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基于核磁共振技术的页岩油岩石微观润湿性定量表征方法
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作者 何右安 唐慧 +6 位作者 涂罗乐 黄天镜 常睿 郑玲丽 肖文联 姜嘉皓 陆昶屹 《岩矿测试》 北大核心 2026年第1期175-189,共15页
岩石润湿性控制着孔隙中原油的赋存状态与流动行为,是提高原油采收率的关键。然而,页岩油岩石发育微纳米孔喉,且具有强致密性和非均质性等特点,导致传统润湿性实验室测定方法(如Amott法)存在测量误差大、难以表征孔隙尺度下润湿性等突... 岩石润湿性控制着孔隙中原油的赋存状态与流动行为,是提高原油采收率的关键。然而,页岩油岩石发育微纳米孔喉,且具有强致密性和非均质性等特点,导致传统润湿性实验室测定方法(如Amott法)存在测量误差大、难以表征孔隙尺度下润湿性等突出问题。为此,本文基于核磁共振技术,改进传统的Amott法,建立了核磁共振Amott法,该方法通过T_(2)谱精确计量自吸与驱替流体量,显著提升测量精度,实现宏观润湿性定量评价;同时,提出另一种新的核磁共振T_(1)–T_(2)谱自吸法,用于实现孔隙尺度下岩石微观润湿性表征。利用这两种方法完成鄂尔多斯盆地长7段夹层型页岩油4个区块12块岩样的润湿性测定实验。结果表明,核磁共振Amott法较传统方法具有更高的可靠性;核磁共振T_(1)–T_(2)谱自吸法确定了实验岩样孔隙中油湿孔、水湿孔和混合润湿孔占比分别为55.62%、23.00%和21.39%,整体呈现偏油湿的混合润湿性,这与核磁共振Amott法结论一致。研究还发现,岩石润湿性受矿物组成与孔隙结构共同控制。研究成果进一步丰富了页岩油岩石润湿性评价技术体系,为页岩油岩石润湿性表征与开发技术优化提供重要支撑。 展开更多
关键词 页岩油 润湿性 核磁共振(NMR) 孔隙尺度 矿物组成 孔隙结构
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超低渗砂岩微观水驱油及剩余油分布特征研究
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作者 王国环 肖文联 +4 位作者 王建宁 宋鹏 郑玲丽 张熙 郑多闻 《岩矿测试》 北大核心 2026年第1期142-159,共18页
超低渗砂岩孔隙结构复杂且润湿性非均质性强,导致水驱油过程中油水流动规律与剩余油分布特征需进一步明确。现有研究手段主要集中于岩心尺度实验分析,难以在微观孔隙尺度准确捕捉流体在非均质多孔介质中的动态流动规律,对微观驱油机理... 超低渗砂岩孔隙结构复杂且润湿性非均质性强,导致水驱油过程中油水流动规律与剩余油分布特征需进一步明确。现有研究手段主要集中于岩心尺度实验分析,难以在微观孔隙尺度准确捕捉流体在非均质多孔介质中的动态流动规律,对微观驱油机理的认识仍存在不足。为此,本文基于鄂尔多斯盆地超低渗储层岩石,制作了真实岩心可视化模型开展水驱油实验,并结合数值模拟,研究了水驱油过程中油水流动及分布特征。研究结果表明,超低渗岩石的水驱油模式为指进驱替,且岩石孔喉半径减小和非均质性增强均导致驱油效率降低;随注入速度增加,油湿岩石的驱油效率最高提高17%;而水湿岩石的驱油效率则先增后降,在黏性力与毛细管力达到平衡时,驱油效率最高;岩石润湿性从强水湿向强油湿转变时,驱油效率下降20.2%,剩余油的赋存形式从角隅状、喉道状逐渐过渡到连片簇状;在混合润湿条件下,水相驱替路径发生显著变化,连片簇状剩余油占比高于完全油湿或完全水湿条件17.2%~33.4%,表现出比单一润湿性更低的波及效率和驱油效率;受毛管效应的影响,混合润湿性条件下孔隙入口处的润湿性对流体流动起决定性作用。本研究为超低渗油藏有效注水开发提供了重要的理论依据。 展开更多
关键词 水驱油 剩余油分布 孔隙尺度 润湿性 数值实验
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岩石孔隙体积压缩系数模型建立及影响因素分析
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作者 杨博 石军太 +4 位作者 戴昊祥 王小东 郝鹏灵 张亚飞 王涛 《断块油气田》 北大核心 2026年第1期125-131,共7页
岩石孔隙体积压缩系数(C_(p))是评估油气藏动态储量的关键参数,但对其进行实验测量耗时较长,经验公式法适用范围也有限,因此,建立普适性的岩石孔隙体积压缩系数模型意义重大。文中基于测井与试井参数,推导出C_(p)与孔隙度、岩石弹性模... 岩石孔隙体积压缩系数(C_(p))是评估油气藏动态储量的关键参数,但对其进行实验测量耗时较长,经验公式法适用范围也有限,因此,建立普适性的岩石孔隙体积压缩系数模型意义重大。文中基于测井与试井参数,推导出C_(p)与孔隙度、岩石弹性模量、泊松比、衰减系数、有效应力相关的广义模型;通过对比Hall,Newman经验公式及文献实验数据,在各自适用条件下,验证了所建模型在零有效应力和不同有效应力下的可靠性;最后对影响岩石孔隙体积压缩系数的参数进行了敏感性分析。结果表明:1)所建模型与经验公式及实验数据拟合良好,具有较高可靠性;2)孔隙度是对C_(p)影响最大的参数。该模型所需参数易于通过测井、试井等常规测试获取,可显著降低测量成本,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 孔隙体积压缩系数 孔隙度 有效应力 泊松比 敏感性分析
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基于傅里叶神经算子的CO_(2)驱油藏数值模拟代理模型
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作者 杨泽鹏 廖新维 +2 位作者 董鹏 王晓晨 张铃丰 《大庆石油地质与开发》 北大核心 2026年第1期109-117,共9页
在CO_(2)驱油藏开发过程中明确储层压力、CO_(2)摩尔分数及含油饱和度的分布至关重要,利用数值模拟器求解CO_(2)驱组分模型的计算成本很高,在需要进行大量模拟运算的场景中尤为明显。基于傅里叶神经算子(FNO)建立油藏数值模拟代理模型,... 在CO_(2)驱油藏开发过程中明确储层压力、CO_(2)摩尔分数及含油饱和度的分布至关重要,利用数值模拟器求解CO_(2)驱组分模型的计算成本很高,在需要进行大量模拟运算的场景中尤为明显。基于傅里叶神经算子(FNO)建立油藏数值模拟代理模型,对二维非均质CO_(2)驱油藏压力分布、CO_(2)摩尔分数分布以及含油饱和度分布进行预测。结果表明:代理模型能够通过储层及注采参数准确预测不同时间步下各属性的场图分布,同时具有良好的泛化能力;训练后的代理模型计算效率相较于数值模拟器提高了3个数量级,在案例应用研究中能够快速准确地对CO_(2)驱油藏开发过程中的重要属性分布进行预测。研究成果可提高需要大量数值模拟运算工程问题的解决效率。 展开更多
关键词 傅里叶神经算子 油藏数值模拟 代理模型 CO_(2)驱 深度学习
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非石油工程主干专业《油层物理与采油》课程改革的探索
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作者 梁爽 孙硕 +2 位作者 沈安琪 支继强 陈凌云 《内江科技》 2026年第1期145-146,共2页
以东北石油大学地球科学学院资源勘查工程专业和地质学专业为例,对非石油工程主干专业开设“油层物理与采油”课程进行改革探索,主要从教材选用、教学内容、知识体系等方面进行探讨,探索课程改革的主要方向,以期为祖国的石油行业输送更... 以东北石油大学地球科学学院资源勘查工程专业和地质学专业为例,对非石油工程主干专业开设“油层物理与采油”课程进行改革探索,主要从教材选用、教学内容、知识体系等方面进行探讨,探索课程改革的主要方向,以期为祖国的石油行业输送更多优秀的综合型人才。油层物理和采油工程是两门石油工程专业的专业课,也是必修课,东北石油大学石油工程学院开发系将其合并为《油层物理与采油》课程,作为地球科学学院资源勘查工程专业的一门限选课。油层物理和采油工程作为石油工程专业基础课的课时分别为48学时和64学时,合并为油层物理与采油后总学时为48学时,其中油层物理和采油工程部分各占22学时,提高采收率部分4学时。作为石油院校的资源勘查与工程专业,学生的学习内容更加侧重于石油工程方向,该专业学生毕业后的就业方向多为国企油田和私企或外企的石油公司,在学校的宝贵时光里如果对石油工程多一些了解,不仅对本专业的知识会有更深刻的认识,也会使自己对石油行业的了解锦上添花。笔者已教授该门课程七年有余,总结了关于该门课程遇到的问题和一些改革意见,以期进一步提高《油层物理与采油》课程的教学质量。 展开更多
关键词 采油工程 资源勘查工程专业 课程改革
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鄂尔多斯盆地致密砂岩油藏蓄能闷井驱渗协同作用规律——以宝塔长6油藏为例
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作者 王小锋 党海龙 +3 位作者 崔鹏兴 侯玢池 梁卫卫 王谦 《大庆石油地质与开发》 北大核心 2026年第1期146-154,共9页
致密砂岩油藏渗透率低,孔喉尺寸细小,常规注水开发效果差,蓄能闷井采油成为提高致密油藏采收率的重要技术手段。利用鄂尔多斯盆地宝塔长6油藏的天然岩心,基于核磁共振的自发渗吸实验及物理平板蓄-闷-采模拟实验,研究了高压、裂缝等条件... 致密砂岩油藏渗透率低,孔喉尺寸细小,常规注水开发效果差,蓄能闷井采油成为提高致密油藏采收率的重要技术手段。利用鄂尔多斯盆地宝塔长6油藏的天然岩心,基于核磁共振的自发渗吸实验及物理平板蓄-闷-采模拟实验,研究了高压、裂缝等条件对于自发渗吸作用及蓄能闷井平面波及效率、驱油效果的影响。结果表明:带压岩心扩大了渗吸作用范围距离,增强了中小孔隙原油动用能力,驱油效率更高;裂缝增加了接触面积,对于自发渗吸作用影响明显,造缝岩心比不造缝岩心渗吸驱油效率高出28.5百分点;在闷井及采出阶段,造缝的高压快速蓄能平板岩心,有效波及范围达到76.3%,驱油效率最高;未造缝及常规低压低速蓄能的平板有效波及范围仅为38.7%,驱油效率最低。裂缝及高压快速蓄能是影响驱油效率的关键影响因素,能够较大发挥渗吸-驱替协同作用,提高致密油藏采收率。 展开更多
关键词 驱油效率 闷井 蓄能 渗吸 致密砂岩油藏 鄂尔多斯盆地
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煤层气压裂水平井生产动态分析及其渗透率协同演化机制 被引量:2
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作者 郭建春 张涛 +3 位作者 武玺 赵志红 李宗源 曾杰 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期516-531,共16页
大规模压裂改变了煤层气低产、低效的开发现状,但煤层气压裂井生产动态不清晰、渗透率演化机制不明确,极大地限制了煤层气藏的高效开发。为此,考虑煤层吸附膨胀、裂缝压缩和非稳态蠕变条件下的总应变演化,结合立方定律建立渗透率模型,... 大规模压裂改变了煤层气低产、低效的开发现状,但煤层气压裂井生产动态不清晰、渗透率演化机制不明确,极大地限制了煤层气藏的高效开发。为此,考虑煤层吸附膨胀、裂缝压缩和非稳态蠕变条件下的总应变演化,结合立方定律建立渗透率模型,利用有限体积法(FVM)结合瞬态嵌入式离散裂缝模型(tEDFM)求解压力和渗透率场。依托嵌入式流量交换原理,建立吸附-游离多重采出计算框架,实现压后生产动态分析和产能计算。研究发现:煤层气压裂井生产动态包括初期高产、解吸上升、中期稳产、后期衰减和末期枯竭5个阶段。兰氏压力越大,吸附气上产越快,兰氏压力为2.6 MPa时,1800 d后吸附气主导生产。兰氏体积增加至15 m^(3)/t,解吸附贡献占比持续上升,吸附态甲烷在560 d后成为主要气源。水力裂缝越密集,泄压面积增大显著提升初期产能且衰减越晚。裂缝间距增大3倍,最高产气量减少48%,裂缝半长增加50 m,初期产量增加近1倍。渗透率演化包括损失、恢复和增强3个阶段,裂缝压缩系数为0.03 MPa-1,800 d内损失率高达76%。尽管裂缝闭合造成渗透率损失,当甲烷解吸并采出,膨胀应变减小,使得渗透率进入恢复阶段。压裂规模增大,渗透率恢复越快且程度更高,促进煤层气长效采出。当解吸附应变大于0.06,渗透率在生产后期可恢复并增强至初期的1.2倍。煤层黏弹性模量越低,蠕变造成的渗透率损伤越明显。 展开更多
关键词 煤层气 多尺度渗流 FVM-tEDFM 嵌入式流量交换 多重采出 渗透率演化
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取样分离式持水率计的设计
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作者 刘彦 《石油管材与仪器》 2025年第6期100-104,共5页
为了对井下油气水三相流进行准确测量,研制了一种用于产出剖面多相流测量的持水率计。阐述了该持水率计的测量原理,特别是持率测量传感器结构及利用电导探针和光纤探针确定油水界面和油气界面的原理及持率计算方法。室内试验和现场测井... 为了对井下油气水三相流进行准确测量,研制了一种用于产出剖面多相流测量的持水率计。阐述了该持水率计的测量原理,特别是持率测量传感器结构及利用电导探针和光纤探针确定油水界面和油气界面的原理及持率计算方法。室内试验和现场测井验证结果表明,该持水率计可靠性高、持率测量范围宽,可以解决油田低产液低含水测量的难题。 展开更多
关键词 油气水界面 取样 分离测量 三相流 持水率
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陆相页岩有机质-黏土矿物复合孔隙体系中多组分烃类-水混合物赋存的分子模拟--以四川盆地侏罗系自流井组大安寨段为例 被引量:2
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作者 任文希 曾小军 +2 位作者 王光付 郭建春 刘彧轩 《石油与天然气地质》 北大核心 2025年第1期304-314,共11页
针对四川盆地侏罗系陆相页岩气烃类组成多样的特点,建立了干酪根狭缝孔、伊利石狭缝孔和复合孔组成的有机质-黏土矿物复合孔隙体系分子模型。通过分子动力学模拟,研究了湿气在复合孔隙体系中的微观赋存特征及其影响因素。研究发现:①压... 针对四川盆地侏罗系陆相页岩气烃类组成多样的特点,建立了干酪根狭缝孔、伊利石狭缝孔和复合孔组成的有机质-黏土矿物复合孔隙体系分子模型。通过分子动力学模拟,研究了湿气在复合孔隙体系中的微观赋存特征及其影响因素。研究发现:①压力较低时,烃类分子会优先占据复合孔中靠近干酪根壁面的孔隙空间;而在高压条件下,分子数增加,较重的烃类分子会优先占据复合孔中靠近干酪根壁面的孔隙空间,使得轻质烃类只能在伊利石壁面处赋存。②在相同压力条件下,孔径越大,孔隙空间越大,可以容纳的烃类分子越多。③高压条件下水分子之间相互作用增强,并在氢键作用下聚集成团,团状水簇可赋存在干酪根表面,或游离于复合孔中,或形成水膜附着于伊利石表面。④有机质-黏土矿物复合孔隙体系中的有机质孔隙、复合孔和黏土矿物孔隙均对烃类赋存有贡献。相对于有机质孔隙,复合孔和黏土矿物孔隙能够容纳更多烃类分子,且以轻质烃类为主,含气性和可动性更好。 展开更多
关键词 干酪根 伊利石 湿气 分子模拟 复合孔隙体系 陆相页岩气 四川盆地
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沁水盆地南部高阶煤微孔填充效应及其扩孔-升温-CO_(2)置换解除机制 被引量:1
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作者 郭建春 张涛 +5 位作者 赵志红 陈必武 石延霞 曾杰 卢聪 曾凡辉 《天然气工业》 北大核心 2025年第7期12-23,共12页
沁水盆地南部高煤阶煤层气开发已形成规模化产业格局,但煤层中大量CH_(4)因微孔填充效应导致解吸效率低且难以有效动用,已成为该区煤层气高效开发的瓶颈。为解决微孔填充效应导致的“束缚态”CH_(4)难以动用的关键问题,利用核磁共振与CH... 沁水盆地南部高煤阶煤层气开发已形成规模化产业格局,但煤层中大量CH_(4)因微孔填充效应导致解吸效率低且难以有效动用,已成为该区煤层气高效开发的瓶颈。为解决微孔填充效应导致的“束缚态”CH_(4)难以动用的关键问题,利用核磁共振与CH_(4)、CO_(2)和N_(2)等温吸附实验研究了煤的孔隙分布与吸附特征,通过工业分析和核磁共振碳谱(^(13)C-NMR)表征了煤的分子式(C_(184)H_(123)O_(36)N_(6)),运用巨正则蒙特卡洛方法揭示了不同狭缝开度、温度条件下的吸附/解吸动力学特征,最后明确了狭缝结构中CH_(4)-CO_(2)二元体系竞争吸附机理。研究结果表明:①基质发育纳米孔、微米孔和裂缝,其平均占比分别为87.2%、6.5%和6.3%,CH_(4)和CO_(2)的吸附量分别为18.7 cm^(3)/g和46.3 cm^(3)/g,煤吸附/解吸面积比约为1.9;②明确了高阶煤分子是由苯环/苯酚结构组成的片状结构,包含羧基、不饱和碳链和吡咯等官能团;③当狭缝开度低于2 nm,解吸耗能显著提高且CH_(4)吸附量增加约35.0%,但温度从338 K提高至378 K可减少狭缝中的CH_(4)吸附量约42%,具有线极性的CO_(2)分子与煤分子表面的静电作用和范德华力作用更强;④CO_(2)对CH_(4)的竞争置换作用也可进一步促进CH_(4)脱附,狭缝模型中CH_(4)-CO_(2)二元体系吸附量分别为36.08 m^(3)/t和9.87 m^(3)/t,吸附量同比单一组分分别降低22.07%和64.20%。结论认为,“扩孔-升温-CO_(2)置换”协同的CO_(2)封存-驱替-压裂技术体系能解除高阶煤储层中微孔填充效应,是充分释放CH_(4)的重要技术发展方向,该技术为提高沁水盆地南部高阶煤层气的采收率提供了新思路。 展开更多
关键词 沁水盆地南部 高阶煤 煤层气 CH_(4)解吸 CO_(2)封存 分子模拟 微孔填充 竞争吸附 水力压裂
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深层页岩储层现今地应力方向评价及其扰动力学机制——以川南永川区块五峰组——龙马溪组一段为例 被引量:1
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作者 李勇 何建华 +5 位作者 曹峰 邓虎成 王园园 李瑞雪 魏力民 李厂 《中国地质》 北大核心 2025年第1期78-94,共17页
【研究目的】川南深层页岩储层五峰组—龙马溪组现今地应力方向变化复杂,且局部构造对地应力方向的影响尚不清晰。【研究方法】以川南永川页岩气区块为例,基于古地磁和波速各向异性实验,结合测井、微地震监测以及数值模拟手段评价了应... 【研究目的】川南深层页岩储层五峰组—龙马溪组现今地应力方向变化复杂,且局部构造对地应力方向的影响尚不清晰。【研究方法】以川南永川页岩气区块为例,基于古地磁和波速各向异性实验,结合测井、微地震监测以及数值模拟手段评价了应力方向的分布特征及构造变形影响下的偏转。【研究结果】当应力差异系数大于0.2,横波各向异性系数大于18%时,偶极横波测井解释的准确度显著提高;在高陡地层(>60°),需同时考虑两向差应力和高角度裂缝发育情况对现今地应力方向解释的影响。永川向斜区最大主应力方向分布为近EW向,背斜核部及断块区方向发生了较大方向的偏移(方向偏差最大为70°±5°)。永川地区五峰组—龙马溪组中和面应位于龙一段1~2小层,中和面上下地应力方向变化呈相反趋势,褶皱派生应力介于10~30 MPa,对区域应力的影响不可忽略;随着距断层距离的减少,泊松比(ν)呈增大趋势并使得最大主应力方向偏转。【结论】最大主应力方向有利于向斜区页岩气的保存,而背斜区的高角度天然裂缝则更易转变为有效裂缝。建议向斜区水平井部署方位为SN-NEE向;背斜区和夹持断块区以NE向为主且采用分层布井。 展开更多
关键词 深层页岩储层 五峰组—龙马溪组 地应力方向 扰动机制 油气勘查工程 四川盆地
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基于深度学习的页岩CT裂缝智能提取算法 被引量:2
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作者 王飞 董金峰 +3 位作者 俞军 聂鑫 黄露逸 程茜 《天然气工业》 北大核心 2025年第8期67-76,共10页
缝网压裂效果评价是判断页岩气储层压裂施工成功与否、优化后续开发方案的关键环节,其中对缝网形态的有效提取及定量表征是评价的主要手段,但常用的传统图像分割方法无法满足复杂形态裂缝网络的高精度识别要求。为提高缝网的识别精度,... 缝网压裂效果评价是判断页岩气储层压裂施工成功与否、优化后续开发方案的关键环节,其中对缝网形态的有效提取及定量表征是评价的主要手段,但常用的传统图像分割方法无法满足复杂形态裂缝网络的高精度识别要求。为提高缝网的识别精度,引入深度学习的方法,以分辨率为13.844μm的页岩CT图像作为研究对象,基于PyTorch框架,搭建了深度学习网络模型,基于经典的语义分割网络U-net,结合互惠仿射卷积并添加scSE模块,提出了一种新的语义分割模型MAC-Unet,以轻量化的模型结构实现了对裂缝形态信息的提取,最后结合分形理论,对三维裂缝信息进行了定量表征。研究结果表明:①提出的MAC-Unet网络模型,引入MAConv和scSE模块,在不显著增加计算量的前提下,增强了图像特征的表达能力,在相对较少数据集的前提下,增强了模型的特征学习能力;②与经典深度学习算法U-net++、DeepLab V3+相比,MAC-Unet模型平均交并比更高,裂缝信息提取能力更强,能够较好地反映裂缝的真实形态和粗糙程度;③多重分形的方法能有效表征三维裂缝的复杂程度及空间非均质性等特征。结论认为,MAC-Unet模型提高了页岩CT图像裂缝的提取精度,为三维数字岩心模型的准确构建奠定了基础,该研究成果可为基于压裂后缝网形态的页岩数值模拟、压裂效果评价等工作提供有效技术支撑。 展开更多
关键词 页岩气储层缝网 CT图像 裂缝智能提取 深度学习 多重分形 三维数字岩心 MAC-Unet模型 压裂效果评价
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页岩变形干酪根中甲烷吸附-解吸特征分子模拟 被引量:2
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作者 黄亮 徐侦耀 +6 位作者 陈秋桔 田宝华 杨琴 冯鑫霓 曲自硕 杨哲 安思润 《石油与天然气地质》 北大核心 2025年第3期995-1005,共11页
目前干酪根中甲烷吸附-解吸行为研究主要基于固定孔隙结构开展,干酪根孔隙变形对甲烷吸附-解吸的影响规律和作用机制尚不十分清楚。采用分子模拟方法研究了页岩干酪根中甲烷吸附-解吸行为及耦合的孔隙变形特征。构建和表征了干酪根纳米... 目前干酪根中甲烷吸附-解吸行为研究主要基于固定孔隙结构开展,干酪根孔隙变形对甲烷吸附-解吸的影响规律和作用机制尚不十分清楚。采用分子模拟方法研究了页岩干酪根中甲烷吸附-解吸行为及耦合的孔隙变形特征。构建和表征了干酪根纳米孔隙模型,研究了压力对干酪根变形的影响规律;用蒙特卡洛和分子动力学耦合方法,分析了甲烷吸附与干酪根变形的耦合特征;基于高压下吸附平衡的干酪根模型,进行了甲烷解吸模拟,研究了甲烷解吸滞后特征及解吸滞后成因。研究结果表明:①ⅡD型干酪根中极微孔为运移主通道,孤立的超微孔受孔隙变形影响具有运移潜力。②干酪根孔隙结构在压力上升和下降循环中基本上有可逆变化规律。③干酪根吸附变形过程分为体积膨胀和孔隙重组2个阶段。④结构变形可提高甲烷吸附能力,甲烷选择性吸附于干酪根中非均质的强亲和性位点,导致干酪根孔隙空间发生明显改变。⑤干酪根变形结构中观察到较小的解吸滞后环,孔隙变形是解吸滞后的重要诱因,吸附-解吸热力学差异与毛管凝聚效应不是甲烷解吸滞后现象产生的原因。 展开更多
关键词 吸附 解吸滞后 变形 分子模拟 干酪根 页岩气
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基于LightGBM和SHAP算法的致密油储层孔隙度预测 被引量:2
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作者 王伟 党海龙 +3 位作者 康胜松 肖前华 丁磊 石立华 《油气地质与采收率》 北大核心 2025年第5期90-99,共10页
为了准确高效地表征致密油储层孔隙度的空间分布特征,同时对机器学习模型的可解释性进行评价,采用Z-Score方法对特征属性进行归一化处理,并应用Optuna超参数优化框架对模型的超参数进行调优,建立了一种基于LightGBM算法的孔隙度预测模型... 为了准确高效地表征致密油储层孔隙度的空间分布特征,同时对机器学习模型的可解释性进行评价,采用Z-Score方法对特征属性进行归一化处理,并应用Optuna超参数优化框架对模型的超参数进行调优,建立了一种基于LightGBM算法的孔隙度预测模型,与GBDT和XGBoost算法模型进行了预测效果的综合对比,并利用SHAP算法对LightGBM模型的输出结果进行了可视化解释分析。研究结果表明:LightGBM模型在训练数据集和测试数据集上的预测决定系数分别为0.984和0.855,模型预测准确度高、泛化能力强,综合预测效果好于GBDT和XGBoost模型。应用SHAP算法对LightGBM模型结果的可解释性进行分析,结果表明,影响LightGBM孔隙度预测模型最重要的5项测井参数为密度、阵列感应电阻率、自然伽马、声波时差和光电吸收截面指数。在研究区某单井X致密层段孔隙度的预测实例中,LightGBM模型预测准确度达93.9%,分别高于GBDT和XGBoost模型的预测准确度86.53%和89.08%;训练时长为0.016 s,分别为GBDT和XGBoost模型训练时长的0.096倍和0.025倍;预测时长为0.01 s,分别为GBDT和XGBoost模型预测时长的0.42倍和0.19倍;LightGBM模型的预测效率相对GBDT和XGBoost模型具有明显优势,其在取心井段上对孔隙度的预测误差更小,预测能力更强,且能更好地拟合低值孔隙度。该方法的应用不仅解决了单井致密层段获取完整准确孔隙度分布的难题,而且提高了孔隙度预测的精度和效率,对致密油储层的评价及高效勘探开发具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 致密油储层 机器学习 LightGBM算法 SHAP算法 孔隙度预测
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基于流动单元划分的缝洞结构量化表征方法 被引量:1
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作者 李成刚 任文博 +3 位作者 刘培亮 郭忠良 蒋林 宋利红 《西安石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期34-40,共7页
断控型油藏缝洞结构的表征是该类型油藏精细描述的关键基础难题,前期主要通过地震物探手段刻画表征,该方法与开发动态数据的关联性不强。借鉴砂岩流动单元的概念,计算流动系数和存储体积的变化,在缝洞单元内部及缝洞体内部划分流动单元... 断控型油藏缝洞结构的表征是该类型油藏精细描述的关键基础难题,前期主要通过地震物探手段刻画表征,该方法与开发动态数据的关联性不强。借鉴砂岩流动单元的概念,计算流动系数和存储体积的变化,在缝洞单元内部及缝洞体内部划分流动单元,有效突出了不同缝洞结构流动的差异性,将地质结构转化为数值结构,以此实现量化表征断溶体结构,应用于建模赋值与数模剩余油预测动态相互验证。实践证实,该方法在提高采收率与增产方面应用效果良好,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 缝洞型油藏 断控型油藏 缝洞单元 流动单元 缝洞结构
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基于多源数据统计分析的页岩脆性定量评价方法--以鄂西地区牛蹄塘组页岩为例 被引量:1
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作者 李娟 王胜建 +3 位作者 田玉昆 周惠 刘策 薛宗安 《中国地质》 北大核心 2025年第2期680-690,共11页
【研究目的】页岩储层的脆性是反映页岩气储集层压裂品质的参数之一,对压裂难易程度和压裂缝网形态有着重要的影响。【研究方法】为准确评价鄂西地区牛蹄塘组页岩储层脆性特征,对鄂西黄陵背斜南翼五口钻井进行了系统采样和全岩矿物及黏... 【研究目的】页岩储层的脆性是反映页岩气储集层压裂品质的参数之一,对压裂难易程度和压裂缝网形态有着重要的影响。【研究方法】为准确评价鄂西地区牛蹄塘组页岩储层脆性特征,对鄂西黄陵背斜南翼五口钻井进行了系统采样和全岩矿物及黏土含量测试、主微量元素含量测试、声学力学联测实验等分析测试,利用聚类分析和主成分分析法对页岩脆性进行了定量评价。【研究结果】矿物与岩石脆性密切相关,利用聚类分析方法可以定量表征泥页岩中有效脆性矿物成分和非有效脆性矿物成分;利用主成分分析法建立了基于岩石力学、矿物组分和元素成分的脆性指数综合定量评价公式,克服单一方法的局限性,形成鄂西地区牛蹄塘组页岩层段的脆性指数剖面。【结论】微地震监测及压裂施工结果显示,新建立的脆性指数剖面能准确指示页岩的高脆性层段,与压裂结果吻合较好。 展开更多
关键词 页岩气 页岩脆性 矿物组分 力学参数 元素 统计分析 牛蹄塘组 地质调查工程 鄂西
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机器学习方法预测油气产量技术发展现状及前景展望 被引量:1
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作者 谢坤 田轩硕 +5 位作者 刘长龙 邵明 刘延春 高铭宣 袁世亮 张宝岩 《特种油气藏》 北大核心 2025年第4期14-24,共11页
受油气开发过程中储层物性、流体性质和工艺措施的复杂多变性影响,生产数据的分析利用程度多取决于石油科技工作者的专业经验,计算成本和时间成本高,难以满足油气藏高效开发需求,亟待发现更加高效的油气产量预测方法。近年来,以深度神... 受油气开发过程中储层物性、流体性质和工艺措施的复杂多变性影响,生产数据的分析利用程度多取决于石油科技工作者的专业经验,计算成本和时间成本高,难以满足油气藏高效开发需求,亟待发现更加高效的油气产量预测方法。近年来,以深度神经网络、随机森林算法和迁移学习为代表的机器学习方法凭借处理高维数据、捕捉时序数据长期依赖关系和提取开发数据特征等方面的独特优势,在油气产量预测中取得了显著应用效果。该文通过对常用油气产量预测机器学习方法的原理及其优缺点进行分析,阐述了机器学习方法在油气产量预测领域的应用现状,总结了应用过程中潜在的问题,同时对油气产量预测方法的发展前景进行展望。未来,一方面应加强对物理约束融入机器学习模型的研究,提高模型的可解释性,避免过于理想化的预测结果;另一方面要开发适合小样本情况下的算法和迁移学习技术,充分利用历史生产数据,为油气产量预测提供更好的数据分析技术支持。该研究对油气产量的智能预测技术完善具有理论指导意义。 展开更多
关键词 油气田开发 产量预测 机器学习 神经网络 迁移学习
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稠油微观结构分析及沥青质对稠油黏度的影响 被引量:1
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作者 贺丽鹏 蔡文芳 +3 位作者 刘卫东 林琳 丛苏男 赵慧铃 《世界石油工业》 2025年第3期74-81,共8页
随着常规原油储量的日益减少,稠油资源得到越来越广泛的利用。稠油黏度大、流动困难,开采难度大,稠油降黏技术成为其合理开发的关键。稠油体系微观结构分析对稠油高黏机理解析以及降黏技术开发具有重要意义。对稠油样品进行组分分离,借... 随着常规原油储量的日益减少,稠油资源得到越来越广泛的利用。稠油黏度大、流动困难,开采难度大,稠油降黏技术成为其合理开发的关键。稠油体系微观结构分析对稠油高黏机理解析以及降黏技术开发具有重要意义。对稠油样品进行组分分离,借助分子量测定、元素分析、核磁共振等手段分析各组分基本性质,并以此为基础采用改进的B-L法,分析得到各组分结构参数并推测出可能的分子结构,进而分析了稠油高黏特性形成原因并进行实验验证。研究结果表明:①稠油各组分在结构上存在明显差异,其中饱和分、芳香分和胶质组分分子量差距不大,而沥青质组分分子量较其他组分明显增大,结构单元复杂,是引起稠油高黏的主要因素;②沥青质的比例受分离溶剂加入量的影响,其中溶解性最低的沥青质组分占稠油总体质量的3.2%,贡献了稠油体系82.25%的黏度;③稠油体系微观结构中沥青质更倾向于以弱的非共价键相连接形成的空间网络结构存在,从而导致稠油高黏特性;④小分子溶剂与加热可以破坏沥青质网络结构中作用力比较弱的非共价键从而使稠油黏度大幅度降低。结论认为,该项研究成果有助于从分子水平解释稠油高黏特性形成机理,为稠油降黏技术的开发提供了理论依据。 展开更多
关键词 稠油 组分 分子结构 沥青质 黏度 降黏 网状结构
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克拉苏超深碎屑岩气田开发对策与理论技术创新 被引量:1
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作者 江同文 肖香姣 孙雄伟 《深地能源科技》 2025年第1期86-94,共9页
克拉苏气田是目前国内最大的超深碎屑岩气田,地表地下双复杂,具有高地应力、高温、超高压、强挤压变形、强非均质“三高两强”的复杂特征,开发难度极大。经过十余年持续攻关研究和开发实践,形成了“三结合三强化三提高”开发对策,创新... 克拉苏气田是目前国内最大的超深碎屑岩气田,地表地下双复杂,具有高地应力、高温、超高压、强挤压变形、强非均质“三高两强”的复杂特征,开发难度极大。经过十余年持续攻关研究和开发实践,形成了“三结合三强化三提高”开发对策,创新了多弱面结构化岩体流固耦合理论,配套形成了超深强非均质碎屑岩气藏精细表征、超深复杂地层高效钻井与储层改造、超深高温超高压气井平稳开采等关键技术,实现了我国碎屑岩气田开发技术由深层到超深层的重大跨越,支撑克拉苏气田年产油气突破1500×10^(4)t油当量,建成全球陆上最大的超深天然气生产基地。 展开更多
关键词 克拉苏气田 超深碎屑岩气田 强挤压 超高压 裂缝性致密砂岩 地质力学 高效开发
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基于二维孔隙网络模型的悬浮颗粒微观尺度滞留规律及渗流场特征 被引量:1
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作者 王世玺 崔连可 +2 位作者 俞晓鸾 宋智勇 王中楠 《工程科学学报》 北大核心 2025年第3期411-418,共8页
油气田开发是典型的多相渗流过程,在长期并持续的开发过程中,注水、气驱、化学驱及压裂等技术都会导致携带来的矿物颗粒及储层内原有喉道的砂体颗粒逐渐松散并脱落,造成储层孔隙中的迁移及堵塞,继而影响储层的动用及最终采收率.因此,研... 油气田开发是典型的多相渗流过程,在长期并持续的开发过程中,注水、气驱、化学驱及压裂等技术都会导致携带来的矿物颗粒及储层内原有喉道的砂体颗粒逐渐松散并脱落,造成储层孔隙中的迁移及堵塞,继而影响储层的动用及最终采收率.因此,研究悬浮颗粒在多孔介质中迁移与滞留过程及流场特征有重要意义.然而,现有针对悬浮颗粒在多孔介质中迁移与滞留的研究主要关注颗粒的迁移和滞留对渗透率的损害,没有体现颗粒运移的过程,也不能反应孔隙网络中颗粒堵塞和流场变化的关系.为探究悬浮颗粒在多孔介质内的流场特征,本研究利用微观可视化模型及微观粒子图像测速技术(MicroParticle image velocimetry,简称为Mirco-PIV)分析了在二维孔隙网络中悬浮颗粒的滞留特征及相互关系,并揭示了流场的变化规律.实验结果表明,初期主通道流速更高,但由于主通道颗粒滞留量(6.5μg·μm^(-2))比边界区更多(2.4μg·μm^(-2)),颗粒续注入导致主通道流速降低,扰乱原有流场导致“斑”状流场出现,也使主通道(110μm·s^(-1)降低至41μm·s^(-1))在中期流速低于边界区(67μm·s^(-1)降低至45μm·s^(-1)).这也表明高流速区更有效的输运了颗粒.滞留的分布特征观察到主要滞留在了边壁附近,较高浓度条件下还会在主通道内产生聚集现象,这些都导致了对孔隙的有效封堵.本文首次提供了颗粒和流场互动过程,给出二维孔隙条件下可视化的直接的证据.此外,本文还得出了颗粒分布特征,并总结出滞留靠近边壁、流动有效半径变窄及主通道高浓度的聚集问题,是导致封堵的核心机理,为进一步颗粒滞留理论的完善提供参考. 展开更多
关键词 多孔介质 颗粒滞留 时空分布 流场 可视化
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