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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
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

冉隆辉

月刊

1000-0976

jwq@trqgy.cn

028-86011178 86012712 86012718

610051

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

    鄂西—渝东地区上二叠统大隆组页岩气富集条件与勘探有利区

    李世臻周志李飞沈斌...
    1-15页
    查看更多>>摘要：近年来,鄂西—渝东地区多口井在二叠系大隆组获得页岩气重要发现和工业气流,展现出新层系海相页岩气良好的勘探开发前景,深化其地质认识对于指导下一步页岩气勘探具有重要意义.为此,基于岩心观察、薄片及扫描电镜观察、测/录井和有机地球化学数据分析,系统研究了该地区页岩沉积特征、储层特征、有机地球化学特征、含气性和保存条件,明确了大隆组海相页岩气勘探有利区.研究结果表明:①晚二叠世大隆期,该区发育深水台盆相沉积,富有机质页岩发育厚度 10～60 m,现今埋深具有盆内埋深大、盆外埋深浅的特征;②大隆组自下而上划分为 3 段,一段以硅质页岩为主,二段岩性较为复杂,三段以混合质页岩为主,测井响应上表现为高自然伽马、高补偿中子、高声波时差、低电阻率、低密度、电阻率向底部逐渐降低的"三高两低一降"特征;③大隆组页岩脆性矿物以石英和方解石为主,平均值分别为 40.58%和 23.76%,储集空间分为孔隙(有机质孔、矿物颗粒间孔、粒间溶蚀孔、粒内溶蚀孔)和裂缝(矿物层间缝、有机质与矿物间缝、有机质内裂缝)2 大类 7 种类型,以有机质孔为主,孔径分布呈现"四峰"特征,孔体积集中介于 1～10 nm和 500～5 000 nm两个孔径区间;④大隆组有机质丰度高、储层非均质性强、热演化程度高、有机质类型以Ⅱ1 型为主、Ⅱ2 型为辅,有机质孔发育;⑤大隆组页岩具有较高的含气量,良好的顶底板条件发挥了重要的封闭作用;盆内受构造抬升剥蚀和断裂影响小,保存条件整体较好,盆外残留向斜核部保存条件较好.结论认为:①大隆组是四川盆地页岩气勘探的新领域,在盆地内发育 5 个勘探有利区,面积合计 5 500 km2,可加快勘探评价节奏;②在盆外发育 7 个勘探有利区,面积合计 6 700 km2,应优选残留面积大的有利区开展风险勘探,寻找新的突破和发现.

    海相页岩气新领域鄂西—渝东地区上二叠统大隆组富集地质条件勘探有利区

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    不同构造单元页岩孔隙结构差异及其油气地质意义——以四川盆地泸州地区深层页岩为例

    唐洪明刘贤陈洋于魏铭...
    16-28页
    查看更多>>摘要：不同构造单元页岩储层品质、含气性差异明显,构造改造作用对页岩气勘探开发具有控制作用,但关于深层页岩气的构造控制作用机理研究较少,相关认识尚不明确,制约了深层页岩气的勘探开发.为此,通过"岩心—薄片—扫描电镜"多尺度观察、全岩矿物X射线衍射分析、核磁共振等技术手段,对比分析了四川盆地南部泸州地区不同构造单元上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组深层页岩孔隙结构和储层特征的差异,探讨了不同构造单元页岩孔隙结构差异与储层品质的耦合关系,明确了页岩气产量差异的内在地质原因,落实了构造改造作用下的页岩气勘探开发有利区.研究结果表明:①向斜区页岩主要以有机质孔隙、非构造裂缝为主,孔径大;背斜区页岩孔隙结构被强烈改造,以矿物粒间孔、构造裂缝为主,矿物粒间孔狭长且定向排列,孔径小.②向斜区构造相对稳定,有机质孔隙、矿物粒间孔以及成岩裂缝保存较好,宏孔占比高,储集性能好,含气量和产量高;背斜区页岩储层发育大量构造裂缝与断层,孔隙和成岩裂缝被压实,孔径减小,储集性能变差,含气量和产量低.③距盆缘剥蚀区越远,构造越稳定的单元,保存条件越好,该类构造单元页岩储层越发育,含气量和产量越高,页岩气勘探开发潜力越大.结论认为,构造运动对于压力系统的影响是形成不同构造单元深层页岩孔隙结构特征差异的重要因素,并控制了页岩储层的含气性与产量;向斜区深层保存条件好,远离剥蚀区,为勘探开发的最有利区,该认识可为深层页岩气勘探开发提供技术支撑.

    四川盆地泸州地区构造单元上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组深层页岩孔隙结构含气性构造作用

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    页岩气运移证据及其动态富集模式——以四川盆地南部深层页岩气为例

    缪欢姜振学吴建发伍秋姿...
    29-44页
    查看更多>>摘要：页岩气存在运移现象,但页岩气运移现象对页岩气富集的影响尚不明确.为了查明深层页岩气运移证据及其富集模式,以四川盆地南部下志留统龙马溪组深层页岩气藏为例,基于页岩气藏天然气地球化学特征、赋存于顺层低角度裂缝中方解石脉包裹体特征、储层孔隙结构,查明了页岩气运移通道及运移能力,并结合典型气藏解剖,划分了龙马溪组页岩气动态富集模式.研究结果表明:①页岩气藏流体势场指示运移方向与气体组分指示方向一致,表明页岩气存在运移现象,且赋存于顺层裂缝中的流体包裹体揭示了研究区龙马溪组页岩气存在 2 期运移,分别发生在生烃高峰和后期抬升阶段;②现今研究区龙马溪组页岩储层存在满足页岩气运移的孔隙,且龙马溪组页岩孔隙以满足菲克扩散的孔隙为主,其次为满足滑脱渗流的孔隙和满足达西渗流的孔隙;③页岩气运移对页岩气富集具有重要的影响,研究区可划分出高抬升过渡带富集型、断裂散失背斜过渡带富集型、断裂散失向斜核部富集型、高部位富集型、弱运移能力断裂散失型 5 种页岩气动态富集模式.结论认为,在地质历史时期,页岩气存在运移现象,多期次的运移现象决定了现今的页岩气富集程度与富集区的优选.

    四川盆地南部下志留统龙马溪组深层页岩气页岩气运移动态富集模式

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    基于微观流固耦合的超深层致密砂岩气藏应力敏感性分析

    姚军王春起黄朝琴周旭...
    45-55页
    查看更多>>摘要：超深层致密砂岩气藏具有强应力敏感性,目前常用的研究方法包括压力脉冲实验法和实时在线CT扫描法两种,压力脉冲实验法不能揭示产生应力敏感性的微观机理,而实时在线CT扫描法也无法模拟深部地层高压、高应力的条件.为解决应力敏感性实验研究的不足,基于离散单元法与管道网络模型建立了微观流固耦合算法,编制了模拟器,并对模拟器力学计算和流固耦合模块的正确性进行了验证,分析了应力大小、加载方向和孔隙压力对岩心渗透率的影响,最后从微观上揭示了超深层致密砂岩气藏的应力敏感性机理.研究结果表明:①应力通过增加与之垂直方向上喉道两侧的法向压力,减小喉道的水力半径,进而降低储层的渗透率;②较高的孔隙压力能够阻碍岩石颗粒在应力作用下的移动,从而减缓了孔隙和喉道的变形,使模型保持较高的渗透率;③致密砂岩气藏的渗透率受到应力和地层压力的共同控制,并且具有各向异性,在垂直于最小主应力方向上形成渗透率较大的优势通道;④异常高压阻碍了地应力的压实作用,有利于保护储层孔隙,使地层有较好的储集性能和较高的渗透率.结论认为,根据离散元法结合孔隙网络模型建立的流固耦合方法可为理解超深层致密砂岩应力敏感性提供理论参考,并为超深层致密砂岩气藏的科学高效开发提供指导.

    超深层致密砂岩气藏离散元法流固耦合渗透率应力敏感性数值模拟

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    深层天然裂缝性页岩储层水力压裂光纤监测远场应变分析

    桑宇隋微波曾波宋毅...
    56-67页
    查看更多>>摘要：四川盆地南部地区(下文简称川南地区)深层(埋深大于 4 000 m)页岩储层天然裂缝发育,地应力分布复杂,水力压裂过程中套管变形等问题严重制约了页岩气资源的高效开发.为了解决深层页岩储层天然裂缝压裂过程中远场应变监测问题,采用邻井光纤(DAS)应变监测技术对泸州区块A平台 2 口井拉链式压裂过程进行监测,并结合压裂施工设计和储层特征对监测结果进行分析和讨论.研究结果表明:①300～350 m监测井距和泵送式套内光纤布设方式可以对远场裂缝窜通演化评估提供大量有利数据,但对压裂井主体改造区域提供的相关信息较少;②同一平台不同井压裂时远场应变响应差异可能很大,高风险井的压裂施工参数设计对远场裂缝窜通起到了关键影响作用,低风险井主要表现为跟随作用,裂缝窜通区域一旦形成,极易演变成 2 口压裂井共同的裂缝窜通区;③远场应变响应区域与当前压裂段相对位置可能相差200～300 m,同井不同段间的应变沟通会提前形成,与当前压裂段可能相差400～500 m;④深层页岩储层天然裂缝压裂形成的远场裂缝形态具有全新特征,包括普遍性的倾斜裂缝和挠曲段地层附近的水平层理缝 2 类情况.结论认为,低频DAS应变监测技术提供了深层页岩储层天然裂缝压裂过程中远场应变演化分析的新方法,可与地质工程一体化压裂设计方案、套变机理与防控研究等工作结合,助力该区深层页岩气的规模效益开发.

    川南地区深层页岩气天然裂缝水力压裂套管变形DAS远场应变裂缝窜通

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    四川盆地中部地区震旦系大型碳酸盐岩气藏开发技术新进展

    闫海军杨长城郭建林刘曦翔...
    68-79页
    查看更多>>摘要：四川盆地中部地区(以下简称川中地区)震旦系灯影组气藏为大型古老深层岩溶风化壳型碳酸盐岩气藏,气藏整体表现为低孔隙度低渗透率,储集空间小尺度缝洞发育,储层非均质性强特征,气藏开发面临储层表征难、井位部署和效益开发难度大等系列挑战.为此,以川中地区安岳气田灯影组气藏为对象,通过地质工程一体技术化攻关,深化了对储层发育特征和成因机理的认识,提出了气藏开发新模式,创建形成了气藏高效开发的关键技术.研究结果表明:①灯影组储层主要为岩溶成因储层,具有"叠合岩溶差异控储"的发育特征;②岩溶储层非均质性强,"溶蚀相成因控储"可精细刻画储层的非均质性;③灯影组气藏宜采用"单井指标叠加论证气藏规模"的开发新模式;④创新形成了"双界面"岩溶古地貌恢复及定量刻画方法,并指导平面选区,其中Ⅰ+Ⅱ类井比例由评价期的 40%提高到方案建设期的 100%;⑤创建了小尺度缝洞识别、刻画及表征技术,并指导钻井轨迹设计,测试百万立方米气井比例由开发评价期的 41.6%提高到建产期的 60%;⑥配套完善了分段酸压工艺技术,高效动用了优质储层,并解放了低品位储层,储层渗透率由改造前的 0.62 mD提高到酸压改造后的 6.77 mD.结论认为,"十四五"期间,在上述开发技术的支持下,安岳气田由台缘带灯四段高效开发转向长期稳产和台内地区多层系效益开发,蓬莱含气区由单井高产转向区块高产和气藏规模建产,将强力支撑中国石油西南油气田公司"十四五"末天然气上产 500×108 m3.

    川中地区安岳气田蓬莱含气区震旦系小尺度缝洞叠合岩溶溶蚀相双界面法

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    基于"扩缝串洞"理念的超深层小缝洞群碳酸盐岩储层改造数值模拟

    罗志锋程龙谢耀增刘举...
    80-95页
    查看更多>>摘要：随着四川盆地和塔里木盆地碳酸盐岩油气藏勘探开发逐渐迈向超深层领域,受地质条件影响,储层由大型缝洞向以厘米—毫米级小缝洞群转变,以往针对大型缝洞储层改造的酸压技术系列难以适应小缝洞群储层.为充分释放超深层小缝洞群碳酸盐岩储层的天然气产能潜力,基于小缝洞群碳酸盐岩储层特征,构建了多尺度离散缝洞方法,建立了考虑岩石变形、裂缝延伸、酸液流动反应、温度变化的热流固化多场耦合数值模型,最后提出了以多级转向扩面积、精准控黏串缝洞、定点生酸扩缝长为核心的"扩缝串洞"缝控改造理念,并对小缝洞群碳酸盐岩储层"扩缝串洞"缝控改造方式进行了优化分析.研究结果表明:①多级交替注入形成的黏性指进现象可以促进缝控改造面积的增加和裂缝非均匀刻蚀,从而提高改造后的产能,且缝控改造效果最佳;②酸液注入黏度比增加,缝控改造无因次产能指数呈现先增大后减小的规律,当黏度比超过 30,缝控改造无因次产能指数开始迅速减小,缝控改造中酸液交替黏度比需控制在 25～35 区间;③酸液用量越大,缝控改造面积及改造后无因次产能指数越大,但对于一定地层参数和单井控制面积的缝控改造存在极限酸液用量,超过该酸液用量后缝控面积趋于极限值,而无因次产能指数仍随酸液用量的增加而稳定增大.结论认为,提高缝控改造面积和激活动用小缝洞群是小缝洞群碳酸盐岩储层提产的关键,该认识为超深层小缝洞群碳酸盐岩气藏的高效开发提供了理论指导.

    超深层碳酸盐岩储层缝控改造扩缝串洞多场耦合酸压裂缝延伸

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    具有独立缓冲结构的PDC—牙轮复合钻头研制

    杨迎新牛世伟陈炼李枝林...
    96-104页
    查看更多>>摘要：油气勘探开发过程中,难钻地层钻井效率低、钻头寿命短是影响深井、超深井钻井周期和成本的瓶颈问题.钻头工作过程中切削结构轮流与井壁接触而产生的多边形效应是导致钻头不稳定工作、切削齿冲击失效的主要因素.为提高钻头工作稳定性,提出了具有独立缓冲结构的PDC—牙轮复合钻头新结构,并针对四川盆地茅口组Ø311.2 mm井段常规PDC钻头冲击失效严重的问题,设计了 3+3+3 型(3 个主刀翼、3 个牙轮以及 3 个独立缓冲刀翼)的独立缓冲结构复合钻头,开展了全尺寸钻头室内钻进对比实验,并在川渝页岩气区块茅口组—栖霞组地层进行了实钻应用.研究结果表明:①独立缓冲结构复合钻头在常规复合钻头的牙轮切削结构和固定切削结构之间的空隙部位增设独立缓冲刀翼,有效缓解了多边形效应,对PDC齿形成很好的缓冲保护,同时分担了过大的钻压,限制了切削齿吃入深度,进而防止了钻头产生粘滑振动;②独立缓冲结构复合钻头钻压和扭矩波动小,扭矩为PDC钻头的 1/5;③独立缓冲结构复合钻头取得了单只钻头进尺 170 m的记录,比邻井同层位单只PDC钻头最高进尺提高了 73.5%.结论认为,独立缓冲刀翼对提高钻头的稳定性起到了关键作用,不仅提高了钻头寿命,而且有效提高了复杂难钻地层及复杂结构井的综合钻井时效,有效降低了油气勘探开发成本.

    复合钻头独立缓冲多边形效应钻头稳定性钻井提速硬地层

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    PDC混合布齿钻头破碎非均质花岗岩数值模拟

    吴泽兵袁若飞张文溪王刚...
    105-117页
    查看更多>>摘要：非常规油气资源所处地层复杂,开采难度大,钻井过程中钻遇地层密实度高,对钻头性能提出了更高要求.普通PDC钻头主要依靠切削齿剪切破碎岩石,攻击性弱,不仅导致钻头寿命和破岩效率严重下降,而且增加了钻井成本.为探究混合布齿PDC钻头的破岩机理和效果,提升PDC钻头破岩效率和寿命,建立了非均质花岗岩模型,使用有限元方法对比了斧形、三棱形和圆形PDC齿混合布齿的破岩效果,优选了最佳布齿方案,并使用响应面法优化了齿间距,对前后排齿不同高度差情况下的钻头破岩效果及规律进行了分析,最后结合钻头的现场应用对比分析了混合布齿、斧形齿和三棱形齿PDC钻头的破岩过程.研究结果表明:①斧形齿攻击性强,有利于吃入岩石,适用于刀翼前排,而三棱形齿更稳定,适用于刀翼后排;②混合布齿最佳方案为前排斧形齿,后排三棱形齿与斧形齿交替布置,后排齿距离前排齿的最佳横向距离为 10.0 mm、10.1 mm,最佳纵向距离均为 7.0 mm;③前排齿破岩后能释放岩石内应力,便于后排齿的破岩,但产生的应力区域有限,建议前后排齿高度差不超过 1 mm;④围压条件下按照最佳方案布齿的PDC钻头相较于单斧形齿和三棱形齿的PDC钻头,钻井进尺分别提升了 21.4%和 44.1%.结论认为,混合布齿钻头兼具高破岩效率和稳定性,在深部和难钻地层具有较好的钻进效果,具有良好的现场推广应用价值.

    PDC钻头混合布齿非均质花岗岩有限元响应面法齿间距优化高度差

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    一种具有"盐响应"特性的两性离子聚合物增黏降滤失剂

    常晓峰
    118-126页
    查看更多>>摘要：随着深层、超深层及非常规油气开采的不断深入,钻井过程中盐污染已成为水基钻井液在极端盐度和高温条件下面临的严峻挑战,盐污染会导致钻井液流变性和滤失性能的急速恶化.为避免上述问题发生,通过自由基聚合反应研发了一种具有"盐响应"特性的两性离子聚合物增黏降滤失剂(PAMN),并利用红外光谱分析(FT-IR)、核磁共振氢谱分析(1H-NMR)、热重分析(TGA)、分子模拟技术(MS)、扫描电镜(SEM)及钻井液流变和滤失分析等实验方法,表征了PAMN的分子结构、热稳定性及增黏降滤失性能,并揭示了PAMN的"盐响应"机理.研究结果表明:①合成的PAMN热降解温度高达 285℃,PAMN分子链在饱和盐水中的均方位移、扩散系数及回转半径远大于其在纯水中,其回转半径分别为 12.5 Å和 3.8 Å;②当氯化钠含量为 0 时,PAMN分子链内或分子链间正负离子基团通过静电吸引力形成空间网络形态而卷曲成类球状结构,随着氯化钠含量增加,其分子链逐渐转变为溶解性更好的柔性链状结构,对氯化钠表现出正响应性;③PAMN可将饱和盐水钻井液表观黏度增加 542.9%,滤失量从 194 mL降低至 4.8 mL,具有良好的增黏和降滤失性能.结论认为,PAMN的研发成功从根本上实现了传统钻井液处理剂从"抗盐"到"盐响应"的转变,该产品在含盐膏的深层、超深层油气开发工程中具有广阔的应用前景.

    深层、超深层盐膏地层水基钻井液盐响应型增黏降滤失两性离子聚合物

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