2019年, 第4卷, 第4期　
刊出日期：

  

• 全选
  |

• Select
  《石油科学通报》投稿须知

  . 2019, 4(4): 0-0.

  摘要 ( )   可视化   收藏
• Select
  裂缝性油气藏数值模拟与自动历史拟合研究进展

  薛亮;吴雨娟;刘倩君;刘月田;王军;蒋龙;程紫燕

  . 2019, 4(4): 335-346.

  摘要 ( )   可视化   收藏

  裂缝性油气藏在油气资源中的占比不断增加,由于储层裂缝系统定量描述的复杂性,裂缝性油气藏开发动态的准确模拟预测一直是研究的难点.本文系统地介绍了裂缝性油气藏的模拟模型,包括描述天然裂缝系统的等效连续介质模型和双重或多重介质模型,以及描述压裂裂缝的离散裂缝模型和嵌入式离散裂缝模型.历史拟合是利用实测数据调整模型参数达到提高模型模拟预测水平的重要技术.基于梯度类方法、进化算法、人工神经网络、集合卡尔曼滤波算法等自动历史拟合方法,在油藏开发实践中得到广泛应用.微震数据能够提供压裂裂缝分布的重要信息,在自动历史拟合的过程中,可以和生产数据共同约束模型参数的多解性.
• Select
  不同层理倾角页岩Ⅰ型裂缝断裂表现实验研究

  马立科;曹函;张政;高强;骆中山

  . 2019, 4(4): 347-353.

  摘要 ( )   可视化   收藏

  不同层理倾角页岩的Ⅰ型裂缝的断裂表现具有明显差异,进而影响其水力压裂裂缝扩展效果.本文基于页岩层理特性,采用中心切槽三点弯曲半圆盘实验方法探讨页岩天然层理面与Ⅰ型裂缝的夹角θ对其断裂韧性及破坏模式的影响.结果表明:试样的断裂韧性与夹角θ有良好的二次相关性;同时位移—压力的变化曲线显示,夹角θ的差异对加载过程中的峰值压力、位移和断裂类型有较大影响,其中夹角θ为45°和60°的试样在峰后压降阶段表现出延性断裂,而其它角度的试样则表现为脆性断裂;其次,断裂应变能随层理倾角的递增呈线性增长;不同夹角试样裂缝的断裂模式差异性主要表现为具有向层理面倾斜并贯穿的趋势.因此,开展页岩天然层理面与Ⅰ型裂缝的夹角对页岩的断裂韧性及破坏模式影响的研究,对水力压裂实施过程中技术参数的选取具有一定的理论指导意义,从而提升其压裂改造储层的增产效率.
• Select
  基于机器学习的数字岩心孔渗预测方法研究

  王依诚;姜汉桥;于馥玮;成宝洋;徐飞;李俊键

  . 2019, 4(4): 354-363.

  摘要 ( )   可视化   收藏

  岩石孔渗特征是影响储层流体储集及渗流能力的主要因素.目前数字岩心孔渗参数计算通常采用孔隙尺度建模并进行数值模拟,具有建模复杂、耗时长的缺点.为此,本文根据天然岩心CT扫描结果,运用OpenFOAM生成654组训练样本,并通过机器学习算法建立数字岩心孔渗快速预测模型,并对模型超参数进行敏感性分析.当学习率为0.003时,模型具有较强的泛化能力,孔渗预测结果误差小于10％的占比90％以上,且能够在1 s内完成.研究结果实现了数字岩心孔渗高效率、高精度预测,能够有效降低生产成本,提高工作效率.
• Select
  四川长宁—威远区块水力压裂引起的断层滑移和套管变形机理及防控策略

  陈朝伟;项德贵;张丰收;安孟可;尹子睿;蒋振源

  . 2019, 4(4): 364-377.

  摘要 ( )   可视化   收藏

  自2009年以来,在四川长宁—威远国家级页岩气示范区开始了大规模的页岩气开发,其主体技术是水平井和多段水力压裂.但是该地区30％以上的水平井在水力压裂过程中出现了套管变形,这不仅导致压裂段数减少和单井产量下降,同时亦使井的完整性出现问题从而缩短井的生命周期,严重制约着该地区页岩气的高效开发.本文针对长宁—威远地区水力压裂引起的断层滑移和套管变形机理展开研究并提出套管变形的一些防控策略.首先对长宁—威远区块的套管变形的几何特征进行了统计分析,同时结合蚂蚁体追踪的断层位置和微地震信号的时空特征分析,综合得到了该地区套管变形与水力压裂诱发的断层滑动存在相关性的结论.然后对长宁—威远地区地应力进行了描述,通过对现场滑动断层的受力分析,得到了断层滑动可能优先于水力压裂发生的可能性.介绍了压裂施工可能导致的断层稳定与不稳定滑动对套管变形的影响,分析了控制断层滑移的主控因素并提出了触发类和诱发类两种不同的断层滑动模式.分析了断层泥矿物成分对其摩擦性能及其对断层稳定性的影响,指出长宁—威远地区页岩断层泥的黏土成分小于某一临界含量值时,会表现出来速度弱化从而导致断层的不稳定滑动.最后在此基础上,提出了套管变形的一些防控策略:(1)在断层滑动引起的套管受力变形的基础上总结了套管和水泥环的材料和设计对套管变形的影响;(2)基于诱发类断层滑动研究了施工参数对断层滑移量和套管变形量的影响;(3)基于诱发类断层滑动提出断层滑动风险预测的概念方法;(4)最后综合提出了一套基于地质工程一体化的防控方案.
• Select
  中深层特稠油重力泄油模拟实验

  王成;钟立国;刘建斌;刘义刚;张伟

  . 2019, 4(4): 378-389.

  摘要 ( )   可视化   收藏

  针对原始地层压力较高的中深层特稠油油藏,为了研究重力泄油开采效果,利用高温高压三维物理模拟系统开展了重力泄油模拟实验.研究了不同压力下SAGD生产过程蒸汽腔发育特征和生产动态特征,优选出中深层特稠油开展SAGD的合理压力范围;对比了SAGD和MFAGD的开采效果,研究了气水比对MFAGD开采效果的影响.在此基础上,提出了高效开采高压稠油油藏的重力泄油方法,即SAGD转MFAGD,并对MFAGD开采阶段的气水比进行了优化.研究结果表明:SAGD生产压力对蒸汽腔扩展和开采动态具有明显的影响.生产压力高时,蒸汽腔扩展慢,开采初期蒸汽腔呈椭圆状、产油量上升较慢.蒸汽腔升至油藏顶部后,蒸汽腔上部向两侧扩展速度加快,蒸汽腔呈"漏斗"形.生产压力越高,蒸汽腔温度越高,蒸汽腔内残余油饱和度越低,SAGD开采采收率越高.但是,生产压力越高,采出液温度也越高,对采油设备的要求越高.结合油田现场条件,推荐SAGD生产阶段的生产压力为5～7 MPa.MFAGD开采初期产量上升快,开采后期产量递减较慢,瞬时产油量和瞬时油汽较高.随着气水比的增加,MFAGD阶段采油量和累积油汽比均上升.但气水比超过50后,阶段采油量和累积油汽比上升幅度减缓.在生产压力5 MPa条件下,MFAGD推荐气水比为50.在相同生产压力下,SAGD后期转MFAGD开采可提高采收率5％左右.SAGD转MFAGD开采的初期建议采用较高的气水比,后期逐渐降低.
• Select
  复合盐膏层界面错动的变形机理及数值模拟研究

  李世远;李扶摇;杨柳;卢运虎

  . 2019, 4(4): 390-402.

  摘要 ( )   可视化   收藏

  沉积盆地的盐岩是最优质的盖层,其下埋藏了世界上80％～90％的油气资源,不仅是世界石油行业关注的焦点,更是我国油气资源开发的重点.我国深层盐下油气资源丰富,新探明的油气资源的40％位于深层盐层下.油气钻采过程盐下套管损坏程度与频度严重,据统计近50％的套管破坏发生在复合盐膏层界面位置.本文首先对盐岩试件蠕变试验研究进行调研分析,探究盐岩蠕变的一般规律.然后对复合盐膏层的稳定性进行了研究,通过调研已有盐膏层套损特性分析,发现错动因素尚比较缺乏考虑.论文集中分析了界面错动的主控因素以及造成套管变形的机理,通过ABAQUS建立地层变形数值模型,综合模拟了界面胶结程度,盐膏层弹性模量、泊松比、地层倾角及蠕变特性等对套管损坏的影响.最后提出了套管变形的防治措施.
• Select
  人工智能在石油工业中的应用现状探讨

  林伯韬;郭建成

  . 2019, 4(4): 403-413.

  摘要 ( )   可视化   收藏

  人工智能随着计算机、机器翻译、自然语言处理等相关软硬件的发展而诞生,由于其出色的预测、分析、决策和计算能力,开始引领工业4.0,石油工业的智能化也由此被大力推进.本文从石油工业标志性的人工智能发展事件出发,阐述了近年来世界顶尖石油公司与互联网科技公司的创新合作,介绍了石油工业人工智能技术迄今发展的水平.发现人工智能技术应用范围已从上游的勘探、开发、生产贯穿至下游的运营、销售、投资,可显著提高油气行业的效率和效益;然而,目前通常采用的定制化人工智能技术距离通用性人工智能技术还存在较大距离.笔者认为石油工业的智能化趋势对石油从业者提出了更高的要求,其中专业知识和能力、数学能力以及编程水平将成为决定石油工业人工智能人才成才的关键因素.同时,未来石油行业的智能化发展是行业+人工智能的不断进化,以行业专业知识与技能为根基,侧重于优化预测和自动化能力的发展,以期最终形成贯穿石油工业全产业链的智能化物联网.
• Select
  再谈双重有效应力 ——对《双重有效应力再认识及其综合作用》一文的讨论与分析

  李传亮;朱苏阳

  . 2019, 4(4): 414-429.

  摘要 ( )   可视化   收藏

  有效应力是多孔介质力学的基础概念,固体力学的理论通过有效应力应用于多孔介质,产生了多孔介质力学.但是,不同学者在不同条件下提出的有效应力有所不同,这就给有效应力的应用带来了不确定性.目前已提出了3个典型的有效应力:Terzaghi有效应力、Biot有效应力和双重有效应力.Terzaghi有效应力是针对疏松土介质提出的第一个有效应力,催生了土力学的诞生,它仅适用于极其疏松的多孔介质,不适用于致密介质的力学行为研究.Biot有效应力是对Terzaghi有效应力的修正,由于Biot系数没有明确的物理意义,又通常取经验值,因此Biot有效应力公式是一个经验公式.双重有效应力是在介质变形机制基础上提出的有效应力概念.多孔介质存在两种基本的变形机制:本体变形和结构变形.与此相对应,多孔介质存在两个有效应力:本体有效应力和结构有效应力.本体有效应力决定多孔介质的本体变形,结构有效应力决定多孔介质的结构变形.双重有效应力考虑了多孔介质的物质结构,引入了多孔介质的物性参数,参数取不同的数值,可用于不同的介质类型.毛博士提出的新双重有效应力概念定义不严谨,科学性不强,无法通过实践检验.多孔介质的孔隙压缩系数与孔隙度不是负相关,而是正相关.
• Select
  基于超高分辨率质谱的润滑油分子组成分析及工艺优化

  董成龙;贾长城;郑硕;曾海;傅达理;徐鲁燕;韩晔华

  . 2019, 4(4): 430-439.

  摘要 ( )   可视化   收藏

  润滑油是一种高附加值的石油产品,其种类繁多,用途广泛.如何利用不同来源、性质的原料生产出理想的润滑油产品是炼化工艺优化需要重点攻关的难题.对润滑油生产过程中的产品组成进行分析可以为工艺优化提供重要依据,但目前宏观层面的性质分析已经很难指导日趋复杂的工艺优化.本文针对辽河石化的润滑油产品及生产工艺特点,依托超高分辨率质谱建立了一套全面、深入的分子组成分析方法,从分子水平对润滑油加工的原料、产品组成及其转化过程进行深入分析,解析加工工艺过程中的分子走向,总结含氮、含氧、含硫杂原子化合物的脱除规律,从分子水平为定向工艺优化提供了重要依据.
• Select
  基于沥青SARA组成的SBS改性沥青高温性能研究

  王勤芳;曾海;杨耀

  . 2019, 4(4): 440-449.

  摘要 ( )   可视化   收藏

  本文选取4种不同油源的基质沥青,采用高速剪切法制备苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青,通过沥青软化点试验、动态剪切流变试验(DSR)以及多重应力蠕变恢复试验(MSCR)考察了SBS剂量与基质沥青四组分(SARA)组成对改性沥青高温性能的影响.结果发现,改性沥青的高温性能随着SBS剂量的增加而不断增强;基质沥青中沥青质含量高,饱和分含量低时,改性后高温性能更好,而饱和分含量较高时,改性沥青的高温性能随SBS剂量的增加改善速度更快;基质沥青对改性沥青高温性能的影响在SBS剂量较低时显著,而SBS剂量较高时,SBS对改性沥青高温性能的影响更加明显;在DSR试验中SBS剂量为5.0％,低测试角频率(0.1～1.0 rad/s),测试温度为70℃时,III号沥青改性后的抗流动变形能力最好;动态剪切流变试验和多重应力蠕变恢复试验在评价改性沥青高温性能时有较好的相关性.