2018年, 第3卷, 第3期　
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  征稿启事

  . 2018, 3(3): 0-0.

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  砂质辫状河不同级次构型表征及其界面控制下的岩性分布模式——以山西大同盆地侏罗系辫状河露头为例

  任晓旭;侯加根;刘钰铭;陈德坡;张翔宇

  . 2018, 3(3): 245-261.

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  由于水动力的变化,厚砂层内不同级次构型界面附近会发生岩性的变化,界面附近存在具有一定厚度的"岩性复合体",从而影响厚层砂体内部的非均质性.砂质辫状河构型叠置界面多样,界面附近的岩性分布模式尤其复杂.通过对山西大同侏罗系云岗组经典砂质辫状河露头进行考察,划分了8种构型要素类型及其内部岩石相组合模式,阐述了不同级次构型界面附近沉积模式控制下的岩性组合模式,并且定量统计了5级～3级界面附近岩性复合体的展布规模(长度、厚度).分析不同级次界面附近岩性变化的成因机制,重塑了砂质辫状河沉积过程.研究表明,5级界面为单期河道的边界,界面附近为厚度较大、分布稳定的泛滥平原沉积.4级界面为单一心滩坝或河道充填的边界,界面附近有分布较不稳定的三类沉积,一是坝侧翼的侧积披覆泥岩,二是坝底的含泥砾砂岩,三是废弃河道泥岩.3级界面是心滩坝内部增生体的边界,3级界面附近有厚度较薄、分布不稳定的四类沉积,一是增生体顶的粉砂质泥岩细粒沉积,也称为落淤层,二是增生体底的薄层含泥砾砂岩,三是增生体顶的泥质冲沟沉积,四是增生体界面附近的钙质胶结砂岩.
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  四川盆地高石梯—磨溪地区下寒武统筇竹寺组生烃增压定量评价

  刘雯;邱楠生;徐秋晨;常健

  . 2018, 3(3): 262-271.

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  生烃增压是油气运移的主要动力,目前对其机制的研究逐渐向定量化方向发展.四川盆地中部高石梯—磨溪地区下寒武统筇竹寺组烃源岩经历了晚二叠世末到中侏罗世末的生油阶段、中侏罗世末到早白垩世初的原油裂解生气阶段和后期干酪根生气阶段.考虑到岩石的整体压缩系数和原油组分特征,建立了适用于腐泥型干酪根连续生烃的增压模型.由生油增压模型计算,筇竹寺组晚二叠世末到三叠纪末,生油初期阶段,超压缓慢增大;早侏罗世初到中侏罗世初期,进入生油窗阶段,超压快速累积,压力系数最大约为2.4;中侏罗世初期到中侏罗世末期,生油作用结束,超压程度略有降低.由原油裂解生气增压模型计算,中侏罗世末期到早白垩世初期,在原油裂解生气过程中,筇竹寺组烃源岩发生幕式排烃,超压程度先增大后减小,最终保持平衡,压力系数约为2.2.除有机质类型、有机质丰度和热史背景外,烃源岩的封闭条件和原油组分是影响生烃增压的主要因素.封闭性越好,烃源岩生油阶段产生的超压越大,烃源岩内的含油饱和度越高.生成的原油含硫量越低,油气转化率越高,压力增大程度越大.
石油地球物理
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  基于NMR技术研究边界条件对致密砂岩油水、气水系统渗吸的影响

  程志林;王庆;宁正福;李铭琪;齐荣荣;余雄飞

  . 2018, 3(3): 272-283.

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  致密油气藏是一种潜力巨大的替代能源,水平井压裂技术广泛地应用于非常规油气资源的开发中,压裂液流体自发渗吸是致密储层采油的重要机理.基于NMR技术研究了致密砂岩油水及气水系统自发渗吸特征及规律,通过T2谱反映了岩石孔隙空间内油水、气水运移特征以及不同边界条件对渗吸采收率的影响,结果表明:致密砂岩微观孔隙结构具有多尺度分布特征,主要以微孔和小孔为主;渗吸开始后,微孔中的白油会优先被水置换出来,通过较小的孔隙流出,渗吸采油主要来自微孔的贡献;气水渗吸时卡断效应使得水相难以进入较大的中孔.边界条件对油水系统岩石渗吸速度和最终采收率影响显著,岩石表面与水接触面积越大,渗吸速度越快,采收率也越高.对气水系统而言,边界条件的影响主要体现在渗吸速度上,对最终的渗吸采收率影响不大.在油藏岩石润湿性不改变的条件下,传统的无因次标度模型能够较好的标度致密砂岩油水和气水渗吸数据,预测渗吸采收率是合理的.
石油工程
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  微流控模型在油气田开发中的应用

  李俊键;苏航;姜汉桥;于馥玮;梁天博;赵玉云;高亚军;HOSSEIN Hejazi

  . 2018, 3(3): 284-301.

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  在过去的30年内,微流控技术在包括疾病诊断、药物筛选、细胞分析、材料化学、环境监测、食品安全、航空航天等在内的各个领域开展应用,取得了丰硕的成果.在油气田开发领域,1952年俄克拉何马州立大学Alfred Chatenever和宾夕法尼亚州立大学John C.Calhoun,JR最先利用微观模型研究了剩余油的分布规律.本文介绍了1952年至今,微流控模型在油气田开发领域的发展与应用现状.目前,针对不同的研究目标,可制造不同材质的模型.模型中的流体分布情况、流动路径分析可用共聚焦显微镜、PIV(Particle Image Velocimetry,图像粒子测速系统)、CCD相机(Charge Coupled Device Camera,电荷耦合摄像机)等设备来观察和实现.微流控技术所带来的精准、定量、快速、安全的可视化研究将在油气田开发领域的油气水在裂缝、微尺度基质、纳尺度基质中的渗流规律和化学驱提高采收率等方面发挥出无可替代的作用.
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  基于膨胀材料的新型AICD结构设计及其性能实验研究

  王小秋;汪志明;赵麟

  . 2018, 3(3): 302-312.

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  水平井易在高渗层段、裂缝处过早见水,为了解决该问题国内外研发了多种流入控制装置(ICD).传统ICD存在流动阻力等级恒定、见水后失效等问题,而国际上主要应用的自适应式流入控制装置(AICD)存在结构复杂、适用范围小等缺点,限制了其推广应用.本文基于多级限流原理,结合遇水膨胀材料创新提出了一种AICD结构.利用数值模拟软件进行了结构参数优化及流体敏感性分析,并进行了全尺寸物理模拟实验.研究结果表明,该装置结构简单,防堵能力强,水油压差明显,对流体黏度、密度不敏感,装置应用范围广泛,在油井的各个生产阶段都具有卓越的性能.
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  水泥石气密封性实验研究

  杜金龙;金衍;李坤朝;王世永

  . 2018, 3(3): 313-319.

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  固井水泥在各种复杂载荷的共同作用下,易发生气密封失效,针对该问题,本研究开展了不同加载方式下水泥石的力学特性分析实验,结合渗透率和声发射监测,对复杂载荷条件下水泥石损伤及渗透性变化进行研究,并分析了它们对水泥环气密封性的影响.研究发现,当水泥石所受应力低于其扩容屈服应力时,水泥石被压缩,渗透率降低,气密封性增强;当水泥石所受应力超过其扩容屈服应力时,水泥石损伤严重,渗透率增大,气密封性下降.循环加载过程中,水泥石损伤、裂缝的出现和发展主要发生在首次循环加卸载过程中.
石油机械
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  全金属螺杆泵间隙漏失模型

  郑磊;吴晓东;韩国庆;徐军;史殊哲;李准

  . 2018, 3(3): 320-331.

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  全金属螺杆泵的定子与转子采取间隙配合方式,其间隙漏失规律无法沿用传统过盈配合螺杆泵的方法予以分析.基于间隙配合方式下螺杆泵腔室间的漏失机理,借鉴线接触润滑理论计算漏失间隙结构参数,应用缝隙流动原理建立了综合考虑不同漏失方向的压差—剪切流动漏失模型.通过模型计算结果与室内实验数据的对比,验证了间隙漏失模型的准确性.研究表明,特定结构全金属螺杆泵的排量特性主要受压差漏失的影响,剪切漏失影响甚微;工作压差越大,转速、介质黏度越小,间隙漏失对排量的影响越严重;全金属螺杆泵更适用于介质黏度较高的油井举升,实际应用中可通过合理选择泵级数、转速等途径保证其举升性能.
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  基于非线性模型的深水隔水管横向振动固有频率分析

  郝逸;王文明;李皓冉;龚普;熊明皓;顾继俊

  . 2018, 3(3): 332-341.

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  论文利用微元法建立了隔水管横向振动控制方程,假设轴向力为线性变化得到了隔水管的非线性模型,利用共振法获取隔水管固有频率,采用有限差分法求解非线性模型.分析了隔水管长度、隔水管壁厚、顶部张紧力、钻井液与海水附加质量等因素对隔水管横向振动固有频率的影响,结果表明:隔水管长度增加时,其固有频率减小;随着隔水管壁厚增加,其固有频率增大;顶部张紧力越大,隔水管固有频率越高,可通过改变张力比来有效地改变系统固有特性;计算时需考虑内部钻井液,但钻井液密度对隔水管固有频率影响不大,但附加质量对固有频率的影响较大,必须考虑由海水引起的附加质量.研究内容为评估深水隔水管作业风险,提供了重要理论依据.
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  湿法成型硫磺摩擦着火机理及防控措施

  代濠源;樊建春;于艳秋;刘迪;赵坤鹏;胡治斌;张喜明

  . 2018, 3(3): 342-353.

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  普光天然气净化厂湿法成型硫磺在储运过程中发生多起摩擦起火事故.为研究其着火机理及防控措施,设计开发出了可以再现现场摩擦起火现象的试验机,并开展了硫磺摩擦着火试验.试验研究了载荷、硫磺含水量、配对摩擦副材料对硫磺摩擦着火的影响.使用SEM-EDS和XRD对摩擦后的试样及摩擦产物进行了分析.通过试验及理论分析得出:高载情况下硫磺着火的主要原因是摩擦生热导致的高温引燃硫磺;较低载荷下硫磺着火的主要原因是摩擦过程中生成的硫铁化合物自燃引燃硫磺;在所设置含水量范围内硫磺含水量为20％时硫磺最易摩擦着火;在所选用的配对摩擦副材料中Q235-Q235最不容易着火.根据试验结果,并结合现场实际状况提出了硫磺储运系统摩擦着火事故的安全防控措施,并在现场应用.
石油经济
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  石油矿区可持续经济效率评价体系构建及应用

  袁省之;孙竹;张宝生;杨鑫磊

  . 2018, 3(3): 354-368.

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  本文基于能值分析的方法,构建了一套适用于石油矿区的可持续经济效率评价体系,该体系分为复合生态系统和子系统两个层次,分别从整体以及资源、环境、社会和经济4个具体方面评价油区生态系统的运行效率,并以此判断矿区的经济发展趋势、环境承载能力、资源利用效率和可持续发展能力等.该体系共包含13个评价指标,其中部分指标是针对石油矿区的特点,依据能值分析原理创新得出.这13个指标相互补充、相互联系,从资源、环境、社会和经济4个微观方面以及宏观方面对石油矿区复合生态系统进行评价.为检验评价体系的适用性,本文搜集并整理了华北油田冀中矿区2005年至2014年的生产、消费和自然数据,并将这些数据代入到石油矿区可持续经济效率评价体系中,分析得出1)该油区现阶段不可再生资源利用量相对较高,资源状况已进入耗竭阶段;2)油区对环境保护有所投入,但治理效率尚需提高;3)当地经济处于平稳上升态势,未来会有更多的发展契机.此外,本文建立的油区可持续经济效率评价系统可以应用于其他油区的可持续发展能力评价,对处于各发展阶段的油区,尤其是进入资源耗竭阶段的老油区更有适用性.