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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
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    深层页岩压裂多级裂缝内支撑剂运移与分布规律

    郭建春唐堂张涛周航宇...
    1-11页
    查看更多>>摘要：深层页岩天然裂缝与层理缝发育,经体积改造后易形成"主缝+支缝+次微缝"的多级裂缝结构,但受高垂向应力和高水平应力差条件的影响,深层页岩压裂裂缝开度极窄且主次缝开度差异较大.为了明确多级裂缝内支撑剂运移机制与分布规律,搭建了大型可视化支撑剂输送实验系统,研究了泵注排量、液体黏度、支撑剂粒径、支撑剂浓度、裂缝特征参数对支撑剂运移与分布的影响规律,最后基于水电相似原理计算了裂缝整体导流能力并开展了评价分析.研究结果表明:①缝内支撑剂存在多种堆积模式,其形成由流体对支撑剂的携带能力决定;②支撑剂分流效率受多种因素影响,增大排量与减小支撑剂粒径均可提高分流效率;③多级裂缝内,增大排量与压裂液黏度均在一定程度上改善了支撑剂非均匀分布,但裂缝导流能力表现为先增大后减小;④综合支撑剂分流结果与多级裂缝内支撑剂分布规律,推荐坚持"大排量+低黏度"泵注思想,以保证大粒径支撑剂占比,适当混合小粒径支撑剂,构建"近井区高导流+远井区有支撑"的高导流裂缝体.结论认为,基于含多级裂缝的大型可视化支撑剂输送实验系统,全面系统研究了不同条件下多级裂缝内支撑剂运移与堆积的模式,研究成果可为深层页岩压裂泵注工艺参数设计与优化提供理论支撑.

    深层页岩体积压裂多级裂缝水平裂缝支撑剂运移缝内分布室内实验系统

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    页岩气勘探开发实验技术研究进展与发展方向

    何希鹏蔡潇高玉巧丁安徐...
    12-26页
    查看更多>>摘要：页岩气开发的成功得益于全新地质理论的建立及工程技术的进步,其中地质理论的创新离不开实验技术的突破与发展,但随着页岩气进入全面开发的新阶段,对实验方法、基础理论等方面提出了更高要求和技术挑战.为此,针对页岩气勘探开发过程中的关键问题,从页岩矿物组成、岩石物性、孔隙结构、含气性及可压性等 5 个方面展示了地质实验研究的进展和应用实例,分析了页岩气勘探开发实验研究面临的问题和挑战,并展望了其未来的发展方向和趋势.研究结果表明:①薄片鉴定和X射线衍射是页岩矿物分析最有效的定性定量方法,开展矿物成因实验研究对于揭示页岩成储规律及地质工程甜点段优选有着更重要的指导意义;②页岩物性测试方法多且标准不统一,需要根据研究目的选择适用的测试方法,开展地层条件下的物性测试对储量计算及开发效果评价更有帮助;③页岩孔隙结构表征已形成了从宏观到微观、从定性到定量、从二维到三维的综合评价方法,可指导开发层系划分和水平井靶窗优选;④页岩含气性评价已形成了现场含气量测试、等温吸附、气体碳同位素监测等实验方法,揭示了页岩气赋存状态和解吸规律,可有效指导气井生产制度制订和采收率提高;⑤页岩可压性评价已形成了X射线衍射、多尺度的裂缝网络刻画、三轴力学、差应变法、声波各向异性法及声发射法等实验方法,可指导水平井设计和压裂工艺优化.结论认为,建立跨尺度多方法深度融合的实验体系、加强原位条件下的页岩气储层评价、开展关键参数的动态演化和基于大数据模型的人工智能实验评价等是下一步研究方向,持续完善页岩气实验地质技术体系方可为页岩气高效勘探开发提供更好的理论基础和技术支撑.

    页岩气实验地质技术储层评价跨尺度人工智能进展展望

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    四川盆地及周缘地区震旦系灯影组白云岩岩石类型及沉积相划分方案

    文华国文龙丁一周刚...
    27-41页
    查看更多>>摘要：四川盆地震旦系灯影组有巨大的天然气勘探潜力,但其储层白云岩岩石类型划分和沉积环境解析方面尚存较大争议,不利于沉积相及有利储集相带展布的精确刻画,制约了下一步油气勘探开发进程.为此,针对四川盆地及周缘地区大量的露头和钻井开展了系统的岩相和沉积环境分析,在明确白云岩类型的基础上,结合岩性组合方式进一步识别了沉积相,并与前人提出的岩性和沉积相划分方案进行了对比与总结,建立了一套既适用于油气勘探又满足沉积学研究的白云岩岩石类型和沉积相划分方案.研究结果表明:①按结构成因可将灯影组白云岩划分为 2 大类 6 种类型 16 种亚类,即保留原始沉积结构的白云岩大类,包括颗粒白云岩、泥晶白云岩、微生物(藻)黏结白云岩,并进一步细分了 9 种亚类;原岩经过成岩改造形成的白云岩大类包括葡萄状白云岩、角砾白云岩、晶粒白云岩,并可进一步细分 7 种亚类.②研究区白云岩可识别出台地边缘和局限台地 2 个相带,共包含 8 种亚相和 17 种微相,其中台地边缘相可以划分为微生物(藻)丘、丘滩间洼地、浅滩 3 个亚相 8 种微相;局限台地相可划分为微生物(藻)丘、丘滩间海、浅滩、台内洼地、潟湖 5 种亚相 9 种微相.③台地边缘相比局限台地相具有丘滩占比大,单层厚度大和叠覆式产出的特征.④丘基—丘核—丘坪—丘盖生长序列反映了微生物丘完整生长—淹没过程,丘基—丘核—丘坪序列可以与潮下—潮间—潮上米级向上变浅旋回相匹配.结论认为,研究提出的丘滩微相划分方案丰富和完善了该区沉积环境解释的理论基础,并具有较强的油气勘探适用性.

    四川盆地震旦系灯影组白云岩岩石类型沉积相

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    煤层气系统的定义、内涵、形成及应用——以鄂尔多斯盆地石炭系—二叠系煤层为例

    孙粉锦周国晓田文广邓泽...
    42-53页
    查看更多>>摘要：煤层气在温度、压力和应力等敏感地质要素的作用控制下形成煤—气—水强耦合系统,深刻理解该系统对加快发展煤层气赋存地质理论、高效推进煤层气勘探开发具有重要意义.为此,提出了煤层气系统的基本概念,并在明确煤层气系统的基本要素基础上,研究了煤层气系统形成过程及基本特点,总结分析了煤层气系统储层压力、地层温度、地下水化学特征和煤层气的赋存状态、构成、含气饱和度以及生产特征,最后以鄂尔多斯盆地煤层气为例,分析了煤层气系统在空间上的展布规律.研究结果表明:①煤层气系统应考虑的基本要素包括煤层及其与之相关联的地层压力系数相近的煤系其他岩层、盖层系统以及相近地层压力系数下的煤层气/水流体系统.②储层—盖层—流体 3 大要素与系统环境演化的耦合决定了不同深度煤层气系统的煤—气—水的赋存状态.③以煤层气赋存状态等为主要依据将煤层气系统划分为"两带",两带为改造带和原生带,其中改造带对应于通常意义上的浅层煤层气,原生带对应于深层煤层气;原生带进一步划分为吸附气为主带(原生A带)、游离气—吸附气带(原生B带)、吸附气—游离气带(原生C带).结论认为:①改造带煤层气主要以向斜控气模式为主,原生带煤层气特别是原生B带、原生C带应重视圈闭区的勘探;②鄂尔多斯盆地石炭系—二叠系煤层气系统自东西两翼至中部由改造带—原生A带—原生B带—原生C带依次转变,盆地中部主要为原生B带及原生C带煤层气.

    煤层气系统温度压力地下水化学特征赋存状态鄂尔多斯盆地

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    四川超级含气盆地古生界大中型气田分布规律及其主控因素

    邓宾刘树根姚根顺廖芸...
    54-76页
    查看更多>>摘要：四川盆地是中国天然气资源最为富集的超级含气盆地,但天然气探明程度目前仍然偏低.为了给下一步天然气勘探提供理论支撑,基于该盆地典型气田勘探历程,结合多期构造演化与含油气系统分析,探讨了四川盆地古生界大中型气田富集分布规律及其主控因素,揭示了该盆地巨大的天然气勘探潜力.研究结果表明:①四川盆地古生界蕴含 3 个超级含油气系统,即下寒武统筇竹寺组(探明储量占该盆地天然气总探明储量的 17.55%)、上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组(探明储量占该盆地天然气总探明储量的 41.30%)、上二叠统龙潭组/吴家坪组(探明储量占该盆地天然气总探明储量的 12.53%);②该盆地古生界已发现 20 个超大型气田(天然气探明储量超过 1 000×108 m3),14 个大型气田(天然气探明储量介于 300×108～1 000×108 m3)以及 20 个中型气田(天然气探明储量介于 100×108～300×108 m3),超大型气田探明储量占该盆地天然气总探明储量的 85.5%;③古生界大型隆—坳格局构造沉积分异作用控制影响着该盆地内筇竹寺组、五峰组—龙马溪组和龙潭组/吴家坪组 3 套优质烃源岩层系的形成与分布.结论认为,晚三叠世以来的陆相盆地演化过程使得中晚三叠世—早中侏罗世成为上述 3 个超级含油气系统的关键成藏期,形成了 3 个气田群(绵阳—长宁拉张槽周缘带震旦系—下古生界、开江—梁平与蓬溪—武胜拉张槽周缘带二叠系—三叠系、川东南五峰组—龙马溪组页岩气),其合计天然气储量均超过 1×1012 m3,是该盆地天然气勘探的有利区带.

    四川盆地超级含气盆地超级含油气系统超大型气田大中型气田海相天然气页岩气

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    鄂尔多斯盆地陇东地区太原组铝土岩跨频段岩石物理实验及认识

    李斐闫国亮杜广宏高建虎...
    77-88页
    查看更多>>摘要：鄂尔多斯盆地西南部陇东地区二叠系太原组铝土岩天然气勘探已实现突破,多口探井获得高产工业气流,铝土岩天然气勘探成为该区热点领域.但针对该区铝土岩频散特征的基础研究尚未开展,为了进一步探索铝土岩的地震波频散特征及其油气勘探意义,通过跨频段实验分析了太原组铝土岩的岩石物理特性,明确了铝土岩的频散特征,并运用改进的Gurevich喷射流模型解释了实验结果.研究结果表明:① 铝土岩主要矿物成分为—水硬铝石和黏土矿物,储集空间类型主要包括粒内溶蚀孔洞、晶间溶孔和微裂缝,储层类型为裂缝—孔隙型储层,孔隙度为 0.2%～28.7%,平均值为 10.7%,渗透率为 0.004～38.550 mD,平均值为 4.040 mD,储层物性条件好;②孔隙度大小是决定含铝岩石频散特征的主要因素之一,饱和水铝土岩和铝土质泥岩均存在频散现象,孔隙度较高的铝土岩样品频散特征明显强于孔隙度较低的样品,1～10 Hz范围内频散特征较强;③孔隙度是影响岩石压力敏感性的主要因素之一,高孔隙度铝土岩样品随着压力增加,超声波测试的纵波速度与低频应力—应变计算的速度相近,纵波速度变化范围超过 700 m/s,远大于低孔隙度样品;④ 含水饱和度与超声波速度之间呈现震荡变化关系,存在多个局部极值点.结论认为:①高孔隙度铝土岩样品速度测试结果与频散理论模型计算结果一致,而低孔隙度样品频散主要出现在 10 Hz以上,超声频段实验结果与频散理论模型计算结果不符;②通过跨频段实验探索了铝土岩的频散岩石物理特征,为采用频散理论预测铝土岩储层分布及含气性奠定了理论基础.

    鄂尔多斯盆地太原组铝土岩岩石物理跨频段频散

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    银额盆地构造单元划分与油气勘探方向

    崔海峰韩小锋白晓寅黄元溢...
    89-96页
    查看更多>>摘要：银额盆地是中国陆上油气勘探程度较低的含油气盆地之一,近年来其油气勘探取得明显进展,但复杂的地质结构在一定程度上制约了对盆地内构造单元的认识,导致油气勘探方向不明.为明确下一步油气勘探方向,结合该盆地钻井、地震和重力勘探等资料,落实了盆地内主要断裂的分布,划分了中生代构造单元,编制了中生界底界埋深图,明确了中生代凹陷的分布特征,最后指出了盆地油气勘探方向.研究结果表明:①银额盆地中生界与前中生界的不整合特征明显,上、下层在岩性组合和构造样式上明显不同,下构造层发育一系列复式褶皱和冲断构造,上构造层则由一系列近东西向、北东向断陷群构成;②盆地主要被红石山断裂带、阿尔金断裂带(或分支)、恩格尔乌苏断裂带和查干础鲁断裂带分隔,形成多个隆起和坳陷,坳陷又由多个凹陷和凸起构成;③油气主要在中生代箕状断陷的缓坡下部聚集,早期成藏后遭受抬升、调整,现今埋深相对较浅的凹陷值得关注,油气有利勘探面积超过5×104 km2;④针对以粒间纳米级孔为主的微孔隙厚层泥岩,可以按照非常规油气藏勘探思路系统评价,探索泥岩的油气勘探潜力.结论认为,研究成果对深化认识银额盆地基础构造特征,进一步促进银额盆地油气勘探方向认识和推动盆地的油气勘探开发进程具有重要意义.

    银额盆地中生界前中生界构造单元凹陷分布油气勘探方向

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    超临界CO2作用下无烟煤孔隙结构演化时间效应规律

    葛兆龙张翔宇刘浩侯昱东...
    97-108页
    查看更多>>摘要：CO2 地质封存技术是实现减排和废弃矿井资源再利用的有效技术之一,但煤层孔隙结构在CO2 注入后的变化具有时间效应,其演化规律将直接影响CO2 地质封存潜力.为了探索作用时间增加后煤层孔隙结构变化的真实情况,提高CO2 地质封存量计算精度,通过对重庆市南桐矿区无烟煤进行超临界CO2 吸附实验、低温氮气吸附实验、X射线衍射测试、核磁共振测试、扫描电镜测试等实验,研究了不同超临界CO2 作用时间对该区域内煤样孔隙结构的演化规律.研究结果表明:①超临界CO2 作用后煤样孔隙度的变化主要发生在 7 d内,处理 7 d后煤样孔隙度增加了 3.20%,7～14 d内煤样孔隙度仅增加了 0.05%;②随作用时间增加,煤样孔隙的比表面积增加但变化量逐渐减小,7 d内日均增长 19.74%～24.50%,7～14 d内日均增长 2.37%～4.60%,其变化规律近似呈对数函数关系;③超临界CO2 与煤产生的化学反应引起矿物质的溶解,增大了煤体的表面粗糙度,表征煤样粗糙度的分形维数随着作用时间的增加持续增大;④超临界CO2 作用后能有效改变煤样的孔隙度及表面形貌,为CO2 吸附提供了更多吸附点位,超临界CO2 对孔隙结构的改造效果在 7 d内比较明显.结论认为,超临界CO2 作用下无烟煤孔隙结构的变化随作用时间增加最终会趋于稳定,研究结果可为无烟煤储层CO2 地质封存潜力评价提供理论指导.

    无烟煤超临界CO2孔隙结构作用时间CO2地质封存核磁共振分形维数

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    非常规储层压裂支撑剂多级裂缝运移和沉降规律

    汪杰赵康佳付珊珊续化蕾...
    109-119页
    查看更多>>摘要：水力压裂过程中支撑剂在裂缝中有效填充是形成高导流裂缝通道的关键.目前,关于支撑剂在裂缝中运移与沉降规律的研究方法多为物理实验或数值模拟,且主要聚焦支撑剂沉降结果,对支撑运移和沉降机理的研究较少.为进一步揭示支撑剂在裂缝中的运移和沉降规律,采用实验与数值模拟结合的方法探究了支撑剂尺寸、注入速度以及压裂液黏度对支撑剂在单一与交叉裂缝中的运移沉降行为的影响.研究结果表明:①支撑剂尺寸主要通过对沉降角的影响决定颗粒运移的分布,支撑剂尺寸越大,颗粒沉降角越大,运移距离越短;②注入速度对砂丘形态影响较大,当注入速度从0.2 m/s增加至1.0 m/s时,单一裂缝内砂丘有效支撑面积比和最大高度都明显降低,而分支缝内砂丘有效支撑面积比增加34.3%,表现出与单一裂缝中相反的变化趋势;③压裂液黏度主要影响流体携砂能力,随着压裂液黏度增加,主裂缝内砂丘有效支撑面积比降低8.4%,砂丘最大高度下降6.1 cm,而在分支裂缝内表现为先增加后降低.结论认为,分支裂缝与主裂缝内支撑剂运移受施工因素影响往往表现出不同变化规律,该研究成果将进一步完善了水力压裂相关理论认识,同时为压裂现场施工设计优化提供了理论支撑.

    非常规油气水力压裂分支裂缝交叉裂缝支撑剂运移沉降施工因素室内实验数值模拟

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    超支化高分子水基钻井液仿生润滑机理

    许林王晓棠王晓亮胡南琪...
    120-131页
    查看更多>>摘要：随着定向钻井技术的发展,水基钻井液润滑性逐渐成为确保定向井钻进的关键指标,设计新型钻井液润滑材料已成为油田化学领域的研究热点和重点.为探究超支化高分子水基钻井液仿生润滑机理,首先采用发散法合成了第 1.5 代超支化聚丙烯酸乙二胺基丙烯酸十八酯G1.5 P(EDA—MA—OA),然后进行了合成产物结构、微观形貌与热稳定性检测及其强化水基钻井液润滑性能评价,最后系统分析了超支化高分子与膨润土粒子的吸附行为.研究结果表明:①G1.5 P是粒径分布在几十纳米的分散性粒子,具有良好的热稳定性,热解温度集中在 214℃;②以G1.5 P为润滑添加剂,构建的水基钻井液润滑系数为 0.068,具有良好降摩减磨性;③G1.5 P呈"分子刷"状吸附于亲水材料表面,不仅改变了表面润湿性,而且还可促进膨润土粒子聚结形成致密、韧性的泥饼;④基于超支化高分子强化水基钻井液润滑的构效关系,提出了一种水基钻井液边界—固体润滑新模型,即超支化高分子促进在钻具与井壁摩擦副间形成低剪切强度泥饼,以泥饼结构内摩擦代替钻具刚性外摩擦,实现钻井液降摩减磨功能.结论认为,该认识完善了水基钻井液润滑添加剂的设计思路,为新型高性能润滑处理剂设计及超滑水基钻井液的开发提供了理论与技术支撑.

    水基钻井液超支化高分子润滑添加剂摩擦副边界—固体润滑构效关系分子刷

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