也发生变化 ,二者综合作用使气层有效渗透率大幅度降低。文章选取鄂尔多斯盆地上古生界典型致密砂岩样品 ,进行了恒定有效应力不同含水饱和度下气相渗透率实验、干岩样和不同含水饱和度条件下岩样应力敏感实验。实验结果表明 ,含水饱和度升高对致密砂岩气相渗透率损害严重 ;水的存在加剧了致密砂岩应力敏感程度 ,且含水饱和度越高应力敏感性越强 ;干岩样在 3MPa围压时的渗透率大约是 4 0～ 5 0MPa围压下含水饱和度为4 5 %时气相渗透率的 10～ 30 0 0倍 ,将常规测量渗透率校正为原地条件下渗透率要考虑有效应力和初始含水饱和度的影响 。

注富烃气凝析/蒸发混相驱机理评价

基于状态方程和气液两相相平衡理论,建立了注气压力组成及多级接触实验相平衡的计算模型,再应用建立的计算模型,根据室内注气配套实验(压力组成实验、多级接触实验、细管实验)数据,模拟压力组成相图、多级接触拟三元相图和细管特征曲线,评价注气驱混相能力及驱替机理。应用该方法对吐哈盆地丘陵油田注富烃气混相驱机理进行了评价,研究了该过程中油气两相中的C1、C2—C6和C7+组分、界面张力、密度与黏度等特性参数的变化规律,证实了注富烃气驱替过程中存在凝析和蒸发双重作用,因此在较低界面张力状态(即近混相)下采收率可以达到与混相驱接近的效果,认为凝析/蒸发混相就是近混相的提法不妥。

测井计算钻井泥浆侵入深度的新方法研究

用测井资料计算泥浆侵入深度主要是基于电阻率径向分布特征进行的 ,传统的方法主要有图版法、经验公式法。用测井资料计算泥浆侵入油气层深度是十分有效而直接的手段 ,用其间接地评价钻井泥浆污染油(气 )层的程度则是一项经济可行的新技术。文章在分析比较了传统的泥浆侵入校正方法的基础上 ,经过理论推导和应用介绍了一种直接利用深、中、浅电阻率组合测井资料计算泥浆侵入深度的新方法。通过对研究工区 10多口井的实际资料进行处理 ,泥浆侵入深度的解释结果与测试评价基本相符 ,应用表明 ,该方法不但可以求出钻井泥浆侵入深度 ,还可求出地层真电阻率 ,它优于传统的方法 ,对低侵、高侵和无侵三种情况都实用 。

天然气管道泄漏扩散模型研究

天然气管道发生泄漏扩散是输气管道事故危害的根本原因 ,因此建立输气管道泄漏扩散的合理模型是正确评估输气管道事故损失后果的关键技术之一。通过分析高斯 (Gaussian)模型、Sutton模型和重气模型等常见气体扩散数学模型在模拟天然气管道泄漏扩散过程中的局限性 ,结合天然气管道泄漏扩散过程的特殊性 ,在同时考虑输气管道孔口泄漏过程的射流作用和膨胀效应 ,以及重力作用和水平风速对天然气扩散的影响效果的基础上 ,建立起了适合天然气管道泄漏特点的扩散模型。该模型从考虑因素的合理性和气体泄漏边界条件的选取上都更加符合天然气管道泄漏扩散过程的实际情况。此外还对新建模型的科学合理性和使用可靠性进行了算例模拟分析检验。

疏水缔合聚丙烯酰胺的微观结构研究

文章使用荧光光谱、粘度法和冷冻蚀刻透射电镜等手段 ,研究了疏水缔合聚丙烯酰胺 (HAPAM )在水溶液中通过疏水缔合形成疏水微区、超分子聚集体及发展到空间网络的过程。在荧光实验中 ,以芘为探针 ,通过I3 /I1与聚合物浓度的变化关系确定了溶液的临界缔合浓度 ,研究了疏水缔合聚合物在溶液中的缔合状态及网络结构的形成过程。使用透射电镜研究了疏水缔合聚合物溶液的微观结构 ,发现疏水缔合聚合物在一定浓度时可以形成网络结构。通过粘度法证实当溶液中有大量疏水微区生成时 。

气井生产动态预测方法研究

气井生产动态预测是选择气井生产方式、进行技术经济评价的依据。文章在分析了定产量和定压力两种生产方式的特征、实现方法及其适用范围基础上 ,给出了定产量和定压力两种方式下气井生产动态的预测模型 ,可以预测出气井在稳产期、递减期和增压期的产量、采收率、井口压力、井底压力和地层压力等重要生产数据随时间的变化规律 ;为了在递减期任何时间步长下获得精确的生产动态预测结果 ,将物质平衡与递减规律相结合 ,使这一问题得到解决 ;预测方法不但能预测气井生产经历的稳产、递减和增压三个完整时期的生产动态 ,而且还可扩展到预测多层、多井气藏的生产动态。

新的水合物生成条件预测模型

天然气水合物可能出现在油气开采系统的每一个环节 ,水合物的形成会堵塞井筒、管线和设备 ,影响油气的正常生产。文章在VandelWaals和Platteeuw模型基础上 ,采用Munck等人的具体模型参数 ,利用实验数据 ,提出了预测Ⅱ型和Ⅰ型水合物生成的数学模型 ;水合物的函数F(T)与压力的关系可以用于判断气体生成水合物的结构类型 ,不同的F(T)遵循不同的规律 ,同一种结构基本在一条曲线上。误差统计结果表明 ,预测模型对Ⅱ型水合物的最大绝对误差为 1.96℃ ,最小绝对误差为 0 .0 2℃ ,平均绝对误差为 0 .6 3℃ ,标准偏差为 0 .5 2℃ ;预测模型对Ⅰ型水合物的最大绝对误差为 0 .80℃ ,最小绝对误差为 0 .0 1℃ ,平均绝对误差为 0 .33℃ ,标准偏差为 0 .2 1℃ 。

几何缺陷对套管抗挤强度影响的有限元分析

随着不圆度和壁厚不均度的增加 ,套管的临界挤毁压力逐渐减少 ,并且不圆度对套管抗挤强度影响较大。一般情况下 ,石油套管同时存在着不圆度和壁厚不均度等初始几何缺陷 ,这些制造缺陷的存在势必降低套管的抗挤毁性能。APIBul 5C3给出了抗挤强度的计算公式 ,但仅仅提供了管材屈服强度、管径、壁厚等基本输入参量 ,而未考虑管体不圆度和壁厚不均度等初始几何缺陷的影响。实践证明 ,不圆度和壁厚不均度对套管抗挤强度的影响是相当可观的。文章运用有限元法详细研究了初始不圆度和壁厚不均度对套管抗挤强度的影响规律 。

酸化体系中长石的稳定性研究

在 6 0℃条件下 ,利用JSM - 5 90 0LV能谱电子显微镜、环境扫描电镜、X -射线衍射仪、分光光度仪等手段 ,系统地探讨了钾长石、斜长石与HF、土酸、HBF4体系反应后残酸中主要离子浓度的变化规律、固相的转变以及影响因素、颗粒表面的微观特征等。实验研究得出 :酸对长石晶体中铝元素具有优先溶蚀的能力 ,利用晶体结构理论对其机理进行了较深入的探讨 ;钾长石与酸反应强度强于斜长石 ;HF和土酸与钾长石、斜长石反应速度很快 ,显示出快、强的溶蚀特征 ,尤其是在前 30min ;8%HBF4体系在小于 2h ,体系显弱酸性 ,主要离子大小为HF和土酸体系中的 ～ ,12h后HBF4体系对长石的溶蚀强度基本相同 ;通过能谱电子显微镜观察到长石颗粒表面有复杂的垢成分存在 。

裂缝性气藏压裂液滤失模型的研究及应用

裂缝性气藏压裂与普通均质储集层压裂最主要的差别在于流体滤失。建立了计算裂缝性气藏压裂液滤失的数学模型,采用正交变换法给出了模型的精确解,对比分析影响裂缝性气藏压裂液滤失系数的因素。在大量模拟计算的基础上,提出描述裂缝性气藏压裂液滤失速率的新关系式,求得的滤失速率比用经典的压裂液滤失计算模型求得的滤失速率大。