2023年, 第8卷, 第1期　
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  基于地震属性智能融合的湖相重力流沉积致密砂岩储层预测

  万晓龙;刘瑞璟;时建超;李伟;麻书玮;李桢;李士祥;岳大力;吴胜和

  . 2023, 8(1): 1-11.

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  湖相重力流是目前沉积学研究的热点与难点,也是致密油、页岩油富集的有利场所,鄂尔多斯盆地庆城油田三叠系延长组作为致密油、页岩油的典型代表已显示出巨大的勘探开发前景.然而,由于湖相重力流砂体分布认识不清,导致油田并未达到预期的开发效率.本文采用支持向量机(SVR)的机器学习方法,先优选频段再优选属性,建立分频属性与测井解释砂体厚度的非线性映射关系,实现了致密砂岩的定量预测.研究结果表明,低频地震属性适合预测厚层砂体,高频地震属性适合预测薄层砂体;采用机器学习的方法,将不同频率的地震属性智能融合,能够兼顾预测不同厚度砂体,既提高了地震属性的解释精度,又降低了地震解释的多解性,实现了砂体厚度的定量预测.检验结果显示,智能融合属性与砂体厚度的分布趋势与值域区间基本一致,智能融合属性预测砂体分布的可靠性明显提高,与测井解释砂体厚度的相关性由0.60提高至0.79,大多数井点处预测的砂体厚度误差小于5 m.继而,根据融合属性与测井解释,刻画了研究区的沉积微相展布特征:研究区目的层发育湖底扇沉积,细分为分支水道、朵叶主体、朵叶侧缘、滑塌体与朵叶间/水道间5种沉积微相;砂体主体呈扇形连片式沉积,厚度顺物源方向逐渐减薄;分支水道呈窄条带状树形分叉,下切发育于朵叶体之上;朵叶体沉积为研究区的沉积主体;滑塌体为湖底扇前端失稳滑塌形成的小规模孤立砂体,长轴方向多平行于湖底扇前端.研究成果对油田下一步高效开发具有重要意义.
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  西昆仑山前柯东构造带侏罗系砂岩成藏古流体特征及其成藏指示意义

  王祥;张慧芳;段云江;娄洪;吕惠贤;周思宇

  . 2023, 8(1): 12-19.

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  塔里木盆地西南坳陷甫沙8井在侏罗系砂岩中获得工业油流,极大的推动了昆仑山前新层系新领域的油气勘探.本文通过流体包裹体岩相学、均一化温度及储层颗粒荧光定量等方法,对昆仑山前柯东构造带侏罗系储层古流体特征与油气成藏期次进行了研究.结果表明,侏罗系砂岩储层发育两期烃包裹体,第1期为发黄色、黄绿色荧光烃包裹体,以片状或点状分布,为早期原油充注;第2期为蓝白色烃类包裹体,沿裂隙呈线性分布,为晚期高成熟油气充注.颗粒荧光QGF指数主要介于3～7 pc,说明早期发生过原油充注,指示存在古油藏.QGF-E强度指数分布在9.65～73.89,指示现今为凝析油或轻质油特征,这一特征与蓝白色荧光的液态烃包裹体相对应.烃类共生包裹体均一温度峰值主要在95～105℃和115～125℃,结合研究区埋藏史和热演化史模拟结果,表明经历了两期油气充注,第1期在20 Ma以来,以成熟度较低的油气充注为主;第2期在5 Ma以来,主要是高成熟度油气充注.储层颗粒荧光定量分析结果表明,侏罗系早期发育古油藏,现今为凝析油或轻质油特征.
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  北部湾盆地涠西南凹陷W油田储层综合评价研究

  曾晓华;孟迪;彭文丰;陈之贺;骆逸婷;肖大志

  . 2023, 8(1): 20-31.

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  北部湾盆地涠西南凹陷W油田主力产油层段为古近系流沙港组流一段,其储层分布复杂,砂体连通性和有利甜点区不清,储层非均质性强,导致油田开发效果差.为明确油田流一段储层展布特征和砂体连通性情况,寻找储层有利挖潜区域,指导后续生产调整挖潜与优化,本文依据岩芯和测井资料,从沉积相、储层物性和非均质特征等方面,研究表征了W油田流一段储层特征;选择全面反映储层特征的砂岩厚度、有效砂体厚度、沉积微相、孔隙度、变异系数、渗透率和夹层密度7个因子作为评价参数,采用灰色关联分析法确定权系数,建立储层综合评价分类体系,最后用储层评价方法对储层进行综合评价打分,厘清了有利储层分布,并创新应用多参数叠合优势区域对比法对评价结果进行验证.依据综合评价方法,对油田2个主力油层综合指数进行打分,根据综合评价得分、储层参数和实际生产情况,将储层分为3类,每类对应的分值区间分别为Ⅰ类大于40,Ⅱ类20～40,Ⅲ类小于20.其中,L1中-Ⅲ-1小层储层较好,Ⅰ类储层发育范围大;在L1中-III-2小层南东面发现一无井控的Ⅰ类有利储层区域,后期调整部署一采一注井网,调整井实施后,储量规模和含油性得到落实,井网注采开采效果好,提高了油田经济效益.本次储层综合评价方法和评价结果结合多参数叠合优势储层对比验证的方法,使有利区域范围更精确,评价结果可信度更高.
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  油气渗流力学多尺度研究方法进展

  姚军;黄朝琴;孙海;严侠;刘子攸;王浩

  . 2023, 8(1): 32-68.

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  油气渗流力学是油气田开发的理论基础,以连续介质假设和达西方程为基础的单一尺度传统渗流力学及研究方法在油气资源开采中发挥了重要作用.随着缝洞型碳酸盐岩和非常规等油气藏不断勘探开发,储层空隙中的孔隙、裂缝和溶洞,尺度差异达到10个数量级之大,多尺度特征对油气流动的影响越来越大.通常从孔隙尺度、介观尺度和宏观尺度来研究不同尺度上的渗流问题,每个尺度有独特的研究方法,揭示了每个尺度上的特有渗流机理和规律,如何将不同尺度上的渗流机理和规律关联起来,在宏观尺度上形成一套系统的渗流理论,对油气田开发来讲非常重要.因此,尺度升级理论和多尺度方法就变得非常重要,就好比把不同尺度上的一颗颗珍珠串起来,形成完美的一条项链.因此,本文针对油气渗流力学中面临的多尺度现象和科学问题,从孔隙尺度流动、非常规油气宏观渗流、大尺度缝洞碳酸盐岩油气流动和多尺度研究方法等方面系统阐述了尺度升级理论和多尺度方法的研究现状及发展趋势.
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  HPAM聚合物与离子型表面活性剂协同稳定CO2泡沫的分子模拟研究

  贾冀辉;蔡杭;梁云峰;辻健;林梅钦;彭勃

  . 2023, 8(1): 69-86.

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  CO2泡沫驱可以有效地控制CO2相的流度从而提高波及效率,同时它还能够进行CO2地质封存,减少碳排放以应对全球气候变暖的挑战.表面活性剂能降低CO2泡和水相液膜之间的界面张力(IFT),从而增加因拉普拉斯毛细管自吸效应导致的泡沫液膜中液体析出的阻力.聚合物可以提高泡沫液膜黏度,也可以减缓液膜中的液体析出并缓解气泡聚并现象.二者同时被用作提高泡沫稳定性的化学试剂,然而表面活性剂分子根据亲水头基电荷正负属性不同会具有不同的界面行为,在微观尺度下不同类型表面活性剂和聚合物分子之间的协同作用还不明确.本研究采用分子动力学模拟的方法,研究了油藏条件下阴离子型(SDS)和阳离子型(CTAB)表面活性剂分别与水解聚丙烯酰胺(HPAM,水解度25％)在CO2与水相界面处的相互作用.研究结果表明,CTAB比SDS具有更强的降低CO2与水之间IFT的能力,IFT的大小与界面宽度和界面覆盖率呈正相关性.具有相同电性的HPAM与平衡离子Br–在CTAB界面膜上形成竞争吸附关系;而带有相反电性的HPAM与平衡离子Na+在SDS界面膜附近形成盐桥结构.前者更有利于降低气—液界面处IFT和增大液膜厚度,两种模式对泡沫液膜剪切黏度的提高程度差别不大.本研究揭示了阴/阳离子型表面活性剂分别与水解聚合物分子协同作用稳定CO2泡沫的微观机制.
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  液氮循环压裂裂缝起裂与形态特征可视化研究

  洪纯阳;杨睿月;黄中伟;温海涛;夏志浩;李根生

  . 2023, 8(1): 87-101.

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  针对干热岩储层改造存在的起裂压力高、裂缝单一和易诱发地震的瓶颈难题,本文结合循环水力压裂和液氮压裂技术优势,探索了一种液氮循环压裂开发干热岩的新思路,即通过"注入—停顿"的方式周期性注入低温液氮,使岩石在交变热应力—流体压力耦合作用下发生疲劳损伤,促进裂缝起裂、转向、分叉进而形成复杂缝网,提高储层改造体积.目前,液氮压裂技术的研究多集中在液氮单次或循环冷却致裂岩石力学机制和液氮压裂造缝机理方面,考虑地应力条件下的液氮循环压裂造缝机理方面的研究未见报道.为了验证液氮循环压裂开发干热岩的可行性,基于自主研发的真三轴液氮循环压裂实验装置,采用可视化材料PMMA(Polymethyl Methacrylate),研究了水平应力差异系数和循环次数的影响规律,揭示了液氮循环压裂裂缝起裂与形态特征,并与清水循环压裂进行了对比.结果表明:在较低的循环次数和循环压力下,液氮循环压裂相对于清水循环压裂可显著降低起裂压力(下降47.1％～71.7％),在交变热应力—流体压力耦合作用下液氮循环压裂易形成以"热应力裂缝+主裂缝"为特征的复杂缝网;液氮循环压裂不易受水平应力差异系数控制,在较大水平应力差异系数下仍能取得较好的造缝效果;液氮循环冷却预处理是液氮循环压裂的关键,增大液氮循环冷却次数可显著降低裂缝起裂压力并形成复杂缝网,当直接采用高压液氮压裂时,起裂压力甚至会超过清水压裂;总体来看,液氮循环压裂相对于清水循环压裂能以较低的循环次数和循环注入压力实现较好的造缝效果,有望为干热岩绿色经济高效开发提供新途径.研究结果可望为液氮循环压裂开发干热岩提供理论依据和实验基础.
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  基于物理模型驱动的机器学习方法预测超临界二氧化碳管道最大泄漏速率

  王一新;陆诗建;李卫东;滕霖

  . 2023, 8(1): 102-111.

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  碳捕集与封存(CCS)项目中涉及的大规模CO2适合采用超临界管道输送.然而超临界CO2管道泄漏过程伴随着复杂相变,因此对其最大泄漏速率进行准确预测是目前的研究难点.鉴于传统物理模型方法存在建模复杂、假设过多、计算耗时等缺点,研究提出通过机器学习方法预测超临界CO2管道最大泄漏速率,分别采用粒子群算法优化的支持向量机(PSO-SVM)和简化处理的卷积神经网络(CNN)对等熵阻塞泄漏模型所生成的泄漏特征数据进行学习,并测试了机器学习模型的预测准确率和泛化能力.研究结果表明:①物理模型、PSO-SVM、CNN的预测结果与实验数据的平均误差为28.82％;②两种机器学习模型预测精度相差不大,CNN的训练时间远短于PSO-SVM,但PSO-SVM的泛化能力强于CNN,因此,SVM适用于小样本数据精确预测,而CNN更适用于对大数据的学习和预测.本研究成果为超临界CO2管道最大泄漏速率预测提供了一种高效的新方法.
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  长距离氢气管道运输的技术经济分析

  朱珠;廖绮;邱睿;梁永图;宋悦;薛杉

  . 2023, 8(1): 112-124.

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  管道输氢是实现氢气大规模、长距离运输的有效方式,然而受高投资和运行成本影响,实现管道输送氢气并非易事.现阶段,技术经济模型可对管道的各个阶段进行预可行性和可行性评估,并描述管道的技术内容和特点,而对于氢气管道,已有国内外氢气管道研究通常将氢气管道视为氢供应链流程中运输环节的一种运输方式进行宏观供应链系统优化,而无法反映管道的详细技术特征和市场变化,导致氢气管道成本的大幅度变化.为此,本文结合现有管道的技术特征与成本分析法,建立了氢气管道的预算型技术经济模型,分析了氢气管道的主要构成成本、氢气管道平准化成本与运输规模之间的关系,并采用氢气平准化成本为分析指标进行氢气管道运输与长管拖车、天然气掺氢管道和液氢槽车运输方式的对比,最终获取国内纯氢管道的投资建设成本范围和平准化成本范围.此外,本文提出降低氢气管道运输成本的主要方式为提高氢气输送规模、改造现有油气管道与优化包含氢气管道的运输方式布局.研究结果显示:①当设计输量为2040年的需求量时,氢气管道运行结果为选取管径为DN500的氢气管道进行运输,沿线站场压力满足要求且管线流速均在安全范围内.②对于给定的150～550 km管道,当设计输量为2040年的需求量时,总建设投资范围为9.66×108～35.43×108 CNY.③氢气管道运输平准化成本随运输距离增加而增加,当运输规模一定时,平准化成本最高不超过10.12 CNY/kg.④在给定运输规模和不同的运输距离下,氢气管道运输成本较长管拖车和液氢槽车具有价格优势,价格范围在2.76～10.12 CNY/kg.研究成果可为纯氢管道的成本估算提供依据,对合理选择氢气管道工程投资和经济效益评价对比分析具有重要意义,为管道建设提供参考.