2023年, 第8卷, 第2期　
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  鄂尔多斯盆地三叠系延长组长73亚段页岩纹层发育特征及类型划分

  安成;柳广弟;孙明亮;游富粮;王子昕;曹玉顺

  . 2023, 8(2): 125-140.

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  鄂尔多斯盆地三叠系延长组长73亚段沉积的富有机质泥页岩中,频繁发育的纹层导致页岩层系非均质性强,进而对泥页岩的储集特征及含油性造成影响.本文基于典型的纹层页岩样品,利用游标卡尺对岩心上的纹层进行定量测量,结合显微镜下薄片鉴定、总有机碳测定、X射线衍射矿物分析及岩石热解实验,对长73亚段页岩纹层的发育特征、纹层类型划分及纹层在单井上的纵向展布规律进行了研究.研究结果表明,宏观岩心上发育的纹层单层厚度一般分布在0.4～5.0 mm,纹地比(纹层总厚度/统计段岩心长度)介于5.7％～16.8％,纹层发育频率非均质性强.显微镜下依据纹层沉积构造的形态划分为6类,分别为3种具有连续形态沉积特征的平直型纹层、波纹型纹层、粒序型纹层及3种非连续形态沉积特征的透镜状纹层、斑状纹层、弱纹层,不同形态纹层页岩的矿物组成及有机质丰度差异明显.依据纹层内部的微观物质组成将其类型主要划分为有机质纹层、长英质纹层及凝灰质纹层;按照不同纹层垂向的叠置规律,将纹层组合划分为均质泥岩、长英质纹层型页岩与凝灰质纹层型页岩.单井上,纹层分布具有非均质性,不同纹层的发育频率与黏土矿物含量、TOC及OSI的变化呈一定的规律性变化.
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  珠江口盆地惠州凹陷西江30洼陡坡型源汇体系特征及扇-辫转换机制

  高翔;刘培;宋朋霖;朱君雪;胡坤;韩博;马逢源

  . 2023, 8(2): 141-151.

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  西江30洼位于惠州凹陷西南部,由于前期深层地震资料差、钻井少等原因,研究区地质研究及油气发现主要集中在浅层,而对深层文昌组关注相对较少,缺少系统的源汇体系分析及有利砂体预测,制约了该区勘探进程.利用最新三维地震资料和钻井资料,在"源-汇"理论指导下对西江30洼陡坡带文昌组沉积体系进行了系统研究.结果表明:惠西低凸起中生界花岗岩为西江30洼提供物源,源区发育6个汇水单元,对应6个沟谷通道,并定量统计了汇水面积、集水高差、搬运距离、沟谷类型、宽深比等参数.基于地震沉积学及构造背景分析,认为西江30洼陡坡带垂向上发生了由扇三角洲向辫状河三角洲沉积体系的转换,文四段发育扇三角洲沉积,可识别出5个扇体,文三段发育辫状河三角洲沉积,可识别出3个朵叶体.惠州运动所引起的裂陷迁移和古地理格局的变化是西江30洼陡坡带发生扇-辫沉积体系转换的主要原因.通过源汇各要素相关性分析,明确汇水面积和搬运距离是控制西江30洼陡坡带砂体发育规模的主控因素,并指出F汇水单元输砂能力最强,其对应的文四段扇体4和文三段朵叶体3,展布规模最大,地震相特征最优,有利于优质储层发育,是下步勘探的有利区带.通过以上分析指明了西江30洼陡坡带文昌组勘探的有利方向,并且对陡坡型源汇体系研究提供了独特案例.
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  基于有限元数值模拟的裸眼射孔完井产能评价

  翁昊阳;王晓鹏;张启龙;董平华;高斌;刘伟;谭强

  . 2023, 8(2): 152-165.

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  随着油气勘探开发的不断推进,非常规油气资源被愈发关注.对于测试、开发过程,提产工作是其中关键一环,然而常规的完井方式已经不能满足油田对产能的需求.为提高渤海某油田致密砂砾岩储层测试产能,依据降低地层污染和增大井筒暴露面积的原理,本文提出了裸眼射孔的新完井方式.基于有限元方法建立了产能评价的三维模型,并对特定工况下裸眼射孔、裸眼、套管射孔等完井方式的产量进行分类评价.之后对影响裸眼射孔完井方式产能的参数进行了敏感性分析,最终利用二维平面射孔井模型揭示了射孔井增产机理,利用产能评价的室内实验验证了数值模拟所得规律.研究表明,裸眼射孔完井方式能有效提高测试产能,提产效果受地层条件和射孔参数组合控制,较裸眼完井的提产比例约40％～80％,较套管射孔完井的提产比例约10％～130％.本研究为非常规油气井完井方式的选择提供了新思路,为现场提产方案制定提供了依据和参考.
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  水平井+CO2吞吐改善中低渗稠油油藏开发效果机制解析——以大港油田刘官庄埕隆1601区块为例

  王晓燕;赵贤正;周立宏;李东平;张杰;周华兴;章杨;王海峰;夏国朝;田木国;庄永涛;王栋

  . 2023, 8(2): 166-178.

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  大港油田刘官庄埕隆1601区块特稠油油藏由于受原油粘度大、渗透率低、油层厚度薄、出砂及地面环境复杂等苛刻条件的制约,多年来常规的开采技术无法实现动用,为此开展了"水平井+CO2吞吐"技术研究及矿场试验.利用室内实验及数值模拟手段,开展增油机制研究及注采参数优化,结果表明CO2与稠油在非混相状态下混溶后,稠油粘度由16800 mPa·s下降至69 mPa·s,降粘率达99.6％,原油启动压力梯度由19.1 MPa/m降低至0.2 MPa/m,储层绝对渗透率提高了约41.86％,有效提高了稠油的流动性能;优化后的合理注采参数为:单位水平段注入强度3.5～5.5 t/m,单位水平段注入速度0.5～0.6 t/(m·d),闷井时间为25～35 d,单位水平段产液强度为0.075～0.125 m3/(m·d),采用"抽油机+液力反馈泵+电加热杆"及水力喷射泵两种注采一体化工艺.矿场"水平井+CO2吞吐"技术试验证实,单井单轮次增油1000～2000 t,最高增油达4000 t以上,换油率2.0～4.5 t/t,技术和经济效果显著,证实了该技术的可靠实用性,为中低渗稠油油藏的有效开发提供了很好的借鉴.
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  PID控制参数对重力式三相分离器生产工艺的影响

  宋尚飞;刘轩章;陈宏举;康琦;李宸轩;邓涛;吴海浩;史博会;宫敬

  . 2023, 8(2): 179-192.

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  在海上平台的生产过程中,由于油井采出液是天然气、原油、水和矿物杂质等物质的混合物,不能直接外输,需要进行一定的工艺处理后方可外输、储存或销售.三相分离器作为在该处理过程中较为成熟的设备,已在海上平台的生产中得到普遍应用.其中,重力沉降式三相分离器作为基本的分离设备得到了广泛应用.由于海上平台存在大量立管,管内流体可能出现段塞流等不稳定工况,为了保证稳定生产,需要使用一定的控制理论来控制三相分离器的生产过程.PID控制作为成熟稳定的控制理论已普遍应用于现场的生产.因此,对重力沉降式三相分离器及对应压力PID控制器、液位PID控制器的工艺流程及相关参数设置的模拟对于现场生产过程具有一定的指导意义.本文通过对某海上平台现场数据图纸进行深入分析,建立相对应的生产工艺流程模型,利用HYSYS软件模拟该海上平台对于油气处理相关工艺流程的生产过程,验证了PID控制器在生产中保证稳定生产的重要作用.并在基本工况模拟的基础上设计来流不稳定工况进一步验证对比PID控制对于来流波动的控制效果,并针对不同频率、不同气液比的不稳定来流整理分析了PID控制的响应特性.此外,在流程模拟的基础上,针对PID控制系统各项特性参数(比例增益、积分时间、微分时间)的选取进行了深入研究并完成敏感性分析,对于不同的被控参数如:压力、液位等,根据各参数的相应特性提出了对应的PID参数推荐设置.
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  管内智能封堵器能量回收模糊PID控制系统研究

  赵弘;孟繁帛;苗兴园

  . 2023, 8(2): 193-203.

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  智能封堵技术是一种十分重要的管道维修手段,但其工作效率与可靠性一直受到能源问题的制约,在没有新型高效能源的情况下,设计一种可能量回收的管内智能封堵器可以有效地解决这一问题.本文提出在电液系统中加入蓄能器形成双动力源的方法,设计一种管内智能封堵器的电液能量回收控制系统,并针对封堵过程中可能出现的振动问题,提出模糊PID控制方法,并用MATLAB-Simscape软件进行仿真.仿真结果表明,模糊PID控制电液能量回收系统可以使系统在安全工作状态下工作,误差小于3％,当蓄能压力为3.8 MPa时,能量回收效率为24.57％.
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  考虑配送成本和油库利用率的成品油配送系统多目标优化

  朱珠;张泽洲;邱睿;廖绮;张昊;梁永图

  . 2023, 8(2): 204-213.

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  成品油配送是指将多种油品从上游炼厂依据运输计划输送至下游销售油库的过程,除了要保障成品油配送系统的经济效益,还应尽量维持成品油配送设施的高利用效率,提高成品油配送系统的整体运行效率.目前,对于成品油配送系统优化,已有国内外成品油配送计划制定通常以配送成本最低为目标,而忽略了中转油库的利用效率.而且,作为成品油配送系统中的重要节点,中转油库的库存管理极为关键,若油库库存管理混乱无效或效率低下,不仅不利于成品油配送系统的高效运行,甚至会影响成品油的正常供应.本文针对中转油库,基于现有研究基础上,引入周转次数、人均周转量、吨油运行成本、吨油作业时间4个油库利用率评价指标,并基于此评价投入使用的中转油库是否处于高效运行状态.此后,综合考虑油品运输和中转油库运行成本以及中转油库利用效率,对炼厂供应能力、销售油库需求、运输能力、油库库存等约束进行考虑,并以成品油配送系统成本最小和中转油库周转次数最大为目标函数,构建了成品油配送系统的多目标混合整数线性规划模型,并采用增广—约束方法对模型进行求解.研究成果成功应用于我国西北地区某成品油配送系统,经过现场真实数据的验证可得:中转油库的周转次数和人均周转量最高可分别提升48.1％和54.3％,吨油运行成本和吨油作业时间最高可分别降低52.8％和58.3％.本研究成果对区域成品油供输计划、中转油库运行计划的制定具有一定的指导意义.
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  页岩气压裂返排液膜法脱盐过程建模与能效分析

  邓春;龚雅妮;孙晓刚;张壮;孔繁鑫

  . 2023, 8(2): 214-221.

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  页岩气压裂返排液的脱盐处理有助于实现废水回用和合理排放,脱盐处理过程的建模与能效分析对工艺优化和高效运行具有重要的指导意义.页岩气压裂返排液膜法脱盐过程包括预处理工艺(电絮凝+超滤)和反渗透.针对反渗透膜组件,本文采用溶解扩散模型来描述传质过程.基于实验数据,对膜组件的纯水渗透性常数和盐的传质系数进行计算.最后,建立了能效和经济评估模型,并考虑了引入能量回收系统后对脱盐处理过程经济性和能效的影响.结果表明,在引入能量回收系统后,总能耗降低了20.45％,泵的年度运行费用降低了15.29％.
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  智慧金融技术在油气行业的应用

  林伯韬;郑海妍

  . 2023, 8(2): 222-233.

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  随着我国石油与天然气的产量、进口量和对外依存度逐年增加,油气期货交易量日益增长,应用智能化技术提高油气交易效能、改善贸易机制已逐渐成为油气行业的重要考量.本文从智慧金融的概念和发展历程出发,探讨智慧技术与金融业务融合后的复合型技术在油气行业的勘探开发融资、资金运营风控、保险与再保险、油气市场交易业务四方面的应用现状和发展态势,分析油气行业碳金融业务的智慧化进程,剖析智慧金融在油气行业应用的主要挑战;涉及的智慧技术包括云计算、区块链、大数据与人工智能.研究结果表明:(1)智慧化技术在油气上中下游的地质与工程环节应用较多,而在金融环节仅有零星的应用场景;(2)智慧金融技术在市场融资、储量评估、交易安全、市场分析、风控与理赔、供应链金融等领域体现出巨大的应用价值;(3)智慧金融技术能够高效促进碳产品、碳衍生品交易市场的发展和交易政策的优化;(4)智慧金融技术在油气行业的应用面临行业的数字化程度低、数据管理效率低、政策法规不完善、市场化程度偏低、人才激励机制不足等挑战.针对上述问题,建议油气企业深化数字化转型,推进跨行业的数据治理,完善智慧金融监管法律体系和提升相关领域人才待遇.
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  双循环视角下中国省区隐含能贸易及其对能耗双控的影响研究

  罗鹏飞;姜钰卿;兰志轩;窦旭明;唐旭

  . 2023, 8(2): 234-246.

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  在"双碳"战略目标下,控制能源消费总量和强度至关重要,摸清隐含能源流动有助于实现区域能耗双控差别化管理,促进省区高质量协调发展.当前,我国提出要加快形成以国内大循环为主体,国内国际双循环相互促进的新发展格局.本研究通过将中国省际多区域投入产出模型与全球多区域投入产出模型相嵌套,统筹国内国际两个大局,核算中国省际能源足迹(石油、天然气和煤炭),分析隐含能在地区间和国家-地区间的流向、分布和结构特征,进而研究隐含能贸易对能源消费总量和强度的影响.结果表明:①中国隐含能消费以煤炭为主,各省区化石能源消费存在显著差异,山东、广东、河南、江苏、浙江隐含能消费排全国前五,西北地区隐含能消费量仅占全国总消费的5.12％.全国人均隐含能消费量高于世界平均水平,省区人均隐含能消费量与人均国内生产总值显著相关.②在国际贸易隐含能流动中,内陆省区隐含能流动以煤炭为主,广东、上海和浙江等沿海地区以油气为主.美国、欧盟、日本、韩国以及俄罗斯是主要的隐含能贸易关系国.③在省区间隐含能流动中,能源供需存在空间错位问题,区域间隐含能流动主要从黄河中游地区、北方沿海地区流向东部和南部沿海地区.河北、山西、内蒙古和江苏是省际间主要的隐含能出口来源地,浙江、广东、河南和重庆是主要的隐含能进口目的地.④与国际贸易相比,省际贸易对省区能耗双控的影响较大且省区间存在异质性.隐含能贸易导致山西、宁夏和内蒙古等省区能源消费总量和强度显著提升,北京、重庆和吉林等省区则显著降低,甘肃、贵州、青海、河南和陕西等地区的能耗双控受国内国际贸易影响程度较小.
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  中国CO2-EOR油田生产碳强度多技术情景建模与核算研究

  杨哲琦;孙齐;邓辉;唐旭;张宝生;马志达

  . 2023, 8(2): 247-258.

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  碳中和目标开启了能源系统深度脱碳之路,而国内油气资源勘探开发的力度仍持续增加,因此油气资源开发利用全过程将成为能源系统脱碳的重点领域.CO2-EOR技术用于提高油气采收率的同时可实现CO2地质封存的巨大潜力备受关注,国内陆续在松辽盆地、渤海湾盆地、鄂尔多斯盆地、准格尔盆地等主要含油气盆地内开展了多个CO2-EOR项目.本研究以大庆油田、长庆油田、新疆油田、吉林油田、胜利油田、中原油田、江苏油田和延长石油开展CO2-EOR的8个生产区块为研究对象,基于自底向上的工程视角碳排放分析方法,包括勘探、钻完井、开采、处理及油田集输五个阶段建模分析油田生产区块从2000年到2021年的生产碳排放变化趋势,并在CO2连续注入与水气交替注入两种开发方式下分析CO2驱完全替代水驱开发油田的碳强度变化.结果表明:①由于资源衰竭致使开采用能需求上升,大部分油田区块2000年以后的生产碳强度呈缓慢上升趋势,从2000开始到2014生产碳排放总量随着石油产量的上升一直在增加,2021年8个油田区块的生产碳排放总量为308.85万吨CO2eq;②无论是在CO2连续注入技术情景,还是在水气交替注入情景下,当注入CO2封存比例大于30％以后,生产碳强度逐渐由正值变为负值,成为生产过程中CO2净负排放的油田.CO2驱提高采收率技术作为CCUS技术的重要组成部份,将在未来油气能源系统脱碳中发挥至关重要的作用,未来应进一步扩大CO2-EOR项目的试验、生产及应用规模.