石油勘探与开发

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中国天然气水合物气的成因类型

戴金星, 倪云燕, 黄士鹏, 彭威龙, 韩文学, 龚德瑜, 魏伟

石油勘探与开发, 2017, 44(6): 837-848. https://doi.org/10.11698/PED.2017.06.01

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基于中国祁连山冻土带、南海北部珠江口盆地、台西南盆地的陆坡等天然气水合物样品资料,进行了天然气水合物气的成因类型分析。研究结果表明,祁连山木里地区中侏罗统江仓组发现的天然气水合物气主要是油型气,为自生自储型,δ¹³C₁值为-52.7‰~-35.8‰,δ¹³C₂值为-42.3‰~-29.4‰;还发现了少量煤成气,气源岩可能主要为中侏罗统木里组含煤地层,δ¹³C₁值为-35.7‰~-31.3‰,δ¹³C₂值为-27.5‰~-25.7‰。南海珠江口盆地与台西南盆地天然气水合物气主要是CO₂还原型生物气,δ¹³C₁值为-74.3‰~-56.7‰,δD₁值为-226‰~-180‰;还发现热成因气遗迹,δ¹³C₁值为-54.1‰~-46.2‰。综合国内外20个地区（盆地）相关天然气水合物气地球化学资料,提出世界天然气水合物热成因气既有油型气也有煤成气,以油型气为主,在中国祁连山和加拿大温哥华岛附近识别出了少量煤成气,煤成气δ¹³C₁值重即大于等于-45‰,δ¹³C₂值大于-28‰;油型气δ¹³C₁值为-53‰~-35‰,δ¹³C₂值小于-28.5‰。世界天然气水合物气主要是生物成因气,并以CO₂还原型生物气为主,仅在俄罗斯贝加尔湖盆地发现乙酸发酵型生物气。CO₂还原型生物气δD₁值重即大于等于-226‰,乙酸发酵型生物气δD₁值轻即小于-294‰。世界天然气水合物的生物气δ¹³C₁值最重的为-56.7‰,最轻的为-95.5‰,其中-75‰~-60‰是高频段。世界天然气水合物气δ¹³C₁值最重为-31.3‰,最轻的为-95.5‰;δD₁值最重的为-115‰,最轻的为-305‰。图6表3参87

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南海南部大陆边缘两个盆地带油气地质特征

张功成, 唐武, 谢晓军, 赵志刚, 赵钊

石油勘探与开发, 2017, 44(6): 849-859. https://doi.org/10.11698/PED.2017.06.02

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基于地震、钻井、岩心和露头等资料,系统分析南海南部各盆地成盆、成烃、成藏特征,揭示南海南部陆缘盆地油气地质特征,总结油气地质分布规律。研究表明,南海经历古南海形成与发展、古南海消减与新南海发展、南海快速沉降与萎缩等3个构造阶段,古、新南海的构造演化控制了南海南部大陆边缘的区域构造格局,形成南、北两个盆地带,并控制了各盆地带成盆、成烃和成藏特征。南盆地带烃源岩以中新统煤系烃源岩为主,热演化程度不均,近岸生油远岸生气,挤压褶皱构造带和生物礁群是有利区带。北盆地带烃源岩以始新统—渐新统为主,热演化程度高,以生气为主,生物礁、断块为其主要聚集区。研究认为,南海南部大陆边缘盆地尚有很大勘探潜力,是油气勘探开发的重要领域,南盆地带应油气兼探,北盆地带以找气为主。图6 表1参28

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大型坳陷湖盆异重流成因的水道—湖底扇系统——以松辽盆地白垩系嫩江组一段为例

潘树新, 刘化清, ZAVALACarlos, 刘彩燕, 梁苏娟, 张庆石, 白忠峰

石油勘探与开发, 2017, 44(6): 860-870. https://doi.org/10.11698/PED.2017.06.03

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以松辽盆地齐家—古龙地区白垩系嫩江组一段为研究对象,通过地震沉积学、沉积构造和沉积序列等分析,发现异重流成因的大型水道—湖底扇系统,对大型坳陷湖盆深水区分布的异重流及其形成的异重岩进行研究,构建了陆相湖盆异重流成因的水道—湖底扇沉积模式。研究表明,异重流发源于盆地边缘,经北部三角洲后在深水区形成完整的水道—湖底扇系统。自北向南依次发育顺直水道和弯曲水道,直线延伸距离超过80 km,宽度100~900 m;水道末端发育湖底扇,最大面积可达20 km²。该系统主要以细粒沉积为主,发育块状砂岩和流水成因的沉积构造,内部发育侵蚀接触面,富含陆源有机质碎屑,具底床载荷和悬浮载荷兼有的形成机制。异重岩沉积序列表现为向上变粗和向上变细的旋回成对出现,反映洪水逐渐增强随后又减弱的动力学特点。图9参50

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盐下高陡构造成像技术——以塔里木盆地库车坳陷克深地区为例

曾庆才, 曾同生, 欧阳永林, 代春萌, 宋雅莹

石油勘探与开发, 2017, 44(6): 871-879. https://doi.org/10.11698/PED.2017.06.04

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针对塔里木盆地库车坳陷克深地区地震成像存在的静校正处理难度大、原始资料品质低、速度建模及叠前深度偏移难度大3大难题,研究盐下高陡构造成像技术。基于误差反向传播神经网络和最小平方QR分解双尺度层析反演方法获取复杂近地表高精度速度模型,解决盐下高陡构造地震成像静校正问题;在应用高精度静校正和均方根速度的基础上,采用十字排列锥体滤波和球面扩散补偿技术提高地震资料信噪比、恢复深层有效反射信号,解决盐下高陡构造原始地震数据品质低问题;在地质、测井、钻井等多信息的约束下,基于实体模型速度更新和网格层析速度反演的双尺度速度建模技术获取复杂地下构造的高精度速度模型,并应用真地表叠前深度偏移技术提高剧烈起伏地表条件下的地震成像效果,解决盐下高陡构造速度建模及叠前深度偏移问题。通过上述技术获得盐下高陡构造高质量地震成像成果,地震成像预测结果与实钻井吻合好,并成功部署3口超深井。图15表1参16

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油气跨断层侧向运移评价方法——以渤海湾盆地冀中坳陷霸县凹陷文安斜坡史各庄鼻状构造带为例

王超, 吕延防, 王权, 付广, 王有功, 孙永河, 霍志鹏, 刘峻桥

石油勘探与开发, 2017, 44(6): 880-888. https://doi.org/10.11698/PED.2017.06.05

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为定量研究油气跨断层侧向运移的可能性及发生部位,利用双井Knipe图解法识别反向断层和顺向断层上、下盘地层砂-砂并置部位及并置模式,结合试油区域断层侧向封闭油气下限法,建立1套油气跨断层侧向运移部位定量评价方法。将该定量评价方法应用于渤海湾盆地冀中坳陷霸县凹陷文安斜坡史各庄鼻状构造带古近系沙河街组一段和二段（简称沙一段、沙二段）,确定断层上、下盘地层砂-砂并置部位及沙一段和沙二段的断层泥比率（SGR）下限值分别为26%和29%,由此厘定出油气跨断层侧向运移的发生部位。通过分析沙一段和沙二段的油气分布特征及沙一段4口井含氮化合物的变化趋势,与油气跨断层侧向运移可能发生部位的定量评价结果一致,初步验证了评价方法的可行性。图7表2参28

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沥青质碳酸盐岩储集层岩石物理特征及测井评价——以四川盆地安岳气田寒武系龙王庙组为例

赖强, 谢冰, 吴煜宇, 黄科, 刘兴刚, 金燕, 罗文军, 梁涛

石油勘探与开发, 2017, 44(6): 889-895. https://doi.org/10.11698/PED.2017.06.06

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基于沥青溶解前后岩心样品的物性、密度、纵横波时差、电阻率和核磁共振等实验,对沥青质碳酸盐岩储集层的岩石物理特征和测井响应特征进行了研究。实验表明：①沥青会破坏储集层的孔隙结构,导致储集层有效储集空间减小、渗透性降低;②随着沥青含量的增加,纵横波时差普遍减小,而密度和电阻率值则普遍增大;③随着沥青含量增加,纵波时差和密度变化相对较小,而横波时差和电阻率变化相对较大;④沥青核磁共振横向驰豫时间（T₂）普遍小于3 ms,且沥青成熟度越高,T₂值越小。据此提出基于常规与特殊测井相结合的沥青质碳酸盐岩储集层的沥青含量、有效孔隙度和含水饱和度评价方法,并应用于四川盆地安岳气田80多口气井的寒武系龙王庙组碳酸盐岩储集层,划分出沥青平面富集区带,可作为气藏开发井井位部署的依据。图8表3参12

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咸化湖盆深部优质储集层形成机制与分布规律——以渤海湾盆地济阳坳陷渤南洼陷古近系沙河街组四段上亚段为例

孟涛, 刘鹏, 邱隆伟, 王永诗, 刘雅利, 林红梅, 程付启, 曲长胜

石油勘探与开发, 2017, 44(6): 896-906. https://doi.org/10.11698/PED.2017.06.07

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以渤海湾盆地济阳坳陷渤南洼陷古近系沙河街组四段上亚段为例,基于钻井取心,开展岩心常规分析、铸体和普通薄片鉴定、扫描电镜分析以及流体包裹体测试,依据所获数据资料系统研究咸化湖盆成岩环境演化及深部优质储集层发育主控因素。该咸化湖盆储集体经历了先碱后酸、碱酸交替的成岩环境,早期碱性成岩环境下大量碳酸盐胶结物充填原生孔隙,使储集体孔隙度由初始37.30%锐减到18.77%,也使原生孔隙免于压实,保留可溶蚀空间。中后期酸性成岩环境下,早期碳酸盐胶结物溶蚀增孔10.59%,深部优质储集层得以形成。膏盐岩、烃源岩、断裂体系及沉积体展布共同控制优质储集层分布,渤南洼陷沙河街组四段上亚段深部优质储集层位于北部陡坡带,埋深为

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基于坡度属性的生物礁边界精细预测方法——以四川盆地罗顶寨地区二叠系长兴组为例

吴勇, 周路, 钟斐艳, 钟克修, 袁兵, 周洁玲

石油勘探与开发, 2017, 44(6): 907-918. https://doi.org/10.11698/PED.2017.06.08

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基于地貌学中的坡度理论,将坡度作为一种面属性,并结合古地貌分析方法,建立一种利用地震构造精细解释层位数据进行高精度坡度属性计算的台缘型生物礁边界识别方法。综合采用常规地震预测方法、钻井成果和地层厚度资料对该方法进行了验证和补充,并对川东北罗顶寨地区二叠系长兴组生物礁边界采用坡度属性进行平面“成像”。研究表明,该方法识别的生物礁边界特征与钻井揭示的生物礁分布特征一致,生物礁边界局部特征更加精细,对比采用相同地震解释层位为基础数据识别生物礁边界的常规地震预测方法,该方法对台缘型生物礁边界的平面“成像”结果不存在多解性问题。图13表3参29

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裂缝性油藏天然裂缝动静态综合预测方法——以鄂尔多斯盆地华庆油田三叠系长6₃储集层为例

苏皓, 雷征东, 张荻萩, 李俊超, 张泽人, 鞠斌山, 李治平

石油勘探与开发, 2017, 44(6): 919-929. https://doi.org/10.11698/PED.2017.06.09

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针对已有裂缝预测方法适用范围小、精度低、对高成本资料需求程度高的问题,以鄂尔多斯盆地华庆油田三叠系长6₃储集层为例,综合考虑地质静态资料和生产动态资料,提出了一种预测新方法。基于油田多种地质静态资料,得到岩性、沉积相、地层厚度、岩石破裂指数、裂缝发育强度5个约束裂缝发育的控制条件,应用多元线性回归分析方法,建立了裂缝发育的5种约束条件与裂缝密度关系的定量表达式,计算得到全区的裂缝密度体;根据井史、示踪剂、干扰试井及吸水剖面等生产动态资料,通过油藏工程分析方法综合判断出裂缝在平面上和纵向上的方向及分布范围,并结合数值模拟技术对裂缝密度体进行检验和定量校正,建立了既符合地质静态认识又符合生产动态的三维离散裂缝地质模型。数值模拟拟合验证表明,该裂缝模型拟合度高,具较高的可靠性和适用性。图15表1参32

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碳酸盐岩储集层气水两相渗流实验与气井流入动态曲线——以高石梯—磨溪区块龙王庙组和灯影组为例

李程辉, 李熙喆, 高树生, 刘华勋, 尤世强, 方飞飞, 沈伟军

石油勘探与开发, 2017, 44(6): 930-938. https://doi.org/10.11698/PED.2017.06.10

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选取四川盆地高石梯—磨溪区块基质孔隙型、裂缝型、溶蚀孔洞型3类储集层全直径岩心,开展高温、高压条件下的气、水两相相对渗透率测试,分析气水相渗曲线特征及气井流入动态。将实验数据归一化处理后形成了3类储集层的气、水相对渗透率曲线标准图版;针对裂缝型储集层的渗流特点,提出气、水两相相对渗透率曲线校正方法并对相应图版进行校正;运用标准图版计算研究区不同类型储集层气水两相流入动态曲线（IPR）,并通过实际井的动态进行验证。研究区储集层相对渗透率曲线等渗点含水饱和度高达70%以上,具有强亲水特征,气水共渗区间、气驱水效率以溶蚀孔洞型最大,基质孔隙型次之,裂缝型最小;岩心渗透率的恢复程度以裂缝型最大,溶蚀孔洞型次之,基质孔隙型最小。校正后的裂缝型碳酸盐岩储集层气、水相渗曲线能更好反映实际气藏的气水两相渗流规律,标准图版可用于各类气藏工程计算;计算的IPR曲线,其特征与实际生产井动态相符,可用于实际气井配产与生产动态分析。图11表4参19

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基于水平井资料进行地质建模的大数据误区分析与应对策略

黄文松, 王家华, 陈和平, 徐芳, 孟征, 李永豪

石油勘探与开发, 2017, 44(6): 939-947. https://doi.org/10.11698/PED.2017.06.11

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以委内瑞拉奥里诺科重油带MPE3油田为例,在分析水平井信息特征的基础上,对比了直井和水平井数据分布和变差函数的差异,针对将水平井信息直接应用于地质建模中产生的大数据误区,提出了相应的建模策略。研究表明由于研究区水平井具有数据信息量大、井轨迹方向性强、砂岩钻遇率高的特点,造成了不符合地质认识的变差函数分析结果,进而在沉积微相和储集层物性建模以及概率储量预测上产生误区。建模时首先采用直井信息对分流河道砂体分布进行变差函数分析,通过沉积相控、地震约束的方法建立岩相框架;再利用水平井信息反映储集层内部非均质性精度高的特点,结合直井信息进行泥质隔夹层的变差函数分析,建立相应的储集层岩相精细模型;最后建立储集层物性模型,并分井区计算地质储量。该建模策略能够真实反映地质特征,且有效提高了井间砂体预测的精度,增强了储集层地质模型的可靠性。图14表4参25

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渗透率对致密砂岩储集层渗吸采油的微观影响机制

谷潇雨, 蒲春生, 黄海, 黄飞飞, 李悦静, 刘杨, 刘恒超

石油勘探与开发, 2017, 44(6): 948-954. https://doi.org/10.11698/PED.2017.06.12

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以鄂尔多斯盆地富县地区延长组长8段致密砂岩储集层样品为例,通过自发渗吸模拟实验,结合核磁共振与CT扫描分析,进一步揭示了致密储集层渗透率对渗吸采油效率的微观影响机制。研究结果表明：①基质自发渗吸排驱在致密砂岩储集层注水开发中起着至关重要的作用,实验岩心样品自发渗吸采出程度可以达到5.24%~18.23%,且基质的渗透率越大,自发渗吸采出程度越高;②受吸附层厚度的影响,亚微米级以上孔隙在致密储集层的渗吸驱油过程中起主导作用,纳米—亚微米级孔隙对渗吸采出程度贡献相对较弱;③孔喉的连通性是导致致密储集层基质渗透率与渗吸排驱采油效率呈正相关的主要微观影响机制。不同渗透率样品亚微米—微米级孔隙尺寸分布的差异并不大,但随着渗透率的增加,连通孔喉个数与连通面孔率均呈指数递增,导致渗吸排驱采出程度显著提高。图7表3参28

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特高含水期新型水驱特征曲线

王继强, 石成方, 纪淑红, 李冠林, 陈映桥

石油勘探与开发, 2017, 44(6): 955-960. https://doi.org/10.11698/PED.2017.06.13

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基于油田实测相对渗透率数据的统计分析,提出了高含水饱和度下油水相对渗透率比值与归一化含水饱和度间的新型函数表达式,实现了对常规相对渗透率比值关系曲线后段较为精确的拟合。利用新型油水相对渗透率比值表征关系式,结合油藏工程方法推导出两种适用于油田开发特高含水阶段（含水率大于90%）的新型水驱特征曲线。分别采用五点井网数值模拟结果和羊二庄油田、柳赞油田某区块实际生产数据,对新型水驱特征曲线的实用性进行了验证,结果表明,在甲型或乙型水驱特征曲线发生上翘以后,新型水驱特征曲线较常规水驱特征曲线的预测误差小,可用于预测特高含水阶段的油田生产动态、确定最终采收率以及可采储量。图7表4参18

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天然气水合物开采井防砂充填层砾石尺寸设计方法

李彦龙, 胡高伟, 刘昌岭, 吴能友, 陈强, 刘乐乐, 李承峰

石油勘探与开发, 2017, 44(6): 961-966. https://doi.org/10.11698/PED.2017.06.14

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针对水合物储集层流体抽取法开采过程中面临的出砂问题,提出了针对黏土质粉砂型水合物储集层的“防粗疏细”式防砂充填层砾石尺寸设计方法,并以中国南海神狐海域X站位为例进行了具体分析。以X站位为例,分析了水合物储集层地层砂基本特性,对地层砂粗、细组分进行划分,并分别计算了疏通细组分和阻挡粗组分所需的防砂充填层砾石尺寸范围,通过求解两者的交集来确定最佳砾石尺寸。研究表明,X站位水合物储集层为分选性、均匀性极差且黏土含量较高的粉砂质储集层,上、下部储集层防砂充填层最佳砾石尺寸设计结果分别为143~215 μm和240~360 μm。在现场施工无法严格满足分层防砂要求的情况下,为了兼顾上、下部储集层,在满足充填强度的前提下,推荐X站位防砂充填层砾石尺寸为215~360 μm。图3表2参22

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国内外水平井控水技术研究现状

孙昕迪, 白宝君

石油勘探与开发, 2017, 44(6): 967-973. https://doi.org/10.11698/PED.2017.06.15

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分析了国内外水平井控水技术研究现状,介绍了水平井中常用的控水技术,总结了针对不同完井方式水平井的控水方法。控水方法大体上可分为两类,即机械方法和化学方法,两类方法可单独使用或组合使用。机械方法通常用于井筒或近井堵水,化学方法可用于封堵基质孔隙或裂缝。在设计堵水方案时应考虑井筒的完井方式,机械方法和化学方法均可用于裸眼完井及套管射孔完井的水平井;割缝衬管完井及防砂筛管完井只能选择化学方法进行堵水,机械方法只能提供临时的区域分隔。机械方法成本略高于化学方法,且堵水过程中的深度校正也是一个操作难点。当出水点在水平井趾端时,机械或化学方法均可单独使用;当出水点靠近跟端或在水平井段时,则需使用封隔工具进行层位封隔及目标层封堵。图1表1参47

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页岩水力裂缝扩展形态与声发射解释——以四川盆地志留系龙马溪组页岩为例

马新仿, 李宁, 尹丛彬, 李彦超, 邹雨时, 吴珊, 何封, 王小琼, 周彤

石油勘探与开发, 2017, 44(6): 974-981. https://doi.org/10.11698/PED.2017.06.16

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采用真三轴压裂模拟系统对四川盆地志留系龙马溪组露头页岩开展了压裂模拟实验,将通过岩样剖分和CT扫描获得的水力裂缝扩展形态与声发射监测解释结果进行对比以揭示裂缝扩展过程中的声发射响应特征,并分析水力裂缝连通区域与未连通区域在声发射事件类型上的差异。研究表明,声发射事件点的空间分布能够反映岩样内部水力裂缝扩展形态。水力裂缝起裂的位置声发射事件点较多、分布集中;水力裂缝激活的层理面附近声发射事件点稀疏;裂缝密度越大,声发射事件点的分布越密集。水力裂缝沟通范围与声发射事件点的分布范围存在差别,基于声发射事件的改造体积解释结果偏大。水力裂缝沟通范围内声发射事件以剪切事件和张性事件为主,未被水力裂缝沟通的原始开启层理面附近以剪切事件为主,将二者进行区分可以提高储集层改造体积解释结果的准确性。图7表3参32

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基于分数阶黏弹性本构方程的井眼蠕变模型

彭瑀, 赵金洲, 李勇明

石油勘探与开发, 2017, 44(6): 982-988. https://doi.org/10.11698/PED.2017.06.17

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为精确模拟井眼蠕变历程,预测和预防井壁坍塌、套管挤毁和卡钻等工程事故,在前人研究的基础上,将弹簧壶元件引入经典元件模型中,得到了分数阶模型的蠕变柔量,并验证了分数阶模型的拟合效果。研究认为分数阶模型能够实现少参数、高精度的模拟,并且相应参数的物理意义也更加明确。通过黏弹对应性原理,模拟了钻进和压井过程中的井眼蠕变情况,通过调整求导阶数可以使该模型在理想弹性体模型和标准固体模型之间转化,因此,基于标准固体本构方程和理想弹性体本构方程建立的井眼缩径模型仅是该模型的特例。分析模拟结果认为调整分数阶元件的阶数,可以在加快瞬态蠕变的同时降低稳态蠕变的速度,对蠕变曲线进行非对称调整,经典模型则无法通过调整单一参数达到这一目的,分数阶黏弹性本构方程拟合高度非线性实验数据的能力更强。图6参25

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地层模块尺度钻井液侵入模拟与储集层电阻率剖面特征

范宜仁, 巫振观, 吴飞, 吴俊晨, 王磊

石油勘探与开发, 2017, 44(6): 989-996. https://doi.org/10.11698/PED.2017.06.18

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针对钻井液动态侵入,基于钻井液侵入数值模拟,确定实验室模型参数,研制钻井液侵入物理模拟系统,模拟原状地层条件下钻井液侵入规律。首先开展了砂岩地层钻井液侵入实验,测量岩石模块径向电阻率变化,获取不同侵入时刻泥饼,并提出了泥饼孔隙度和渗透率随侵入时间变化模型;然后将物理模拟与数值模拟结果进行对比标定,开展地层条件下钻井液侵入规律分析。结果表明：钻井液侵入开始后泥饼快速形成,其孔隙度和渗透率迅速降低,一定时间后钻井液侵入主要受泥饼控制,泥饼参数随侵入时间变化模型可以很好地反映泥饼参数在侵入过程中的变化,钻井液侵入情况下储集层电阻率剖面特征受地层岩石物性、泥饼参数及地层水矿化度等多种因素共同影响。图11表2参20

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塔里木盆地台盆区古生界原油碳同位素组成及油源探讨

朱心健, 陈践发, 伍建军, 王艺繁, 张宝收, 张科, 贺礼文

石油勘探与开发, 2017, 44(6): 997-1004. https://doi.org/10.11698/PED.2017.06.19

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基于塔里木盆地台盆区寒武系—奥陶系烃源岩干酪根样品以及古生界原油样品的碳同位素组成特征,探讨台盆区古生界原油的成因和来源。台盆区寒武系至少发育下寒武统以及中—上寒武统2套碳同位素组成具有明显差异的烃源岩,其中,下寒武统烃源岩干酪根碳同位素组成明显偏轻,中—上寒武统烃源岩干酪根碳同位素组成相对偏重,而奥陶系烃源岩则介于两者之间。台盆区古生界原油的碳同位素组成分布范围较大,其δ¹³C值为-35.2‰~-28.1‰,其中δ¹³C值为-34.0‰左右相对富集轻碳同位素的原油应主要来源于下寒武统烃源岩,δ¹³C值为-29.0‰左右相对富集重碳同位素的原油应主要来源于中—上寒武统烃源岩,碳同位素组成居中的原油不能排除寒武系烃源岩的贡献。分析认为,寒武系烃源岩具有主力烃源岩的条件,台盆区深层油气勘探潜力巨大。图6表2参47

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2017年, 第44卷, 第6期　刊出日期：2017-11-20

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