期刊,天然气工业 2024年卷3期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

天然气工业

四川石油管理局中国石油西南油气田公司中国石油川庆钻探工程公司

主办单位：四川石油管理局中国石油西南油气田公司中国石油川庆钻探工程公司

主　　编：冉隆辉

出版周期：月刊

国际刊号：1000-0976

电子邮箱：jwq@trqgy.cn

电　　话：028-86011178 86012712 86012718

邮政编码：610051

地　　址：成都市府青路一段3号

天然气工业/Journal Natural Gas IndustryCSCD北大核心CSTPCDEI

查看更多>>本刊于1981年创刊，是中国惟一全面报道天然气工业的综合性科技期刊。伴随国家改革开放急促的脚步诞生。二十四年，一批批老编辑默默耕耘在天然气事业这片热土上,洒下了滴滴汗水，皓首回望，留下深深的眷恋和殷殷嘱托；如今，新一代编辑正焕发热情和活力，呵护着杂志的成长，他们与时俱进，跨步前行。与此同时，还有强大的后盾——编委会，源源不断地给予鞭策和激励着，一批院士、教授、专家为杂志的发展献计献策，作出了重要的贡献。《天然气工业》面向中国天然气生产和使用领域各研究、设计、生产、管理部门的高中级科研人员、工程技术人员和经营管理人员以及与天然气工业相关的产业界的科技、经营管理人员。重点反映天然气工业在勘探、开发、钻采、储运、处理加工方面的科学研究、工业生产和技术应用成果。

正式出版

收录年代

四川盆地南部下寒武统筇竹寺组页岩孔隙结构特征与页岩气赋存模式

梁峰吴伟张琴罗超...

131-142页

查看更多>>摘要：近年来,四川盆地南部地区(以下简称川南地区)下寒武统筇竹寺组页岩气勘探开发取得了实质性的突破,但是,关于筇竹寺组页岩气储层孔隙结构特征及其对页岩气赋存模式影响的研究还较为薄弱.为此,以川南地区W207井筇竹寺组页岩为例,以总有机碳含量(TOC)不小于1.0％为界,将筇竹寺组页岩划分出4个高有机碳页岩层段(H1-H4层),并基于大视域扫描电镜、流体注入法孔隙定量表征、三维分子结构建模与分子模拟等方法,研究了不同富有机质层段页岩孔隙特征,并着重分析了 H3层页岩孔隙发育特征与页岩气赋存模式.研究结果表明:①筇竹寺组页岩纵向上孔隙发育差异较大,其中H3层页岩孔隙系统最为有利,发育粒缘缝—有机质纳米连通孔隙—有机质基质分子内孔隙3级孔隙网络,其矿物粒缘缝与有机质纳米孔隙提供了较大的游离气储集空间,页岩有机质分子结构中普遍发育微孔,提供了较大的吸附空间;②微孔对总吸附量的贡献随压力增高而降低,但在30.0 MPa时仍贡献了 56％以上的总吸附气量;③高温高压下(30.0 MPa、70 ℃),页岩中游离气甲烷含量占总含气量的57％,当压力由30.0 MPa降低至16.5 MPa,游离气贡献总开采气量超过80％;④粒缘缝、有机质纳米连通孔隙和有机质基质分子内孔隙良好的配置关系为页岩气富集及开发提供了良好的连通体系,远离风化壳的超压层段有利于页岩孔隙发育.结论认为,川南地区筇竹寺组H3层页岩孔隙系统发育,具备页岩气高产地质条件,是筇竹寺组下一步重点关注层段,在此基础上寻找远离风化壳、孔隙发育的超压页岩储层是筇竹寺组选区选层的关键.

关键词：

四川盆地南部下寒武统筇竹寺组甜点段孔裂隙系统分子结构页岩游离气页岩气赋存模式

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超深层裂缝性致密砂岩气藏多尺度耦合流动数值模拟

汪如军唐永亮朱松柏王浩...

143-151页

查看更多>>摘要：塔里木盆地克拉苏气田白垩系气藏是罕见的超深层裂缝性致密砂岩气藏,该类气藏的储渗空间具有显著的多尺度特征,基质与多尺度裂缝、断层介质的渗透率级差相差5～6个数量级,常规渗流理论难以准确描述其流动规律和开发机理.为此,基于单裂缝流动物理实验结果及流体力学理论,结合多尺度裂缝几何信息,应用均化理论和体积平均尺度升级方法,将多尺度介质划分为5个流动系统,建立了考虑介质间的非稳态窜流多尺度耦合流动数学模型,并应用有限体积法对耦合流动模型进行了数值求解和数值试井分析.研究结果表明:①不同尺度裂缝中具有不同的流动特征,随缝宽增加流速加快,流动模态发生变化;②多尺度耦合流动模型与双重介质模型结果存在较大差异,导数曲线具有不同趋势特征;③应用所建立的多尺度耦合流动模型成功解释了气藏实际试井数据,模型能够反映实际地层中的流动过程.结论认为,超深层裂缝性致密砂岩气藏多尺度耦合流动模型揭示了多尺度裂缝以及致密基质间逐级动用、协同供气的开发机理,可为类似气藏制订合理开发技术政策及气藏提高采收率提供理论和技术支撑.

关键词：

塔里木盆地克拉苏气田裂缝性致密砂岩气藏多尺度裂缝多流动模态耦合流动模型数值模拟

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有效应力恢复条件下水力压裂后煤层气分区渗流特征

张村刘晨熙王永乐徐伍艳...

152-163页

查看更多>>摘要：目前煤层气单井主要通过水力压裂技术来提高产量,但水力压裂技术会导致煤层裂缝出现分区现象,在有效应力作用下不同裂缝分区的渗流特征将直接影响煤层气抽采效果.为了更好地研究有效应力对不同裂缝分区渗流特征的影响,以沁水盆地煤样为例,设计了完整煤样、微裂缝煤样和贯穿裂缝煤样的串、并联多腔体试验方法,分析了水力压裂后煤层气的横向沿区渗流和纵向跨区渗流,构建了有效应力影响下的不同损伤煤岩体串、并联渗透率模型,分析了有效应力恢复过程中水力压裂不同致裂分区的渗流特征,并预测了不同致裂深度和扰动范围下的煤层总体渗透性.研究结果表明:①随着有效应力的恢复,串、并联试验的总流量均呈现负指数形式的衰退;②在并联试验中,穿过完整煤样的流量占比极少,随着有效应力的恢复,穿过微裂缝煤样的流量占比逐渐增加,而贯穿裂缝煤样的流量逐渐减小,并逐渐趋于相等;③纵向渗流总渗透率小于横向渗流,纵向渗流总渗透性的变化受完整煤样的渗透性影响较大,而横向渗流总渗透性取决于贯穿裂缝煤样渗透性;④基于横纵向渗透率的大小,可以将煤层气产期曲线划分为单峰型与双峰型.结论认为,提高水力裂缝深度与射孔孔眼周围裂缝宽度有利于提高煤层气的抽采量,该认识可以为煤层气水力压裂参数设计提供参考,有助于推动煤层气的效益开发.

关键词：

煤层气水力压裂渗透率损伤分区有效应力裂缝压缩性产能影响因素沁水盆地

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基于压力衰减法的低渗透储层高温敏感性评价实验

赵欣苏文治单锴孙昊...

164-171页

查看更多>>摘要：低渗透油气藏在钻完井过程中易受到损害且难以解除,而利用传统的稳态驱替法评价低渗透储层损害存在适用性差及实验效率低等技术局限.为此,基于压力脉冲衰减法基本原理,分析了上游压力衰减规律及其与岩心渗透率的关系,以岩心损害前后压力脉冲衰减时间为评价指标,建立了适用于低渗透储层损害评价的实验设备与方法,并利用渤海湾盆地渤中凹陷深部低渗透砂岩岩心,开展了室温和150 ℃高温条件下的敏感性实验.研究结果表明:①当实验条件一定时,压力衰减时间仅与岩心的渗透率有关,压力脉冲衰减法可在无需计算渗透率的情况下对低渗透岩心的损害程度进行评价;②实验设备组成简单且操作便捷,避免了复杂的渗透率计算及其带来的误差,实验所需时间远低于常规的稳态法且可重复性良好,在低渗透气藏、特低渗透及超低渗透油藏具有很好的适用性;③高温环境明显加剧了储层的敏感性损害,深部高温储层损害特征及技术对策研究需要充分考虑高温的影响.结论认为,该认识解决了传统低渗透储层敏感性评价方法适用性差的难题,为高温低渗透储层保护技术对策研究提供了实验方法支撑和理论依据.

关键词：

低渗透储层压力衰减稳态驱替渗透率储层损害评价高温敏感性储层保护

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复合磨损套管爆裂失效机理及剩余强度预测

邓宽海张明彭阳周念涛...

172-183页

查看更多>>摘要：超深井、水平井、大位移井等复杂油气井服役工况异常恶劣,套管复合磨损严重,将对井筒完整性构成巨大威胁,且磨损套管剩余强度难以精准预测.为此,基于塔里木盆地塔中北坡顺南区块501井套管磨损数据及P110管材应力—应变本构关系,建立了充分考虑钻杆本体和接头联合造成的磨损模式、夹角、磨损重叠深度及磨损深度的复合磨损套管有限元力学模型,并开展了多种复合磨损模式下套管弹塑性变形、屈服、裂纹萌生、扩展及爆裂行为模拟,得到了不同复合磨损套管应力分布、剩余抗内压屈服强度及爆裂强度.研究结果表明:①月牙夹角在0°～90°时,应力干涉削弱应力集中,月牙夹角在90°～180°时,应力干涉增强应力集中,这种交互作用机制导致磨损套管剩余强度随着月牙夹角增加而先增加后降低;②裂纹萌生并起始于等效应力最大的位置即磨损月牙中心,并垂直于最大环向应力沿径向从套管内壁向外壁扩展,且裂纹一旦萌生,裂纹将迅速扩展并发生爆裂失效;③灰色关联度分析确定了复合磨损套管剩余强度对磨损深度、月牙夹角、复合磨损形式、月牙重叠深度的敏感性,分析结果表明磨损深度是决定套管剩余强度的主控因素.结论认为,该认识为套管强度设计与优化提供了技术参考,并对准确预测复合磨损套管剩余强度和确保井筒安全及完整性具有重要意义.

关键词：

油气井复合磨损套管失效机理应力干涉应力集中应力交互剩余强度

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煤层气水平井扇形洞穴完井应力—渗透率演化机理

陈健翔杨睿月秦小舟黄中伟...

184-198页

查看更多>>摘要：我国煤层渗透率低且地质条件复杂,采用常规油气储层改造的开发方式难度大、技术适应性差.近年来,基于应力释放的煤层气改造新方法"煤层气水平井水力喷射造穴"很好地解决了这一技术瓶颈问题,但是造穴卸压—增渗的作用机制及其主控地质因素尚不明晰.为此,考虑了煤岩层理和天然裂隙的影响,采用有限元—离散元耦合方法(Finite-Discrete Element Method,FDEM)建立了煤层气水平井扇形洞穴完井数值模型,探究了造穴后岩体的应力演化历程和储层的卸压—增渗机制,并对比分析了不同储层参数(孔隙压缩系数、储层强度、弱面强度和地应力场)对应力释放的影响规律.研究结果表明:①围岩演化过程为造穴后岩体收缩,储层发生应力重构,围岩强度逐渐降低,岩体内部发生新生裂隙萌生和原生裂隙扩展,形成开挖损伤区和应力释放区;②参数敏感性分析表明孔隙压缩系数是决定造穴完井储层适应性的关键,弱面强度、储层强度和地应力场分布决定了围岩的应力演化模式和裂缝扩展形态;③造穴卸压后储层增渗机制为穴周裂缝提升导流能力,储层应力释放提升基质渗透率.结论认为,模型首次综合考虑了地层特点、造穴过程和煤岩裂隙的影响,研究结果揭示了煤层造穴后的应力演化过程及其卸压、增渗作用机制,深化了对煤层气水平井洞穴完井增产机理的认识,对我国煤层储层改造具有重要的工程参考价值.

关键词：

煤层气低渗透率有限元—离散元耦合方法水平井造穴扇形洞穴天然裂隙应力释放

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双井周期注CO2联合降压法开采天然气水合物分析

张逸群杜红星王海柱李根生...

199-213页

查看更多>>摘要：相较于单纯地封存CO2,CO2置换法开采天然气水合物(以下简称水合物)能够满足水合物资源开采和碳封存的双重需求.为确保安全高效开发水合物的同时提高CO2封存率,按照双井周期注入CO2联合降压法开采水合物的思路,以中国南海典型水合物藏为研究对象,建立了矿藏尺度水合物注采热—流—固—化四场耦合数值模型,并开展了连续、间歇、循环3类注入开采方案和单井降压开采方案的对比分析,然后模拟分析注CO2辅助水合物降压开采的增产效果,最后对比了不同注入方案的CO2回收和封存情况,探索了水合物法碳封存的可行性.研究结果表明:①邻井CO2的注入有助于降低产水量并缓解降压开采引起的地质沉降;②间歇注入较循环注入可促进储层中CO2水合物生成,扩大注入井附近的高温区域,有利于生产井附近水合物的分解;③连续注入方式有利于分解气体的产出,但双井注采模式降低了甲烷水合物分解程度;④双井注采的CO2注入分为快速注入阶段、反转阶段和缓慢注入阶段,其中双井间歇注入方案的CO2注入效率最高.结论认为,双井间歇注入CO2复合降压法能够在安全、高效开采水合物的同时具有相对可观的碳封存效果,是一种实现水合物商业化开采和助力双碳目标实现的潜在方法,研究成果对于天然气水合物开发及CO2地质封存具有理论指导意义.

关键词：

天然气水合物降压开采CO2双井循环注入产能模拟碳封存水合物分解地质沉降

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孔隙—裂缝型岩溶热储热—流—化多场耦合作用机理

姬佳炎宋先知李根生

214-224页

查看更多>>摘要：岩溶型热储开采过程中,储层孔隙内水岩反应会导致流动通道变形,忽略这一反应过程将导致热储产能预测偏差较大.为了揭示水岩作用下岩溶型热储孔隙和裂缝形态的演化特征,综合考虑了孔隙和裂缝内的水岩反应过程,搭建了孔隙—裂缝双重介质热—流—化多场耦合模型并验证了其准确性,进而分析了热—流—化多物理场与孔隙—裂缝形态的分布特征,探究了孔隙—裂缝内水岩反应对孔、缝变形和系统取热性能的影响.研究结果表明:①欠饱和注入条件下,注入井处发生溶解反应,生产30年时,裂缝开度增大了 0.32％,孔隙度增大了 75.76％;②生产30年时,考虑孔隙—裂缝内水岩反应案例的裂缝平均开度降低了 0.05％,考虑裂缝而不考虑孔隙内水岩反应案例的裂缝平均开度增大了 17.12％,二者呈现相反的变化趋势;③考虑孔隙—裂缝内水岩反应案例相比于仅考虑裂缝而不考虑孔隙内水岩反应的案例,生产30年时,生产温度相差不大,系统注采压差增大了 1.57倍.结论认为:①岩溶型热储孔隙内水岩反应对孔、缝变形和取热性能影响显著,其改变了水岩反应对裂缝开度的作用机理,影响系统注采压差;②孔隙内的水岩反应不容忽视,在进行岩溶型热储产能的精确预测和经济评价时必须予以充分考虑:③该认识可为岩溶型热储开发方案设计和产能预测方面提供理论和技术参考.

关键词：

岩溶型热储孔隙结构裂缝开度水岩作用取热性能孔—缝双重介质热—流—化多场耦合裂缝变形

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