深层页岩干酪根纳米孔隙中甲烷微观赋存特征

深层页岩储层甲烷高温高压条件下的赋存特征是准确评估页岩气储量的关键。首先,基于深层页岩龙马溪组干酪根分子结构单元,构建干酪根不同形状和孔径的纳米孔隙分子模型;然后,采用巨正则蒙特卡洛和分子动力学耦合方法,开展甲烷赋存模拟,分析压力、温度、孔径和孔隙形状对甲烷赋存量的影响规律;最后,研究甲烷微观赋存机理,分析甲烷微观分布特征、甲烷–壁面微观作用特征以及甲烷优先吸附位。研究表明：在深层高压条件下,甲烷过剩吸附量和溶解量受温度影响较小;随温度升高,甲烷绝对吸着量和游离气体量减少;干酪根介孔孔径对甲烷吸附气和溶解气量基本无影响,孔径引起的总气体量变化主要由游离气贡献;与圆管孔相比,狭缝孔中甲烷总气体量更大,但过剩吸附量较少;甲烷分子优先吸附于干酪根结构上的噻吩位点。研究结果为深层页岩气储量评估提供了理论依据。     

改进的模糊神经网络优选压裂井

影响压裂选井因素多,影响因素本身具有模糊性,且压裂效果与各影响参数之间大多呈复杂的非线性关系,这种关系难以用传统的数学表达式来描述,各因素对压裂效果的影响程度不同,某些因素之间存在交叉影响现象。传统的选井方法依据经验,具有一定的主观性,盲目性。运用人工神经网络方法可以很好地解决这类高度复杂的非线性问题。但是,普通的神经网络计算速度慢,难以收敛。本文运用改进的模糊神经网络,权重实现自动调整,运用遗传算法搜索出最优的压裂施工参数,提高了计算速度,并且可以保证收敛,同时,采用了模糊专家系统,结合了现场专家多年在特定油田的工作经验,保证计算结果符合现场实际。该方法计算结果正确,符合现场施工实际;计算简单、方便,具有一定的现场实用价值。     

四川盆地长宁区块页岩气水平井地质目标关键技术参数优化

近年来,针对四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组在页岩气地质评价、工程试验和开发优化研究等方面均取得了较大的进展,初步掌握了页岩气开采主体技术,并在焦石坝、长宁、威远等区块实现了规模建产。为了给类似页岩气水平井的开发设计提供技术参考,以长宁区块五峰组—龙马溪组页岩气井为研究对象,采取地质与工程相结合、动态与静态相结合、统计分析与模拟预测相结合的技术手段,量化页岩气井产能主控因素,建立页岩气井产量预测模型,优化该区块页岩气水平井巷道方位、巷道位置、巷道间距、水平段长度以及气井生产指标等地质目标关键技术参数。结论认为:(1)水平段方位与最大主应力和裂缝发育方向之间的夹角最大、水平井巷道位于最优质页岩内、水平段钻揭Ⅰ类储层长度超过1 000 m,是页岩气井获得高产的基础;(2)水平井的井筒完整、优选低黏滑溜水+陶粒压裂工艺造复杂缝是页岩气井获得高产的保障。依据该研究成果形成了长宁区块页岩气开发的技术政策,指导了该区块页岩气的开发建产,也为类似区块页岩气水平井的开发设计提供了借鉴。     

页岩气地质工程一体化管理实践与展望

地质工程一体化是促进页岩气勘探开发“降本增效”的必由之路,总结地质工程一体化管理实践经验对于页岩气高效开发具有重要意义。为此,在系统梳理页岩气地质工程一体化内涵、管理实践的基础上,借鉴页岩气开发国际经验,结合国内实际,对页岩气地质工程一体化管理优化提出了发展展望。研究结果表明：(1)集成管理是实现“降本增效”的快速通道,油气公司可设立具有统筹管理权限或协调功能的项目集成管理部门,并建立健全一体化项目中人、财、物等资源的统筹配置机制,以充分发挥一体化管理的集成、高效优势;(2)信息集成管理是油气行业实现数字赋能的基础,油气公司应加速推进一体化平台建设、强化信息质量管控,推动页岩气勘探开发数据的集成共享;(3)数字化工作模式是企业提升信息时代生存发展能力的重要依托,油气公司应重点提升“金数据”挖掘利用能力、打造一体化工作流程,加速数据资产价值释放。结论认为,页岩气地质工程一体化管理实践虽然成果丰富,但尚处于经验理念到理论体系的过渡阶段,亟需完善相适应的系统管理理论体系,应深化组织结构、业务模式、流程管理和信息管理等方面的研究与探索,进而促进页岩气勘探开发效益的全面提升。     

碳达峰碳中和背景下发展CO2-EGR的思考

2020年9月，中国政府提出了在2030年前碳达峰以及争取在2060年前碳中和两阶段减排目标，该目标的确立为中国CO2驱提高天然气采收率(CO₂-EGR)产业技术的发展和应用带来了机遇。为了对碳达峰碳中和(“双碳”)目标下CO₂-EGR的发展形成全局性的认识，系统分析了“双碳”目标下发展CO₂-EGR的意义，CO₂-EGR的潜力、发展现状以及面临的挑战，进而针对我国CO₂-EGR的发展提出了建议。研究结果表明：(1)发展CO₂-EGR对于保障我国能源安全、加速清洁能源体系建设推动能源转型、进而尽早实现“双碳”目标均具有重要推动作用；(2)我国应明确CO₂-EGR发展路径，构建CO₂-EGR空间布局，强化CO₂-EGR数字融合及其在多能互补能源系统中的减排作用，助推可再生能源规模化运用和传统难减排的煤炭行业深度脱碳；(3)充分借鉴欧美税收抵免政策和创新基金政策，加速建立CO₂     

高峰值电压长寿命超宽带时域信号源

设计了一款基于雪崩晶体管和Marx电路的超宽带(UWB)时域信号源，其具有较高的峰值电压、较快的上升沿、较窄的半脉宽、较高的重频、较长的寿命等特点。通过8路功率合成的方法，在电路成本较低的前提下，改善了输出电压饱和的问题，提高了信号源的输出电压。通过晶体管并联技术，在高峰值电压输出的情况下，提高了信号源的寿命。最终信号源实现了峰值电压10 kV,上升沿183 ps,半脉宽750 ps。在重频为20 kHz下，可以连续工作超过45 min。该信号源可用于对目标的探测、干扰、攻击和物质处理等领域。     

页岩气藏两相流固耦合无网格数值模拟

针对页岩气藏受两相复杂流动与流固耦合作用影响导致产能预测难度大的问题，将渗流场分为主改造区、次改造区和未改造区，结合多流态统一输运模型及等效连续非均匀介质物理模型，建立多尺度气-水两相流动流固耦合数学模型，并利用无网格广义有限差分法对数学模型进行编程求解。研究结果表明：无网格广义有限差分法能适应不同计算域情况，避免传统差分网格与非结构网格耦合所导致的运算不稳定；压降前缘在未改造区的传播仅为20 m左右，固体位移主要发生在次改造区与未改造区的交界区域；忽略应力场的影响，气井投产初期产气量被显著高估，到生产后期这种影响逐渐下降；低初始含水饱和度的页岩气藏更有益于开发，储层优选时应重点考虑含水饱和度。研究成果对流固耦合数值模拟及非常规油气藏产能预测具有指导意义。     

基于综合可压性的深层页岩气压裂经济效益预测方法

水力压裂是实现深层页岩气藏经济有效开发的关键技术，但深层页岩气储层构造复杂、甜点识别困难、地质条件差，中浅层页岩综合可压性评价方法不再适用；此外，深层页岩气建井及压裂等工程成本高，试采产量低，经济开发矛盾尖锐。为此，通过研究不同地质工程参数对水平井页岩气开采产量影响规律，确定影响页岩气产量因素，通过突变理论综合页岩储层地质、缝网发育程度、岩石基质、流体用量、施工参数等特性，建立了地质-工程综合可压性预测压裂经济效益方法，利用互补准则，降低主观因素干扰，并根据可压性模型评价类型构建经济效益预测模型。以X区块DS2井为例，结合试气产量验证了模型的可靠性，该模型能客观评价页岩气开发和预测工程经济效益。实例计算表明，压裂经济效益预测方法可预测经济回报周期、净现值、内部收益率等，并可通过优化调整工程参数提升经济预测结果。研究结果对于矿场进行预期开采规划，提高深层页岩气可压性评价预测及效益预测具有重要的理论指导意义和矿场应用价值，可实现“降本增效”目标。     

深层页岩气断层属性对压裂缝网的影响

深层页岩地层断层较为发育，附近地应力场呈现非均匀分布，水力压裂产生的裂缝可能出现非平面、非对称、非规则延伸行为，进而影响压裂缝网体积。针对该问题，以川南区块Y101井区实际断层为例，构建了深层页岩气复杂构造内断层附近非均匀应力场表征模型与压裂缝网扩展模型，分析了断层特征参数对地应力的影响，并定量研究了断层类型、断距、长度、高度、走向、倾角和距离对压裂缝网体积的影响。结果表明：断层的断距、长度和高度越大，地应力偏转角和地应力差越大，压裂缝网体积越小；断层的倾角和远离断层的距离越大，地应力偏转角和地应力差越小，压裂缝网体积越大；断层的走向越大，地应力偏转角越大，地应力差越小，压裂缝网体积越大。断层参数对缝网体积的影响程度由大到小依次为倾角、走向、断距、距离、高度、长度。该研究可为深层页岩复杂构造下的缝网压裂优化设计提供理论依据。     

影响四川盆地页岩气开发的非技术因素：定义与机理

四川盆地及其周缘页岩气可采资源量居全国首位，规模效益开发四川盆地页岩气对保障国家能源安全具有重大战略意义。页岩气开发不仅面临资源评价、钻井工程、压裂工程等方面的技术难题，还受到产业规划、扶持政策、地企协调等非技术因素的影响。为了解决页岩气开发过程中非技术因素概念界定、内涵和影响机理辨识的问题，基于利益相关者理论，以四川盆地南部地区（以下简称川南）页岩气开发为例，明确了影响页岩气开发非技术因素的定义和内涵，在实地调查、专家咨询和实践研究的基础上，构建了非技术因素贝叶斯网络模型，并进行了逆向推理和因果推断，定量辨识了影响川南页岩气开发的主要非技术因素和影响机理。研究结果表明：(1)影响页岩气开发的非技术因素指涉及页岩气产业兴起和发展进程中所有利益相关者的不确定性因素；(2)影响川南页岩气开发的主要非技术因素有页岩气产业政策、基层相关部门与企业的沟通机制、企业内部投资管理和群众个人认知；(3)针对页岩气开发不同阶段，应根据非技术因素影响机理，构建各利益相关者的协调机制，持续优化非技术因素调控措施。结论认为，非技术因素的明确对页岩开发具有重要作用，对推动形成技术因素和非技术因素双轮协同驱动页岩...