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[硕士论文] 屈雄伟
测试计量技术及仪器 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:地层电阻率是储层解释评价的重要参数。随着勘探技术的发展,油田精细勘探逐渐成为勘探的主流,含有孔洞和裂缝的砂砾岩等电各向异性地层成为油田精细勘探的主要方向。本文将基于有限元软件COMSOL数值模拟研究恒定电流场中单双模态结构砾岩地层的岩电特性,为砾岩油藏的评价和解释提供理论支撑,为更复杂电各向异性地层岩电特性的数值模拟研究奠定基础。主要研究内容和成果包括以下几个部分。
  第一部分介绍了有限元基本思想以及COMSOL软件的数值计算流程。构建基于COMSOL软件数值计算砾岩地层模型,研究恒定电流场中砾岩地层电阻率的求解方法,分析了地层模型中电流的流动轨迹。此外,研究阿尔奇公式的物理原型其及物理意义,加深了对阿尔奇公式的理解,为砾岩地层岩电特性研究奠定基础。
  第二部分研究了单模态砾岩地层岩电特性。首先构建了单一椭球形砾岩地层模型,研究了砾岩球度、空间位置和倾角对整个地层电阻率的影响,得出球度、空间位置和倾角变化时,对单一方向电阻率有影响且呈现一定的规律,但不同方向电阻率变化规律不同。然后构建了基于单模态砾岩地层孔隙的孔喉模型,研究了喉道半径、孔喉基质电阻率、砾岩基质电阻率和孔隙延展方向对砾岩地层电阻率的影响,结果表明孔喉内流体电阻率是影响地层电阻率的主要因素,不同流体电阻率对应的地层电阻率变化规律不同。
  第三部分研究了双模态砾岩地层岩电特性。分析了双模态砾岩地层的沉积方式,构建不同结构的双模态砾岩地层,从双模态砾岩地层的微观结构出发研究其岩电特性,验证了双模态砾岩地层宏观岩电特性与微观岩电特性的一致性。构建双模态砾岩地层等效孔隙的毛细管孔隙模型,研究双模态砾岩地层中复杂孔隙对地层岩电特性的影响机理,得出孔隙最小半径和电流流向对地层电阻率影响较大。
  第四部分研究了双模态孔隙饱含水砾岩地层电阻率与Archie公式参数关系。分析了双模态砾岩地层孔隙饱含水时砾岩地层电阻率、地层孔隙度和地层因数三者之间的关系。构建双模态砾岩地层各向同性地层模型,数值模拟计算求出了对应的岩性系数和胶结指数。构建双模态砾岩地层各向异性地层模型,数值模拟计算求出砾岩地层张量地层电阻率与地层孔隙度的定量关系。结果显示地层因数在一定范围内为常数,与水电阻率有关。
  第五部分研究了双模态孔隙含油水砾岩地层电阻率与Archie公式参数关系。构建双模态亲油和亲水砾岩地层模型,研究双模态砾岩地层中孔隙含油水两相时地层电阻率、含油饱和度和电阻增大系数之间的关系,数值计算求出了对应的岩性系数和饱和度指数。然后研究了孔喉模型中孔喉含油水时的岩电特性,可以看出基质亲油时的地层电阻率远大于亲水时的地层电阻率。
[硕士论文] 曹亚娥
地球物理探测与信息技术 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:油页岩作为一种非常规能源,储量巨大,其综合开发利用日益受到重视。铜川马泉地区位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡东南部,铜川矿区之北部,油页岩位于铜川组顶部,埋藏较浅,厚度变化较大。本文主要通过分析研究地质、测井、化验分析等资料进行基础研究,得到如下认识:
  (1)通过钻探、测井等资料多方法对比分析,将区内5层油页岩分别编号为0、1上、1、2、3号。其中,1号油页岩厚度较大,分布广泛,较为稳定。
  (2)研究区测井资料分析对比得到,油页岩测井曲线组合识别特征为“三高一低”,即高电阻率(GR01)、高自然伽马(NG01)、高声波时差(SON2)、低密度(DENB)。对电阻率、自然伽马等物性参数分别与含油率进行相关性分析,结果表明,各参数与含油率关系密切,具有一定的地球物理意义。
  (3)研究区油页岩灰分含量高,低挥发分,发热量低,含油率4-7%,属中品级油页岩,其干酪根类型为Ⅰ型和Ⅱ1型,且以Ⅱ1为主。
  (4)根据一般工业指标(参照《矿产资源工业要求手册》),对含油率≥4%的油页岩进行资源量估算,共获得资源量12736万吨。
  通过本次研究,查明铜川马泉地区油页岩区域构造、物性特征、分布规律,并估算资源量等,为研究区油页岩的进一步勘探开发提供可靠的依据。
[硕士论文] 宋淑霞
油气田开发地质 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:梨树断陷位于松辽盆地东南隆起区,总面积约2346km2。该断陷发育沙河子组和营城组两套主力烃源岩,上述两套烃源岩有机质丰度大、油气勘探前景好,但前人对上述两套烃源岩成熟度史及其区域差异性缺乏深入对比分析。本文在对沙河子组和营城组两套烃源岩地球化学特征进行评价基础上,利用PetroMod盆地模拟软件对两套烃源岩进行了单井(12口)和二维剖面(7条)的成熟度史模拟,对比了其差异性,进行了梨树断陷含油气系统的分析,并对油气成藏有利区进行了预测。研究表明:
  (1)典型单井成熟度史模拟结果表明:梨树断陷各构造单元两套烃源岩成熟度史存在较大差别。其中,桑树台洼陷带的有机质热演化程度最高,目前沙河子组烃源岩处于过成熟阶段,营城组烃源岩处于生干气阶段;中央构造带有机质热演化程度次之,目前沙河子组和营城组烃源岩都处于生湿气阶段;北部斜坡带和双龙次洼带沙河子组和营城组烃源岩目前均处于生油阶段;
  (2)二维剖面成熟度史图模拟结果表明:①沙河子组烃源岩在桑树台洼陷带、中央构造带和东部斜坡带均进入成熟阶段。其中,除桑树台洼陷带处于过成熟阶段外,其它构造单元均处于生油气阶段,中央构造带和东部斜坡带处于生油-生湿气阶段,北部斜坡带整体处于低成熟生油阶段,双龙次洼带整体处于生烃高峰期。②营城组烃源岩,除了北部斜坡带和双龙次洼带少部分区域处于未成熟阶段外,其它构造单元均已成熟,其中桑树台洼陷带的大部分区域已经进入高成熟-过成熟阶段,中央构造带和东部斜坡带南部进入高成熟阶段;
  (3)根据沙河子组和营城组烃源岩平面分布图和该两组烃源岩成熟度史分布图和含油气系统的分析,预测了3个有利区,分别为:①中央构造带和东南斜坡带中部I类有利成藏区,②桑树台洼陷带西部II类有利成藏区,③双龙次洼带南部III类有利成藏区。
[硕士论文] 潘荣莹
机械工程 西南科技大学 2017(学位年度)
摘要:页岩气在页岩微纳米孔隙和裂缝系统中的流动是一个多物理场耦合的复杂过程。准确理解页岩气在页岩中的运移对页岩气的高效开采有着重要的意义。本文考虑页岩固体变形和包括黏性流、Knudsen扩散和表面吸附扩散的多重流动机制,利用COMSOL Multiphysics软件对页岩气的运移进行了数值模拟和参数分析。重点关注页岩变形情况下,表面吸附扩散和页岩储层特性参数对页岩气流动能力的影响。本文的主要工作包括:
  (1)基于各向同性弹性孔隙介质的Biot理论,考虑固体变形和多重流动机制的耦合,即应力-渗流耦合,分别建立了页岩储层单孔介质模型和双孔介质模型的流固耦合方程。包括页岩储层变形平衡方程、页岩气体流动控制方程、孔隙度演化方程和视渗透率方程。
  (2)基于页岩储层单孔介质模型,对单轴应变和应力约束条件下的页岩气运移进行了数值模拟,定量分析了表面吸附扩散和页岩储层参数对表征页岩气流动能力的固有渗透率、视渗透率和Knudsen数的影响。研究发现:页岩气的运移取决于孔隙压力、解吸附、Knudsen扩散和表面吸附扩散等因素相互竞争的结果。表面吸附扩散与Knudsen扩散是相互独立的两种流动机制,是决定页岩气流动能力的两个关键因素。尤其随着压力的降低,表面吸附扩散的影响更加明显,忽略该影响将给出更低的视渗透率,即更弱的气体流动能力。相比表面吸附扩散和Knudsen扩散,页岩变形对渗透率和Knudsen数的影响很小。其中,影响页岩气流动Knudsen数的参数包括页岩初始孔隙率、页岩初始渗透率、孔隙体积模量和页岩边界压力;对视渗透率有较大影响的参数有页岩初始孔隙率、页岩初始渗透率、页岩初始杨氏模量、孔隙体积模量、Langmuir压力常数、Langmuir体积应变、页岩边界压力和约束应力;而对固有渗透率产生较明显影响的参数则包括页岩初始杨氏模量、页岩颗粒体积模量、孔隙体积模量、Langmuir压力常数、Langmuir体积应变、孔隙吸附应变与页岩吸附应变比值、页岩边界压力和约束应力。此外,在应力约束条件下,页岩气流动能力通常比单轴应变条件下稍弱,各参数对页岩气流动能力的影响与单轴应变条件下相似。
  (3)基于页岩储层双孔介质模型,对单轴应变条件下的页岩气运移进行了数值模拟和参数分析。研究表明:当存在天然裂缝时,基质孔隙中的页岩气流动明显加快,但对于给定的孔隙压力,页岩气在基质孔隙中的流动能力几乎没有改善。由于裂缝系统的高渗透率,裂缝系统的表面吸附扩散对基质孔隙中页岩气流动能力和流动速率的影响可以忽略。裂缝系统对基质孔隙系统流动能力的影响主要通过改变页岩的固体变形来实现,主要的影响参数有裂缝系统的Langmuir压力常数、Langmuir体积应变以及裂缝系统的杨氏模量。
[硕士论文] 石成玉
海洋油气工程 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:南泥湾油田的勘探始于70年代,随着开发的深入,研究区已经进入开发的中后期,无法依靠发现新油田来增加可采储量,主力油层采出程度较高,挖潜难度不断增大,并且由于开发初期,测井解释受技术条件的限制,使得具有一定开发价值的差薄油层未得到有效利用。因此,在这种开发形式下,通过进行地质特征研究,建立差薄油层识别标准,明确差薄油层的分布状况,并对其进行综合评价,对于寻找油田可替代资源,探索差薄层开发工艺,提高差薄层开发效果具有重要的现实意义和指导价值。
  本文充分运用地质、测井以及室内分析化验资料,将测井沉积学、石油地质学等理论相结合,按照从宏观—微观、从单井—多井—区域目的层的研究思路,对储层的构造特征、沉积相特征、砂体展布、岩性特征、成岩作用、物性特征、非均质性、四性关系等进行了深入的研究,从而建立差薄油层识别标准,并依据识别标准绘制出差薄油层的平面分布图。
  最后,综合构造特征、沉积、成岩相、储层特征、油井生产动态特征等多项研究,通过聚类分析软件SPSS,建立了薄油层Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类分类标准。Ⅰ类面积为3.99km2,Ⅱ类面积为5.75km2,Ⅲ类面积为5.21km2。评价结果与试油资料吻合较好,表明该分类评价方法是可行的,且显示出较高的综合性与科学性,为今后的勘探开发指明了方向,具有一定的经济效益与推广价值。
[硕士论文] 成林
地球探测与信息技术 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:在格陵兰盆地和挪威盆地有大范围的油气显示,而扬马延海脊有着同格陵兰盆地和挪威盆地相同的沉积序列。该地区地震勘探完成不少,但是由于深海,地震数据不够清晰,勘探程度依然较低。为了能够对扬马延海脊的地层特征进行更进一步的研究,所以本文结合重磁以及地震等综合地球物理资料对盆地的断裂体系、地层发育特征、构造单元和油气有利区等进行综合研究。
  本文通过对扬马延海脊已有的重磁力资料进行处理,得到扬马延海脊的重磁力异常及局部异常。然后通过滑动平均、正则化滤波、垂向二阶导数、总水平导数等方法对重磁资料进行处理,得到各类转换参数图件,结合其他地球物理资料,分析重磁异常的成因,并推断出研究区的断裂体系。通过分析研究重磁力异常、及其各种转换参数图件所反映的构造分区特征,同时也参考研究区的构造演化和地质背景,划分出研究区的构造单元。结合扬马延海脊及邻区构造演化,地层发育及油气生储盖组合特征,对研究区的油气有利区域进行预测。论文取得了以下成果:
  根据重磁异常特征的综合分析,在研究区内推断出6条主要断裂;通过对研究区断裂的认识,并结合前人研究,可将研究区划分为扬马延西部凹陷、扬马延中部隆起带、扬马延断陷、扬马延南部凹陷、扬马延东部凹陷;预测研究区内发育有2套油气系统。
[硕士论文] 文斌
油气田开发工程 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:页岩气气藏资源潜力大,是一种具有巨大商业开发价值的非常规天然气气藏。研究目标区块为页岩Ⅰ区块,是我国川南地区丘陵山地的一块页岩区域。本文综合运用了地震、钻井、测井及各类分析化验资料,对目标区块龙马溪组的地质进行描述,并对目标区块页岩气储量进行计算与评价,建立三维页岩气藏地质模型后进行储量的复算与拟合,尝试进行了井网设计,为页岩气的勘探开发和有效利用提供了重要依据。
  将下志留统龙马溪组下部约86m层段含气泥页岩段作为本区主要的目的层。通过研究了地层特征、沉积相特征、构造特征、储层特征、地化特征、含气性特征、气藏特征对研究区进行描述,通过静态法计算页岩气储量,建立了目标区三维地质模型,结合软件采用参数类比替代的方法进行页岩气储量的复算,并在此基础上尝试井网设计。结果表明:结合气藏埋深、驱动类型、压力系数等因素综合考虑,确定该气藏为中深层、弹性气驱、高压、干气、页岩气藏;该区块的页岩储层平面均质性较好,纵向非均质性严重,随着地层深度的加深,储层的物性和含气量都在变好,11层是主力产气层;三维地质模型下储量复算的储量估算与油藏工程方法计算储量估算的计算误差为2.02%,表明模型合理。综合确定该气藏为高丰度、大型、中孔、特低渗页岩气藏;并尝试设计了“米”字井网。
[硕士论文] 贺国强
信号与信息处理 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:在石油开采、生产过程中,原油含水率是一项重要指标。通过实时准确测量原油含水率可以有效评估油井产能、判断和掌握油井的生产状况、追踪油井储层动态变化以及预测油井采出程度,为后续有针对性的制定开采方案、调整生产结构提供可靠依据,确保生产井始终处于最佳的生产状态。然而目前国内在原油含水率测量领域还没形成一套成体系的、可靠性较高的测量方案以及精度、准确度能够满足实际生产要求的测量方法。
  本论文通过对国内外现有原油含水率测量技术中的密度法、γ射线法、电容法、电导法以及近几年提出来的多模式测量法共五种测量方法的系统剖析,在对五种方法的测量原理、优缺点、适应性以及如何改进等几个方面的综合研究前提下,着力于射频法原油含水率测量技术的系统研究。选取综合了先进DDS技术的AD9850作为整个系统的信号激励源和应用于100kHz至1000MHz工作频率范围的RF功率检波器LTC5507作为整个系统的信号检测单元,并借助三维电磁仿真软件HFSS完成了射频天线的仿真及优化设计,确定了射频天线的材质、形状、尺寸以及发射频率,并对天线的馈电网络和外部保护套进行了设计。
  对射频法原油含水率测量系统的各个功能模块进行了联调,搭建了室内模拟试验平台和室外大型循环平台,开展了大量室内、室外试验,包括采用不同类型的试验用油、不同已知油水配比的试验用油,验证了射频天线和检测电路的稳定性、可靠性和实用性。试验结果表明,射频法原油含水率测量技术的线性误差控制在5%以内,全系统在长时间工作条件下性能稳定,有很好的实用性。
[硕士论文] 张明亮
电子与通信工程 内蒙古大学 2017(学位年度)
摘要:为提高天然气田工作环境数据的监测效率,达到随时随地监测的目的,推动气田监测智能化、移动化发展,文章设计了基于Android的气田远程数据监测平台软件系统。该系统安装在工作人员的智能设备上,不仅可以实现桌面客户端中数据查询、展示等功能,结合移动设备特点还实现了较好的告警推送功能,满足气田移动监测服务的需求。
  本文来源于中石油创新基金项目(2014D-5006-0603),设计使用Android客户端远程监测气田工作环境数据。本文采用Android客户端、Web服务器和后台数据库三层架构,完成了基于Android的气田远程数据监测平台软件系统的从后台到Android前端的设计与实现。客户端与服务器连接成功后,能够实现对气田中各个气井内温度、油压、套压、瞬时流量的实时数据查询,并以可读性强的仪表盘形式显示;历史数据查询功能可选择气井、气井参数和时间段,查询结果以折线图和图表形式显示,实现了数据的可视化,清晰的反映出数据的变化趋势,且能够实时接收服务器告警信息推送并进行简单处理,确保了对气田环境数据的实时监测。为使系统更加安全可靠,本文采用基于MVC的分层架构对Web服务器端进行设计,客户端与后台数据库不直接进行数据交互,而是利用控制器与Web服务器相关组件交互后再由Web服务器和后台数据库交互。本文最后对系统进行测试,验证了客户端可行性和运行的稳定性,实现了气田生产环境数据的远程监测和应用的移动化。
[硕士论文] 唐康
安全工程 重庆大学 2017(学位年度)
摘要:由于盐岩具有低渗透性、良好的流变特性、损伤自恢复性以及可水溶开采等优良特性,因此地下盐穴储库被国内外认为是储备油气的最佳场所。与此同时,我国利用采卤溶腔实施能源地下储备已经进入了大规模的规划和建设阶段,预计到2020年,中东部地区将建成5座大型盐穴油气储库群,总容积超过4000万方,而第三期国家战略石油储备规划盐穴储量在8000万吨。但我国传统的单井水溶造腔技术建造的储气库无论在造腔体积和造腔时间等方面均已不能满足盐穴储气库建设日益增加的需求,为此本文提出了采用水平井水溶造腔技术进行地下盐穴储气库的建造。
  本研究主要内容包括:①我国盐矿地质特征及盐岩溶解特性方面。阐述了我国盐矿主要地质特征,在此基础上开展了盐岩在不同温度、不同溶液浓度以及不同溶蚀角条件下的溶解试验,分析了盐岩的溶蚀规律。研究得到了各因素下的溶解参数,并发现在不同因素条件下国内盐岩与国外盐岩的溶解规律具有一致性。②水平井水溶造腔腔体形态扩展方面。根据现场大流量和小流量两种情况对应的实验室流量,研究了两种流量对水平井水溶造腔腔体扩展规律的影响,并与单井水溶造腔技术得到的腔体扩展进行对比,揭示了两种造腔技术在腔体形态扩展方面的区别。研究表明,排卤口卤水浓度随着造腔的进行而不断增加,并在后期逐渐趋于稳定;不同的注水流量会影响排出卤水的浓度而对腔体扩展规律无显著影响,流量较大时,在前期排出卤水的浓度越高,最终得到腔体体积也越大。③水平盐穴储库长期稳定性方面。建立了几种不同形状的水平腔体,采用Flac3D数值模拟软件对比分析了不同形状水平腔体的体积收缩量、腔体周边收敛量和塑性区分布情况,找出稳定性最好的水平腔体形状,在此基础上进一步对该腔体进行形状的优化。另外,针对我国盐岩地质特点,对有无夹层盐穴和不同注采速率工艺进行长期稳定性分析,为我国在水平井溶腔的形状设计方面提供技术指导。研究表明,上腰部放大型水平腔体具有更好的稳定性;水平腔体短轴方向的收敛量要大于长轴方向的收敛量;有夹层时在运营后期可以有效提高水平腔体的稳定性;在不同循环内压下,对水平腔体稳定性几乎没有明显的影响。
[硕士论文] 田宝
机械制造及其自动化 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:目前国内绝大多数油田已经进入贫油高水阶段,油井采出液中原油水含量日趋增加,以往应用的含水率检测传感器,在工作稳定性和精度方面,已无法满足高含水原油的检测需要。油井采出液含水率的精准测量,将直接影响原油在采集、检测、脱水、运输、以及最终出售过程中的的经济效益。要适应检测对象从低含水状态到高含水状态的转变,对石油检测装备的要求也更加严格。
  相位法微波含水率检测传感器,在高含水原油含水率检测方面,具有分辨率更高,测量更精确的优点。针对相位法高含水原油含水率微波检测传感器,利用微波传感器的相位作用特性进行试验,研究了温度和矿化度对相位法微波传感器检测精度的影响,通过对试验结果的处理,拟合出对应的变化曲线方程,获得了温度对原油含水率测量精度的影响规律,针对矿化度的几种主要组分(硫酸锶、硫酸钡、碳酸钙),分别采用单因素试验法和双因素试验法,获得了矿化度对原油含水率测量精度的影响规律。
  利用试验所得规律将相位法微波含水率传感器检测精度提高至3%,为提高原油含水率检测精度的研究,提供必要的校正参数和理论依据。
[硕士论文] 田威
机械制造及其自动化 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:岩屑录井是对钻井岩屑进行的检测和编录工作,通过岩屑录井可以掌握井下地层层序、岩性,初步了解钻遇地层的含油、气、水情况。钻井岩屑被钻井液从井下带上来时会含有大量的钻井液,因此必须对其进行清洗,进而得到干净的岩屑。目前我国石油行业一直靠人工捞取和清洗岩屑,岩屑清洗过程需要大量的水资源,并且洗完之后大部分油田会直接将污水废弃。目前的录井工作对水的利用方法已经很难满足油田录井现场的要求,迫切需要清洗污水循环利用。
  为了满足油田录井现场工作的实际需要,针对中国石油集团测井有限公司项目的要求,利用污水的自由沉淀理论和仿真技术研究具有代表性的录井岩屑清洗污水自然沉降规律,以及在录井岩屑清洗污水中加入具有代表性的絮凝剂后,其对自然沉降规律的影响,并通过试验加以修正。根据试验所得的沉降规律,设计出能够满足录井岩屑清洗污水循环利用的设备,使污水经过自由沉淀后可循环使用,淤泥及时排除,极大的提高水的利用率。对水资源的合理利用,加强油田录井工作管理有着重要的意义。同时使国内录井岩屑清洗污水循环利用系统的研究迈出一步,具有重要的社会意义和经济意义。
[博士论文] 孟涛
矿业工程 太原理工大学 2016(学位年度)
摘要:盐岩矿床作为石油天然气储存的理想介质已被广泛应用,主要是由于盐岩渗透率低、水文地质简单、分布广以及具有损伤自愈合的特性。但与国外巨厚盐丘相比,我国盐岩矿床属于层状岩层,典型特征是单层厚度薄、埋藏深,而且盐岩体中一般含有如泥岩、石膏、钙芒硝等众多夹层。其中石膏夹层广泛分布在云应、平顶山等盐岩矿床之中。夹层的存在会对储库建腔过程和运行过程产生诸多不利的影响,并带来一系列的风险和隐患。为揭示这一内在影响规律特征,本论文釆用实验研究方法,对石膏夹层在不同卤水腐蚀环境下的细观结构演化、弱化机理、静态断裂以及蠕变断裂力学特性进行了研究。此外在实验的基础上,采用理论分析与数值仿真的方法对石膏夹层的周期垮塌步距和储库围岩蠕变损伤演化进行了分析和探讨。主要内容如下:
  通过对不同浓度,不同温度卤水浸泡后的石膏夹层进行SEM实验、MCT实验、压痕试验和析因设计方差分析,揭示了其在不同腐蚀条件下的细观结构演化特征,得出石膏夹层的弱化机理是由于水和温度的耦合作用,而氯离子的作用较弱。然后根据实验结果提出石膏夹层在卤水腐蚀环境下的损伤演化模型,并将模型嵌入到PFC中进行了参数标定。
  通过对卤水浸泡后的石膏夹层进行单轴断裂韧度实验,得出该值随着卤水温度的升高逐渐降低,而随着卤水浓度的升高,该值变化不明显。然后根据实验结果得出试件在不同环境下的断裂包络线,并与传统断裂包络线进行了对比。为了对试件的开裂角和断裂轨迹进行预测,通过MATLAB自编扩展有限元程序并采用相互作用积分,计算得出了CSTBD型试件的I型、II型无量纲应力强度因子和T应力无量纲应力强度因子。然后以MMTS断裂准则为基准并根据MATLAB计算结果,利用神经网络法反演得出试件在不同腐蚀条件下的FPZ值。结果显示FPZ与卤水温度紧密相关,当选取合适的数值时,MMTS准则预测断裂包络线与卤水浸泡后的试件断裂包络线高度一致。
  通过对卤水浸泡后的石膏试件进行三轴断裂实验,得出断裂韧度与围压紧密相连,同时揭示了围压可以改变试件的断裂方式,随着围压的升高,试件逐渐从脆性断裂向延性断裂转化。然后对试件变形曲线和断口形貌进行了分析,得出随着围压的增大,试件的脆性指数逐渐增大,剩余能逐渐减小。当围压为1 MPa和3 MPa时,试件表现为穿晶断裂,断裂方式主要为脆性断裂;当围压为5 MPa和7 MPa时,试件表现为沿晶断裂,断裂方式主要为延性断裂。然后以MMTS准则为基准并根据MATLAB计算结果,利用神经网络法反演得出石膏试件在不同围压下的FPZ值。结果表明该值与围压大小紧密相关,当选取合适数值时,MMTS准则预测断裂包络线与不同围压下的试件断裂包络线高度一致。
  通过对Charles细观应力腐蚀模型进行修正,建立了考虑剪切力的细观蠕变断裂本构模型。该模型同时考虑了不同混合度的拉应力和剪应力对蠕变断裂和裂缝扩展速率的影响。然后通过对石膏试件进行实时蠕变断裂实验,揭示了蠕变断裂的三个过程,得出试件在不同载荷下的起裂时间、稳定阶段裂缝扩展速率和加速阶段裂缝扩展速率并对模型进行了参数标定。然后将修正后细观蠕变断裂本构模型嵌入到 PFC软件中,进行了石膏SCB试件蠕变断裂模拟和理论计算,得出了不同载荷下的蠕变断裂时间,并与实验结果进行了对比分析。
  基于圆环薄板模型,得出了石膏夹层建腔阶段的周期垮塌步距计算公式。然后对石膏夹层的周期垮塌步距进行了理论计算和ABAQUS数值模拟,得出夹层垮塌步距和垮塌次数与浸泡时间和浸泡温度紧密相关。通过对石膏夹层蠕变断裂进行PFC数值模拟,揭示了石膏夹层在不同内压下的蠕变损伤演化和裂缝扩展规律。
[硕士论文] 徐创朝
油气田开发工程 西安石油大学 2016(学位年度)
摘要:姬塬油田长9储层由于具有埋藏深、温度高、底水发育且油水关系复杂等特征,改造难度大,前期改造措施对于油层较薄且具有一定隔层遮挡条件的底水油藏和与底水直接相连薄油层储层来说,技术适应性较差。
  本文根据姬塬长9储层的地质复杂性,将储层分为三种类型,一是储层不含边底水,物性较好,二是储层含有底水,但是油水层之间有较好的隔层,三是底水发育、油水层直接相连的储层。针对各类储层特点,在制定改造措施的基础上,开展储层改造工艺技术优化及压裂液体系优化,初步形成了姬塬长9油藏的改造模式,为高效勘探开发奠定了基础。
[硕士论文] 李乐
矿产普查与勘探 西安石油大学 2016(学位年度)
摘要:鄂尔多斯盆地三叠系延长组是该盆地内勘探开发的重要含油层系。志丹油田YW区位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡中部,长4+5油层组是研究区的主力开发层位,为开展储层综合评价及动态地质效应预测研究,对油田综合治理、调整挖潜、保持稳产长效开发、提高油田采收率具有重要意义。
  本论文利用测井资料、岩心录井、实验分析、动态监测资料,对研究区长4+5储层特征以及动态地质效应进行了研究,结果表明,长4+5油层组被进一步细分为长4+52-2、长4+52-1、长4+51-2、长4+51-1等四个小层,其储层沉积类型主要为水下分流河道及河口坝复合沉积;岩石类型以细粒长石砂岩为主,矿物成分以长石为主,石英次之,颗粒为次棱角状,分选性较好;平均孔隙度为9.4%,平均渗透率为0.45×10-3μm2,属特低孔超低渗透储层。孔隙类型以粒间孔、长石溶孔为主,喉道类型主要为微细喉道—细喉道;成岩作用较为强烈,主要有压实作用,压溶作用、胶结作用、溶蚀作用以及自生粘土矿物作用等;储层的非均质性较强,润湿性为偏亲水,属于弱速敏、弱水敏、中等—弱碱敏、无-弱酸敏、无盐敏储层;渗流特征表现为油水两相共渗区狭窄,束缚水饱和度较高、残余油饱和度一般、等渗点较高。
  根据储层特征的各种参数再结合研究区实际情况,将YW区长4+5储层划分为I类、II类、III类、IV类,其中II类和III类储层分布广泛,I类和IV类储层分布较少;研究发现,注水开发过程中,储层渗透率降低,孔隙度增大,亲水性增强,微裂缝开启吸水,油层压力下降,连通性及注采对应关系变好,研究并预测这些动态地质效应变化情况,为油田调整开发动态提供依据。
[硕士论文] 邓高军
地质工程 西安石油大学 2016(学位年度)
摘要:L29井区位于鄂尔多斯盆地东南部,长2油藏主要分布在三角洲前缘水下分流河道,含油砂体多,复合连片好的特点,为岩性油藏,油水混储,无明显边、底水,地层能量低,开釆难度较大。为摸清L29井区内探明石油地质储量,编制开发方案,对该区进行储量计算,并进行开发概念设计和经济评价,以提高油田开发水平,意义重大。
  计算石油地质储量主要应用容积法,难以容积法计算地质储量时,可应釆用动态法和概率法计算。L29井区长2油藏目前处于滚动开发初期,釆用容积法计算储量较为合理。在利用容积法计算 L29井区长2油层组储量时,将长2油层组纵向上划分为长21和长22两个储量计算单元,平面上作为一个储量计算单元,计算得长2叠合含油面积25.56km2,石油地质储量为898.41×104t(1067.00×104m3)、溶解气地质储量0.71×108m3。根据该区油藏类型和油藏性质(油层物性、流体性质、岩石及流体相关特性)和开发条件,综合确定该区自然能量开采条件下的采收率为10%,计算得石油技术可采储量为89.84×104t(106.70×104m3),溶解气技术可釆储量为0.07×108m3。经济可釆储量评价方法主要为现金流法,其次有经济极限法和类比法。根据L29井区自然能量开采动态资料,因此采用经济极限法和现金流量法综合确定经济釆收率为8.4%,计算得原油经济可采储量75.60×104t(89.79×104m3)。
  根据L29井区的勘探开发程度及地质研究与认识程度,确定储量类别为探明已开发储量。综合评价认为:L29井区长为中浅层、特低孔特低渗、低产、特低丰度、低含硫轻质常规油小型油田,为弹性—溶解气驱动的岩性油藏。经济技术指标评价认为,L29井区长2属低效益油田,但开采技术与管理方法适合油田特点,采油成本低,税后内部收益率为15.94%,高于行业基准收益率(12%),投入开发有效益。
[硕士论文] 晏晓龙
矿物学、岩石学、矿床学 西安石油大学 2016(学位年度)
摘要:研究区井区位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡西北部。本文以沉积学、构造地质学、石油地质学、测井地质学、数学及地质统计学的最新成果为理论基础,以现代计算机技术和各类地质软件为手段,综合钻井、录井、测井、试油等各类动静态资料、各种分析化验及地层测试资料,开展了陕北斜坡西北部高庙湾区油藏储层研究。
  本文利用研究区90口井及邻区部分井的动、静态资料作为主要的研究对象,对研究区侏罗系延安组地层、构造、沉积、储集层特征、储量动用状况、及下步建议进行了研究。根据地层对比原则,研究的重点层位主要是中下侏罗统延安组延10油层组长。并按照标志层及沉积旋回将延10进一步细分,分别划分为、延101、延102等油层亚组。研究区区域构造表现为东高西低的单斜构造,坡降为每千米5~7m,与鄂尔多斯盆地区域构造趋势吻合。
  目的层延10发育曲流河相。曲流河是弯曲的单一河道,河道蜿蜒曲折,一般发育于沉积平原下游,三角洲沉积之上和辫状河之下。主要发育河道(河道滞留、边滩砂坝)及河漫滩等微相类型。骨架砂体为河道中的砂质沉积。
  本区侏罗系延安组延10储层段岩性主要为一套长石岩屑砂岩,其次为少量的次长石岩屑砂岩、岩屑砂岩和石英砂岩。胶结物主要为石英质,其次为方解石、含铁白云石和长石质。岩石致密程度强度不一,碎屑颗粒主要呈次圆状,部分呈圆状,分选程度好,部分中等,接触关系以线状接触为主,胶结类型以孔隙和加大胶结为主。填隙物主要以石英质、高岭石为主,其次为方解石、伊利石、含铁白云石和长石质,主要储集空间为原生粒间孔和次生孔隙,主要孔隙类型是粒间孔隙,其次是长石溶孔、粒内孔,还有少量的铸模孔。
  本区延安组延10储层具有较强的非均质性,表现在砂岩渗透率非均质计算结果,砂岩厚度、砂/地比值、隔夹层以及储层物性均变化较大。薄、厚砂带的相间分布,使储层物性也出现相间分布的现象。延10储层以Ⅳa类为主,其次为Ⅲb类。
  最后经计算算出延10油层的石油地质储量以及储量丰度,延10油层的产油量和剩余可采石油地质储量。然后对研究区的勘探开发作出基础评价与建议。
[硕士论文] 倪尧
电磁场与微波技术 电子科技大学 2016(学位年度)
摘要:随着石油开采已慢慢步入中后期,越来越多的油气出现在砂泥岩薄互储层之中。这种油气储层具有水平低阻、垂直高阻的特性。常规的感应测井仪器由于只具有轴线方向上的线圈系因而只能得到地层的水平电阻率,而不能获取垂直电阻率。这样无法准确评估砂泥岩薄互储层,极容易造成油气的低估和漏估。
  为了解决油气勘探中遇到的上述挑战,三分量感应测井仪器应运而生。它具有三个方向的正交线圈系,能同时得到地层的水平和垂直电阻率,相比常规感应测井仪器,能提供多条测井曲线,因而能全面的反映地层物理特性。另一方面,为了能得到储层更多的信息,我们需要结合多条曲线去同时反演多个未知量,这又对我们的数据处理解释提出了更高的要求。
  由于感应测井包含正向建模和反演处理两部分。针对正演算法,本文研究了非均匀介质中电磁场求解的多维方法;针对反演算法,本文研究了基于物理过程和数学过程的多种电磁反演求解方法。
  针对常规感应测井与三分量感应测井,本文首先从仪器线圈系结构、工作原理以及能测量和反演的数据量等方面比较了它们的异同,并从最基本的全均匀介质出发,本文具体推导了感应电压和视电导率的提取公式,然后基于平面一维分层介质模型,推导了平面一维分层介质中的格林函数,研究了sommerfeld积分的常规求解算法,在此基础上提出并优化了基于汉克尔变换的快速滤波法。关于三分量感应测井的响应,本文从多个方面考察了地层不同的物理特性对响应的影响。
  结合平面一维分层介质模型,本文首先分析了分层介质反演原理和流程,研究了基于参数优化的高斯牛顿法和broyden法,并加入了线性搜索和非线性变换的处理。然后本文也将正演加速运用到了反演之中,体现了不同的正演算法对于反演效率和计算结果的影响。最后本文结合多个数值算例全面考察了不同模型对高斯牛顿法反演效率和精度的影响,并将broyden法成功应用于反演数值模拟之中,取得了不错的效果。
[硕士论文] 刘志强
电子与通信工程 电子科技大学 2016(学位年度)
摘要:纵使科技日新月异,高速发展,也丝毫没有降低人类对石油的依赖性,现代工业对石油的需求量越来越大,随之而来的是开采难度愈加增大,导致石油勘探工程中,对测井仪器的探测能力的要求越来越高。介电测井方法便是作为传统测井方法的强力补充,愈发的收到人们重视。当地层电阻率起伏变化不够明显,或对比度不高,或水淹层测井中,电阻率未知的情况下,介电测井可以发挥重要补充作用。
  本文首先介绍了介电测井基本理论,从岩层的介电特性、极化机理以及频散效应出现的根本原因去探讨,详细讨论了之所以可以利用介电常数去区分地层的电磁学基本原理。
  随后分析了在均匀地层下和非均匀地层下,不同的正演以及反演建模方法。对于正演建模分析,均匀地层下,在不同的频率下,分为改进后的平面波模
  型和球面波模型,得到的为解析解。解析解不可以直接用作解释地层,不过可以对后期建模起到验证以及指导作用。而接近实际模型的非均匀地层下,本文采用了有限元区域分解算法(FEM-DDM)进行建模分析。有限元方法可以对不规则模型进行很好的仿真,而区域分解算法可以将整个待求区域分成若干子区域,分而治之,在保证精确度的前提下大大减少了未知量个数,提高了计算效率。而后,考察了频点,源距,探测深度,分辨率,适用性等。
  对于反演建模分析,均匀地层下,同样讨论了平面波模型和球面波模型应用的情况,随后分析了电磁学数值反演算法。提出在近似算法的前提下,在迭代求解过程中,目标函数很容易具备病态性,进而导致迭代发散,无法进行反演分析。文章提出了改善方法,在目标方程中加入适当正则化方法,每步迭代过程都加以修正,同样是在区域分解框架下进行反演,采用牛顿迭代加正则化方法,对介电测井模型进行了反演分析。采用有限元算法进行正演,可以一步填充敏感度矩阵,而区域分解算法可以并行计算,相结合便大大提高求解效率。
  文中所提到的数值结果都与测量值或者文献结果良好吻合。充分说明了本文所采用的方法的准确性。本文中的分析为介电测井相关研究理论提供了参考,为进一步深入研究奠定了基础。
[硕士论文] 李必智
石油与天然气工程 西安石油大学 2016(学位年度)
摘要:钻井地质力学模型的建立和应用是近年来钻井工程领域内的一个热点研究问题,是解决钻井过程中井壁稳定、事故预警及风险预测的重要手段,也是在诸如页岩气、煤层气等非常规油气资源水力压裂作业的有力依据,如何应用具体作业区块的钻井、测井、录井及岩石力学实验等信息,建立合理的地质力学模型已经成为科学化钻井急需解决的问题之一。地质力学模型建立的合理与否,关键在于模型参数计算的准确性,本文提出钻井地质力学模型关键参数计算和应用研究,目的是为地质力学模型关键参数计算探索一种可行的计算方法。
  论文首先分析了常规地质模型与地质力学模型之间的区别和联系,确定了地质力学模型建立过程中特定参数的信息来源。其次,针对测井数据中横波缺失问题拟合出了不同地层岩性、多参数影响下横波数据的预测公式。然后,基于有限元软件进行了岩石三轴应力分析和模拟,得到了岩石在任意围压下应力-应变的拟合关系。通过与实验数据对比分析,验证了公式在误差允许范围内数据的一致性,解决了地质力学建模过程中,岩石三轴实验测试数据的不足问题。最后,在关键参数计算的基础上,提出了建立地质力学模型的思路、方法、流程,并结合特定的研究区块建立了地质力学模型,完成了沿井眼轨迹力学参数剖面的抽取。
  论文的创新之处在于提出了一种地质与工程相结合的地质力学模型建立方法,并着重研究了模型建立过程中关键参数的计算、横波数据补偿公式的拟合、岩石三轴试验的模拟,以及沿井眼轨迹力学参数的抽取等关键问题。
  通过本文的研究,为地质力学模型建立及其关键参数计算探索了一种切实可行的方法,这对于降低钻井过程中井壁失稳、坍塌卡钻等作业风险,优化水力压裂作业的施工方案,提高钻井和压裂作业的科学化水平都具有一定的推动作用。
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