摘要：研制一种新型低场核磁共振孔隙介质分析仪,通过对不同直径岩样的实际测量,可以快速提供含流体孔隙介质的T2分布,T1分布,T1-T2和D-T2二维分布等重要信息,证实了仪器的合理性,有效性,及便捷性。采用Hal-bach磁体和可变尺寸开槽法拉第屏蔽螺线管天线,方便了样品制备和探测效率。低成本线性功率放大器的输出功率可达250 W,能够满足线圈激励要求,并降低成本。有源场效应管组成的隔离电路工作频率较宽,具有通用性。射频三极管组成的负反馈放大电路作为前置放大电路的第一级保证接收回路的低噪声设计,三极管集电极电流由运放为核心的虚拟电流源,使电路设计简化。DSP和FPGA作为主控电路的运算和逻辑控制单元,使回波信号提取和脉冲序列时序生成更灵活。

摘要：针对深层碳酸盐岩储集层水平井酸压面临的井下温度高、破裂压力高、压裂液流动摩阻高、储集层非均质性严重等难点,研发了水平井水力喷射分段酸压新技术。基于喷射分段酸压机理,自主研制了用于水力喷射分段酸压的井下喷射器和配套管柱,给出了水力喷射酸压工艺设计中喷嘴数量与喷嘴直径组合、喷砂射孔参数、泵注程序的优化设计准则。研究表明,水力喷射压裂酸化技术依靠水动力封隔实现分段酸压,井下工具简单、耐高温(160℃),可节约成本,降低作业风险;水力喷射注酸可延长近井地带有效酸蚀距离,增强酸化效果;井下喷射器最优喷嘴相位60°,宜采用螺旋布置喷嘴;建立了喷嘴最优排量与井口压力的关系图版,可在井口装置承压范围内提高施工排量,实现大排量、深穿透酸压,最终确定喷嘴直径及喷嘴数量布置。现场试验表明,水力喷射酸压试验井最大作业垂深可达6 400.53 m,喷射酸量高达618 m3,对深部水平井分段酸压具有较强的适应性。

摘要：混合布齿PDC钻头在油田现场取得了较好的提速和进尺效果,但其设计过多依赖于设计者的经验,缺乏理论依据和室内试验数据支撑。为了优选锥形PDC齿与常规PDC齿混合布齿参数,进一步提高混合布齿PDC钻头在硬岩地层中的钻进性能,针对花岗岩地层设计并开展了锥形齿和常规齿混合切削试验,探究了同轨道切削顺序、切削齿高差和异轨道锥形齿间距、切削齿高差对破岩效果的影响规律。研究结果表明:对于同轨道混合切削,采用先锥形齿后常规齿的切削顺序可以使锥形齿和常规齿的破岩效率都达到最佳,获得最佳的整体破岩效果;对于异轨道混合切削,随着锥形齿间距的增加,切削力和破岩比能先减小后增大,而破岩体积先增大后减小;当锥形齿间距为18 mm时,切削力和破岩比能同时达到最小值,分别为4252 N和108 MPa,最优锥形齿间距为18 mm。所得结论可为适用于硬岩地层钻进的混合布齿PDC钻头设计提供指导。

摘要：针对致密气藏压裂后产能预测难的问题,基于渗流机理,考虑地层的应力敏感及压裂后的地层改善效果,建立适用于压裂停泵反演的线性非均质复合区压裂井模型,利用建立的模型和数值试井确定裂缝参数和地层参数,应用SPSS回归方法建立了压裂前后产能与压裂规模的关系,得到致密气藏压裂后的产能预测方法。研究表明:水力压裂停泵后闷井压力的双对数特征曲线可分为裂缝线性流阶段、过渡段、窜流阶段、外区线性流阶段、边界效应阶段;新建立的产能预测方法应用于榆林气田X井区,产能预测的平均误差为16.1%,具有较好的适用性;不同压裂参数对产能的影响由大到小依次为排量、加砂量、压裂液量;压裂最优排量为3.36~4.83 m^(3)/min,最优加砂量为56.95~77.66 m^(3),最优压裂液量为167.09~259.91 m^(3)。研究结果对优化致密气藏的压裂设计及压裂后产能预测具有一定的指导意义。

摘要：Liu和Sen(2010和2012)在地震波场数值模拟中提出一种混合吸收边界条件.该方法具有计算量小、容易实现及吸收效果好等优点.但现有的混合吸收边界条件是针对二阶位移-应力方程设计的,存在稳定性问题.本文首先推导了两种速度-应力单程波方程:二阶Higdon单程波方程和一阶Higdon单程波方程.进而提出基于一阶弹性波方程的混合吸收边界条件方法.在内部区域和边界之间引入一个过渡区域,通过单程波与双程波方程平滑过渡来消除人工边界反射.为了改善混合吸收边界条件的吸收效果和稳定性,我们采用了能同时吸收纵、横波反射的一阶单程波方程和与变量位置有关的加权系数.为了验证混合吸收边界条件的有效性,将其与常规分裂完全匹配层(PML)方法进行了比较.数值模拟结果表明,与PML边界条件相比,混合吸收边界条件在耗用更小计算时间和存储量的前提下,可以获得更好的吸收效果.另外,本文提出的两种混合吸收边界条件中,混合一阶Higdon吸收边界条件具有更好的稳定性.

摘要：油气储层之中常存在沿层理发育的水平裂缝,并对储层特性有着不可忽视的影响.水平裂缝与层理平行,使得裂缝的地震响应与层理的地震响应互相混叠,给水平缝的地震识别带来了困难.本文利用地震物理模拟技术,模拟并分析了含水平裂缝的薄互层储层地震响应特征,为水平裂缝的地震识别提供依据.首先设计并制作了用于模拟含水平裂缝的薄互层储层物理模型,模型采用了在均匀地层中嵌入裂缝单元的模拟方式,水平裂缝单元采用片状孔隙材料叠合法构建,即利用粘合剂将片状孔隙材料粘合胶结,然后压实固化进而获得用于模拟野外含裂缝岩石的裂缝单元.然后将物理模型置于水槽内,模拟采集了4条二维纵波地震测线,并对地震数据进行了处理分析.模拟数据处理分析结果显示,本研究的模拟方法可以较好地模拟水平裂缝的地震响应特征.此外,本研究还对处理结果进行了时频分解,讨论并分析了含水平缝薄互层储层地震响应频变特征.研究表明,薄互层储层中发育的水平裂缝可以明显的引起时频谱的异常,但是这种异常受到薄互层调谐效应和裂缝的双重制约.因此无论进行薄层解释还是裂缝预测时,必须综合考虑调谐效应与裂缝的双重影响.对于含水平缝薄互层储层的频变AVO(振幅随偏移距变化,Amplitude Variation with Offset)特征而言,尽管薄互层产生的频变特征起主导作用,但是裂缝的发育以及裂缝参数的变化可以引起频变AVO特征的显著变化,该结果说明了利用频变AVO特征识别水平裂缝的可行性.

摘要：川东南地区是我国南方重要的天然气探区,气藏分布受与该区的褶皱带构造演化密切相关.该区褶皱带呈现马尾状平面构造样式,对于这种特殊褶皱样式的形成机制存在不同的观点.构造物理模拟是研究构造形成机制的有效手段.为此,笔者在对该区马尾状褶皱特征详细分析的基础上,设计了5组模型,分别考虑边界几何形态、地层流变学结构、韧性层粘度和基底摩擦系数等4个因素,对该褶皱带的形成机制开展系统研究.结果表明:(1)该区马尾状褶皱带的形成与川东华蓥山断裂和齐岳山边界断裂形态关系密切;(2)脆/韧性地层厚度比和脆性层的厚度差对褶皱波长和样式具有重要控制作用;(3)适当的基底摩擦力是形成马尾状褶皱带的重要条件;(4)四川盆地内部、川东地区和湘鄂西地区基底流变学强度差异对该区马尾状褶皱带也具有重要影响.

摘要：近年来,零场-超低场核磁共振在生物成像(脑磁和心磁)以及磁探测(陆地测磁、海洋测磁、航空测磁)等领域发挥了重要的作用.本文首先介绍了零场-超低场核磁共振的物理实现及谱学发展,随着量子磁感技术的发展,零场-超低场核磁共振检测技术逐渐成熟,国内外专家学者已证明零场-超低场核磁共振是一种与传统核磁共振互补的检测方法;然后,简要介绍了基于原子磁力计的零场-超低场核磁共振装置结构及原理,与传统高场核磁共振相比,零场-超低场核磁共振消除了对昂贵超导磁体和永磁体的依赖而优势明显,应用潜力巨大;结合零场-超低场核磁共振的特点及技术优势,本文设计了零场-超低场核磁共振在油气检测应用方面的可行性方案和三组不同种类油(烷烃)、油水两相混合溶液、饱水玻璃珠样品的零场-超低场核磁共振的实验方案.随着零场-超低场核磁共振谱仪的发展,这种技术在井下进行油气探测有希望成为可能,本文提出了采用泵浦光、探测光传播方向和外磁场方向三轴垂直结构在井下进行油气探测的零场-超低场核磁共振谱仪设计方案.

摘要：页岩储层通常无自然产能,需要采用水平井钻井和体积压裂等手段进行商业开采,基于工程品质测井评价的页岩可压裂层段优选工作显得尤为重要。以苏北盆地古近系阜宁组页岩为例,应用阵列声波资料计算泊松比、杨氏模量等岩石力学参数,并与岩心实测资料刻度实现岩石力学参数动静态转换,以此为基础应用泊-杨法和一维岩石力学模型分别计算脆性指数与三轴地应力。综合考虑单井不同层段的脆性指数以及水平主应力差,优选了脆性指数以及脆性指数与水平最大、最小主应力差的比值作为工程品质表征参数。结合试油资料表明对于脆性指数越大、水平主应力差越小的储层,其压裂后产能越高。将苏北盆地阜宁组工程品质划分为两类:Ⅰ类高产(工程品质表征参数>2.2),Ⅱ类中-低产(工程品质表征参数<2.2),并且Ⅰ类工程“甜点”段普遍压裂出油,表明依据该参数的“甜点”分类效果较好。页岩工程品质测井评价结果,可为可压裂性层段的优选提供理论依据与技术支撑,为页岩储层钻井轨迹设计与压裂设计工作提供科学指导。

摘要：非常规油气储层具有孔隙结构复杂、非均质性强以及渗透率低等特点,压裂液在裂隙中的渗流侵入机制由毛细管压力与储层润湿性主导。因此,精确的原位润湿性表征对评价压裂液性能、构建完善的焖井渗吸驱油工艺以及优化压裂液配方等方面具有重要意义与工程应用价值。基于拓扑几何学Gauss-Bonnet定理和三维微观CT成像试验,建立了储层原位润湿性评价新方法。利用数字岩心重构模型和格子玻尔兹曼方法,模拟了压裂液在真实地层内的渗吸驱油过程,研究了储集岩不同的润湿分布对压裂液性能的影响机制。研究结果表明,基于拓扑几何学的润湿性表征方法的精度高达95%以上,同时可实现表征储集岩不同润湿特征的目的。同时,均匀强水湿状态下致密油的采出程度比混合中性润湿状态高33.8%,其渗吸驱油的效果更佳。储层的原始润湿状态通常具有混合润湿的特征,因此需要优化压裂液配方使储层岩石达到润湿改性和增加致密油采出程度的目的。