石油勘探与开发

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黄骅坳陷古生界含油气系统勘探突破及其意义

赵贤正, 蒲秀刚, 姜文亚, 周立宏, 金凤鸣, 肖敦清, 付立新, 李宏军

石油勘探与开发, 2019, 46(4): 621-632. https://doi.org/10.11698/PED.2019.04.01

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近年来在大港油田探区内歧北潜山、乌马营潜山多口井石炭系-二叠系、奥陶系获得油气重大发现,潜山勘探重大突破揭示渤海湾深层古生界为新的含油气系统,通过重新评价黄骅坳陷古生界烃源岩、储盖组合及圈闭,发现油气源以来自石炭系-二叠系煤系烃源岩为主。研究表明,黄骅坳陷中南部古生界保留较完整,发育上古生界碎屑岩及下古生界碳酸盐岩两类储集体,与石炭系-二叠系煤系烃源岩形成有利的源储组合。石炭系-二叠系煤系烃源岩丰度高,干酪根以Ⅱ₂—Ⅲ型为主,局部发育Ⅱ₁型;多期构造运动造成煤系烃源岩具有两期生烃过程,其中孔店组沉积期至今为二次生烃期,该期大规模的油气充注、有利储盖组合与稳定构造的匹配关系决定油气富集程度。按照古生界含油气系统新一轮综合评价,渤海湾盆地古生界原生油气资源规模超万亿立方米,黄骅坳陷古生界含油气系统尤其是石炭系-二叠系含油气系统的勘探突破对渤海湾盆地相似领域的油气勘探具有启示意义。图12表4参29

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全球岩相古地理演化与油气分布（一）

张光亚, 童晓光, 辛仁臣, 温志新, 马锋, 黄彤飞, 王兆明, 于炳松, 李曰俊, 陈汉林, 刘小兵, 刘祚冬

石油勘探与开发, 2019, 46(4): 633-652. https://doi.org/10.11698/PED.2019.04.02

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基于全球4 981个地质单元前寒武纪以来各地质时期（纪或世）的岩相古地理等地质特征分析,应用全球岩相古地理编图新方法,系统编制全球现今地理位置13个纪或世关键时间点的岩相古地理图,结合古板块恢复成果实现古构造位置下的原型盆地和岩相古地理恢复。研究表明：前寒武纪以来全球发育22种岩相组合和10种古地理单元,其岩相古地理特征及演化主要受板块解体、汇聚造山及大陆形成的影响;以前寒武纪及古生代7个时期岩相古地理研究结果为例,前寒武纪晚期及寒武纪为罗迪尼亚超大陆大规模解体时期,造成隆起剥蚀区及碎屑岩陆相区面积较小,滨浅海相区规模及其浅水碳酸盐岩台地扩展;泥盆纪随劳俄超大陆的形成,隆起剥蚀区及碎屑岩陆相区面积开始增加,滨浅海相区规模及其浅水碳酸盐岩台地萎缩;二叠纪潘基亚大陆形成,全球隆起剥蚀区及碎屑岩陆相区的发育达到极盛,滨浅海相区分布十分局限。不同时期岩相古地理特征及其演化规律为分析全球烃源岩、储集层、盖层等成藏要素形成条件,揭示全球油气分布规律,科学预测油气富集区奠定了基础。图10表1参46

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四川盆地东部上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组斑脱岩发育特征及地质意义

王玉满, 李新景, 王皓, 蒋珊, 陈波, 马杰, 代兵

石油勘探与开发, 2019, 46(4): 653-665. https://doi.org/10.11698/PED.2019.04.03

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基于重庆石柱漆辽上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组剖面,系统研究四川盆地东部斑脱岩发育特征,并分析其地质意义和科学价值。研究得到5点认识：①石柱漆辽剖面共发现6个斑脱岩密集段,主要赋存于凯迪阶、鲁丹阶和埃隆阶的6个笔石带,大部分斑脱岩密集段显示出黏土矿物明显增加、自然伽马曲线出现峰值响应、火山灰与有机碳含量关系不明显等典型特征;②龙马溪组斑脱岩密集段在川东及邻区广泛分布,自然伽马曲线普遍显示尖峰特征,可以成为川东—鄂西地区Coronograptus cyphus笔石带底界和鲁丹阶顶界划分的重要参考界面;③以斑脱岩密集段作为鲁丹阶和埃隆阶分层依据,以此确定鲁丹阶在川东坳陷区沉积厚度为10~40 m,但在宜昌上升区的腹部仅沉积Coronograptus cyphus笔石带上段,厚度仅为3~7 m;④在宜昌上升区的腹部,五峰组—鲁丹阶缺失至少5.5个笔石带,鲁丹阶沉积时间不足0.4 Ma;⑤斑脱岩密集段是奥陶纪-志留纪之交扬子海盆强烈挠曲的重要沉积响应,反映川东坳陷存在拗陷初期、拗陷中晚期、前陆挠曲初期和前陆挠曲发展期等4个构造活动期次,优质页岩主要发育于拗陷初期—拗陷中晚期。图9表3参21

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塔里木盆地上泥盆统—下石炭统滨岸-混积陆棚三级层序发育特征

马青, 马涛, 杨海军, 赵学钦, 朱逸清

石油勘探与开发, 2019, 46(4): 666-674. https://doi.org/10.11698/PED.2019.04.04

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基于塔里木盆地晚泥盆世—二叠纪形成的原型沉积盆地地层沉积相研究结果,按照层序地层学理论对原型沉积盆地进行了五级层序划分。研究认为原型沉积盆地下部上泥盆统—下石炭统滨岸-混积陆棚是典型的三级层序并建立了层序发育模型;研究发现三级层序实际是海侵体系域-高位体系域旋回组合层序,Ⅰ型层序（无低位体系域）是三级层序的典型发育模式,识别标志是从海向陆存在巨大的泥岩+灰岩楔形体。五级准层序是基本层序,为单旋回层序;混积陆棚区较易识别的薄层灰岩等时沉积体是最大或次级海泛面的等时沉积物;混积陆棚区属于内源和外源沉积物均衡沉积剖面,没有凝缩段,外源碎屑沉积物在海域内倾斜大前积沉积现象在混积陆棚区减弱或消失;三级层序底部古地貌为阶地-坡折带,这种古地貌特征既是造成东河砂岩段穿时的主要原因,也是造成东河砂岩段与其上含砾砂岩段构成海侵-高位多个四级旋回层序的主要原因。图6表1参21

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倾斜层理地层随钻电磁波测井响应特征

范宜仁, 胡旭飞, 邓少贵, 袁习勇, 李海涛

石油勘探与开发, 2019, 46(4): 675-683. https://doi.org/10.11698/PED.2019.04.05

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为实时反演、快速重构地层真电阻率,消除常规随钻电磁波测井正演基于含垂直对称轴的横向各向同性（VTI）地层模型仅考虑水平和垂直方向电阻率的局限性,基于并矢格林函数给出一套含倾斜对称轴的横向各向同性（TTI）地层的随钻电磁波测井正演计算方法。采用各向异性角和各向异性方位来表征TTI地层的各向异性特性,通过数值算例验证了算法的正确性,分析了不同介质情况下的半空间电磁波反射和透射特征,指出使用新算法的必要性。数值模拟结果还表明,TTI地层中,存在临界井斜角和临界各向异性角,在这两个临界角的两侧,随钻电磁波测井响应随井斜角与各向异性角的变化规律相反;此外,在界面处的“犄角”不仅与井斜、电阻率对比度等因素有关,还与各向异性角和各向异性方位有关。图13表3参15

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渤海湾凹陷区复杂断裂带垂向优势运移通道及油气运移模拟

徐长贵, 彭靖淞, 吴庆勋, 孙哲, 叶涛

石油勘探与开发, 2019, 46(4): 684-692. https://doi.org/10.11698/PED.2019.04.06

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基于渤海中南部地区复杂断裂带油气地质条件的大数据分析,得到垂向优势运移通道形成的定量/半定量条件。在此基础上,通过构造建模辅助分析,实现了黄河口东洼垂向优势运移通道及其源外充注点/段大数据搜索,并在此约束下进行油气充注、运移数值模拟,成功预测了复杂断裂带浅层的油气运移路径和油气富集断块。研究认为,活动断裂带浅层充注存在差异性,垂向优势运移通道的充注点/段是浅层油气运移的起点,对于浅层油气运移及其成藏非常重要;在浅层的断层中,切割深层中转仓或深层主要运移通道、断接厚度小于400 m、成藏期断层断距大于80 m的断层容易形成凹陷区垂向优势运移通道;新构造运动通过控制垂向优势运移通道及其源外充注点/段的差异分布,决定了复杂断裂带的差异成藏。研究成果对于复杂断裂带的精细勘探具有重要意义。图7参42

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渤南油田低渗透储集层岩性对地应力场的影响

李志鹏, 刘显太, 杨勇, 卜丽侠

石油勘探与开发, 2019, 46(4): 693-702. https://doi.org/10.11698/PED.2019.04.07

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针对岩石力学性质差异对储集层地应力场的影响机制问题开展详细分析及探讨。利用三轴压缩试验分析渤南油田低渗透储集层岩石力学性质的差异性。通过储集层力学分析探讨岩石力学性质差异对储集层地应力的影响机制。利用应力椭圆及有限元模拟方法,探讨岩石力学性质差异对储集层地应力场的影响规律。渤南油田低渗透储集层岩性越粗弹性模量越大、泊松比越低,砂岩相与泥岩相的岩石力学参数及应力-应变关系差异较大。岩性不同造成力学性质的差异,力学性质的差异造成岩性接触界面产生额外应力,额外应力的存在影响储集层地应力。不考虑构造特征对地应力场的影响,储集层地应力场受额外应力大小及岩性接触面与边界应力夹角的双重协同控制。图11表2参26

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多点地质统计学中训练图像优选方法及其在地质建模中的应用

王立鑫, 尹艳树, 冯文杰, 段太忠, 赵磊, 张文彪

石油勘探与开发, 2019, 46(4): 703-709. https://doi.org/10.11698/PED.2019.04.08

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在前人提出的高阶兼容性优选方法的基础上,提出一种基于数据事件重复概率的训练图像优选方法。其基本思路是提取条件数据中蕴含的数据事件,统计所提取的数据事件在训练图像中的重复次数并计算其重复概率,得到数据事件的无匹配率及其重复概率方差两个统计指标,用于表征训练图像中沉积模式的多样性与平稳性,评价其与建模区井数据蕴含的地质体空间结构的匹配性。无匹配率反映训练图像内地质模式的完备性,为首选指标;重复概率方差反映训练图像内地质模式的平稳性,为辅助指标,综合以上两种指标实现了对训练图像的优选。多组理论模型测试表明,重复概率方差小、无匹配率低的训练图像为最优训练图像。运用该方法对安哥拉Plutonio油田浊积水道训练图像进行优选,结果表明所建立的地质模型与地震属性吻合度高,能够更好地刻画水道的形态特征及砂体的分布模式。图9参24

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利用核函数法中的自适应带宽同时对一维空间两个储集层属性参数进行粗化

MOHAMMAD Reza Azad, ABOLGHASEM Kamkar Rouhani, BEHZAD Tokhmechi, MOHAMMAD Arashi, EHSAN Baratnezhad, MOHAMMAD Reza Azad, ABOLGHASEM Kamkar Rouhani, BEHZAD Tokhmechi, MOHAMMAD Arashi, EHSAN Baratnezhad

石油勘探与开发, 2019, 46(4): 710-715. https://doi.org/10.11698/PED.2019.04.09

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在多孔介质流体流动模拟中,应用网格粗化方法必须在保留重要储集层参数的空间分布的前提下,首先利用大网格粗化原始地质模型（尤其是孔隙型介质）,并用数值方法求解。提出了根据属性参数的空间分布、以核函数的自适应带宽为基础的网格粗化新方法,该方法既减少了网格数量,同时也保留原始精细模型的主要非均质性特征。该方法的关键点在于可以同时对两种储集层属性参数进行网格粗化。首先计算每个储集层属性参数的带宽量或最优门槛值并得到粗化结果,然后根据最大带宽和最小带宽采用两种不同的方法对两个属性参数同时粗化。现在已经能够实现利用不同方法建立储集层两个属性参数的最终粗化模型,不同方法的网格单元数和网格位置都相同。最小带宽法的粗化误差小于最大带宽法。图6表1参29

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中国CO₂驱油与埋存技术及实践

胡永乐, 郝明强, 陈国利, 孙锐艳, 李实

石油勘探与开发, 2019, 46(4): 716-727. https://doi.org/10.11698/PED.2019.04.10

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系统阐述近年来中国CO₂驱油和埋存理论及技术的最新进展,并提出了下一步发展方向。基于陆相油藏地质特征,发展和形成了5个方面的理论和关键技术：①丰富了对陆相油藏CO₂与原油间的组分传质特征、微观驱油和不同地质体埋存机理的认识;②形成了CO₂驱油藏工程参数设计、注采调控、开发效果评价等油藏工程技术系列;③发展了CO₂分层注气工艺、高效举升工艺、井筒腐蚀在线监测与防护等采油工程技术系列;④创新了CO₂捕集、管道输送、地面注入、产出气循环注入等地面工程技术系列;⑤形成了CO₂驱油藏监测、安全环保评价等配套技术系列。在此基础上提出了下一步技术发展方向：①突破低成本CO₂捕集技术,提供廉价的CO₂气源;②改善CO₂与原油之间混相的技术,提高驱油效率;③研发提高CO₂波及体积技术;④研制更高效举升工具和技术;⑤加强CO₂埋存监测基础理论研究和关键技术的攻关。吉林油田的实践表明CO₂驱油与埋存技术在中国具有广阔的应用前景。图4表5参36

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低幅度构造对特低渗透油藏油气水富集及开发动态的控制效应

王建民, 张三, 杜伟, 李乐, 乔贞, 张俊, 段梦悦

石油勘探与开发, 2019, 46(4): 728-738. https://doi.org/10.11698/PED.2019.04.11

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依据钻井、测井、试采及动态监测资料,采用密井网与多因素地质建模、宏微观与静动态分析相结合的方法,探讨了低幅度构造对特低渗透油藏油气富集、开发动态的控制效应。研究表明,低幅度构造对特低渗透油藏原始油气水的分布富集及注水开发动态的演变趋势始终具有显著的控制和影响效应,低幅度构造既是油气运移的良好指向也是油气相对富集的有利场所;低幅度构造对特低渗透油藏的控制效应主要取决于其构造幅度与构造规模;构造幅度、构造规模越大,构造部位越高,储集层特征参数、油气富集程度越高,开发效果越好,控制和影响的空间范围越大;含水率、油井产量总是围绕着低幅度构造的高低起伏而有序变化;注水开发动态响应与注采井所处的相对构造位置密切相关,注水总是优先向构造低洼处推进,再逐渐向构造高部位上移,水淹范围不断扩展;同时促使构造低洼部位的部分油气向构造高部位就近分配,形成新的油气富集,高部位油井的动态储量因此增加,产能持续保持稳定。图10表1参38

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致密储集层渗吸影响因素分析与渗吸作用效果评价

杨正明, 刘学伟, 李海波, 雷启鸿, 骆雨田, 王向阳

石油勘探与开发, 2019, 46(4): 739-745. https://doi.org/10.11698/PED.2019.04.12

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为了探索如何有效发挥裂缝与基质之间的渗吸作用、提高致密储集层开发效果,采用高压大模型物理模拟系统和核磁共振等技术,建立了不同尺度岩心渗吸物理模拟实验方法,研究了致密储集层渗吸过程的影响因素,并构建了水驱油时渗吸作用的定量评价方法。研究表明：逆向渗吸过程中,渗透率越低,油滴析出越晚,渗吸平衡时间越长,采出程度越低;裂缝可有效扩大致密基质与水接触的渗吸面积和渗吸前缘的范围,减小油排出的阻力,提高渗吸速度和采出程度;岩石越亲水,岩样的渗吸速度和采出程度越高。顺向渗吸过程中,渗透率越低,渗吸作用越明显;驱替采出程度与渗透率呈正相关,而渗吸采出程度与渗透率呈负相关。注水吞吐的渗吸距离要大于单纯的逆向渗吸距离,渗透率和注入倍数越大,渗吸距离越大。致密储集层大规模体积压裂与改变储集层润湿性、注水吞吐相结合有利于提高致密储集层的渗吸效果。图9表2参23

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塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏水驱后剩余油分布主控因素与提高采收率途径

郑松青, 杨敏, 康志江, 刘中春, 龙喜彬, 刘坤岩, 李小波, 张世亮

石油勘探与开发, 2019, 46(4): 746-754. https://doi.org/10.11698/PED.2019.04.13

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综合岩心、测井、地震、生产动态等多方面资料,对缝洞型碳酸盐岩油藏储集空间多尺度特征、储集体类型、缝洞体空间形态及分布模式、与生产井的配置关系等进行了系统研究,分析了各因素对剩余油分布的影响,建立了水驱后剩余油分布的主控因素模式;结合塔河油田的开发实践,系统研究了提高原油采收率的方法与途径。研究表明,缝洞型碳酸盐岩油藏水驱后剩余油分布主控因素可归结为局部高点、井控不足、连通通道屏蔽和弱水动力4大类。缝洞型碳酸盐岩油藏提高采收率是一个系统工程：天然能量开发阶段,做好生产调控,防止底水窜进;注水早期,依据储集体类型、连通性、空间位置构建注采关系,提高水驱控制及动用程度,尽量减少剩余油;注水开发中后期,依据剩余油分布主控因素及分布特征,通过加强井控、利用重力分异和毛细管的渗吸作用、扰动（改造）流场等措施,实施精准挖潜。同时做好技术储备,开展储集层改造、新型注入介质、智能优化开发等技术的研发,做好注水、注气技术的接替,最大限度地提高采收率。图5表1参32

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对水驱特征曲线的正确理解与使用

窦宏恩, 张虎俊, 沈思博

石油勘探与开发, 2019, 46(4): 755-762. https://doi.org/10.11698/PED.2019.04.14

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通过回顾水驱特征曲线的产生过程,讨论了国家行业标准《石油可采储量计算方法（SY/T 5367—1998）》中推荐的张金庆、俞启泰水驱特征曲线的本质及特性,并对水驱特征曲线的一些技术问题进行了深入探讨。指出：①现有水驱特征曲线均以油田实践经验和统计方法获得的经验公式为基础推导而得,都能很好表征水驱油特征;②将水驱特征参数进行多参数组合,同时采用不同的数学运算,只要这些参数组合及数学运算满足线性关系,就能推导出新的水驱特征曲线,通过改变组合方式提出新型水驱特征曲线已无实际意义;③高含水期水驱特征曲线上翘主要是由于含水上升到一定程度后,流度比随着含水率的快速上升而出现拐点,后期流度比快速上升改变了原有的两相流流动动态所致;④开发进入含水期,具有线性关系的水驱特征曲线都可以使用,即使出现拐点,只要在拐点以上部分出现直线段,均可采用线性关系的水驱特征曲线进行预测;⑤水驱油田实际数据证实甲型、张金庆及俞启泰水驱特征曲线在高含水期都可较好预测水驱油田原油可采储量,可以继续大力推广使用。图5参34

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强天然水驱油藏开发后期产液结构自动优化技术

雷占祥, 穆龙新, 赵辉, 刘剑, 陈和平, 贾芬淑, 周占宗

石油勘探与开发, 2019, 46(4): 763-767. https://doi.org/10.11698/PED.2019.04.15

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基于最优控制理论,以强天然水驱油藏的生产规律作为基础约束条件,建立强天然水驱油藏开发后期产液结构数学模型,利用改进的同时扰动随机逼近算法（SPSA）对模型进行求解,并编制产液结构自动优化软件。模型避免了传统优化方法只注重求取数学最大值而忽略油田生产规律的缺点,具有计算效率高、周期短、能够自动寻优的优点,可满足油田开发后期产液结构的自动优化,同时也为同类油藏的开发调整提供参考。软件应用在南美洲厄瓜多尔D油田的开发生产实践中,实现了油田开发后期产液结构自动优化。图7表1参12

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高压液氮射流提高深井钻速机理

黄中伟, 武晓光, 李冉, 张世昆, 杨睿月

石油勘探与开发, 2019, 46(4): 768-775. https://doi.org/10.11698/PED.2019.04.16

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针对深部油气及地热钻探中岩石温度及强度高、钻速普遍偏低等问题,采用花岗岩、页岩和砂岩3种岩样,开展了高温岩石液氮冷却后的力学特性测量实验与液氮射流破岩实验,解析了液氮喷射破岩的宏观特征与微观机理、液氮-岩石的传热特征、岩石内热应力的演化规律,进而提出了高压液氮射流辅助钻井的新方法。研究表明,液氮冷冲击可显著降低岩石的单轴压缩强度及弹性模量,岩石温度越高,力学弱化程度越高,冷冲击对岩石的损伤程度越强;液氮射流破岩以大块体积破碎为主要破岩特征,具有破岩效率高、破岩门限低的特点,岩石温度越高,液氮射流破岩效果越强;液氮喷射作用下花岗岩的损伤程度最高,该方法对高温花岗岩地层具有更好的适用性,应用于深层干热岩储集层钻井提速,具有良好的前景。图13表2参19

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基于井下分离的深水双梯度钻井参数优化

王江帅, 李军, 柳贡慧, 黄涛, 杨宏伟

石油勘探与开发, 2019, 46(4): 776-781. https://doi.org/10.11698/PED.2019.04.17

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为解决深水窄压力窗口安全钻井问题,设计了一种基于井下分离的新型深水双梯度钻井方式,通过室内实验验证了井下分离的有效性和实现井筒双梯度的可行性,对钻进过程中的动态井筒压力进行计算,并针对该钻井方式建立了钻井参数（包括分离器位置、分离效率、注入体积分数、钻井液密度、井口回压、排量）优化模型。通过实例分析了不同控制参数条件下及不同窄安全压力窗口下的钻井参数优化问题,结果表明井筒压力剖面得到优化,可适应深水窄压力窗口,实现更大钻进深度;利用最优化模型,可以获得更小的钻井井底压差,从而提高钻速,同时保护储集层;优化过程中始终保证动态变化的井筒压力在安全压力窗口内,可有效避免因压力不平衡导致的井下复杂情况。图8表4参18

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阳离子对交联聚合物凝胶体系性能的影响

SEDAGHATZADEH Mostafa, SHAHBAZI Khalil, POURAFSHARY Peyman, RAZAVI Seyed Ali, SEDAGHATZADEH Mostafa, SHAHBAZI Khalil, POURAFSHARY Peyman, RAZAVI Seyed Ali

石油勘探与开发, 2019, 46(4): 782-788. https://doi.org/10.11698/PED.2019.04.18

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通过室内实验研究不同阳离子浓度和类型对瓜胶、黄原胶以及部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）交联凝胶流变性和稳定性的影响,提出利用多壁碳纳米管（MWCNT）降低阳离子负面影响的思路。交联凝胶体系中阳离子的存在会降低交联凝胶的黏度,阳离子浓度越高,黏度降低幅度越大,二价阳离子比一价阳离子降低黏度的幅度更大。阳离子会降低交联凝胶的稳定性,并且在较高盐度条件下更为严重。在HPAM凝胶中添加MWCNT,同时利用3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）进行交联,MWCNT可以包围阳离子并将其从聚合物上剥离,降低阳离子与聚合物发生反应的可能性,从而使得交联凝胶黏度和破裂压力均得到提高,提高HPAM交联凝胶在不同作业条件下的稳定性,可用于相关的钻井作业。图20表2参19

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济阳坳陷古近系沙河街组湖相页岩油赋存机理

王民, 马睿, 李进步, 卢双舫, 李传明, 郭志强, 李政

石油勘探与开发, 2019, 46(4): 789-802. https://doi.org/10.11698/PED.2019.04.19

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为研究济阳坳陷古近系沙河街组页岩油赋存机理及其可动性,通过有机地球化学、薄片观察、低温氮吸附、高压压汞、场发射扫描电镜等实验分析,揭示了页岩油赋存机理,包括页岩油赋存的孔隙大小、吸附油/游离油比例、可动性大小及影响因素、赋存模式。常温常压条件下,残留页岩油主要赋存在孔径100 nm以下的孔隙中,游离油赋存的孔径下限为5 nm,可动油赋存的孔径下限约为30 nm;轻质组分、低TOC、高孔隙度是可动油比例高的主要原因。每种类型孔隙均可见页岩油残留,但并非所有的孔隙中都发育页岩油,孔隙的连通性及其表面润湿性决定了页岩油的富集程度与状态。图14参52

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2019年, 第46卷, 第4期　刊出日期：2019-08-23

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