石油勘探与开发

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人工智能在石油勘探开发领域的应用现状与发展趋势

匡立春, 刘合, 任义丽, 罗凯, 史洺宇, 苏健, 李欣

石油勘探与开发, 2021, 48(1): 1-11. https://doi.org/10.11698/PED.2021.01.01

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针对石油勘探开发的实际需求,阐述了人工智能技术在石油勘探开发领域的研究进展与应用情况,探讨并展望未来人工智能技术在石油勘探开发领域的发展方向与发展重点。机器学习在岩性识别、测井曲线重构、储集层参数预测等测井处理解释方面初步应用,并显现出巨大潜力;计算机视觉技术在初至波拾取、断层识别等地震处理解释方面应用已有成效;油藏工程领域深度学习和最优化技术已开始应用于水驱开发实时调控、产量预测等方面;数据挖掘在钻完井、地面工程等领域的应用初步形成了智能化装备、一体化软件。未来人工智能在石油勘探开发领域潜在的发展方向为智能生产装备、自动处理解释和专业软件平台,发展重点为数字盆地、快速智能成像测井仪器、智能化节点地震采集系统、智能旋转导向钻井、智能化压裂技术装备、分层注采实时监测与控制工程等技术。表1参19

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渤海海域莱北低凸起新近系大面积高丰度岩性油藏形成条件

徐长贵, 杨海风, 王德英, 赵弟江, 王利良

石油勘探与开发, 2021, 48(1): 12-25. https://doi.org/10.11698/PED.2021.01.02

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利用钻井、高精度三维地震、测井及地球化学、测试等各种资料对渤海海域莱北低凸起垦利6-1油田的油藏特征与成藏条件进行综合研究。研究表明,垦利6-1油田具有油藏埋深较浅、测试产能高、含油层段集中、含油面积大、储量丰度较高的特点,是一个整装、优质的新近系大型岩性油田;双向烃源供给为大型油田的形成提供了充足的物质基础;块体旋转效应下发育的两种类型“继承性构造脊”、新构造运动形成的晚期活动断层、广布的连片砂体为油气的规模性汇聚提供了高效的油气输导体系;低可容空间条件下发育的河湖相交互叠合连片低位砂体为大型岩性圈闭的形成提供了基本条件;“深层油气构造脊-断层优势运移通道-大型叠合连片砂体”构成了莱北低凸起“藤蔓式”油气运聚模式,有利于该地区大面积高丰度岩性油藏大规模成藏。垦利6-1亿吨级岩性油田勘探发现揭示了渤海海域新近系大型岩性油气藏的勘探潜力,拓展了勘探领域,同时也对类似地区大面积岩性油气藏勘探具有一定的借鉴意义。图15表1参36

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陆相碳酸盐质细粒沉积岩及油气甜点多源成因

姜在兴, 孔祥鑫, 杨叶芃, 张建国, 张元福, 王力, 袁晓冬

石油勘探与开发, 2021, 48(1): 26-37. https://doi.org/10.11698/PED.2021.01.03

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基于以往研究认识,通过分析细粒碳酸盐物质来源和岩石形成作用,系统论述碳酸盐质细粒沉积岩的多源成因机制,并对碳酸盐质细粒沉积岩的油气富集类型进行总结。研究表明,以陆地物质输入、盆内自生物质生成、火山热液物质注入和混合物质来源为主的多物源供给是陆相断陷盆地富集细粒碳酸盐物质的主要原因。其中物源区富碳酸盐岩基岩的发育控制了盆内碳酸盐物质充填的规模,火山热液活动可向湖盆提供碱性流体以增加碳酸盐晶体形成的物质供给量,受生物活动诱导形成的自生碳酸盐晶体是湖盆内细粒碳酸盐物质长期积累的主要来源。在沉积及沉积后阶段,受物理、生物化学和化学作用的相互影响,形成了具有多种特征的碳酸盐质细粒沉积岩。物质来源与沉积成因对陆相碳酸盐质细粒沉积岩内的油气富集具有控制作用。在多源成因体系中,油气富集甜点类型可包含内源型、陆源型、火山热液型和混源型等。图12表1参48

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准噶尔盆地玛湖凹陷风城组常规-非常规油气有序共生与全油气系统成藏模式

支东明, 唐勇, 何文军, 郭旭光, 郑孟林, 黄立良

石油勘探与开发, 2021, 48(1): 38-51. https://doi.org/10.11698/PED.2021.01.04

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基于地质、地震及钻测井新资料,对准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统风城组全油气系统形成的基本条件、常规-非常规油藏有序共生特征以及成藏模式进行系统研究。结果表明,受风城组碱湖优质烃源岩热演化及其生排烃过程、多类型（砾岩、砂岩、白云岩、泥页岩）储集层特征的控制,形成了常规构造-岩性油藏及受源储结构控制的致密油和页岩油。平面上,自玛湖凹陷周缘斜坡区向凹陷区,呈现成熟常规油藏—中高成熟致密油—中高成熟页岩油的有序共生特征。基于风城组常规-非常规油藏有序共生特征,明确风城组油气具有大面积连续聚集的特点,存在源储一体、源储紧邻、源储分离3类成藏模式,3类成藏模式在源储结构、储集层岩性及其空间分布、烃类运移特征、油气类型等方面存在差异。明确了准噶尔盆地应加快统筹常规-非常规油气整体布控与一体化推进,实现全油气系统的整体突破。进一步丰富陆相含油气盆地油气富集地质理论,以期为其他富烃凹陷的勘探研究做类比参考。图10表2参30

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中国海相超深层油气地质条件、成藏演化及有利勘探方向

李建忠, 陶小晚, 白斌, 黄士鹏, 江青春, 赵振宇, 陈燕燕, 马德波, 张立平, 李宁熙, 宋微

石油勘探与开发, 2021, 48(1): 52-67. https://doi.org/10.11698/PED.2021.01.05

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通过对中国海相超深层油气区域构造背景、石油地质条件分析及典型地区（古）油气藏解剖,研究海相超深层油气成藏演化过程及富集主控因素。中国海相超深层油气主要分布在四川、塔里木和鄂尔多斯3大克拉通盆地,界定其埋藏深度大于6 000 m,赋存层系为前寒武系及下古生界为主的古老海相层系。中国海相超深层烃源岩发育受全球超大陆聚、散旋回为背景的克拉通裂陷及克拉通坳陷控制,在四川盆地发育层系最多、塔里木盆地其次、鄂尔多斯盆发育规模有待进一步证实;储集层以碳酸盐岩为主,储集性能受早期高能滩体、后期叠加溶蚀及断裂作用共同控制;区域盖层包括膏盐岩、泥页岩与致密碳酸盐岩3大类。中国海相超深层普遍经历了两期油藏、古油藏裂解成气（或部分裂解）、裂解气（或高过成熟油气）晚期定型等演化阶段,油气富集受静态和动态地质要素耦合控制,主力生烃中心、高能相带叠加岩溶规模储集层、巨厚膏盐岩或泥页岩盖层、稳定保持圈闭条件是超深层油气富集关键因素。海相超深层具有克拉通内裂陷周缘、克拉通内坳陷周缘和克拉通边缘3个有利勘探方向。图11表1参42

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柴达木盆地英西地区咸化湖盆混积碳酸盐岩岩相特征与控储机制

刘占国, 张永庶, 宋光永, 李森明, 龙国徽, 赵健, 朱超, 王艳清, 宫清顺, 夏志远

石油勘探与开发, 2021, 48(1): 68-80. https://doi.org/10.11698/PED.2021.01.06

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以柴达木盆地英西地区始新统下干柴沟组上段（E₃²）盐下混积碳酸盐岩为例,借助其大量岩心、薄片和岩矿地球化学资料,分析研究咸化湖盆混积碳酸盐岩储集层岩相特征及控储机制。结果表明,英西E₃²盐下发育5种储集层岩相类型,分别为混积颗粒、块状、斑块状灰云岩和纹层状云灰岩4种沉积成因岩相,以及一种构造成因的角砾状灰云岩岩相;4种沉积成因储集层岩相分为2类咸化沉积序列岩相组合,分别为洼陷区低能型岩相组合和斜坡与洼内古隆起高能型岩相组合。受陆源碎屑物源高频补给影响,两类咸化沉积序列多以不完整的岩相组合亚型为主。英西E₃²盐下具典型的岩相控储特征：岩相类型及沉积序列在准同生期控制了白云石晶间孔和溶孔的形成和分布;纹层状云灰岩岩相结构在成岩期控制形成了大规模纹层缝储集空间和高渗通道;混积颗粒、块状—斑块状灰云岩岩相泥质含量低、脆性强,在晚期构造改造期此3种岩相分布与距顶部大型滑脱断层和次级断裂的距离共同控制了构造角砾状灰云岩相缝洞型高效储集层的形成和分布。在上述研究基础上,建立了英西E₃²盐下岩相-构造复合成储模式,明确了区内不同构造带构造角砾状灰云岩岩相缝洞型高效储集层、纹层状云灰岩岩相溶孔型页岩油储集层和颗粒—斑块状灰云岩岩相溶孔-晶间孔型致密储集层3种有利储集层的发育及分布规律,对推动英西高效油气勘探开发和丰富咸化湖盆混积碳酸盐岩成储理论具重要意义。图10表1参36

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四川盆地西北部中二叠统茅口组岩相古地理、古岩溶地貌恢复及其油气地质意义

钟原, 杨跃明, 文龙, 罗冰, 肖笛, 李明隆, 陈聪, 赵立可, 芦飞凡, 谭秀成

石油勘探与开发, 2021, 48(1): 81-93. https://doi.org/10.11698/PED.2021.01.07

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基于野外剖面、地震、测井及钻井等资料分析,结合大地构造背景,对四川盆地西北部（简称川西北）地区中二叠统茅口组岩相古地理及古岩溶地貌特征进行恢复并探讨其油气地质意义。研究表明,川西北地区茅口组可进一步划分为LSC1、LSC2、LSC3共3个长期旋回,分别对应茅一段、茅二段、茅三段。受上扬子地块北缘勉略古洋盆扩张所形成的伸展构造及地幔柱隆升产生的基底断裂控制,在北西西及北东方向产生构造分异,沉积基底自北向南呈幕式沉降,导致茅一段—茅三段沉积体系由碳酸盐台地逐渐演变为台地-斜坡-广海陆棚共存的特征。根据残余厚度恢复出岩溶高地、岩溶斜坡、岩溶洼地等古岩溶地貌单元,岩溶地貌单元是在沉积地貌基础上继承性发展形成的。沉积相及古岩溶地貌对于油气储集具有重要意义,高能滩与溶丘组合、台缘斜坡与岩溶斜坡组合是川西北地区茅口组最优质的储集区带组合类型,将优质储集相带叠合古岩溶地貌,对这两类储集区带平面展布特征进行预测。研究结果将为四川盆地中二叠统茅口组勘探部署提供新的思路与借鉴。图15表1参37

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塔里木盆地古城地区寒武系台缘丘滩体类型及与古地貌的关系

张君龙, 胡明毅, 冯子辉, 李强, 何香香, 张斌, 闫博, 魏国齐, 朱光有, 张友

石油勘探与开发, 2021, 48(1): 94-105. https://doi.org/10.11698/PED.2021.01.08

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基于露头和岩心观测、薄片鉴定、残厚法古地貌恢复、地震相精细刻画等技术方法,探讨了塔里木古城地区寒武系不同类型台缘丘滩体发育模式及与古地貌的耦合关系。古城地区寒武系台缘丘滩体划分为丘基、丘核、丘前、丘后和丘坪5种微相,分别由具有指相意义的7种结构类型白云岩组合构成。恢复了各期丘滩体沉积前不同的古地貌,构建了与之相耦合的第1期缓坡对称加积型、第2期陡坡非对称加积型和第3、4期陡坡非对称前积型3种类型丘滩体沉积模式,丘滩体微相组合分别呈“丘基—丘后+（小）丘核+丘前—丘坪”完整对称的垂向加积结构、“丘基—（大）丘核+丘前—丘坪”非对称的垂向加积结构、“丘基—（小）丘核+丘前—丘坪”侧向前积非对称结构的特征。具有“大丘大滩”特征的陡坡非对称加积型丘滩体有利储集相带最发育,是有利油气区勘探的方向。图5表2参41

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鄂尔多斯盆地陇东地区三叠系延长组浅水三角洲砂体特征及厚层砂体成因

刘翰林, 邱振, 徐黎明, 王凤琴, 童强, 蔺嘉昊, 尹帅, 王文强

石油勘探与开发, 2021, 48(1): 106-117. https://doi.org/10.11698/PED.2021.01.09

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基于47口井取心资料及130口井测井资料,综合分析鄂尔多斯盆地陇东地区三叠系延长组长8₂亚段浅水三角洲主要砂体类型,明确累计厚度大于20 m的厚层砂体分布特征,并划分厚层砂体成因类型。根据研究区厚层砂体的形态和发育位置可将其分为两类：第一类厚层砂体呈“宽条带状”分布于平均高水位线及平均低水位线之间;第二类厚层砂体沿平均低水位线两侧分布,呈不规则“坨状”。基于沉积物体积分配原理和可容空间变化规律,陇东地区长8₂亚段厚层砂体成因类型可分为高可容空间叠置分流河道砂体型和低可容空间叠加复合砂体型。图11表1参35

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南大西洋中段盆地盐构造发育特征及其影响因素模拟

余一欣, 陶崇智, 史帅雨, 殷进垠, 邬长武, 刘静静

石油勘探与开发, 2021, 48(1): 118-126. https://doi.org/10.11698/PED.2021.01.10

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通过对比分析南大西洋中段两岸盆地下白垩统阿普特阶盐构造发育特征及其差异性,利用构造物理模拟实验方法,探讨盐下斜坡倾斜程度、盐下隆坳结构以及板块抬升作用等因素对盐构造发育的影响。模拟结果表明,西非中段盆地盐下斜坡较陡,有利于盐岩向海洋方向发生快速流动,形成的盐底辟规模较大,但数量较少。巴西桑托斯盆地和坎波斯盆地的外部基底隆起远离物源区,其上方有利于盐岩侵入聚集而明显增厚;而西非中段盆地的基底隆起靠近盆地边缘,隆起上方残留盐层较薄,两侧发育规模较小的盐滚构造。非洲板块的抬升作用有利于西非中段盆地盐底辟充分发育,并在前缘挤压区形成规模较大的逆冲断层和褶皱。图8表1参44

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下刚果－刚果扇盆地中新统层序地层格架内重力流沉积体系特征、演化及其控制因素

陈华, 林畅松, 张忠民, 张德民, 李茗, 吴高奎, 朱奕璇, 徐海, 陆文明, 陈继华

石油勘探与开发, 2021, 48(1): 127-138. https://doi.org/10.11698/PED.2021.01.11

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针对下刚果—刚果扇盆地中新统重力流体系内部结构及演化特征等问题,开展了层序地层划分、重力流体系沉积特征阐述及控制因素讨论的研究。综合利用地震、测井、岩心等资料,在建立高精度层序地层格架的基础上,识别区内重力流沉积的岩相特征、构成单元,揭示其沉积演化过程并探讨其控制因素。研究表明,区内中新统可划分为4个三级层序（SQ1、SQ2、SQ3、SQ4）,所发育的重力流沉积在岩性上主要为硅质碎屑和泥质岩等,沉积单元主要包括水道内部滑塌变形层,块体搬运沉积、重力流水道充填、天然堤-溢岸沉积和前缘朵叶体沉积等。早中新世（SQ1）区内多发育鸥翼形、弱受限—不受限的沉积型水道-堤岸复合体和朵叶体等,中中新世早期（SQ2）区内多发育W形、弱受限的侵蚀-沉积型分支水道（多期叠置）,中中新世晚期（SQ3）区内多发育U形、受限的侵蚀型水道,晚中新世（SQ4）区内多发育V形、深切的侵蚀型孤立水道。气候变冷、海平面持续下降,致使研究区由下陆坡-盆底到下陆坡、中陆坡和上陆坡,进而影响了重力流作用的强弱。西非海岸发生的3次构造抬升作用和气候变冷,为重力流沉积的发育提供了充足物源。盐构造的多期活动,对重力流沉积的发育具有重要改向、限制、封堵或破坏等作用。明确下刚果—刚果扇盆地中新统大型重力流沉积体系特征、演化及其控制因素,可为研究区内深水油气勘探工作提供一定的借鉴。图10表1参37

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水平井随钻电磁波测井实时正反演方法

王磊, 刘英明, 王才志, 范宜仁, 巫振观

石油勘探与开发, 2021, 48(1): 139-147. https://doi.org/10.11698/PED.2021.01.12

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基于层状地层随钻电磁波测井伪解析公式,提出边界最优匹配技术,来实现对钻遇地层结构的自适应截断;同时提出散射场一次反射/透射波高阶渐近与扣除方法,极大地提高了索末菲积分的收敛速度,克服了传统数字滤波积分方法精度低、适用性弱等问题,实现了对随钻电磁波测井正演的加速。利用邻井或导眼井等先验信息,通过对地层模型进行交互式调整,为地层界面的预测提供最优反演初值。结合梯度寻优算法形成水平井随钻电磁波测井实时交互式反演方法。实际资料处理结果表明,随钻电磁波测井实时交互式反演方法很好地解决了井周地层边界位置确定的难题,为水平井钻井轨迹最优化和油藏解释提供了依据。图10表1参18

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非均质油藏聚合物驱提高采收率机理再认识

卢祥国, 曹豹, 谢坤, 曹伟佳, 刘义刚, 张云宝, 王晓燕, 张杰

石油勘探与开发, 2021, 48(1): 148-155. https://doi.org/10.11698/PED.2021.01.13

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以大庆、大港、长庆等油田的储集层岩石和流体为模拟对象,探讨了非均质油藏聚合物驱提高采收率的机理和技术途径,通过对比“等黏度”和“等浓度”条件下普通聚合物溶液、甘油、“片-网”结构聚合物溶液和非均相弱凝胶等的驱油效果,论证了聚合物类驱油剂黏度与驱油效果间的关系,提出了改善聚合物驱效果的方法。研究表明,聚合物在多孔介质内因滞留作用进而扩大注入水波及体积是聚合物驱提高采收率主要机理,而聚合物类驱油剂黏度与驱油效果不存在正相关性,具有“片-网”结构的聚合物虽然增黏能力较强,但与储集层岩石孔喉结构的配伍性较差,其可注入性和抗剪切性较差;非均相弱凝胶体系在多孔介质内具有较强的吸附、捕集作用,容易在储集层岩石孔隙内滞留,在高渗透层（区域）能够建立有效的渗流阻力,与具有“等黏度”或“等浓度”的聚合物溶液相比,扩大波及体积能力更强;长时间注入聚合物类驱油剂,势必会导致吸液剖面反转,大大降低聚合物驱开发效果,采用“高滞留”与“低滞留或不滞留”驱油剂交替注入,可进一步改善聚合物类驱油剂驱油效果。图5表4参29

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基于格子Boltzmann方法的非常规天然气微尺度流动基础模型

赵玉龙, 刘香禺, 张烈辉, 单保超

石油勘探与开发, 2021, 48(1): 156-165. https://doi.org/10.11698/PED.2021.01.14

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基于相似准则和气体真实物性参数提出一种格子Boltzmann模型中选取无因次松弛时间的新方法,同时考虑边界努森层的影响对无因次松弛时间进行修正,结合壁面二阶滑移边界条件推导出相应组合反弹/镜面反射边界条件中的关键参数,从而建立了基于格子Boltzmann方法的适用于高温高压条件的非常规天然气微尺度流动模拟新模型。将甲烷气体在无限长微通道中的体积力驱动流动及长直微通道中受进出口压差驱动流动的模拟结果与文献中数值解及解析解进行对比,验证了模型的准确性,并对无因次松弛时间修正式进行优选。结果表明,新模型可以有效表征非常规天然气微尺度流动条件下的滑脱效应、压缩效应、气体稠密性及边界努森层影响;实现了对气体真实流动条件更加全面的表征,可作为微纳尺度非常规天然气流动模拟研究的基础模型。图8表1参56

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水侵气藏型储气库注采相渗滞后数值模拟修正方法

朱思南, 孙军昌, 魏国齐, 郑得文, 王皆明, 石磊, 刘先山

石油勘探与开发, 2021, 48(1): 166-174. https://doi.org/10.11698/PED.2021.01.15

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以天然岩心气水多周期互驱相渗测定实验为基础,揭示了储气库多周期注采相渗滞后效应,结合Carlson和Killough经典相渗滞后理论,建立了水侵气藏型储气库多周期注采相渗滞后数值模拟修正方法,并通过建立的中低渗透砂岩水侵气藏型储气库地质模型,系统研究了多周期注采相渗滞后效应对储气库流体宏观分布规律和生产运行指标的影响。研究表明：水侵气藏型储气库高速注采运行过程中存在相渗滞后效应,该效应的存在使储气库气水过渡区宽度、厚度增加,高效储气区不断收缩,含气孔隙体积峰值变化幅度减小,进而降低储气库的库容、工作气量及高效运行寿命等;数值模拟中若不考虑相渗滞后效应的影响,预测的储气库运行指标将存在较大误差,采用Killough和Carlson方法可对储气库相渗滞后效应进行修正,提高预测精度,其中Killough方法对实例模型的适应性更好。图20表3参25

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基于多变量时间序列及向量自回归机器学习模型的水驱油藏产量预测方法

张瑞, 贾虎

石油勘探与开发, 2021, 48(1): 175-184. https://doi.org/10.11698/PED.2021.01.16

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提出了一种基于多变量时间序列（MTS）及向量自回归（VAR）机器学习模型的水驱油藏产量预测方法,并进行了实例应用。该方法在井网分析的基础上通过MTS分析对注采井组数据进行优选,并将井组内不同采出井产油量及注入井注水量作为彼此相关的时间序列,通过建立VAR模型从多个时间序列中提取出相互作用规律,挖掘注采井间流量的依赖关系从而进行产量预测。水驱油藏历史生产数据分析结果表明,与数值模拟历史拟合结果相比,机器学习模型产量预测结果具有更高精度,同时不确定性分析提升了预测结果的安全性。通过脉冲响应分析对注入井的采油贡献量进行评价,可为注水开发方案调整提供理论指导。图10表5参28

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人工地震波强化泡沫稳定性微观动力学模型

刘静, 夏军勇, 刘玺, 吴飞鹏, 蒲春生

石油勘探与开发, 2021, 48(1): 185-192. https://doi.org/10.11698/PED.2021.01.17

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针对低频人工地震波对泡沫稳定性的协同强化效应,基于垂直液膜排液模型和波动理论,建立了低频人工地震波激励下泡沫稳定性微观动力学模型;采用高阶偏微分方程组无因次变换、隐式和显式差分方法对该模型进行复合求解并验证了模型的可靠性,对低频人工地震波作用下的泡沫液膜厚度、表面活性剂浓度分布及排液速度等进行了定量化分析。研究表明,低频振动可降低排液后期泡沫液膜中表面活性剂浓度最大值与最小值之差,强化Marangoni效应的作用效果,提高了泡沫液膜的稳定性。当振动频率接近泡沫液膜固有频率时振动效果最佳,最佳振动频率约为50 Hz。振动加速度越大,泡沫液膜中表面活性剂浓度的恢复速度越快,Marangoni效应延缓泡沫液膜排液的能力越强,稳泡性能越好,但振动加速度并非越大越好,最佳振动加速度约为0.5倍重力加速度。合理的振动参数会大幅提高Marangoni效应的作用效果,表面活性剂初始浓度越小,振动提高Marangoni效应效果越好。图11表2参19

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超深油气储集层改造技术进展与发展方向

雷群, 胥云, 杨战伟, 才博, 王欣, 周朗, 刘会锋, 徐敏杰, 王丽伟, 李帅

石油勘探与开发, 2021, 48(1): 193-201. https://doi.org/10.11698/PED.2021.01.18

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通过对超深层油气储集层改造技术发展历史的系统总结,阐述了国内外超深层油气储集层改造技术的新进展。超深层缝网改造机理研究更加深入,改造液材料性能指标进一步提升,超深直井精细分层、超深大斜度井/水平井分段多簇改造技术日趋成熟。结合国内超深油气储集层的勘探开发趋势,论述了超深油气储集层改造的生产需求及技术难点,包括：①地质工程一体化技术研究及应用难度大;②入井改造材料要求高;③进一步提高超深巨厚储集层纵向剖面动用程度难度大;④对入井工具及地面配套高压设备要求高;⑤超深、高温、高压井实现高效改造难度大;⑥储集层改造直接监测及准确后评估难度大。结合国内超深油气储集层的复杂地质特点,提出了7个方面的技术发展方向：①系统构建基础研究方法与评价实验新技术;②加强地质认识,完善地质工程一体化工作运行机制;③研发针对性更强的超深层高效改造材料;④攻关超深巨厚储集层精细分层改造工艺技术;⑤探索超深层水平井缝控改造技术;⑥研发适用于超深油气储集层改造的水力裂缝直接监测技术;⑦研制耐高温、高压的井下改造工具及耐高压配套井口设备。图3表2参41

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裂缝封堵层结构形成与演化机制

许成元, 张敬逸, 康毅力, 徐锋, 林冲, 闫霄鹏, 经浩然, 商翔宇

石油勘探与开发, 2021, 48(1): 202-210. https://doi.org/10.11698/PED.2021.01.19

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采用耦合计算流体力学-离散元（CFD-DEM）方法模拟了裂缝封堵层结构形成过程,采用自主研制的表征封堵层细观力链网络的光弹实验系统模拟了裂缝封堵层结构承压演化过程,揭示了裂缝封堵层结构形成与演化机制,形成了堵漏材料优选与堵漏配方设计新方法,为提高裂缝性储集层漏失控制效果提供理论依据。CFD-DEM模拟结果表明,架桥概率是决定封堵层结构形成和裂缝封堵效率的关键因素。提出了临界架桥与绝对架桥加量指标,作为架桥材料加量设计的依据。随着绝对架桥加量的增加,架桥模式由材料粒径主导向粒径-摩擦力共同主导转变。光弹实验结果表明,细观力链网络是裂缝封堵层结构承压演化的内在机制并决定宏观封堵层强度,堵漏材料性能参数影响力链网络结构和强力链占比,进而影响封堵层承压稳定性。根据研究结果优选了新型高封堵强滞留堵漏材料、优化了堵漏配方,室内裂缝封堵实验结果表明可有效提高裂缝封堵效率与封堵强度。图16表3参30

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煤储集层起裂强度和损伤强度的各向异性特征

郝宪杰, 魏英楠, 杨科, 苏健, 孙英峰, 朱广沛, 王少华, 陈海波, 孙卓文

石油勘探与开发, 2021, 48(1): 211-221. https://doi.org/10.11698/PED.2021.01.20

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综合采用裂纹体积应变法和声发射法分析了煤储集层起裂强度、损伤强度、破坏模式和声发射特征的各向异性特征。研究表明,煤储集层抗压强度、起裂强度和损伤强度均表现出明显的各向异性特征,抗压强度随层理倾角的增加而减小,但层理倾角为45°与90°时抗压强度相差不大,起裂和损伤强度均随层理倾角的增加先减小后增大,层理倾角为0°时起裂和损伤强度最高,90°时次之,45°时最低;层理倾角为0°时煤储集层破坏模式为大尺度破裂的稳步扩展,层理倾角为45°时部分为小尺度破裂稳步扩展,部分为大尺度破裂的突发式失稳扩展,层理倾角为90°时主要为小尺度破裂的突发式失稳破坏;与声发射计数相比,声发射能量更适合用来确定煤储集层的起裂和损伤强度。图14表2参35

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陆相页岩油可动用性微观综合评价

金旭, 李国欣, 孟思炜, 王晓琦, 刘畅, 陶嘉平, 刘合

石油勘探与开发, 2021, 48(1): 222-232. https://doi.org/10.11698/PED.2021.01.21

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选取目前中国重点开发的准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组、鄂尔多斯盆地陇东地区三叠系延长组长7₃亚段、渤海湾盆地沧东凹陷古近系孔店组孔二段、松辽盆地长岭凹陷白垩系青山口组青一段等4大盆地中高成熟度页岩油作为研究对象,基于储集空间展布多尺度刻画、有效连通性计算、荷电效应可动油评价、改造过程裂缝扩展仿真模拟等技术开发与集成应用,在同一评价技术体系和相同实验测试条件下获取4大盆地页岩油储集层有效性、含油性、原油可动性及可改造性等关键参数,解决常规分析手段分辨率不足、难以定量评价等难题,形成不同类型页岩油资源可动用性评价方法与对比认识。综合实验与对比分析结果显示,国内4大盆地陆相页岩油资源禀赋差异显著,其中准噶尔盆地芦草沟组页岩储集层有效性较好、鄂尔多斯盆地长7₃亚段可动油占比较高、渤海湾盆地孔二段可改造性最佳,为针对性开发方案与工程技术遴选提供参考和建议。图14表4参42

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2021年, 第48卷, 第1期　刊出日期：2021-02-23

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