摘要：低应力条件下土体的力学行为因颗粒嵌锁效应显著增强,表现出更高的摩擦角和剪胀性,工程设计中忽视这些特性可能导致不准确分析甚至引发地质灾害。在SANISAND-04边界面模型基础上进行扩展,通过引入颗粒间嵌锁强度参数,对模型的屈服面、临界状态面、边界面和剪胀面进行了改进,提出了SANISAND-L模型,并采用两种不同嵌锁强度的颗粒土三轴剪切试验结果对该模型进行了验证。结果表明:改进后的SANISAND-L模型只增加了一个模型参数,不仅能准确反映低应力水平下颗粒土的峰值和临界状态内摩擦角的提升,同时也能在较高应力水平下保持适用性;该模型参数能通过低应力条件下的临界状态强度数据直接拟合获得;对模型进行验证发现其显示出较好的预测能力;在2 kPa有效围压下,该模型对Toyoura砂土峰值内摩擦角的预测相对误差低于2%,显著优于未考虑嵌锁效应的SANISAND-04模型(后者相对误差超过25%)。该模型结构简洁、参数标定方便,可在SANISAND-04模型的代码基础上直接修改实现,有助于更加精准地进行浅基础承载力、海底管道铺设等浅部土层工程问题的有限元模拟。

摘要：我国煤层气资源储量十分丰富,是良好的天然气后备资源,开发利用煤层气具有多重价值。煤层含气量是评价煤层的关键参数,也是决定煤层气勘探开发选区与产能潜力大小的重要因素,利用测井技术评价含气量可以低成本获得地下煤层气关键参数,准确获得含气量对煤层气勘探开发具有极为重要的影响。为了规避煤层中天然气不同赋存状态导致的密度不同和Langmuir单层吸附模型造成的含气量低估,提出了一种基于核磁共振技术评价煤层含气量的新方法,采用经过校准的核磁共振仪器测量煤层中的核磁共振信号,通过分离煤层中吸附态天然气的核磁共振信号,进而计算单位体积地层中天然气分子的摩尔数,综合体积密度测井换算为标准状态下煤层含气量。为验证方法的有效性,设计开展了实际煤样甲烷等温吸附与核磁共振联测试验,试验结果表明,利用不同的T2(横向弛豫时间)截止值可以区分煤层中不同赋存状态的甲烷气体,基于核磁共振新方法计算的与试验测量的煤层含气量符合很好,证明了新方法的有效性。实际测井资料处理解释结果表明,基于核磁测井新方法比常规测井方法计算煤层含气量更加有效。

摘要：镜质体反射率(R_(o))和沥青反射率(BR_(o))化学动力学模型是标定沉积盆地热历史和预测烃源岩热演化最常用的研究手段,近年来已经取得显著进展,但并没有引起国内科研工作者的足够重视.在回顾化学动力学模型研究历程的基础上,报道了相关研究新进展.Vitrimat 1989模型和经典的Easy%R_(o)模型基于3个原理:(1)R_(o)与H/C和O/C有关;(2)镜质体热降解产物为残余镜质体和4种产物(H_(2)O、CO_(2)、CHn、CH_(4))的总和;(3)热降解反应遵循Arrhenius方程.Easy%R_(o)模型存在设计缺陷:(1)使用的频率因子(1×10^(13))过低;(2)优化活化能分布时缺少过成熟度(R_(o)>2.0%)样品.在实际运用(地质升温速率)中的不足包括:(1)当实测R_(o)2.0%时,Easy%R_(o)模型对R_(o)的计算值过低.详细介绍了Basin%R_(o)、Easy%R_(o)DL、Easy%R_(o)V和Easy%R_(o)B等新一代化学动力学模型的数据基础、校准原理和潜在适用性.BasinR_(o)%模型在中‒低熟阶段展现的“dog-leg”曲线特征可能不适用于R_(o)-深度剖面;Easy%R_(o)DL模型具有较强的地质条件适用性;Easy%R_(o)V模型更加适用于实验室加热速率条件;在地质升温速率下,为R_(o)开发的新一代化学动力学模型全部提高了当R_(o)>2.0%时的计算值;Easy%R_(o)B模型是基于BR_(o)-VR_(o)(等效镜质体反射率)函数关系和Vitrimat 2018(Type-Ⅱ)模型并为BR_(o)设计的模型,具有较高的地质条件适用性.基于PetroMod盆地模拟平台中的Calibration化学动力学模块和Kinetics生烃动力学模块,展示了新一代化学动力学模型在超深层烃源岩成熟度标定和预测、中‒低成熟度烃源岩R_(o)反演热历史及盆地动力学、结合生烃动力学参数建立生烃模型等应用案例.指出未来应重视地质升温速率/实验室加热速率下新一代化学动力学模型的适应性问题研究;提高反射率测量准确性、正确识别反射率受抑制程度、与低温热年代学参数耦合反演,对提高利用化学动力学模型开展盆地热历史研究的准确性具有重要意义.

摘要：海上油气勘探开发涉及数据类型多、专业知识领域多,常规处理解释工作需借助大量不同的专业软件,工作流程复杂,在油气数智化转型背景下,如何使不同专业、单位开展有效的协同研究成为油气勘探开发领域的工作重点之一。结合海上油气勘探开发特点,设计研发了勘探开发一体化协同研究关键技术及系统平台。首先围绕勘探开发一体化协同研究平台建设目标,提出数据支持、工具支持和协同研究场景3方面建设内容,以及低代码配置化应用构建、油气专业软件数据交换和石油大数据与AI智能应用技术3类关键技术;其次开展了海上协同平台搭建技术研究,包括研究数据应用整合与共享、专业软件与平台基础数据交换、各类型研究辅助工具研发、低代码配置构建协同研究场景建设等功能模块;最后,在南海北部白云凹陷深水区开展了示范应用,结果表明协同研究技术成果有助于实现勘探开发综合研究跨专业、跨单位的一体化协同研究,资料收集工作时间由原来的数天缩短至几分钟,研究工作综合效率提升了20%以上,进一步提升了海上勘探开发数据应用质效,降低了运营成本。本文作为中国海油数智化转型的阶段性成果,可为对海上油气田的勘探开发协同研究技术发展提供有益参考。

摘要：油气企业在勘探开发主营业务领域的数智化转型是培育新质生产力、实现高质量发展的重要途径,而数据治理工作,又是实现数智化转型的基础。通过分析国内外油气企业数据治理现状,指出中国海油在油气勘探开发数据治理工作中面临的业务链条长、技术要求高和管理难度大三方面挑战;围绕具有中国海油特色的“组织推动、基础治理、平台支撑”三大基础能力、“数据整合、应用整合”两项核心任务、一系列“价值场景”的勘探开发数据治理体系整体思路,提出七项数据治理主要措施,即构建组织体系、建立数据资产目录、制定数据标准、提升数据质量、保障数据安全、构建数据平台及推进数据整合与应用整合。中国海油数据治理的典型成效已初步体现,在现场作业方面能够全面支撑“秦皇岛32-6”“深海一号”等智能油气田建设,在研究设计方面可为勘探开发一体化协同研究平台提供全专业数据支撑,在管理决策方面可为业财一体化平台提供便捷数据服务。中国海油在勘探开发数据治理工作中的探索与实践,能够为其他油气企业提供有益的经验借鉴与启示。

摘要：管式旋流气液分离器因具有分离效率高、结构紧凑等优点而受到广泛关注,但能否适应入口气含率大范围变化是制约其实用性的关键。本工作考察了能够适应气含率大范围变化的管式旋流气液分离器,采用计算流体力学(CFD),结合空气-水介质体系下的实验测试,对其流场特性和分离性能进行研究。CFD数值模拟结果显示,入口气含率在10%~90%范围内变化时,气相分离效率均大于80%且变化幅值小于9.9%,液相分离效率均大于97%且变化幅值小于2.2%。实验测试结果显示,入口气含率在9.4%~89.2%范围内变化时,随入口气含率增加,气相出口的含液率逐渐减小而液相出口的气含率逐渐增加,气相出口的含液率均小于4%,除液体流量为12 m^(3)/h的工况外,其他工况下液相出口气含率始终小于10%。对比不同液体流量下的气相分离效率和液相分离效率,液体流量为8 m^(3)/h时分离性能最佳。CFD数值模拟结果与实验测试结果略有差异,但整体变化趋势一致,可作为结构放大设计的有效手段。研究结果表明,管式旋流气液分离器整体采用“强旋流+弱旋流+重力”的作用形式,具有较高的分离效率和良好的抗工况波动性能。

摘要：为了提高油管内割刀切割效率,避免油管切割时发生割刀刀具伸出不足、刀片磨损失效快及喷嘴流量不可控等不良现象,研发了一种基于可调节式节流喷嘴的系列化互换多规格油管内割刀。对该工具设计了专用试验平台验证其使用可靠性,并对关键结构设计和试验步骤进行介绍。试验在水循环工况下由初试切割、正常切割、循环启停切割及磨损切割试验组成。研究结果表明:在主体结构及初始外径不变的情况下,系列化割刀能适应不同规格油管切割,可调式节流喷嘴能够满足现场泵组压力,保证割刀合理的转速;割刀能够在163 s内割断73.0 mm油管,多次启停切割73.0 mm油管时长为179 s,剧烈磨损后能在426 s内割断89.0 mm油管,刀具使用寿命达到4次;切割时割刀需要缓慢切入,靠近管壁时需停留23 s左右达到稳定状态,防止出现憋泵现象。试验验证了该刀具的伸出范围可以调节以适应不同外径油管,刀片在不同喷嘴流量下能够多次完成切割作业。研究结果表明该工具可为修井作业现场应用提供技术支撑。

摘要：为解决修井作业中小油管内割刀切割效率低和压力不稳定的问题,提出了双活塞驱动式小油管内割刀结构。对工具结构和工作原理进行了介绍,对双活塞和割刀刀具等关键结构进行了设计,并对割刀本体开展了力学仿真分析,研究其关键部位受力情况;通过地面试验验证了双活塞割刀的性能和应用效果。研究结果表明:螺纹根部最大应力为225 MPa,割刀安装位置最大应力为212 MPa,螺纹孔应力为206 MPa,活塞接触面最大应力为159 MPa,割刀本体整体应力分布较均匀;单活塞切割?73.00 mm油管时长为269 s,双活塞切割时长为181 s,切割时长缩短32%;双活塞割刀刀具磨损较轻,油管切割断口光滑平整。试验结果说明双活塞驱动式割刀切割效率和切割稳定性提升显著。研究结果可为修井现场油管切割作业提供理论和技术支撑。

摘要：针对目前可溶桥塞承压强度低、降解速率慢、无法适用于超高温环境的问题,创新性提出适用于超高温环境的全金属桥塞设计方案,同时开展可溶镁基合金的室温、高温下力学性能试验及高温溶解性能试验,并结合有限元分析结果完成桥塞关键部件材料优选,最终试制耐超高温全金属桥塞实物样机并开展室内试验测试,从室温承压性能、高温承压性能和溶解性能3个方面验证实际应用效果。研究结果表明:随着温度升高,相对于高伸长率可溶镁基合金,高强度可溶镁基合金抗拉强度和屈服强度下降幅度较小,伸长率变化幅度较大;在超高温环境中,可溶解镁基合金溶解速率呈现慢-快-慢现象,在溶解后48~72 h内溶解速率最快;研制的耐超高温全金属桥塞在205℃、质量分数2%的KCl水溶液中最高可承受压差70 MPa,并保持10 h有效密封;在模拟工况下的密闭容器中8 d可完全溶解,满足设计要求并具备入井条件。该研究可为开发适用于超高温环境的全金属桥塞提供技术支撑。

摘要：珠江口盆地作为中国海上低渗油气的重要成藏区,低渗油气资源量巨大。陆丰凹陷L44油田是南海东部首个整装压裂开发的低渗油田,为提升开发效益,采用压裂等储层改造方式,但压裂后存在改造规模未达预期、裂缝起裂机理认识不清等问题。建立了一种基于地震解释、测井、地质相结合的海上低渗油田地质工程一体化建模方法,使裂缝扩展延伸更加准确。对研究区开展了三维地质力学建模和地质工程双甜点优选,提出了适用于海上低渗油田压裂设计的储层射孔段长度上限,对C3井重新进行了压裂方案设计和产能模拟,经二次压裂投产后产量水平与设计预期基本相符。研究结果表明:(1)低排量条件下,射孔段长度由4m增至16m,单段裂缝长度平均减少30m,前5年单井累计产能减小88%;(2)射孔段长度的增大对改造规模起到抑制作用,射孔段长度大于6m时,改造范围大幅减小,射孔段长度小于6m时,改造范围减小幅度不大,最优射孔段长度不应大于6m;(3)射孔段长度小于6m时,施工排量每提升1m^(3)/min,储层改造体积平均增幅为10.97%,提高施工排量可实现进一步增大压裂改造体积的目标。建立的海上低渗油田地质工程一体化建模方法为南海东部低渗油田的开发方案和压裂方案设计提供了全新认识,有利于提升油田开发效益。