采用多点地质统计法重构页岩的数字岩心

由于实验设备获得的页岩岩样大多是微米或毫米尺度,如果要获得更大尺度和范围内的孔隙结构,必须通过对其特征的三维重构才能实现。为此,提出了基于纳米精度的体数据与多点地质统计方法的页岩三维数字岩心重构方法。以页岩纳米CT数据为训练图像,使用数据模板提取其中的结构特征,通过多点地质统计方法将结构特征重构到数字岩心中;形成了以变差函数曲线、孔隙直径分布和孔隙连通性来判别重构岩心与真实页岩结构相似度的判别方法 ;基于格子玻尔兹曼方法验证了相似度评价方法。结果表明:(1)变差函数可以检验重构岩心与真实岩心的空间相似性,孔隙直径分布和孔隙连通性可以检验流动特征的相似性;(2)当变差函数曲线、孔隙直径分布和孔隙连通性相似时,重构岩心与真实岩心的渗透率相近,表明所提出的重构方法与结构相似度评价方法是有效的;(3)由于强非均质性,不同位置的重构页岩岩心渗透率差异可超过100倍。该研究成果对构建三维大尺寸强非均质性页岩数字岩心、认识页岩孔隙结构、分析流动规律具有指导作用。     

毛管压力曲线法与CT扫描数字岩心技术的应用对比分析

岩石微观孔喉是表征储层物性的重要因素,目前海上少井条件下可获得的岩心物性分析资料有限。为了定量分析西湖凹陷X油田平湖组储层岩石微观孔喉特征与物性特征,该研究采用毛管压力曲线法与CT扫描数字岩心技术表征该油田微观孔喉,并进行对比分析。毛管压力曲线法利用压汞实验,测得岩心岩样数据,通过毛管压力曲线图版得到排驱压力与孔隙特征参数。CT扫描数字岩心技术对岩样进行三维数字岩心重构,构建的三维数字岩心与真实岩心的相似度高,结合最大球法与图像处理方法,做到了定量化、可视化岩石微观孔喉表征。毛管压力曲线法与CT扫描数字岩心技术得到的孔隙分布曲线形状趋势相仿,存在差异。该文拟通过对毛管压力曲线法和CT扫描数字岩心技术在微观孔喉表征中的应用进行对比分析,旨在为研究人员提供更为准确、全面的储层表征信息,为油气勘探开发提供理论指导。     

考虑气体滑脱及Knudsen扩散的低渗致密砂岩微观流动模拟

低渗致密砂岩纳米-微米尺度孔喉发育,微观非均质性强,渗流机理复杂,现有物理实验方法难以准确评价。采用基于数字岩心理论的微观流动模拟方法来分析低渗致密砂岩中天然气的渗流规律。以川西地区沙溪庙组砂岩样品为基础,利用CT扫描建立目标岩样三维数字岩心,通过孔喉识别、形态简化及喉道调整,构建了包含不同孔喉分布的低渗致密砂岩三维孔隙模型;考虑天然气在纳米-微米孔喉中输运机制的复杂性,建立了耦合Darcy渗流、气体滑脱和Knudsen扩散的流动控制方程,并结合孔隙模型对其进行离散求解。开展流动模拟,评价不同孔隙压力下各输运机制对天然气产出运移的影响。结果表明：低渗致密砂岩中喉道越小、孔隙压力越低,气体流动非线性越强;在孔隙压力高于10 MPa范围,天然气在平均喉道半径大于0.1 μm的砂岩孔隙空间中的流动基本满足Darcy渗流;而对于平均喉道半径小于0.1 μm的致密砂岩,孔隙压力低于10 MPa后气体滑脱和Knudsen扩散是气体运移中重要机制,对天然气生产的影响不可忽略。     

微CT扫描重建低渗气藏微观孔隙结构——以新场气田上沙溪庙组储层为例

为了提高气藏采收率,从微观孔隙结构出发,建立孔隙网络模型,定量描述孔隙微观尺度上的渗流机理。以川西新场气田上沙溪庙组岩心为例,开展孔隙结构三维重构研究。首先采用微CT技术对岩心进行扫描获得投影数据,采用FDK算法重建岩心灰度图像,然后以宏观孔隙度为基础利用二值分割法分割灰度图像,最后使用光线跟踪算法得到三维孔隙结构图像,即数字岩心。对数字岩心的相关性质进行统计分析,得到的数字岩心孔隙度与岩心实验孔隙度基本一致,相对误差约为0.1。 这一数值与新场气田上沙溪庙组储层物性相吻合,说明微CT扫描法重构微观孔隙结构是可行的。该研究为建立孔隙网络模型及开展后续微观渗流模拟研究奠定了基础。     

大宁-吉县区块深层煤岩多尺度孔缝结构特征

针对单一技术手段难以定量表征大宁-吉县区块深层煤岩储层复杂的多尺度孔缝结构问题,基于全直径CT扫描、微米CT扫描、FIB-SEM电镜扫描、氩离子抛光场发射扫描电镜等多种实验方法,利用多尺度的数字岩心技术对煤岩样品进行扫描及分析。结果表明:大宁-吉县区块深层煤岩发育多尺度孔缝系统,纳米尺度以气孔和组织孔发育为主,微米尺度以微裂缝和矿物溶孔发育为主,毫米尺度发育有高角度裂缝和割理组合;全直径CT扫描技术可有效识别毫米级的裂缝、割理及溶孔;建立了D20井煤岩段岩心孔-缝模型,计算得到裂缝孔隙度为1.55%,裂缝密度为22.5条/m,裂缝平均开度为1.1 mm;微米孔隙平均半径为2.99~4.15 μm,微米喉道平均半径为1.16~1.80 μm;微裂缝平均开度为3.75~4.84 μm;纳米孔隙平均半径为51.21~80.65 nm,纳米喉道平均半径为19.44~32.06 nm;通过微、纳米孔隙数据拼接,获得多尺度分布特征,小孔数量最多,平均表面积占比为63.68%,大孔(大于103 nm)数量少但贡献了大量的孔隙体积。研究成果可为深层煤层气勘探开发提供技术支撑。     

致密油孔隙结构表征方法——以川中致密油储层岩心为例

致密油孔隙结构表征是该类储层评价的核心,直接制约其规模开发。由于传统方法的局限性,文中运用医用CT、场发射扫描电镜、微米CT和纳米CT 4种技术相结合的方法,从毫米级、微米级和纳米级3个尺度综合描述致密油孔隙结构。以川中致密油岩心为例进行研究,结果表明,川中致密油储层具有多尺度多类型孔隙连续分布的特征。基于医用CT扫描分析,储层连通性较差,孔隙空间分布也极度分散,其孔隙度主要分布范围在0.5%以下;在SEM图像上,观察到大量的微米级粒间残余孔道和纳米级粒内溶蚀孔道,但孔隙网络重建表明,基质孔道在微纳尺度的连通性都很差;除基质孔道外,在渗透率较高的岩心SEM图像中观察到粒间缝和方解石颗粒解理缝2类微裂缝,其存在能较好地改善储层连通性。实验分析认为,在孔隙结构表征中,开展微米级孔道和微裂缝的基础研究是致密油规模勘探开发的关键。     

低渗砂岩储层数字岩心构建及渗流模拟

基于CT扫描的数字岩心技术是研究低渗砂岩储层内部微观孔喉特征及孔隙尺度渗流机理的有效途径。为直观、深入研究低渗砂岩储层微—纳米尺度流体输运特征,先通过Micro-CT扫描技术获取低渗介质多尺度三维灰度图像,统计轴向截面孔隙率分布整体考察岩心非均质程度;再结合三维重构及逆向工程技术,精准构建低渗介质复杂孔隙三维数字模型后并转换成CAD实体模型;再利用COMSOL建立多组表征单元体有限元模型,数值计算不同边界条件下微—纳米孔隙内流体输运特征;然后通过三维流线及孔隙压力分布场,动态可视化再现低渗介质渗流过程;最后对比常规渗流实验与数值模拟结果,分析两者差异的产生原因,并提出应用数字平台研究低渗岩石物性及渗流机理的深入关注点。文中研究成果为低渗油藏多尺度数字岩心建模及深层次微观渗流机理研究提供了思路。     

采用多点地质统计法重建三维数字岩心

以岩石三方向二维切面图像为基础,利用3个方向加权平均计算总条件概率分布,采用多点地质统计法重建三维数字岩心。为定量评价重建结果的准确性,分别计算了重建三维数字岩心的自相关函数、局部孔隙度分布函数、平均渗流概率函数,与X射线CT扫描得到的三维数字岩心的结果比较。重建的三维数字岩心与真实岩心具有相似的均质性、孔隙尺寸;与基于单方向二维切面图像重建结果相比,该方法重建三维数字岩心的孔隙连通性与真实岩心更加接近,为基于岩石二维图像重建三维数字岩心提供了一种新思路。     

用岩心分析综合方法预测阿布扎比海上非均质碳酸盐岩油藏水驱动态

用碳酸盐岩水平岩样进行了特殊岩心分析,以便在新鲜和老化状态下,通过在X射线CT扫描仪下进行观测评价阿布扎比海上水驱动态。通过表面直观观测和X射线CT扫描识别,岩心明显是非均质的,局部含有一些形成孔洞孔隙空间的藻类碎屑和一些能够形成低孔隙区域的矿物。因此,本项研究的主要目的是评价这些非均质性对水驱动态和后来采收率的影响。对于新鲜岩心来说,Amott和USBM试验结果表明了中间润湿到水湿性质,该性质与预计的结果相矛盾。这意味着,钻井液污染可能改变了原始润湿条件。在这种条件下进行的水驱试验获得了相当高的采收率。通过证明均匀的水前缘推进和高波及效率,X射线CT扫描证实了这一结果。把相同的试验方式用于了老化岩心,在Amott和USBM试验中得到的结果表明了油湿性质。采收率稍微低于新鲜岩心,但是仍然是有利的。X射线CT扫描还证明,流动是均匀的。由此可见,尽管局部出现了非均质性,但是老化岩心试验还是获得了高采收率。用JBN方法推导的新鲜和老化岩心Kr曲线的形状稍微有所不同。用一维岩心驱替模拟模型验证了老化岩心Kr曲线。因此,本文通过一个实例介绍了在X射线CT扫描下的水驱详细情况和岩心分析综合方法。     

应用CT技术研究岩石孔隙变化特征

应用CT扫描系统对13个岩心连续进行扫描,并应用三维重建技术得到岩心的三维孔隙变化,在"孔群级"尺度上清楚地观察到岩心内部的孔隙变化和非均质特征。应用统计学方法,对不同截面上测量的孔隙度进行定量分析与表征。S138号岩心存在着明显的层理现象,非均质性严重,岩心孔隙度的标准偏差和不均匀系数较高,孔隙分布不均匀,分选性差。71号岩心截面内低孔隙区较多,高孔隙区较少,岩心的平均孔隙度较低。S35号岩心的平均孔隙度高,岩心比较均质,岩心孔隙度的标准偏差与不均匀系数最小,孔隙分布均匀,分选性好。     

阿姆河右岸酸性气田井口冲蚀及对策

中亚土库曼斯坦阿姆河右岸气田群为高含H_2S和CO_2的碳酸盐岩气藏,单井产量高,井口设备均出现了不同程度的腐蚀。初步分析认为其原因是生产过程中仅考虑酸性介质对气井井口的化学腐蚀,而没有考虑气体流速对井口的冲蚀作用,极大地影响了气田的安全生产。为此,通过对节流阀上下游阀道、法兰面均出现明显坑状腐蚀的进一步分析,明确了化学腐蚀和气体冲蚀的交互作用是井口磨损的主要影响因素,气流冲刷腐蚀坑的化学腐蚀产物会加速冲蚀损害;进而借鉴冲蚀与腐蚀运行环境下的多相管流管道的磨损计算理论,计算了该运行环境下的冲蚀极限速度,得到了不同生产工况下节流阀的抗冲蚀流量;最后,根据气田生产情况,针对性地提出了按气井配产要求来选择采气树类型、节流阀通径及类型冲蚀的技术控制策略。此举为气田安全生产提供了工程技术保障。     

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库的渗流规律

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏储层非均质性强,边底水选择性水侵,渗流规律复杂,为了提高地下储气库的建库效率,需要研究储层在改建地下储气库多周期强注强采过程中的多相流体渗流规律。在获取有代表性的裂缝发育碳酸盐岩岩心较为困难的条件下,通过对天然岩心进行剪切造缝和多轮次气水互驱实验,研究了地下储气库气水过渡带在注采过程中的多相渗流规律,分析了裂缝合气空间贡献率以及储气库含气空间动用效果。结果表明:裂缝模型的相渗曲线近似于"X"形,多次气水互驱后相渗曲线基本没有变化,基质岩心模型相渗曲线经多次气水互驱后气水两相共渗区间变窄,共渗点降低;微裂缝对储层含气空间贡献率较高,微裂缝发育储层的含气空间利用率保持在较高水平,徽裂缝不发育储层的含气空间利用率逐渐降低并趋向稳定。因此,在微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库过程中可以在徽裂缝不发育储层布置生产井,同时通过控制边底水运移范围降低注入气损失,从而提高地下储气库的建库效率。     

山前地区深井超深井套管防磨与减磨技术研究

针对山前地区深井超深井钻井过程中套管磨损严重的问题,在分析套管磨损机理的基础上,开展了山前地区套管防磨与减磨技术研究,基于技术研究成果及应用实践,得到如下结论:1应用Power V等垂直钻井系统控制井眼轨迹,特别是上部井段的狗腿度和井斜,可明显减小侧向力和磨损量,缩短套管磨损时间;2应综合考虑套管磨损率、磨损系数以及钻杆耐磨带本身的磨损量,优选出效果最优的耐磨带;在狗腿度严重的位置,可考虑采用一定数量的橡胶钻杆卡箍来减轻对套管的磨损;3山前地区钻井液采用CX-300减磨剂能够显著降低磨损速率,减轻套管磨损程度,但在不同钻井液体系使用之前应进行优化分析以确定最佳使用量;4在迪那204井使用高密度钻井液体系,全部采用优选的高密度重晶石粉代替铁矿粉作为加重剂,整个钻进过程中未出现钻具及套管磨损,迪那204井易损件消耗量仅为邻井迪那203井的左右,防磨减磨效果非常显著。     

Biodiesel Projects Helpful to Ease Energy Shortage

Nearly 7,000 hectares of biodiesel forest will take shape in the northern province of Hebei in 2008, part of a national campaign to fuel the fast growing economy in a green way. In no more than five years, the Pistacia chinensis Bunge, whose seeds have an oil content of up to 40 percent, will yield five tons of fruit and contribute about two tons of high-quality biological diesel oil, according to the provincial forestry administration.     

State Energy Base Proposed in Inner Mongolia

Experts recently suggested China set up a state energy base in lnner Mongolia Autonomous Region to ease its energy thirst. The survey was co-conducted by senior researchers from the National Development and Reform Commission, Development Research Center of the State Council, Chinese Academy of Sciences and the Ministry of Finance. To plan and establish strategic energy bases at state level is in line with the principle of ＂giving priority to energy saving and diversifying energy consumption with the utility of coal at the core.＂     

烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的气相色谱研究

利用气相色谱法测定了不同色谱柱温度和不同载气流速下,C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的保留时间,并利用相关公式对测试结果进行了线性回归分析,测得了吸附热力学参数和扩散系数;考察了色谱柱温度、烷烃碳链长度和载气流速对烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的影响。实验结果表明,回归分析的线性相关性良好,色谱柱温度越高,孔道对吸附质的吸附能力越弱;在不同载气流速下,轴向扩散系数不同;随烷烃碳链长度的增加,吸附焓变呈先增大后减小的趋势,轴向扩散系数呈线性增长;C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的吸附焓变在-1.264~-42.975 k J/mol之间;当载气流速为2.654~4.246 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.328 8~0.551 7 cm2/s之间;当载气流速为5.308~13.270 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.430 2~1.456 4 cm2/s之间。     

基于洛伦茨曲线评价水驱油藏驱替均衡程度

针对水驱油藏开发过程中无法有效定量描述驱替均衡程度的问题,利用高台子油层各井动态指标和小层纵向上的注采关系占总体的比重情况,绘制相应的洛伦茨分布曲线,得到用于量化评价油藏平面、纵向驱替均衡程度的“开发均衡指数”,该值小于0.4时驱替程度相对均衡。将研究成果应用于评价二次开发前后水驱油藏的驱替均衡程度,研究结果表明：目标区采出情况均衡指数降低了0.1615,含水情况均衡指数降低了0.0950,整体驱替均衡程度达到了相对均衡的水平,但纵向上仍差异悬殊。建立的洛伦茨曲线评价驱替均衡程度的方法,充分考虑了单井产能差异所造成的驱替不均衡情况,准确度高。研究成果为二次开发水驱油藏的驱替均衡程度评价提供了定量标准。     

复杂地质条件气藏储气库库容参数的预测方法

国内复杂地质条件气藏型地下储气库经过10余周期注采后工作气量仅为建库方案设计工作气量的一半,运行效率偏低。为此,利用气藏地质、动态及建库机理,建立了地下储气库注采运行剖面模型,根据气藏开发、气藏建库及稳定注采运行过程中纵向上流体的分布特征及其变化趋势,将地下储气库剖面分成4个区带(建库前纯气带、气驱水纯气带、气水过渡带及水淹带);按区带确定了影响建库有效孔隙体积的主控因素(储层物性及非均质性、水侵和应力敏感)及其量化评价方法,进一步考虑束缚水和岩石形变的影响,并引入注气驱动相,根据注采物质平衡原理建立了气藏型地下储气库库容参数预测数学模型。该模型涵盖了地质、动态及建库机理,从微观和宏观角度综合评价了影响建库空间的主控因素,大大提高了预测结果的准确度和精度,使建库技术指标设计更趋合理,目前已广泛应用于中国石油天然气集团公司气藏型地下储气库群的建设当中。     

海洋模块钻修机完整性管理系统开发

为了实现海洋模块钻修机的完整性管理,以结构完整性管理为指导思想,按照数据、评估、策略和规划4个过程要素设计了海洋模块钻修机完整性管理系统的整体框架,并制定了钻修机的风险评估方法及检测维修策略。系统采用以C/S体系结构为主、B/S体系结构为辅的混合技术架构,软件采用数据接口技术实现信息的共享与同步,提供稳定性评估、耐久性分析、疲劳寿命分析及安全分析、检修策略与规划等功能。将该软件应用于南海海域的某钻修机上,应用结果表明,软件可以满足海洋模块钻修机完整性管理与评价的基本要求。系统进一步的发展方向是优化智能决策方法,利用云计算方法提高数据存储的可靠性、安全性与完整性。     

Influence of Shale Oil Boom in North America upon nternational Crude Price Flucturation

正Current stituation of shale oil development in the world The US The country is blessed with abundant shale oil resources and had matersed whole sets of theories and technologies needed for their exploration and development after years of practices.According to an assessment of shale oil resources in major countries and regions of the world issued by the U.S.Energy Information Agency(EIA),the US ranks the second in the world with its 6.8 billion tons of technically recoverable shale oil(shale oil in place is about 136.3 tons).About 8plays had been confirmed to have