南大西洋深水盆地的构造沉积演化及含油气系统

南大西洋两岸的被动大陆边缘盆地是当今深水油气勘探开发的热点区域,其构造沉积作用及含油气条件受控于大西洋的裂开、持续扩张漂移和气候、海平面变化的影响。大西洋边缘盆地的构造演化可以分为前裂谷期、裂谷期、过渡期和漂移期（漂移期又可分为海侵和海退2个时期）;裂谷期发育陆相河流-湖泊-三角洲相沉积体系,过渡期发育阿普第期蒸发盐岩系,漂移期发育海相碳酸盐岩和深水碎屑岩沉积体系。以阿普第期蒸发盐岩系为界,南大西洋深水盆地发育盐下和盐上2套含油气系统,盐下层油气系统烃源岩为湖相泥（页）岩,储层为河流-三角洲相及滨岸相砂岩,盖层为阿普第期蒸发盐岩;盐上层油气系统的主力烃源岩主要是上白垩统海相泥（页）岩,储层以浊积砂岩储层为主,盖层为各个时期发育的泥（页）岩。南大西洋盆地张裂过程的差异性控制了层序发育、蒸发盐岩的分布和含油气潜力。     

深水气井测试清井诱喷瞬态流动模拟

在深水气井测试作业中,由于缺乏对实际放喷过程中井筒内流态、压力、温度变化的准确认识,无法判断清井诱喷关键参数设计是否合理。为此,基于所建立的井筒多相流瞬态流动模型,以实际深水测试气井为研究对象,进行清井诱喷瞬态数值仿真模拟,真实再现实际工况下井筒内驱替工作液流动情况,量化清井诱喷过程中沿程压力、温度剖面非稳态变化,并对清井诱喷关键参数进行敏感性分析。研究结果表明:(1)模拟油压与实测油压的最大误差在±5%左右,拟合效果较好,验证了模型的准确性及可靠性;(2)清井时间随油嘴尺寸减小而递增;(3)诱喷液垫越高,气体从井底流出的初始速度越快,激动压力越大,清井诱喷时间越短;(4)在保障地面处理设备安全、平稳运行及经济有效的前提下,应尽可能采用大油嘴、大管径测试管柱并设定合理的诱喷液垫高度以完成清井诱喷。结论认为,该研究成果成功实现了深水气井测试清井放喷瞬态流动过程的模拟,对测试工作制度、测试管柱及设备的设计和选型,保证深水测试安全等都具有指导意义。     

深水钻井浅层地质灾害及井控措施研究

随着陆地油气资源储量的不断减少,海洋勘探与开采技术已迅速发展,鉴于海洋地层的未知性,深海钻井往往面临着诸多难题。从深水钻井过程中所遇天然气水合物、浅水流及浅层气三种浅层地质灾害入手,梳理了上述三种灾害的形成及危害。在此基础之上,为了解决问题,介绍了一些常见的井控措施,用以应对深水钻井中复杂的地质条件和灾害。     

深水钻井井控技术探讨

井控是钻井安全的关键,为了确保深水钻井的安全,必须掌握深水井控工艺技术。在海洋深水钻井井控中所面临诸如:天然气水合物,地层孔隙压力和破裂压力之间的窗口比较窄,井控余量比较小,压井、阻流管线较长,其循环压耗比较大,深水地层比较脆弱等诸多难点,针对这些难点应当采取有效的技术措施,确保深水钻井作业中的井控安全。     

海洋深水井钻井过程中井筒温度的变化规律

海洋深水油气井钻井过程中,现有的井筒循环温度场计算模型虽然综合考虑了钻井液在循环过程中诸如海水对流换热、隔水管及钻井液、地层导热等多种因素对井筒温度的影响,但却忽略了钻进导致的温度差异,与实际情况不符。为了给深水钻井的钻井液密度设计、井壁稳定性分析等相关工作提供更加准确可靠的依据,在不钻进只循环钻井液过程的温度模型求解温度场的基础上,对补充钻进工况的计算模型应用有限差分法和高斯迭代法进行求解,进而通过节点更新的算法,分析了不同机械钻速的钻进过程对深水钻井井筒温度纵向变化规律的影响。研究结果表明:①同一深度,不同机械钻速下全井温度场的计算结果有明显差异,1 000 m水深的井底随钻温度差异接近10℃;②钻进过程的循环温度场对时间的敏感性远高于机械钻速,与不考虑机械钻速的井筒温度场相比,考虑机械钻速情况下的井筒温度场呈整体增大的变化规律。结论认为,利用该方法可以更好地分析海洋深水钻井过程中井壁稳定性和管柱工况等实际问题,其结果更加符合生产实际。     

深水钻井液添加剂抑制气体水合物生成实验

深水钻井中,水合物的大量生成与聚集是引起防喷器堵塞等事故的直接原因。利用水合物模拟实验装置,模拟了深水钻井动态环境,对深水水基钻井液常用添加剂进行了水合物生成实验研究。以水合物开始大量生成的时间为评价标准,分析了常用加量下深水钻井液添加剂抑制水合物生成效果。结果表明,聚合醇SD-301可显著推迟水合物大量生成的时间,其抑制效果优于常用水合物动力学抑制剂PVCap;聚阴离子纤维素PAC-LV、生物聚合物XC、羧甲基纤维素CMC-LV以及动力学抑制剂PVP也具备一定的抑制效果;而部分水解聚丙烯酰胺PLUS、氨基聚合物SDJA以及磺化酚醛树脂SD-102的抑制效果并不明显。     

白云凹陷天然气生成与大中型气田形成关系

通过对白云凹陷源、热、生烃机理、油气成因、资源规模及大中型气田分布特征等进行研究,认为白云凹陷存在文昌组和恩平组2套有效气源岩,其中恩平组浅湖相—沼泽相烃源岩是目前已发现油气的主力烃源岩。白云凹陷烃源灶处于变热流密度地质背景下,烃源岩熟化率早低晚高,主生气期相对较晚,介于23.8～0Ma之间。烃源岩热模拟生气实验表明,文昌组湖相烃源岩以生油为主,高成熟阶段生成的天然气主要为原油裂解气(约80%);恩平组浅湖相—沼泽相烃源岩油气兼生,以生气为主,主要为干酪根裂解气(约80%)。白云凹陷已发现的油气主要来自恩平组浅湖相—沼泽相烃源岩,天然气以来源于恩平组烃源岩干酪根裂解气为主,以原油裂解气和文昌组烃源岩晚期干酪根裂解气为辅。白云凹陷总生烃量为985.442 5×108t,以生气为主(81.5%),生油为辅(18.5%),主生气强度介于(500～3 500)×104t/km2之间。研究认为研究区高生气强度的白云凹陷烃源灶为大中型气田的形成提供了物质基础,近源晚期成藏提高了天然气田聚集的效率,运聚单元的资源规模控制着大中型气田的宏观分布。     

深水区地震资料处理变参数振幅恢复技术

在深水油气勘探中,海水水体的声学物理特征直接影响到后续地震资料处理及地球物理技术应用的效果。为了解决该类区域地震资料的保幅性问题,采用深水机器人、海水实验室测量及深水VSP等多种方法定量测量了地震波在海水中的速度（以下简称海水速度）,明确了海水速度具有明显的分层特征并建立了分层模型;进而基于地震波在海水、地层中振幅的衰减差异,提出了变参数振幅恢复技术,有效解决了浅水—坡折带—深水区域地震资料的保幅性问题。研究结果表明：①海水和地层的振幅衰减规律存在着巨大的差异,地震波传播相同的距离,其在海水中的振幅衰减比在地层中要弱很多;②较之于常数海水速度偏移剖面,层状海水速度偏移效果具有同相轴更为连续、信噪比更高的优点,提高了整体成像分辨率与成像精度;③在偏移距方向,近、中、远偏移距的地震振幅变化更加合理,避免了远偏移距的强振幅异常现象,使AVO属性更加合理。结论认为：①准确利用海水分层速度特征,可以使变水深区域地震成像质量得到明显的改善;②在琼东南盆地陵水深水区实际地震资料处理中,变参数振幅恢复技术获得的振幅更加均衡,同一反射地层可以被连续追踪;③该项研究成果可以为后续的储层预测和烃类检测奠定基础。     

一种深水用白油基恒流变钻井液体系的建立与评价

主要针对深海钻井作业设计了一种白油基恒流变钻井液。我们主要通过添加有机土和高分子聚合物来达到钻井液恒流变的目的。还评价了有机土的种类与含量、高分子聚合物的含量、油水比和钻井液密度对白油基钻井液流变性(动切力YP)的影响。     

An intelligent optimization–based prediction model for natural gas hydrate formation in a deepwater pipeline

Temperature, pressure, and composition of gas mixtures in deepwater pipelines promote rapid formation of gas hydrates. To avert this dilemma, it is more significant to find out the temperature and pressure limits in gas hydrates formation of the deepwater pipeline. The objective of this research is to develop an optimization method that finds the optimal temperature and pressure profile for natural gas hydrate formation conditions and an error calculation method to find the realistic approach of the hydrate formation prediction model. A newly developed correlation model is computing the hydrate formation pressure and temperature for a single component of methane (CH₄) gas. The proposed developed prediction model is based on the 2 and 15 constant coefficients and holds a wide range of temperature and pressure data about 2.64 to 46°C and 0.051 to 400 MPa for pure water and methane, respectively. The reducing error discrepancies are 1.2871, 0.35012, and 1.9052, which is assessed by GA, PSO, and GWO algorithms, respectively. The results show the newly developed optimization algorithms are in admirable compliance with the experimental data and standards of empirical models. These correlations are providing the capability to predict gas hydrate forming conditions for a wide range of hydrate formation data.