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2020年, 第47卷, 第3期 刊出日期:2020-06-23
  

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    油气勘探
  • 匡立春, 董大忠, 何文渊, 温声明, 孙莎莎, 李树新, 邱振, 廖新维, 李勇, 武瑾, 张磊夫, 施振生, 郭雯, 张素荣
    石油勘探与开发, 2020, 47(3): 435-446. https://doi.org/10.11698/PED.2020.03.01
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    鄂尔多斯盆地东缘二叠系山西组山2段页岩层系为海陆过渡相沉积,通过对近些年来该区页岩气勘探新突破与理论认识进展系统归纳,与美国海陆过渡相页岩气及四川盆地海相页岩气特征对比,明确了鄂尔多斯盆地东缘海陆过渡相页岩气地质特征及勘探开发前景。提出鄂尔多斯盆地东缘山2段页岩气具有4大地质特征:①沉积环境稳定,富有机质页岩大面积分布;②发育微纳米级孔-缝体系,具备较好储集能力;③富含石英等脆性矿物,有利于储集层压裂;④地层压力适中,含气量高。鄂尔多斯盆地东缘山2段页岩气资源丰富,发育榆林—临县、石楼北—大宁—吉县、韩城—黄陵共3个有利区块,有利区总面积为1.28×104 km2,资源量为(1.8~2.9)×1012 m3,勘探潜力大。鄂尔多斯盆地东缘山2段页岩气直井测试产气量稳定,单井控制储量高,评价可采性和可压裂性良好,系统试井证实地层能量充足,具有较好稳产能力和开发前景。鄂尔多斯盆地东缘山西组和太原组发育多套页岩,与多套煤层垂向叠置性好,可以考虑多层系不同类型气协同开发。研究成果将为中国页岩气勘探开发实践提供有益参考,进一步推动中国页岩气快速发展。图11参38
  • 施和生, 杜家元, 梅廉夫, 张向涛, 郝世豪, 刘培, 邓棚, 张琴
    石油勘探与开发, 2020, 47(3): 447-461. https://doi.org/10.11698/PED.2020.03.02
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    惠州运动指发生在珠江口盆地中始新世早、晚文昌期(距今43 Ma)之间的构造运动。基于地震、测井、地质、钻井等资料,综合运用断裂特征分析、剥蚀厚度恢复、岩浆作用统计、区域构造动力学比对等方法,揭示惠州运动的特征、属性及动力学机制。惠州运动主要表现为裂陷作用的南北转变和沿断裂走向的迁移、基底隆升、岩浆底辟以及地层剥蚀等。研究认为惠州运动是珠江口盆地周缘板块相互作用和岩石圈减薄过程的综合反映,特别是与岩石圈由初始张裂到快速减薄的变化、以及印度—欧亚大陆开始硬碰撞、太平洋板块俯冲方向的变化有紧密的动力学成因联系。惠州运动对珠江口盆地古近系富生烃凹陷和烃源岩发育、沉积体系和深部优质储集层形成、油气成藏等具有重要的影响。图15表2参42
  • 周心怀, 徐国盛, 崔恒远, 张武
    石油勘探与开发, 2020, 47(3): 462-475. https://doi.org/10.11698/PED.2020.03.03
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    采用岩石薄片鉴定,阴极发光、常微量元素、流体包裹体、自生伊利石测年等测试技术,在岩心裂缝观察的基础上,结合裂缝微观特征及成像测井特征,对东海盆地西湖凹陷中央反转构造带花港组储集层裂缝发育期次进行了厘定,并确定裂缝发育期次与油气充注期次的匹配关系。研究区古近系花港组储集层发育成岩缝和构造缝,成岩缝发育于储集层成岩阶段,对油气运移与输导作用较小。构造缝根据受控构造运动及与油气充注关系可划分为3期:①喜马拉雅期龙井活动早期(距今12~13 Ma),构造应力仅使缝合线及泥质条带产生挠曲变形破裂,该期构造微裂缝延伸短、宽度窄、有效性差,对油气的运移与输导作用小;②喜马拉雅期龙井活动中晚期(距今9~12 Ma),构造运动使中央反转构造带构造缝发育,其规模大、延伸长、有效性好,同时与第1次油气大规模充注时间(距今9~12 Ma)相匹配,对油气运移、输导、聚集起重要作用;③喜马拉雅期冲绳活动至今(距今0~3 Ma),继承性发展构造缝,且与第2次天然气大规模充注时间(距今0~3 Ma)相匹配,为天然气的持续运移与输导创造了条件。证明西湖凹陷花港组储集层裂缝的发育可为油气的高效运移输导及聚集提供渗流储集空间和持续且有效的通道。图14表5参35
  • 金值民, 谭秀成, 唐浩, 沈安江, 乔占峰, 郑剑锋, 李飞, 张世轩, 陈雷, 周成刚
    石油勘探与开发, 2020, 47(3): 476-489. https://doi.org/10.11698/PED.2020.03.04
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    以塔里木盆地西北部阿克苏—柯坪—乌什地区寒武系玉尔吐斯组露头剖面为例,通过对露头剖面的宏、微观研究,对富有机质细粒沉积岩形成环境进行分析。研究发现:①玉尔吐斯组下部为富有机质细粒沉积岩或与硅质岩的薄韵律互层,向上变为陆源碎屑混积的颗粒滩和逆粒序的碳酸盐岩;②与暗色泥页岩韵律互层的薄层灰岩具逆粒序;③薄层状硅质岩具交代残余颗粒结构、叠层状构造和孔洞胶结组构;④混积颗粒滩变浅序列顶部具铁质结壳层,其下见溶沟、溶缝及囊状溶洞、近地表喀斯特(塑形)角砾以及岩溶系统内的角砾、陆源碎屑充填物等,这些均为暴露岩溶标志;⑤露头和地震剖面上,不整合面或暴露面之上的富有机质细粒沉积岩具典型的超覆特征。综合分析认为,寒武系玉尔吐斯组富有机质细粒沉积物形成于缺氧—次氧化的受限海湾澙湖环境,其形成可能受高的古生产力、氧交换不畅共同控制,进而建立了其浅水超覆沉积模式。结果将有助于丰富完善富有机质细粒沉积岩沉积学理论。图12参60
  • 何家欢, 李闽, 周克明, 杨雨, 谢冰, 李农, 党录瑞, 唐雁冰
    石油勘探与开发, 2020, 47(3): 490-498. https://doi.org/10.11698/PED.2020.03.05
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    通过提取孔洞型碳酸盐岩储集层孔隙结构特征参数,利用逾渗网络模拟技术计算孔洞型储集层基质电阻率,建立分段式跨尺度电阻率计算方法。利用有限元法模拟计算孔洞型储集层电阻率。在此基础上,建立孔洞型碳酸盐岩储集层洞孔隙度和洞含水饱和度与岩石电阻率的数学模型,得到洞孔隙度和洞含水饱和度与储集层电阻率的关系。结合实验分析验证模拟计算结果的可靠性,为孔洞型碳酸盐岩储集层电阻率测井解释提供新的技术手段和研究方法。研究结果表明,基质孔隙度和洞孔隙度占比以及基质孔隙中的含水饱和度才是决定储集层岩石电阻率的关键因素。图9参39
  • 郑剑锋, 潘文庆, 沈安江, 袁文芳, 黄理力, 倪新锋, 朱永进
    石油勘探与开发, 2020, 47(3): 499-511. https://doi.org/10.11698/PED.2020.03.06
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    通过对塔里木盆地柯坪露头区寒武系盐下肖尔布拉克组系统解剖,在实测7条剖面,观察超过1 000块薄片,分析556个样品物性及大量地球化学测试的基础上,建立了28 km长度范围油藏尺度的储集层地质模型。肖尔布拉克组厚度为158~178 m,可划分为3段5个亚段,主要发育层纹石、凝块石、泡沫绵层石、叠层石、核形石、藻砂屑/残余颗粒结构的晶粒白云岩和泥粒/粒泥/泥质白云岩,自下而上的相序组合构成碳酸盐缓坡背景下的以“微生物层-微生物丘滩-潮坪”为主的沉积体系。识别出微生物格架溶孔、溶蚀孔洞、粒间/内溶孔和晶间溶孔5种主要储集空间类型,认为孔隙发育具有明显的岩相选择性,泡沫绵层石白云岩平均孔隙度最高,凝块石、核形石和藻砂屑白云岩次之;储集层综合评价为中高孔、中低渗孔隙-孔洞型储集层。揭示肖尔布拉克组白云岩主要形成于准同生—早成岩期,白云石化流体为海源流体;储集层主要受沉积相、微生物类型、高频层序界面和早期白云石化作用共同控制;Ⅰ、Ⅱ类优质储集层平均厚度为41.2 m,平均储地比为25.6%,具有规模潜力,预测古隆起围斜部位的中缓坡丘滩带是储集层发育的有利区。图11表3参36
  • 李剑, 李谨, 谢增业, 王超, 张海祖, 刘满仓, 李德江, 马卫, 毛丹凤, 曾旭
    石油勘探与开发, 2020, 47(3): 512-522. https://doi.org/10.11698/PED.2020.03.07
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    塔里木盆地秋里塔格构造带勘探程度低,近年来在中秋构造下盘部署的中秋1井获高产油气流,实现了秋里塔格构造带的战略突破。然而,中秋构造带油气来源和油气成藏尚不明确,开展中秋1井油气来源和中秋1圈闭成藏研究有望为秋里塔格构造带下步油气勘探部署提供重要依据。针对中秋1井开展了系统的油气源对比研究,认为中秋1井原油主要来源于三叠系湖相泥岩,天然气为煤型气,主要来源于侏罗系煤系。油气成藏研究显示,中秋1井原油充注主要发生在新近纪吉迪克组—康村组沉积时期,以三叠系生烃贡献为主;天然气大规模充注发生在新近纪库车组沉积时期,晚期侏罗系生成的煤型气对早期形成的三叠系原油构成大规模气侵;中秋1圈闭形成时期早于或等于三叠系—侏罗系烃源岩生排烃期,活动断裂为油气运移提供输导条件,烃源岩-断裂-圏闭时空有效匹配,中秋构造断层下盘一系列圈闭与中秋1圈闭成藏条件相似,有望成为下步有利勘探方向。图12表1参26
  • 刘卫彬, 周新桂, 徐兴友, 张世奇
    石油勘探与开发, 2020, 47(3): 523-533. https://doi.org/10.11698/PED.2020.03.08
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    以渤海湾盆地东濮凹陷古近系沙河街组三段盐间富有机质页岩为例,综合运用薄片鉴定、扫描电镜、流体包裹体分析、测井资料分析、地层压力反演等手段,对盐间页岩超压成因及超压裂缝的发育特征、形成演化机制和期次及页岩油气地质意义进行研究。结果表明,东濮凹陷盐湖盆地普遍发育超压,盐膏岩层封堵及欠压实作用、生烃增压作用、黏土矿物转化脱水作用、断层封闭作用是形成超压的4个主要因素。盐间超压裂缝规模较小,平均长度356.2 μm,平均地下开度11.6 μm,但密集发育,平均面密度0.76 cm/cm2,且多伴随油气充注,有效性好。超压缝主要形成于距今25~30 Ma和距今0~5 Ma的两次油气大规模充注时期。盐间超压裂缝对页岩油气具有储集空间和运移通道双重作用,对孔隙度的贡献率为22.3%,对渗透率的贡献率为51.4%,可连通多尺度裂缝系统,大幅改善储集层物性。在开发过程中,盐间超压裂缝可影响水力压裂缝的延伸和形态,形成复杂的高渗透性体积缝网,提升水力压裂效果,增加页岩油气产能。图11表3参39
  • 窦鲁星, 侯加根, 张莉, 刘钰铭, 王喜鑫, 王建, 武刚
    石油勘探与开发, 2020, 47(3): 534-546. https://doi.org/10.11698/PED.2020.03.09
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    以东营凹陷王43地区古近系沙河街组二段湖泊三角洲为例,综合应用岩心、测井、三维地震资料,从构造-沉积响应的角度探索断陷盆地复杂断块区同生断层控制的三角洲砂体沉积构型特征。复杂断块内低级序同生断层分布密集且具有不同倾向,沿同生断层走向活动性分布不均,进而控制了三角洲砂体的沉积过程。受同生断层活动的影响,三角洲分流河道易于从同生断层活动性较弱部位通过,并在同生断层活动性较强部位产生偏转或被限制。在单条同生断层下降盘或微地堑地区,砂体厚度增加,更易连片发育,垂向易形成多期连续型叠置样式。而在同生断层控制的地垒地区,砂体垂向上数量减少,发育间歇型叠置样式。本研究可以为复杂断块油田精细勘探开发地质研究提供新的研究思路和理论依据。图14表1参38
  • 陈和平, 陈皓, 李长文, 王玉生, 李剑平, 黄瑞, 田葱葱, 侯秋元
    石油勘探与开发, 2020, 47(3): 547-554. https://doi.org/10.11698/PED.2020.03.10
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    针对委内瑞拉Orinoco重油带部分区块冲刷带的成因和测井响应机理不清问题,通过对该区块常规测井数据、核磁共振测井数据、流体黏度、岩心分析数据及油田生产数据的综合分析,以冲刷带测井响应为基础,对冲刷带的成因进行分析。分析结果表明,冲刷带的形成主要是由于地表水侵入导致原油稠化,原油稠化形成沥青薄膜(沥青壳),沥青壳包裹自由水形成了冲刷带。根据测井响应的差异,对冲刷带进行分类,并对两类冲刷带形成的过程进行分析;根据冲刷后的测井曲线特征,证实冲刷开始时期早于油藏成藏时期。图9表2参22
  • 油气田开发
  • 马新华, 李熙喆, 梁峰, 万玉金, 石强, 王永辉, 张晓伟, 车明光, 郭伟, 郭为
    石油勘探与开发, 2020, 47(3): 555-563. https://doi.org/10.11698/PED.2020.03.11
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    针对威远页岩气田优质储集层厚度小、水平应力差大及井间产能变化大等特点,在20余口评价井页岩储集层地质和测井评价基础上,系统分析、总结了全区100余口水平井优质储集层钻遇率、优质储集层厚度和压裂参数特征与单井测试产量的关系,明确单井产能的主控因素,提出水平井开发优化技术对策。研究表明,优质储量动用程度是决定水平井单井产能的主控因素,即页岩气水平井产能受控于优质储集层发育厚度、优质储集层钻遇长度和储集层改造程度。基于上述认识,对威远页岩气田进行了开发优化:①水平井靶体位置定于龙一11小层中、下部(威202井区)和龙一11小层(威204井区);②开发井优先部署在优质储集层厚度较大的威远县城周边区域;③采用中高强度改造方式。优化方案实施后,单井测试产量和单井预测最终可采储量均大幅提高。图12表1参26
  • 隋微波, 权子涵, 侯亚南, 程浩然
    石油勘探与开发, 2020, 47(3): 564-572. https://doi.org/10.11698/PED.2020.03.12
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    将真实孔隙简化抽象为长椭球孔、扁椭球孔和球形孔3种类型,基于细观力学理论建立数字岩心的三维抽象孔隙模型;结合Eshelby等效介质理论考虑不同类型孔隙微观结构变形的本构关系,在单孔、多孔和混合孔隙弹性变形条件下研究孔隙结构特征对孔隙体积压缩系数的影响。研究表明,数字岩心的孔隙体积压缩系数与孔隙度、孔隙纵横比以及不同类型孔隙体积占比有关:①长椭球孔孔隙压缩系数与孔隙纵横比正相关,扁椭球孔孔隙压缩系数与孔隙纵横比负相关。②孔隙纵横比满足高斯分布且纵横比均值相同,长椭球孔、扁椭球孔纵横比分布越集中孔隙压缩系数越大,相同应力条件下变形量越大。③孔隙压缩系数随孔隙度增大而增大。④孔隙度一定,扁椭球孔、球形孔越多岩石越容易发生变形,孔隙压缩系数越大;长椭球孔越多岩石越不容易变形,孔隙压缩系数越小。通过10种典型数字岩心样品孔隙体积压缩系数计算结果检验,数字岩心真实孔隙体积压缩系数解析计算方法可用于数字岩心样品的孔隙体积压缩系数计算。图12表1参23
  • 宋红伟, 郭海敏, 郭帅, 史航宇
    石油勘探与开发, 2020, 47(3): 573-582. https://doi.org/10.11698/PED.2020.03.13
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    为了准确测量和评价水平井油水产出剖面,将水平井油水两相流动态测量实验和数值模拟相结合,建立了水平井油水两相分层流分相流量测量方法。实验中将微涡轮和微电容组合测井仪置于井筒截面不同高度处同步测量局部流体速度和持水率,研究了油水两相分层流水平井中不同总流量和含水率情况下5个测量点处涡轮及电容传感器的响应特性。采用持水率插值成像算法确定局部流体性质和油水分界面高度,将局部流体速度的涡轮测量值与数值模拟计算值相结合建立了过流截面速度场分布最优化计算模型,进而实现了水平井油水两相分层流分相流量的测量。5个测量点处流体速度的实验测量值和理论计算值基本一致,计算的总流量和含水率与实验设定值也基本吻合,表明该方法具有较高的准确度。图15表1参14
  • 李道伦, 刘旭亮, 查文舒, 杨景海, 卢德唐
    石油勘探与开发, 2020, 47(3): 583-591. https://doi.org/10.11698/PED.2020.03.14
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    提出一种基于卷积神经网络的径向复合油藏自动试井解释方法,并利用现场实测数据验证其有效性和准确性。采用对数函数进行数据变换,采用均方误差作为损失函数,利用“dropout”方法避免过拟合,通过不断减小损失函数进行网络优化,得到最优的卷积神经网络。训练好的最优网络可直接用于解释径向复合油藏中井的压力恢复或压力降落数据,将给定的实测压力变化及其导数数据的双对数图输入到网络中,即可输出对应的油藏参数(流度比、储容比、无因次复合半径以及表征井储和表皮效应的无因次组),从而实现了试井参数解释的自动初拟合。利用大庆油田现场实测数据对该方法进行了验证,研究表明,该方法具有很高的解释精度,且优于解析法和最小二乘法。图12表6参29
  • 石油工程
  • 雷群, 翁定为, 管保山, 慕立俊, 胥云, 王臻, 郭英, 李帅
    石油勘探与开发, 2020, 47(3): 592-599. https://doi.org/10.11698/PED.2020.03.15
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    针对致密油储集层水平井多段多簇施工时多条裂缝同时扩展引起的应力干扰,以及大规模压裂时压裂液进入储集层基质引起润湿性反转、改变储集层物性等特点,建立了非平面三维裂缝扩展模型,并引入润湿反转表征参数、相对渗透率曲线变化等修正了压裂水平井生产动态预测模型,编制了地质工程一体化压裂优化设计软件(FrSmart),提出了基于缝控压裂优化设计的致密油储集层改造方法,并分析了该方法的适用性、优化了致密油储集层水平井裂缝参数。研究表明,缝控压裂技术适用于致密油储集层等品位级别的非常规资源;缝控压裂人工裂缝参数优化可实现对致密油储集层等非常规油气资源井控单元内储量的最大动用。采用缝控压裂技术优化设计的主要关键点包括:提高水平段长度,缩小水平井排距;大幅度提高段内射孔簇数,缩小裂缝间距;避免新井老井压裂干扰。现场试验证实,缝控压裂技术可以提高单井产能进而提高区块采出程度。缝控压裂技术与油气田开发进一步融合,可大幅度提高中国致密油等非常规资源的开发效益。图9表4参20
  • 张智, 王嘉伟, 李炎军, 罗鸣, 张超
    石油勘探与开发, 2020, 47(3): 600-607. https://doi.org/10.11698/PED.2020.03.16
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    针对经典瞬变流模型无法模拟气井水锤效应问题,基于水锤效应机理与多相流理论,建立了多相流气井瞬变流数学模型;通过将油管柱的造斜部分进行单独处理,采用特征线法进行数值求解,实现了气井瞬变流的模拟计算。研究结果表明:阀门关闭时开度系数越大,井口压力的峰值越大,波动压力的变化幅度越平缓,压力突变区越不明显,在保证不超过油管最大关井压力的前提下,使用较大的开度系数可减小压力波的冲击;截面持液率越大,压力波速越大,传播周期越短,波动压力的变化幅度越大,压力越大,实际生产中可通过调整生产参数得到合适的持液率,控制波动压力的大小和变化幅度,减小水锤压力的冲击;采气树阀门关闭所用时间增加,井口的最大波动压力值减小,峰值出现的时间也相应滞后,压力突变区逐渐消失,阀门关闭时间越短,压力波的传播速度越快。实例模拟计算证实气井瞬变流模型可以优化合理的阀门开度系数和关阀时间,减小水锤冲击对井口装置和油管造成的危害,保障井筒完整性。图10表1参23
  • 林伯韬, 史璨, 庄丽, 游红娟, 黄勇
    石油勘探与开发, 2020, 47(3): 608-616. https://doi.org/10.11698/PED.2020.03.17
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    针对新疆风城油田超稠油储集层蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开采注汽量大、预热周期长、产量低、局部资源无法开采的问题,基于超稠油储集层及夹层的岩石力学和孔渗特征,考虑压裂液排量、黏度、射孔密度和起裂位置的影响,开展真三轴水力压裂与CT扫描实验,研究在储集层和夹层中压裂微裂缝和宏观裂缝的扩展规律。实验发现,在超稠油储集层中压裂仅造成微裂缝发育,且微裂缝无法突破夹层;在夹层中压裂,施工排量越高(大于0.6 m3/min),黏度越小,越易在夹层中形成宏观线性裂缝,且穿层至储集层中的裂缝延伸距离增加,增加射孔密度,可在储集层- 夹层互层中形成复杂的宏观线性裂缝网络。研究结果可为超稠油储集层压裂准确选层及夹层改造的施工参数优化提供指导。图12表4参34
  • 新能源新领域
  • 姜振学, 宋岩, 唐相路, 李卓, 王幸蒙, 王国臻, 薛子鑫, 李鑫, 张昆, 常佳琦, 仇恒远
    石油勘探与开发, 2020, 47(3): 617-628. https://doi.org/10.11698/PED.2020.03.18
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    基于涪陵、威远、长宁、泸州、渝东南等地区海相页岩气勘探开发实践,结合实验测试分析,总结中国南方海相页岩气差异富集的6个特征:①有机质丰度越高、演化程度越适宜,吸附气量和总含气量越高;②干酪根热解和液态烃裂解联合供气是海相页岩气的主要来源;③富有机质页岩比表面积和孔体积随演化程度增加表现出先增加后减小的特征,当有机碳含量为2.23%~3.33%时,储集层以油润湿为主,最有利于页岩气富集;④顶、底板厚度越大,页岩气含量越高,末次构造抬升时间越长、抬升幅度越大,页岩气散失量越大;⑤地层埋深与倾角对不同构造部位的控气耦合作用不同,存在两种页岩气差异富集演化模式;⑥生-储-保有效综合匹配决定了成藏品质,有效生气量和时段、适度孔隙演化、良好保存条件在时空的良好匹配是页岩气富集的一种重要配伍。图14表1参37
  • 贾德利, 刘合, 张吉群, 龚斌, 裴晓含, 王全宾, 杨清海
    石油勘探与开发, 2020, 47(3): 629-636. https://doi.org/10.11698/PED.2020.03.19
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    在传统的数值模拟及优化算法基础上,结合分层注采实时监测与自动控制工艺技术所监测的“硬数据”,提出了一套大数据驱动下的精细注水方案优化方法。首先在动态观测数据的约束下,通过数据同化算法实现地质模型参数的自动拟合;根据分层注采流动关系自动识别方法计算区块分层注采井间的流动关系;采用多层多向产量劈分技术计算采油井分层分方向的产液量与产油量,量化注水效果指标;进一步通过机器学习算法评价多井分层的注水效果、分析注水调整方向;通过智能优化算法求解最优注水调整方案,进行产量预测。该方法和流程充分利用了数据驱动和机器学习算法的自动化、智能化优势,应用于中国东部某复杂断块油藏,数据模拟的拟合率可达85%,示例区块优化后12个月内的累计产油量与未优化时相比增加8.2%,能够精准指导老油田精细注水方案的设计和实施。图13表2参16