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基于格子Boltzmann方法的超临界甲烷多层吸附模拟
1
作者 赵玉龙 甘飘 +6 位作者 刘香禺 葛枫 赵伟 张烈辉 陈掌星 关博文 张涛 《天然气工业》 北大核心 2026年第2期79-90,共12页
吸附气是甲烷在页岩气藏有别于常规气藏的特殊赋存形式,其吸附行为显著影响页岩气藏储量评估、生产动态数值模拟等研究结果,但当前基于格子Boltzmann方法(LBM)的吸附机理研究大多采用单分子层吸附模型,与页岩气在微纳米孔道中实际存在... 吸附气是甲烷在页岩气藏有别于常规气藏的特殊赋存形式,其吸附行为显著影响页岩气藏储量评估、生产动态数值模拟等研究结果,但当前基于格子Boltzmann方法(LBM)的吸附机理研究大多采用单分子层吸附模型,与页岩气在微纳米孔道中实际存在的多分子层吸附现象不符,导致对气体赋存与运移规律的认识尚不完全清楚。针对上述问题,基于格子Boltzmann方法,建立了耦合超临界状态的多层气体吸附模型,进一步探究了微纳米孔道中超临界甲烷气体的多层吸附机制及其对气体传质的影响。研究结果表明:①较之于常规的单层吸附,多层吸附能够更精确地描述页岩气的赋存特征;②吸附层气体表面扩散速度随压力升高而降低,随温度升高而增强,呈现典型的热力学敏感性;③吸附距离的增加减弱了壁面对甲烷分子的束缚力,导致第二吸附层流速大于第一吸附层;④多层吸附在孔径减小时显著增强表面扩散通量的贡献,同时加剧流动受限,降低基质渗透率。结论认为所建立的模型能够更加科学合理地描述超临界甲烷在页岩储层中的多层吸附现象,可为深层高压页岩气藏的流体赋存与传质提供理论借鉴。 展开更多
关键词 页岩气 多层吸附 格子BOLTZMANN方法 超临界状态 流体赋存
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高含水气顶油藏建库气液互驱及流体滞留规律
2
作者 王志宝 高辉 +4 位作者 罗波波 吴润桢 姚行顺 谷建伟 张亮 《断块油气田》 北大核心 2026年第2期221-228,共8页
高含水气顶油藏油气水多相渗流规律复杂,建库时气驱前缘易发生多轮次气液(液为油+水)互驱现象,深入认识气液互驱及流体滞留规律对于指导储气库达容达产具有重要意义。文中开展了微观可视化实验和岩心驱替实验,分析了孔隙和岩心尺度下气... 高含水气顶油藏油气水多相渗流规律复杂,建库时气驱前缘易发生多轮次气液(液为油+水)互驱现象,深入认识气液互驱及流体滞留规律对于指导储气库达容达产具有重要意义。文中开展了微观可视化实验和岩心驱替实验,分析了孔隙和岩心尺度下气液互驱及流体滞留规律。结果表明,高含水气顶油藏建库涉及复杂的油气水三相渗流过程,残余油会使气液运移通道变得更加复杂,滞留流体会使孔隙利用率减小。气水互驱时,滞留气水饱和度随轮次增加明显,孔隙利用率和可动气占比逐渐减小,渗透率增大有利于减少滞留流体和提高孔隙利用率。气油互驱时,由于残余油和残余水同时存在,孔隙利用率更小。建库时应加强排液,避免发生剧烈的气液互驱现象,以保持较高的气相渗流能力。 展开更多
关键词 气液互驱 滞留流体 微观可视化模型 相渗曲线 渗流规律
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纳米气泡驱油技术的动态封堵机理与渗透率适配性研究
3
作者 于春磊 孙强 +3 位作者 张翼飞 张瑞超 王硕亮 黄迎松 《油气地质与采收率》 北大核心 2026年第1期117-125,共9页
常规水驱是油田开发的基础技术,但在高含水后期,储层非均质性易诱发产生优势渗流通道,导致注入水低效循环,制约了采收率的进一步提升。为突破此技术瓶颈,开展了基于纳米气泡动态封堵机理的渗流调控研究。岩心单相渗流实验表明,纳米气泡... 常规水驱是油田开发的基础技术,但在高含水后期,储层非均质性易诱发产生优势渗流通道,导致注入水低效循环,制约了采收率的进一步提升。为突破此技术瓶颈,开展了基于纳米气泡动态封堵机理的渗流调控研究。岩心单相渗流实验表明,纳米气泡水在渗透率为10.12×10^(-3)~100.30×10^(-3)μm^(2)的储层中表现出显著的封堵能力,其阻力系数为1.33~1.51,残余阻力系数为1.18~1.38。大尺寸微观可视化驱替实验进一步直观揭示其提高采收率机理:纳米气泡通过选择性封堵高渗透通道,有效引导液流转向未动用区域,使波及体积扩大28.6%,采收率提高20百分点。基于此,提出了三区段孔喉适配认识,明确了气泡-孔喉直径比为0.1~0.3是封堵效率的有效区间。胜利油田W39井组的矿场试验验证了该技术的工程有效性,在连续注入10^(8)00 m^(3)纳米气泡水(平均直径为550 nm,浓度>4.0×10^(8)个/mL,制备成本为0.5元/m^(3))后,注入井压力上升2.4 MPa,主流线生产井的日产油量提升17.6%,含水率下降4.1百分点。 展开更多
关键词 纳米气泡 动态封堵 孔喉匹配 液流转向 高含水油藏
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高倾角油藏水驱转气驱二维剖面物理模拟及重力稳定机制
4
作者 熊钰 母丹 +4 位作者 吴道铭 张维岑 李亚梅 刘通 耿文爽 《石油与天然气地质》 北大核心 2026年第1期241-255,共15页
高倾角油藏由于层内和层间的强非均质性叠加注采井间压力传播,顶部注气重力辅助驱过程中易发生气-液界面失稳,维持气液界面稳定性对提高此类油藏采收率具有重要作用。以X油藏为研究对象,构建高倾角二维剖面物理模型,结合饱和度监测技术... 高倾角油藏由于层内和层间的强非均质性叠加注采井间压力传播,顶部注气重力辅助驱过程中易发生气-液界面失稳,维持气液界面稳定性对提高此类油藏采收率具有重要作用。以X油藏为研究对象,构建高倾角二维剖面物理模型,结合饱和度监测技术,系统模拟了水转气驱的驱替过程。基于重力数与毛细管数的无因次数群分析,结合二维物理模拟可视化含气饱和度剖面,探讨了顶部注气重力驱的微观力学作用机理,阐明了气-液界面稳定性机制。依据水驱和气驱剩余油分布特征,明确了实现气驱稳定驱替的条件。实验结果表明:①增大地层倾角和提高注/采比,可强化重力分异作用并压缩压降漏斗,从而延长气-液界面稳定时间。②气驱过程可划分为初期、见效期和突破期3个阶段。前两阶段受重力分异作用主导,驱动气相向上运移并维持气液界面稳定。突破期则为黏滞力主导,促使指进现象扩展并形成优势渗流通道。 展开更多
关键词 气-液界面稳定性 二维物理模拟实验 次生气顶 剩余油分布 水驱转气驱 油藏开发 高倾角油藏
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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
5
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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疏松砂岩油藏覆膜砂充填防砂临界采液强度研究
6
作者 唐俊 李贤宏 +4 位作者 朱保华 吴忠维 汪琪 朱俊 李鹏 《断块油气田》 北大核心 2026年第2期291-296,共6页
临界采液强度是评价疏松砂岩油藏覆膜砂充填防砂失效的关键参数,目前关于覆膜砂充填防砂研究多为充填防砂提产效果,很少有关注覆膜砂充填防砂失效时的采液强度。文中开展临界流速实验,确定不同类型覆膜砂的出砂临界流速,再以流体对覆膜... 临界采液强度是评价疏松砂岩油藏覆膜砂充填防砂失效的关键参数,目前关于覆膜砂充填防砂研究多为充填防砂提产效果,很少有关注覆膜砂充填防砂失效时的采液强度。文中开展临界流速实验,确定不同类型覆膜砂的出砂临界流速,再以流体对覆膜砂颗粒最大剪切应力不变为原则,分析含水率、原油黏度、米射孔数及覆膜砂类型等对临界采液强度影响,形成了覆膜砂充填临界流速确定方法,并通过矿场运用验证了方法的实用性。研究发现:胶结强度大的覆膜砂临界采液强度大于胶结强度弱的覆膜砂;含水率增加,临界采液强度增加,且增加趋势先小后大;米射孔数增加,实际流速减小,临界采液强度增加,且含水率越大,临界采液强度随米射孔数增加的幅度越大;原油黏度增加,流体对颗粒拖拽作用变强,临界采液强度降低。该研究对覆膜砂充填防砂时覆膜砂筛选、覆膜砂充填井提液等具有重要意义。 展开更多
关键词 疏松砂岩 最大剪切应力 覆膜砂充填 临界采液强度
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基于分布式光纤温度传感的水平井分段压裂过程裂缝诊断方法
7
作者 魏操 张城玮 +2 位作者 程时清 李海涛 李颖 《计算物理》 北大核心 2026年第1期115-126,共12页
考虑压裂液流动产生的热传导和热对流效应,引入Carter滤失模型表征裂缝扩展和压裂液滤失动态行为,建立了水平井分段压裂过程热–流耦合温度响应数学模型,利用有限差分方法进行数值求解,分析压裂液排量、压裂时间、停泵时间、滤失系数对... 考虑压裂液流动产生的热传导和热对流效应,引入Carter滤失模型表征裂缝扩展和压裂液滤失动态行为,建立了水平井分段压裂过程热–流耦合温度响应数学模型,利用有限差分方法进行数值求解,分析压裂液排量、压裂时间、停泵时间、滤失系数对水平井分段压裂过程温度响应的影响规律。结果表明:分段压裂过程温度响应曲线会出现“V形”典型特征,其位置与压裂裂缝对应;压裂液排量越大、停泵时间越长,“V形”深度越小;滤失系数越大、压裂时间越长,“V形”宽度越大。在长庆油田开展了应用研究,解释了裂缝半长、滤失系数等参数,验证了模型的可靠性和实用性,实现了基于分布式光纤温度传感数据定量解释水平井分段压裂过程裂缝扩展动态参数。 展开更多
关键词 分布式光纤温度传感 热-流耦合 分段压裂 裂缝参数 反演
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第三相流体对两相驱替行为影响的孔隙尺度研究
8
作者 李胜 周荣泓 +1 位作者 王宁宁 刘海湖 《应用力学学报》 北大核心 2026年第2期430-439,共10页
毛细管及多孔介质内的多相驱替行为是广泛存在于原油采收、地下水污染防治等领域的典型流动现象。为了探究引入第三相不混溶流体对两相驱替规律的影响,应用三相流格子Boltzmann颜色模型开展了单个毛细管和多孔介质内两相流体在第三相流... 毛细管及多孔介质内的多相驱替行为是广泛存在于原油采收、地下水污染防治等领域的典型流动现象。为了探究引入第三相不混溶流体对两相驱替规律的影响,应用三相流格子Boltzmann颜色模型开展了单个毛细管和多孔介质内两相流体在第三相流体微调控下驱替类型和驱替效率的孔隙尺度模拟研究。结果表明:在单个毛细管中,随第三相流体含量的增加,驱替效率先升高后降低,适量引入第三相流体可提升驱替前缘的稳定性,促进驱替类型由指进型驱替向稳定型驱替转变;第三相流体稳定驱替前缘的作用随注入流体与第三相流体黏度比的增加或毛细数的减小而增强。在多孔介质中,第三相流体含量及毛细数的影响规律与单个毛细管内的研究结论相一致,即随第三相流体含量的增加,驱替效率先升高后降低;随毛细数增大,驱替效率降低。该研究可增进对引入第三相流体调控两相驱替行为的理解,为优化原油开采方法等与多相驱替相关的工业应用提供理论参考。 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 三相流 多相驱替 石油增产
原文传递
基于大数据分析的渗流通道方法应用
9
作者 谢广悦 《工程与技术应用》 2026年第2期108-109,共2页
一、问题背景目前油田开发处于开发后期,高含水阶段,综合含水已达到91.5%以上。油田注水不均衡,主力油田28%的注水井注水量占公司总注水量的50%;部分油田存水率高、耗水率高、水驱指数高,水驱效率低。优势渗流通道的存在造成低效无效循... 一、问题背景目前油田开发处于开发后期,高含水阶段,综合含水已达到91.5%以上。油田注水不均衡,主力油田28%的注水井注水量占公司总注水量的50%;部分油田存水率高、耗水率高、水驱指数高,水驱效率低。优势渗流通道的存在造成低效无效循环严重,影响油田开发效果和开发效益。目前通过测试可以判定渗流通道层位,但是测试资料成本高,测试工作量及范围有限。为了有效解决这个问题,亟需开展渗流通道分析与治理。因此迫切需要建立一种基于A2生产大数据分析,优势渗流通道快速识别方法,有效判别低效无效循环油水井,为下一步调剖调驱精准实施提供目标方向,改善开发效果。 展开更多
关键词 油田开发 高含水阶段 水驱效率 大数据分析
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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
10
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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页岩油储层非线性渗流特征及开发产能优化模型研究
11
作者 蒋孟晨 《石化技术》 2026年第1期279-281,共3页
随着全球能源需求的不断增长,页岩油作为一种重要的非常规能源,其开发利用受到了广泛关注。深入研究了页岩油储层非线性渗流特征及开发产能优化模型,对提高页岩油开采效率、保障能源供应具有重要意义。通过室内实验、理论分析和数值模... 随着全球能源需求的不断增长,页岩油作为一种重要的非常规能源,其开发利用受到了广泛关注。深入研究了页岩油储层非线性渗流特征及开发产能优化模型,对提高页岩油开采效率、保障能源供应具有重要意义。通过室内实验、理论分析和数值模拟等方法,详细阐述了页岩油储层的非线性渗流机制,包括滑脱效应、吸附解吸作用、应力敏感等因素对渗流的影响。建立了考虑多种因素的开发产能优化模型,并通过实际案例验证了模型的有效性。研究结果为页岩油储层的高效开发提供了理论依据和技术支持。 展开更多
关键词 页岩油储层 非线性渗流 开发产能 优化模型
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气驱水与水驱气流体微观分布特征研究 被引量：2
12
作者 汪周华 张鸿宇 +2 位作者 张娟 廖浩奇 黄仕林 《油气地质与采收率》 北大核心 2025年第2期163-169,共7页
气水相渗测试是描述有水气藏储层渗流过程的常用方法,但不同测试方法和不同类型岩心的相渗测试结果均存在较大差异。为了加深对气水渗流过程中的流体微观分布特征及渗流机理的认识,以四川盆地YB气田为研究对象,利用核磁共振技术定量描... 气水相渗测试是描述有水气藏储层渗流过程的常用方法,但不同测试方法和不同类型岩心的相渗测试结果均存在较大差异。为了加深对气水渗流过程中的流体微观分布特征及渗流机理的认识,以四川盆地YB气田为研究对象,利用核磁共振技术定量描述气水两相在相渗测试前后的微观分布,并结合前人利用可视化模型得到的气水两相渗流机理对分布结果进行解释。结果表明:2种测试方法相比,水驱气与气驱水过程中微米级(>1μm)孔隙驱替程度基本一致,但水驱气过程中亚微米级(0.1~1μm)与纳米级(<0.1μm)孔隙驱替程度相对较高,而气驱水过程中亚微米级与纳米级孔隙内水相大部分未被动用。裂缝型与孔隙型岩心相比,裂缝型岩心微米级孔隙驱替程度相对较低,而亚微米级与纳米级孔隙驱替程度则相对较高。2种测试方法下流体微观分布的差异主要是由于孔隙内部毛管力的作用形式不同,而2类岩心存在差异的原因是其主要渗流通道不同。 展开更多
关键词 气水两相渗流 核磁共振 微观分布特征 渗流机理 相渗曲线
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庆城油田长7段页岩油藏水平井体积压裂渗吸和驱替机理 被引量：1
13
作者 屈雪峰 常睿 +5 位作者 何右安 雷启鸿 黄天镜 王高强 关云 李桢 《新疆石油地质》 北大核心 2025年第3期344-352,共9页
页岩油藏主要通过水平井体积压裂进行开发,大量流体在基质中注入和产出,渗吸和驱替作用的贡献存在争议。为了明确页岩储集层渗吸和驱替作用机理及其贡献率,以庆城油田延长组长7段页岩储集层岩样为实验对象,进行地层压力下渗吸+驱替实验... 页岩油藏主要通过水平井体积压裂进行开发,大量流体在基质中注入和产出,渗吸和驱替作用的贡献存在争议。为了明确页岩储集层渗吸和驱替作用机理及其贡献率,以庆城油田延长组长7段页岩储集层岩样为实验对象,进行地层压力下渗吸+驱替实验和驱替实验以及不同压力下渗吸实验,获取不同阶段岩样的核磁共振T2谱,分析焖井对开发的影响;同时,结合分形理论和油水两相渗流理论,建立考虑驱替压力和毛细管压力的渗流力学数学模型以及不同驱替压差下的渗吸和驱替作用图版。结果表明:驱替动用中—大孔中的原油,渗吸动用各级孔喉中的原油;相对于单一水驱,渗吸后水驱驱替原油效果更好,渗吸作用不仅动用原油,且有助于水驱油。 展开更多
关键词 庆城油田 延长组 长7段 页岩油藏 水平井 体积压裂 渗吸机理 驱替机理
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CO_(2)封存与驱油过程中纳微尺度多相多场渗流机制研究新进展 被引量：1
14
作者 杨永飞 张琦 +6 位作者 李英文 王金雷 宋怀森 王锦业 刘谦 范旭 姚军 《天然气工业》 北大核心 2025年第9期158-175,共18页
CO_(2)封存与驱油技术兼具碳减排与提高原油采收率的双重功能,是实现能源行业低碳转型与绿色发展的关键路径之一。为了明确CCUS及相关技术前沿动态以及最新进展,助力CCUS技术的规模化应用,系统总结了纳微尺度CO_(2)-油-水-岩多相多场渗... CO_(2)封存与驱油技术兼具碳减排与提高原油采收率的双重功能,是实现能源行业低碳转型与绿色发展的关键路径之一。为了明确CCUS及相关技术前沿动态以及最新进展,助力CCUS技术的规模化应用,系统总结了纳微尺度CO_(2)-油-水-岩多相多场渗流机制研究新进展,进而探讨了其面临的挑战与未来发展方向。研究结果表明:①基于多模态成像技术与深度学习算法的融合,复杂数字岩心构建技术实现了多尺度孔隙结构及矿物组分的超分辨率智能重构,为渗流机理研究提供了高精度平台;②微观实验量化了CO_(2)-油-水三相流体的相态特征,揭示了驱替模式对流体分布和赋存形态的影响机制,明确了多物理场耦合作用下的孔隙动态演化规律;③多相多场数值模拟揭示了CO_(2)-水-岩石系统内物理化学过程,量化了溶胀、降黏、萃取与混相驱替等CO_(2)-油相互作用机理,厘清了非均质孔隙中毛管力-黏滞力竞争、对流-扩散协同对渗流路径和CO_(2)驱埋效率的影响机制;④CO_(2)封存与驱油中纳微尺度多相多场渗流机制研究仍面临诸多挑战,未来应重点聚焦包括高精度成像与人工智能算法的深度融合,发展多尺度动态数字岩心建模技术,构建跨尺度渗流-传质-反应动态耦合模型,量化微尺度效应对宏观驱埋效率的影响,最终形成从微观机理到工程优化的全过程关键技术体系。结论认为,该研究成果系统总结了CO_(2)封存与驱油过程中纳微尺度多相多场渗流机制研究进展,指出了下一步攻关研究方向,为驱油与封存CCUS技术的规模化应用提供了理论支撑,对推动中国CCUS技术高质量发展具有指导意义。 展开更多
关键词 CCUS 碳封存与驱油 数字岩心 多相多场渗流 提高采收率 纳微尺度
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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
15
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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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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考虑应力敏感及变井筒储集效应的水平井油气两相流试井模型
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作者 聂仁仕 张雨晴 +5 位作者 周杰 袁安意 蔡明金 张焘 卢聪 曾凡辉 《岩性油气藏》 北大核心 2025年第4期184-191,共8页
考虑具有应力敏感特性的均质储层和井筒流体的变井筒储集效应,建立了水平井油气两相流试井模型,绘制了典型的试井样板曲线,分析了各参数的敏感性。研究结果表明:(1)运用Laplace变换、Duhamel原理、摄动变换及Stehfest数值反演等数学方... 考虑具有应力敏感特性的均质储层和井筒流体的变井筒储集效应,建立了水平井油气两相流试井模型,绘制了典型的试井样板曲线,分析了各参数的敏感性。研究结果表明:(1)运用Laplace变换、Duhamel原理、摄动变换及Stehfest数值反演等数学方法对所建模型进行求解,可获得真实空间中的数值解。(2)根据该模型得出的试井理论曲线可识别4个主要的流动阶段,即变井储和表皮效应影响段、早期径向流阶段、水平井线性流阶段及晚期拟径向流阶段。(3)变井筒储集效应主要影响早期渗流段,变井储系数越大总导流能力越强;水平井长度主要影响早期水平井线性流阶段,水平井长度越大泄流面积越大,压力降落幅度越小;应力敏感性主要影响晚期径向流阶段,随应力敏感系数增大渗透率下降幅度增大;含油饱和度越大,油气两相流流动阻力越大。(4)利用该模型拟合实测压力恢复试井数据,拟合精度高,解释的储层参数和地质认识一致性较好,验证了模型的准确性。 展开更多
关键词 应力敏感 变井筒储集效应 油气两相流 渗流方程 水平井 试井 数学模型 物理模型
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考虑人工裂缝展布及井间干扰的多井图卷积与门控循环单元耦合页岩气井产量预测方法
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作者 樊冬艳 罗飞 +3 位作者 孙海 杨灿 姚军 张凯 《中国石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期141-151,共11页
为了更准确、高效地预测页岩气井产量,针对页岩气藏多井立体井网结合多段压裂水平井开采现状,在考虑人工裂缝展布及多井干扰的基础上,提出一种新的IMWs(interference of multiple wells)-GCN(graph convolutional neural network)-GRU(g... 为了更准确、高效地预测页岩气井产量,针对页岩气藏多井立体井网结合多段压裂水平井开采现状,在考虑人工裂缝展布及多井干扰的基础上,提出一种新的IMWs(interference of multiple wells)-GCN(graph convolutional neural network)-GRU(gate recurrent unit)耦合的页岩气井产量预测机器学习方法。首先,在综合考虑压裂水平井空间位置、裂缝展布和储层渗透率等因素的基础上,提出页岩气井的邻接矩阵构建方法,解决目前考虑多井干扰仅限于直井注采井网的难题,采用图卷积神经网络(GCN)挖掘页岩气井之间的空间特征;其次,基于门控循环单元(GRU)提取不同时间上产量的变化特征,即时间特征,从而形成考虑时空特征的页岩气井机器学习方法;并与数值模拟的结果进行对比验证。最后,基于实际页岩气井的生产井台,对比不同邻接矩阵的构建方法,同时与传统的机器学习方法(LSTM、GRU和RNN)对比。结果表明:与数值模拟结果对比验证了该方法的准确性;在考虑裂缝展布的基础上结合储层渗透率,进一步提高了预测的精度;存在井间干扰的页岩气井采用本模型的精度更高,可超过90%。 展开更多
关键词 产量预测 页岩气井 井间干扰 图卷积神经网络 门控循环单元
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砂岩油藏高含水后期微观剩余油启动力学机制研究
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作者 张琦 杨永飞 +3 位作者 张磊 孙海 钟俊杰 姚军 《力学学报》 北大核心 2025年第12期2814-2824,共11页
随着我国东部老油区普遍进入高含水及特高含水阶段,水驱开发后期剩余油的高效精细挖潜是稳产提采的关键.由于微观剩余油高度分散,驱替动力与阻力机制尚未完全明确,复杂孔隙结构中剩余油的高效动用策略缺乏经济有效的方案,导致开发过程... 随着我国东部老油区普遍进入高含水及特高含水阶段,水驱开发后期剩余油的高效精细挖潜是稳产提采的关键.由于微观剩余油高度分散,驱替动力与阻力机制尚未完全明确,复杂孔隙结构中剩余油的高效动用策略缺乏经济有效的方案,导致开发过程耗水量高、驱替效率低等问题.为揭示非连续状微观剩余油的形成机理及启动力学机制,本文结合流体体积法和毛管力滤波法构建了适用于高含水后期非均质砂岩油藏油水两相孔隙尺度流动模拟模型,揭示了孔隙拓扑参数(配位数、孔喉比)与剩余油形态的定量映射关系;突破砂岩均质润湿假设局限,阐明了基于原位润湿角的非均质孔隙-非均质润湿对剩余油分布的耦合作用机制;从力学角度系统解析了不同类型剩余油的微观启动条件与驱替动力学机理.结果表明,微观剩余油的连续性与孔隙结构非均质性强相关,配位数较小的孔隙区域易形成网络状剩余油,单孔状剩余油则受孔隙平均孔喉比控制,连通性好的孔隙为后续水驱的潜力突破区.润湿非均质会引起毛管力的波动,减弱毛管力的动力作用,导致高含水阶段提前.高含水期非连续剩余油簇之间压力传导失效,毛管力作用方向反转,成为主要阻力.网络状、多孔状剩余油易动用、受边界条件影响较大,油簇断裂、运移过程中的黏性耗散是主要阻力,提升水驱动力可推动相界面移动,与毛管力耦合形成有效驱替合力,实现网络状和多孔状剩余油的高效动用.高含水阶段单孔状剩余油分为驱动压力差控制型和切向黏滞力控制型,改善润湿角、界面张力是进一步采出单孔状剩余油的关键.研究成.果可为水驱油藏的后期开发措施调整和方案设计提供理论依据. 展开更多
关键词 砂岩油藏 微观剩余油 启动力学机制 两相流动模拟
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混合润湿条件下化学驱微观渗流CT扫描实验研究
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作者 杜庆军 赵东 +2 位作者 侯健 韦贝 刘永革 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第7期6-10,43,共6页
油藏中岩石润湿性的非均匀分布是影响化学驱渗流与驱油效果的关键因素。设计了一种混合润湿条件下的多孔介质模型填制方法,结合化学驱在线CT扫描实验系统,建立了复杂润湿性分布条件下化学驱微观驱油实验模拟方法,并通过对比水驱、聚合... 油藏中岩石润湿性的非均匀分布是影响化学驱渗流与驱油效果的关键因素。设计了一种混合润湿条件下的多孔介质模型填制方法,结合化学驱在线CT扫描实验系统,建立了复杂润湿性分布条件下化学驱微观驱油实验模拟方法,并通过对比水驱、聚合物驱和二元复合驱实验结果,研究了不同界面张力、油相黏度与水相黏度对微观剩余油赋存状态的影响,揭示了混合润湿储层化学驱动用剩余油规律。实验结果表明,相较于纯油湿环境,混合润湿性条件下化学驱的油水界面面积更大;表面活性剂降低油水界面张力,使原油易被乳化分散为小油滴;聚合物通过提高水相黏度,扩大了微观波及体积。 展开更多
关键词 混合润湿 化学驱 微观剩余油 实验研究
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