《天然气工业》2013年33卷4期
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摘要：本期视点 1 张功成，苗顺德，陈莹，赵志刚，李友川，张厚和，杨海长，杨树春 “源热共控”中国近海天然气富集区分布 西湖凹陷、白云凹陷、崖南凹陷和莺中凹陷是中国近海盆地外带中已被证实的富生气凹陷，其主力气源岩为海陆过渡相地层，烃源岩包括煤系三角洲和..
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本期视点 1 张功成，苗顺德，陈莹，赵志刚，李友川，张厚和，杨海长，杨树春 “源热共控”中国近海天然气富集区分布 西湖凹陷、白云凹陷、崖南凹陷和莺中凹陷是中国近海盆地外带中已被证实的富生气凹陷，其主力气源岩为海陆过渡相地层，烃源岩包括煤系三角洲和浅海相泥岩。前者多分布在凹陷的缓坡区，烃源岩包括煤层、碳质泥岩和暗色泥岩，沉积有机质都属于陆源，丰度高，是好—极好的烃源岩。后者分布在洼槽区，多分布于深凹陷部位，水生生物欠发育，沉积环境处于半封闭的背景，因而有利于有机质的保存，主要发育泥岩，有机质属混源成因，多来自陆源，也有海生藻类，丰度属于较好到好，总体属于好烃源岩。结论认为：煤系三角洲区潜在生气量大，可能形成大中型气田，气田充满度高；浅海相泥岩烃源岩区潜在生气能力不及煤系三角洲，也能够形成大中型气田，但气田充满度偏低；煤系三角洲区是近海最有利区，浅海相泥岩区是较有利区。据此指出：①中国近海煤系三角洲区分为勘探成熟区和潜在区两大领域，其中成熟区包括西湖凹陷西部斜坡、白云凹陷北部斜坡、崖南凹陷西北部、莺歌海盆地莺西斜坡，潜在区包括荔湾凹陷北部三角洲、琼东南盆地松东凹陷北坡三角洲、东海盆地丽水凹陷丽水三角洲等；②浅海相泥岩有利区包括西湖凹陷洼槽区、白云凹陷洼槽区、崖南凹陷洼槽区、荔湾凹陷洼槽区、莺歌海盆地莺中洼槽区、琼东南盆地中央凹陷洼槽区等。 2013 Vol. 33 (4): 1-17 [摘要] ( 252 ) [HTML KB] [PDF 12940KB] CEB (2212 KB)( 173 ) 18 张抗 页岩油气发展的中国之鉴——致密油气和煤层气 为探索出一条中国页岩气发展的成功之路，从国内致密油气成功规模开发所形成的技术基础，到对煤层气长期发展迟缓的原因分析这两个方面进行了讨论。结果认为：①美国正是将致密油气开发中的技术应用于煤层气和页岩油气并使之适应其特点而取得了非常规油气生产的快速发展；②中国致密油气开发已取得重大进展，其技术总体上达到国际先进水平，也由此奠定了中国页岩油气发展的雄厚技术基础，使之能在适应中国特殊地质条件和不同页岩类型中完善核心技术与设备的国产化，进而形成配套技术体系；③中国煤层气起步早，有一定资源、技术基础，但发展迟缓，关键的影响因素是难以取得勘探开发区块以及不同企业之间的相互制约，垄断体制不仅限制了地方和民营企业的进入而且也没能发挥大型油企的积极性，因而投资严重不足，造成冷清的局面，这些障碍也正是页岩油气发展的前车之鉴，不进行改革并完善法规，非常规油气产业难以顺利发展。 2013 Vol. 33 (4): 18-25 [摘要] ( 255 ) [HTML KB] [PDF 518KB] CEB (220 KB)( 271 ) 地质勘探 26 禚喜准，王琪，李娟，张瑞，杜玉春，赵越 早期碳酸盐胶结作用对恩平凹陷珠江组砂岩孔隙演化模式的影响 珠江口盆地恩平凹陷的碎屑岩储层中存在早期碳酸盐胶结，为分析胶结作用对储层孔隙演化的影响，以便为储层预测提供依据，采用普通薄片、铸体薄片、扫描电镜、压汞等分析方法，结合岩石物性研究和测井解释结果，分析了该区古近纪珠江组早期碳酸盐胶结砂岩的孔喉特征，发现基底式胶结的钙质砂岩，表现为“悬浮砂”结构，主要为低孔隙度、低渗透率储层；而孔隙式胶结的钙质砂岩，其渗透率一般超过100 mD，平均孔喉半径大于15 μm，为高孔隙度、高渗透率储层。在分析珠江组主要成岩作用类型的基础上，探讨了早期碳酸盐胶结作用对储层孔隙演化模式的影响，发现由于碳酸盐含量的不同，其影响具有双重性：①基底式胶结的钙质砂岩一般坚硬致密，难以被溶蚀改造，孔喉不发育；②孔隙式胶结利于原生孔隙保存和次生孔隙形成，其胶结的钙质砂岩在后期酸性流体溶蚀作用下可以产生特大溶孔，形成高孔、高渗储层。结论认为：该区早期碳酸盐胶结的海相砂岩，抗压实能力较强，在酸性流体作用下具备形成优质储层的潜能。 2013 Vol. 33 (4): 26-30 [摘要] ( 225 ) [HTML KB] [PDF 3923KB] CEB (552 KB)( 102 ) 31 蒋裕强，张春，张本健，徐昌海，王猛，房龙，胡朝阳 复杂砂砾岩储集体岩相特征及识别技术——以川西北地区为例 四川盆地川西北地区普遍发育砂砾岩储集体，具有成因类型多样、成分复杂、岩石结构差异大、储层非均质性强及不同砂砾岩体识别难度大等显著特点。为准确识别砂砾岩储集体，以剑阁、九龙山、白龙场、柘坝场及文兴场等地区为研究重点，以主要发育砂砾岩储层的上三叠统须家河组三段—下侏罗统珍珠冲段为目标层段，利用岩心观察描述、分析化验及测井资料，在深入分析砂砾岩岩相与测井曲线响应特征对应关系的基础上，建立了岩相—测井相数据库，采用多种测井响应交会法和多元分析技术（包括主成分分析法、聚类分析法）识别出砾岩、砂岩、粉砂岩和泥岩等主要岩相；根据不同砾岩相之间物性和岩石结构的差异，将砾岩相进一步细分为颗粒支撑砾岩（包括碳酸盐岩砾、石英砂岩砾、粗砾、中砾、细砾）、杂基支撑砾岩和混合支撑砾岩相。分析结果表明：①采用上述方法测井解释符合率较高（符合率为81.7%），能有效地划分储集层和非储集层；②砾岩、砂岩、粉砂岩和泥岩岩相之间易于区别，但砾质砂岩和砂岩、泥质粉砂岩和粉砂质泥岩有时难以有效区别，另外粗砾与中、细砾区分效果也较差，仅具一定参考性。 2013 Vol. 33 (4): 31-36 [摘要] ( 250 ) [HTML KB] [PDF 2107KB] CEB (349 KB)( 115 ) 37 白振华，姜振学，宋岩，赵孟军，方世虎，张健 准南前陆盆地玛纳斯背斜油气动态成藏过程 玛纳斯背斜是准噶尔盆地南缘前陆盆地的典型含油气构造，随着油气勘探开发工作的不断深入，复杂的油气特征及来源问题使其成藏过程亟待准确剖析。为此，应用流体包裹体、储层沥青显微观察、储层定量颗粒荧光测试等技术手段，结合多种油气地化参数分析资料，剖析了该区油气成藏期次与动态成藏过程。结果表明：①玛纳斯背斜主要存在2期成藏，第一期成藏时间在距今11 Ma左右，以源自下白垩统吐谷鲁群湖相烃源岩的中低成熟原油充注为主，并形成一定规模的古油藏，第二期成藏时间在距今3 Ma左右，以源自中下侏罗统煤系烃源岩的天然气充注为主，伴随下白垩统较高成熟度原油充注；②后期大量高成熟天然气的注入导致原古油藏发生“气侵分馏”作用，并逐渐改造形成现今的凝析油气藏，与此同时，伴随“气侵分馏”作用的进行，古油水界面在保持古油藏布局的基础上经过后期的逐渐向上调整，形成了现今的气水界面。结论认为：玛纳斯背斜油气藏经历了2期成藏，表现出“早油古藏，晚期气侵”、改造调整的动态演化特征。 2013 Vol. 33 (4): 37-42 [摘要] ( 212 ) [HTML KB] [PDF 1989KB] CEB (428 KB)( 74 ) 43 安文宏，石小虎，杨勇，黄有根，冯永玖，杨文敬，冯炎松 神木气田早二叠世太原期海侵事件与砂体展布的关系 下二叠统太原组是鄂尔多斯盆地神木气田的主力开发层系，其砂体厚度大、多期叠置且各期砂岩体展布特征不明。分析认为，该区太原期海侵事件直接影响了砂岩体的展布，研究二者的关系有利于寻找有利开发层段。为此，根据标志性地层、岩性突变界面等层序界面识别的关键地质信息，以太2—太1段发育的4套石灰岩为二级层序界面，建立了太原期层序地层划分方案；在早二叠世海侵期次和方向研究的基础上，刻画出太原组层序地层格架内3期砂岩体（七里沟砂岩、马兰砂岩和桥头砂岩）的展布特征。分析认为：①太原期发生4次海侵事件，海侵方向为东南向，相应发育的4套石灰岩具有分带性且自北向南发育程度渐好；②海侵范围和期次直接影响到砂岩体的分布范围和期次，在海进和北部地区抬升及物源供给变化的控制下，三角洲平原砂岩体的分布范围逐渐缩小。最后，结合实钻数据，指出最有利开发层段为马兰砂岩段，其砂岩沉积发生在太原期波及范围最大的两次海侵事件之间，受海侵影响，沉积的砂岩颗粒受海水的淘洗作用而岩性更纯，物性也优于其他两套砂岩体。 2013 Vol. 33 (4): 43-47 [摘要] ( 220 ) [HTML KB] [PDF 2591KB] CEB (461 KB)( 79 ) 48 李忠平，黎华继，冉旭，罗桂滨 致密碎屑岩气藏成藏机理深化研究及开发应用——以新场气田须二段气藏为例 四川盆地新场气田上三叠统须家河组须二段气藏的储层非均质性强、气水分布状况复杂，严重地制约了气藏高效开发，而前期的基础地质研究并未真正探明优质储层和气水分布规律。为此，以深究气藏复杂气水分布的根源为出发点，以梳理前期成藏研究成果为基线，融入气藏动静态特征，分阶段深化成藏规律研究，探寻气藏储层非均质性及复杂气水分布的根源，明确成藏富集高产主控因素和气藏开发潜力方向。研究结果表明：须二段气藏成藏的关键时期为晚期高压驱赶运聚成藏阶段，早期古构造叠加晚期“断而未破”的裂缝系统是高压驱赶天然气成藏富集高产的主控因素；储层组分非均质性是储层后期成岩作用复杂化的基础，非均质储层叠加多期构造运动造就了须二段气藏现今复杂的储层及气水分布。现场应用效果进一步验证了该成藏机理深化研究成果的可靠性，为须二段气藏有效开发指明了潜力方向，对同类气藏开发具有借鉴作用。 2013 Vol. 33 (4): 48-51 [摘要] ( 220 ) [HTML KB] [PDF 2076KB] CEB (354 KB)( 109 ) 开发工程 52 姜平，孙雷，杨志兴，李树松，许月明 数值试井技术在南海油气田中的应用 针对南海油气田存在的邻井干扰试井问题、多相流试井问题及非均质油气藏试井问题，开发了新型的数值试井技术——Voronoi数值试井技术。首先以渗流力学理论和物质平衡理论为基础，建立油气水三相渗流数学模型;然后利用Voronoi网格技术将数学模型进行空间及时间离散化，将油气藏离散为多个网格单元；最后采用迭代求解，得到各网格单元压力分布及各种物性参数。该技术以精细的Voronoi网格刻画了油气藏的实际地质情况，实现了精细的试井解释；与常规技术相比较，能将局部精细网格和基本粗化网格结合在一起，做到井筒、断层等附近采用精细网格，而离井较远的地方采用稀疏的基本网格，这样既能真实刻画油气藏地质特征，又可以最大限度地减少网格数据，提高了试井运算速度和精度。在南海油气田的实际应用效果表明，该技术能很好地解决多相流等疑难试井问题，为南海复杂油气田的试井分析提供了依据和方向。 2013 Vol. 33 (4): 52-55 [摘要] ( 210 ) [HTML KB] [PDF 1718KB] CEB (258 KB)( 119 ) 56 赵金洲，彭瑀，李勇明，王雷，张烨，米强波 高排量反常砂堵现象及对策分析 砂堵是严重的工程事故，长期的加砂压裂施工经验认为，通过提高排量可以提升缝内净压力从而增加水力裂缝宽度，以防止砂堵。但在国内某油田的加砂压裂施工中却出现当排量高于一定值以后，反而会比排量较低时更容易形成砂堵的情况。为此，首先归纳总结了形成砂堵的3种主要机理，即储层的地质特性、施工参数与材料的选取不合理、裂缝宽度过窄，分析认为裂缝宽度不足是形成该现象的主要原因；然后在前期研究成果的基础上，建立了同层平行多裂缝和穿隔层裂缝的宽度模型，模拟了排量上升、裂缝宽度减小的现象，分析了模型中各参数的敏感性，认为多裂缝模型中的主控因素是杨氏模量和泊松比，而穿隔层模型中的主控因素是隔层外的最小水平主应力；最后提出了安全压力区的概念，将施工压力稳定在安全压力区内可以预防反常砂堵。该研究成果对于提高裂缝型和薄隔层储层的加砂压裂施工成功率具有重要的指导意义。 2013 Vol. 33 (4): 56-60 [摘要] ( 232 ) [HTML KB] [PDF 1288KB] CEB (238 KB)( 106 ) 61 张玉广 扩展“G函数”模型在火山岩测试压裂参数解释中的应用——以大庆油田徐深气田为例 松辽盆地大庆油田徐深气田火山岩储气层由于天然裂缝发育及局部构造变化大，从而导致压裂中出现高滤失、高停泵压力梯度以及近井高摩阻等疑难问题。为进一步提高疑难储层改造的施工成功率，基于以往对徐深气田火山岩储层测试压裂方法（传统“G函数”模型，二维）研究的成果，建立了更适合该气田的火山岩储层压裂参数解释的扩展“G函数”模型（三维）。选取11口井共31层段进行现场实验，包括了天然裂缝较发育、天然裂缝极其发育、低滤失、高度衰退、复合型５种“G函数”图版类型，其中仅有4个层设计加砂符合率低于80%，其余27层设计加砂符合率均高于80%。现场应用情况的统计结果表明，新理论模型使得压裂设计加砂符合率由72.4%提高到87.1%，从而更好地解决了火山岩难压储层改造成功率低的问题，为该类储层压裂成功率的提高提供了理论基础，对水力压裂技术在裂缝性火山岩储层中的应用具有重要意义。 2013 Vol. 33 (4): 61-65 [摘要] ( 200 ) [HTML KB] [PDF 718KB] CEB (243 KB)( 79 ) 66 何晓东，安菲菲 气井控制储量递增规律及早期预测 气井控制储量随着生产的持续逐渐增加，具有递增性。理论上，控制储量随着生产井压力激动扩展，由小增大，如果没有界面分隔或其他激动井干扰，控制储量是无限增加的。但在实际矿场中，控制储量增长是有止境的。随着生产时间延续，控制储量逐渐达到一个稳定值，物性条件相对好的储层，达到稳定值所需的时间相对短一些；反之，达到稳定值所需的时间相对长一些。针对气井控制储量递增性，研究了控制储量递增规律，在无因次图版上基本表现特征为：压力激动波及分隔界面前，控制储量递增规律为一斜率为π的直线（简称“π斜率线”）；当压力激动波及分隔界面后，控制储量递增趋势偏离“π斜率线”。井距分隔界面越远，偏离“π斜率线”的时间越晚；供气边界形状不同，偏离“π斜率线”后的变化趋势也不同。根据控制储量递增规律，拟合气井控制储量早期变化历史，分析供气边界形状，预测有限未来（比如365 ｄ）能够控制的储量，可为尽早认识气井及气藏的生产能力提供依据。 2013 Vol. 33 (4): 66-69 [摘要] ( 202 ) [HTML KB] [PDF 1472KB] CEB (211 KB)( 97 ) 70 郑琴，陶自强，孟立新 异常高压气藏流固耦合的数值模拟 异常高压气藏具有比常规气藏更强的流固耦合效应，因而研究异常高压气藏流固耦合效应对于模拟气藏开采，指导气田生产具有十分重要的现实意义。为此，在气藏储层岩石应力、应变分析的基础上，结合修正的Terzaghi有效应力原理和岩石骨架本构关系，建立了异常高压气藏储层岩石骨架变形的数学模型；将固相平衡方程和流体流动方程组合，建立了异常高压气藏流固耦合模型。采用空间8节点等参元对圆柱形封闭地层进行了网格划分，基于Galerkin有限元法对流固耦合变形场、渗流场方程进行了空间域离散，并利用全隐式数值格式对半离散微分方程进行了时间域上的离散，建立了以位移和流体压力为未知变量的流固耦合有限元数值模型，并采用两场交替迭代的方法得到了控制方程在几何域上的耦合解。实例分析的结果表明，所建立的流固耦合模型比传统非耦合模型更能精确地描述异常高压气藏流体渗流与岩石变形的特征，与工程实际相符合，计算程序的精度高、可靠性强。 2013 Vol. 33 (4): 70-74 [摘要] ( 194 ) [HTML KB] [PDF 1021KB] CEB (283 KB)( 88 ) 钻井工程 75 姜伟，蒋世全，付鑫生，陈平 旋转导向钻井技术应用研究及其进展 旋转导向钻井技术随着油气田开发过程中人们对于钻井井眼轨迹的新要求应运而生。中国对该项技术的研究始于“九五”期间，到“十一五”期间便完成了旋转导向钻井系统工程化的研究，最终形成了一套旋转导向钻井工具系统。2009—2012年，在甘肃、四川、渤海油田等区域进行了20余次不同类型的井眼轨迹控制实钻试验，该系统已基本实现了地层参数测量、工程参数测量、定向井井眼轨迹测量和控制、信号脉冲反馈及收发等4项功能，试验最大造斜能力为6.73°/30 m，达到了预期的目标和设计要求。在3大关键技术方面取得了突破：①从井下工具的测控原理到方法上取得了突破；②在定位总成的设计原理和技术上取得了突破；③在偏心稳定器获得尽可能大的侧向力的研究和设计上取得了突破。今后还将把工具的长期稳定运行和轨迹控制精度作为重点试验内容，以期尽快实现其在钻井工程中的实用化目标。 2013 Vol. 33 (4): 75-79 [摘要] ( 194 ) [HTML KB] [PDF 949KB] CEB (203 KB)( 106 ) 80 谢华，张伟国，刘秀全，陈国明，畅元江 海上油气井采油树升高机理及其计算方法 中国南海某气田投产采气后发生了采油树升高现象，影响了平台结构布局并引起生产管线弯曲变形，严重时还可能会出现生产管线断裂，采油树升高机理及其计算方法研究成为保障海上采气平台安全的重要内容。为此，通过建立采油树升高力学分析模型来确定采油树升高机理；建立多层套管耦合系统轴向刚度计算模型，综合考虑井筒温度场、压力场和压力端末效应等影响因素，提出了一种采油树升高计算方法，使计算模型更接近于工程实际。最后，以我国南海某气田为例，进行了采油树升高计算并与现场实测值进行对比分析。结果表明：投产采气后未固井段套管温度场和压力场变化是引起采油树升高的主要原因，采油树升高计算值与现场实测值吻合良好；随着水泥返高距泥线距离的增大采油树升高值增大，其中技术套管的水泥返高对采油树升高影响较为明显；随着产气量的增大采油树升高值增大，但增大的幅度逐渐减小。 2013 Vol. 33 (4): 80-84 [摘要] ( 191 ) [HTML KB] [PDF 998KB] CEB (202 KB)( 63 ) 85 时文，申瑞臣，屈平，苏海洋，付利 煤层气井完井用PE筛管的地质适应性分析 煤层气井水平井段易垮塌是导致煤层气开发过程中产量难以提升的重要原因之一，出于煤层气开采之后的采煤作业安全考虑，金属材质的筛管被禁止下入煤层，采用PE筛管完井则成为解决上述问题的重要途径。为分析PE筛管能否适用于易垮塌的煤层中，利用断裂力学方法开展了煤层的井壁失稳机理分析，并基于时间延迟效应原理分析了近井壁地带的煤岩裂纹尖端应力强度因子，提出了在孔隙压力压降漏斗存在的情况下裂纹延展范围的判定方法。通过实例计算分析了煤岩垮塌可能对PE筛管造成的最大压力。利用室内单轴压缩机模拟大块煤岩掉落时PE筛管（外径50.8 mm，壁厚4.6 mm）单轴受压变形工况，得到了管体抗挤性能和PE管体挤压破坏判别标准；以实验结果为基础，采用数值模拟软件分析了直径分别为50.8、63.5、76.2、88.9、101.6 mm筛管的抗挤性能，从而优选出了不同尺寸筛管的合理壁厚，对煤层气井完井用的PE筛管的研制和应用具有一定的指导意义。 2013 Vol. 33 (4): 85-90 [摘要] ( 182 ) [HTML KB] [PDF 1772KB] CEB (414 KB)( 68 ) 91 陈国庆，骆进，张平，付建华，陈友斌 水平井裸眼分层酸化管柱严重堵塞的解除方法——以华涞1井为例 水平井裸眼分段压裂改造是近几年发展起来的一项新型增产工艺措施，管柱下入作业在钻井液中进行，下完管柱后再用清水或保护液替出井内钻井液，因井下清水与钻井液混合、替出钻井液不及时、循环不彻底等原因，有可能发生钻井液固相物沉淀或井内残留物沉淀，堵塞管串内径通道，直接影响分段压裂作业的进行。位于四川盆地华蓥山构造带西部的华涞1井在悬挂封隔器以下管柱就形成了含水泥块、铁屑的致密沉淀物，在应用连续油管循环冲洗、文丘里打捞筒打捞无效后，交替采用了平底磨鞋磨铣和光油管带笔尖大排量冲砂工艺，对大斜度井段管柱内的致密砂环、砂床进行了钻磨和冲洗，成功地解除了全部油管堵塞，并由此取得了宝贵的经验：①避免管串内沉淀物堵塞的根本方法是优化水平井裸眼分段压裂作业的替浆、洗井等作业工艺；②对待油管内严重堵塞，应采用钻磨为主、冲洗为辅的处理手段；③加强水平井裸眼分段作业工艺安全分析，认真识别、削减工艺风险，细化工艺措施才能控制次生事故的发生。 2013 Vol. 33 (4): 91-95 [摘要] ( 170 ) [HTML KB] [PDF 1260KB] CEB (356 KB)( 76 ) 集输与加工 96 阳小平，程林松，何学良，耿彤，李春 地下储气库多周期运行注采气能力预测方法 注采气能力预测是地下储气库安全运行的核心技术之一，其预测值的准确与否直接影响到上游气田和整个天然气管网的调配生产以及下游用户的用气安全。为此，基于有水气藏型地下储气库多周期注采运行规律，根据地下储气库多周期运行盘库分析方法，利用地下储气库盘库库容参数的定义，通过一系列的数学推导，创建了地下储气库多周期运行注采气能力预测数学模型及预测方法。实例应用结果表明：①该模型预测结果与地下储气库实际运行结果十分接近，预测模型适用性较好、预测精度高；②通过地下储气库多周期运行动态分析并准确把握库容参数未来变化趋势，能够合理预测及评价地下储气库多周期运行注采气能力的变化。目前该方法应用于已建地下储气库注采气能力预测及优化配产配注中，现场应用效果较好，为进一步提高地下储气库运行效率、降低储气成本提供了技术支持。 2013 Vol. 33 (4): 96-99 [摘要] ( 182 ) [HTML KB] [PDF 270KB] CEB (136 KB)( 76 ) 100 姜凤光，王皆明，胡永乐，韩冰洁 有水气藏改建地下储气库运行下限压力的确定 有水气藏在改建为地下储气库的过程中，如何合理确定其运行下限压力，最大限度地减少水侵对地下储气库运行的影响，是决定该类气藏建库成败的关键因素之一。目前国内对此主要采用气藏工程方法，该方法主要反映了地下储气库在采气末期受水侵影响较小条件下的运行情况，无法真实反映采气末期水侵对地下储气库运行的影响。为此，运用数值模拟方法，依据产水量、气水比、气水界面和含气饱和度等指标的变化，来表征不同下限压力下水侵对地下储气库运行的影响。研究结果表明：①不同下限压力下，产水量和气水比变化曲线存在1个明显拐点，当下限压力低于该拐点时，产水量急剧上升，气水比急剧下降；②应综合考虑水侵量、地下储气库工作气量规模和工作井数来确定有水气藏改建地下储气库的下限压力；③相对气藏工程方法而言，数值模拟方法更能真实地反映水侵对地下储气库运行的影响。 2013 Vol. 33 (4): 100-103 [摘要] ( 182 ) [HTML KB] [PDF 785KB] CEB (171 KB)( 60 ) 104 段志祥，石坤，傅伟，张烟生 加气站地下储气井应力分析与现场试验 储气井具有占地少、相对安全、成本较低等明显优势，目前已经成为天然气汽车加气站的首选储气设备，并逐步进入调峰站、企业储气库、城镇储配站等领域，但长期以来关于固井水泥环对储气井影响的研究甚少，相关的试验研究几乎为空白。为此，建立了地下储气井的受力模型，分析计算了固井水泥环与井筒之间的界面压力，计算结果显示储气井的固井水泥环对储气井井筒具有较大的加固作用。同时，建造了储气井试验井，进行了固井质量检测，并对地下储气井实施了应力测试，分别测试了固井前和固井后井筒的应力。结果表明：①固井后的井筒环向应力较固井前的井筒环向应力降低，固井后井筒环向应力最多降低了16%；②随着井筒内压的逐渐增加，固井水泥环对井筒的加强作用日益明显。该试验结果与理论分析结论基本一致，可对储气井设计、制造、使用和检验提供参考。 2013 Vol. 33 (4): 104-108 [摘要] ( 212 ) [HTML KB] [PDF 965KB] CEB (277 KB)( 83 ) 109 刘海红，李玉星，王武昌，陈鹏 天然气水合物颗粒间液桥力的理论研究 天然气水合物聚集堵塞管道是安全输气的一大威胁，而天然气水合物颗粒间的液桥力是决定天然气水合物颗粒聚集与否的主导力。为此，对天然气水合物颗粒间的液桥力进行了相关理论研究，明确了液桥力为静态液桥力和动态黏性力之和，进而分析了接触角、半填充角、颗粒表面间距、颗粒粒径对天然气水合物颗粒间液桥力的影响。结果表明：接触角、半填充角、颗粒表面间距的增加以及天然气水合物颗粒粒径减小都可以有效降低甚至消除天然气水合物颗粒间的液桥力；通过添加表面活性剂增大接触角、添加防聚剂控制天然气水合物颗粒粒径以及增大体系中的水含量来增大半填充角都是降低颗粒间液桥力、防止颗粒聚集的有效手段。同时，还研究了液桥力与液桥破裂能、液桥体积的关系，结论表明：在颗粒表面间距大于液桥临界破裂距离的1/10时，液桥力随液桥体积增大而增大，而液桥破裂能与液桥体积无关。 2013 Vol. 33 (4): 109-113 [摘要] ( 190 ) [HTML KB] [PDF 1737KB] CEB (267 KB)( 91 ) 安全与管理 114 张甫仁，杨佳玲，阚正武，朱方圆 建筑群外空间城市燃气泄漏扩散浓度场模拟 由于城市建筑群区域人口密集且扩散气象条件不利，燃气一旦泄漏，极易造成人员伤亡和财产损失，因而对建筑物群外空间燃气泄漏的扩散浓度场及其变化规律进行分析十分必要。为此，通过对城市燃气管道及泄漏过程进行合理的假设和简化分析，以三维湍流模型为基础，采用CFD软件对建筑物群外空间天然气连续泄漏源的扩散进行了数值模拟，对比分析了环境温度、湿度对天然气扩散的影响及浓度场的变化规律。案例分析的结果表明： 天然气泄漏后在竖直方向的扩散速率明显大于在水平方向上的扩散速率；随着环境温度的增加，在竖直方向和水平方向上，天然气扩散的速率均呈现出增加的趋势；随着环境相对湿度的增加，天然气在竖直方向扩散速率逐渐减缓，但在水平方向扩散速率却逐渐增加，在竖直面上扩散面积有所降低，而在水平面的影响面积逐渐增加。该研究结果可为控制和降低天然气在建筑群空间泄漏所造成的危险性提供参考。 2013 Vol. 33 (4): 114-119 [摘要] ( 174 ) [HTML KB] [PDF 3098KB] CEB (490 KB)( 82 ) 120 李洪涛，刘跃，徐长航，陈国明，徐战强，赵立前，朴文龙 基于振动与声发射信息融合的海洋平台损伤定位方法实验 目前我国海洋平台特别是进入中后期服役阶段海洋平台的安全问题越来越成为制约其正常作业的重要因素。为保证平台服役期间的安全运行，以海洋平台模型为实验对象，通过预制损伤等物理手段模拟平台的不同状态，进行了基于振动与声发射信息融合的结构损伤定位分析实验。①振动定位法实验，经滤波后采用细化FFT法进行信号处理，分析了海洋平台模型完好与损伤状态下信号幅值变化率与损伤位置的对应关系，结果表明：振动法可以在垂直方向上确定损伤位置。②声发射定位法实验，通过确定能量计数的变化与损伤位置之间的对应关系，结果表明：声发射法可以在水平方向上确定损伤位置。③通过对上述两种方法进行信息融合，实现了对海洋平台整体进行损伤定位。④最后通过海洋平台状态监测模型进行了实验验证。结论认为，该损伤定位方法具有较高的可靠度与精确度，可以实现平台损伤的有效定位。 2013 Vol. 33 (4): 120-124 [摘要] ( 193 ) [HTML KB] [PDF 1484KB] CEB (327 KB)( 60 ) 125 邓传忠，沈宏，涂少勇，李劲松，谢艳娥 基于油气能量计量的多个气田产品分配方法——以崖城131和崖城13-4气田为例 随着我国天然气工业的快速发展，特别是与外资公司等合作开发海内外气田的增多以及不同进口气源的接入，迫切需要科学合理地对油气产品进行计量、分配的标准方法，而目前国内还没有可供参照的计量、分配模式。为此，以崖城134气田接入崖城131气田生产和集输系统联合开发为例，以油气能量计量为基础，结合两个气田不同关键计量节点的实际情况，提出了各方接受的合理、适用的油气计量方案，并建立了用户指定量与各气田能量库存账户相关联的能量管理和油气产品分配方法。该方法综合考虑了两个气田油气品质的差异，产能和合同供气量的差异以及设施集输能力的合理分配等因素。实际应用结果表明，该计量分配方法是适用的，达到了相关协议规定的指标和精度，为分属不同权益方的多个油气田相互依托处理与输送设施资源进行开发和产品分成提供了借鉴。 2013 Vol. 33 (4): 125-130 [摘要] ( 187 ) [HTML KB] [PDF 1466KB] CEB (290 KB)( 57 ) 131 何春蕾，段言志，邬宗婧，杨光道 基于气温的城市燃气短期日负荷预测模型——以四川省成都地区为例 随着城市燃气用气规模的不断增长，加上近年来冬季长期低温、气温骤降等极端天气屡屡出现，因气温变化导致的日用气峰谷差有扩大的趋势，采用中长期数据进行趋势预测可能存在较大误差。而利用短期的气温、用气负荷数据，结合较为准确的一周内气象预报对未来几天内的城市燃气日负荷进行预测，对上游供气企业、城市燃气公司合理安排销售计划和日调峰等具有重要的现实意义。为此，通过分析气温对城市燃气短期日负荷的影响机理，利用统计学和化学动力学理论，基于阿累尼乌斯方程反应的温度—化学反应速率关系，考虑气温突变、低温累积等因素构建了气温对城市燃气短期日负荷的预测模型，并利用成都地区短期的气温、用气负荷数据，测算了模型参数并对模型进行了验证（最大误差为2.53％）。结果表明，该模型的预测精度较高，可为燃气公司或上游供气企业合理安排销售计划和日调峰等提供决策支撑。 2013 Vol. 33 (4): 131-134 [摘要] ( 214 ) [HTML KB] [PDF 771KB] CEB (154 KB)( 83 ) 新能源 135 杨峰，宁正福，张世栋，胡昌蓬，杜立红，刘慧卿 基于氮气吸附实验的页岩孔隙结构表征 页岩储层微观孔隙结构研究对页岩含气性评价具有重要意义。为此，采用低温氮气吸附法，对宁夏六盘山盆地下白垩统乃家河组页岩样品的微观孔隙结构进行了实验研究，计算了页岩的比表面积、孔径分布、孔体积和平均孔径等孔隙结构参数，并探讨了页岩孔隙发育的控制因素及孔隙结构对页岩气存储的意义。实验结果表明：①页岩平均孔径为3.6~4.3 nm，主体孔隙为中孔，也含有一定量的微孔和大孔，孔隙形状以平行板状和墨水瓶孔为主，同时具有无定形孔特征；②页岩比表面积和孔体积远大于常规储层岩石，孔径小于50 nm的微孔和中孔提供了主要的比表面积和孔体积，构成了页岩中气体吸附存储的主要空间；③页岩微孔、中孔的发育与有机质有关，有机碳含量与微孔、中孔的比表面积、孔体积呈正相关性，页岩大孔的发育与黏土矿物含量有关，黏土矿物含量增加，大孔的比表面积和孔体积都增大。 2013 Vol. 33 (4): 135-140 [摘要] ( 292 ) [HTML KB] [PDF 1405KB] CEB (240 KB)( 246 ) |
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