摘要：因井深、水平段长、轨迹上翘、水垂比高、连续油管弯曲刚度小的影响,连续油管极易屈曲自锁,下入效率低、缩短连续油管服役井次,成本增加,严重时甚至无法下到井底。基于此提出全液压连续油管牵引器,利用牵引器拖拽连续油管,从根本上解决摩阻过大导致的屈曲锁死难题;发明了连续油管牵引器全液压控制和驱动系统,可实现远程启停控制和牵引力调节;建立了具有压力补偿特性的集成控制阀-牵引器运动的系统仿真模型;研究了牵引器全液压控制阀压力、流量与运动机构位移、速度演变规律,揭示了全液压牵引器运动顺序控制机理;提出了结合顺序阀和液控单向阀的先导式液控换向阀自动换向机制,可实现液路换向的自动闭环控制;研究发现,压力补偿型节流阀的压力补偿过程是通过流量调节阀体节流阻性的过程,通过数学描述该过程可反映系统压力与流量的调控关系;系统利用了顺序阀用于调控支撑缸与伸缩缸的运动顺序,支撑机构所产生的支撑锚固力将伴随伸缩缸的负载压力增大而同步提升,有利于提升牵引器在不稳定工况下的负载适应性;研制了模拟全液压牵引器的实验样机,完成了全液压牵引器控制逻辑、压力、流量、运动分布规律等实验,试验中模拟液缸的运动顺序与设计运动顺序完全一致,验证了全液压牵引器驱动原理的正确性。研究成果对促进连续油管牵引器研发,提升连续油管水平段延伸能力,提高连续油管作业效率及降低作业成本具有重要意义。

摘要：勘探开发实践证实水平井分段体积压裂是致密砂岩气储层开发的关键技术,其中储层甜点是井位部署和储层压裂分段和射孔位置优选的主要依据,但由于致密砂岩气储层通常为砂泥岩不等厚互层,天然裂缝展布情况与地应力状态复杂,且“地质—工程”双甜点识别精度低、重合度低、压裂改造参数优化缺乏依据。为此,基于地质—工程一体化思路,建立了考虑全烃含量、储层孔隙度等因素的地质甜点预测模型,提出了考虑岩性、破裂形态、断裂力学特征、扩容剪胀效应等因素的多尺度三维工程甜点评价新方法,随后形成了致密砂岩气储层“地质—工程”双甜点评价新模型。最后,以鄂尔多斯盆地临兴地区致密砂岩气田为例,建立了多尺度三维双甜点模型,并优选两口井,对其双甜点剖面与施工压力和改造体积进行对比分析。研究结果表明:①剪胀角对研究区域工程甜点分布影响最大,其次为耗散能、弹性模量和断裂能;②高地质甜点段并不一定是页岩气高产段;③高工程甜点段施工压力相对较低,改造相对充分;④优质地质甜点与优质工程甜点在空间位置上一致性较差。结论认为,致密砂岩气储层的改造应以地质甜点为基础,工程甜点为核心,综合考虑双甜点的分布,该多尺度“地质—工程”双甜点评价新方法为致密砂岩气储层甜点预测及开发方案的优化提供了重要技术支撑。

摘要：近年来,深部煤层气勘探开发取得重大突破,带动煤层气产业进入史上最佳发展时期,但其产业规模快速提升仍面临许多难题与挑战。为推动深部煤层气勘探开发全面升级,推进煤层气大产业发展战略,保障能源安全和实现“双碳”目标,系统分析了深部煤层气的产业现状、理论与技术进展、产业升级战略和面临挑战。研究认为,深部煤层气产业升级内涵包括理论技术成熟、开发效益提升、投资信心坚定和规模快速扩大4个方面,在政策支持与引导、技术创新与突破、基础设施建设与完善、人才培养与引进、产业链协同发展和环境保护与可持续发展6个方面具备基础条件,目前面临的主要挑战包括地质条件特殊性、理论技术难题增多、政策与经济性、安全生产与环境保护。从技术、经济与管理出发,针对深部煤层气产业升级系统提出了涵盖勘探开发、地质工程、理论技术、地下地面、产学研用、投资效益、大数据人工智能、战略策略的“八个一体化”战略体系。勘探开发与地质工程一体化可以实现地质勘探与工程设计紧密结合,优化勘探开发流程,提高勘探开发效率;理论技术与产学研用(科研生产)一体化可以实现理论研究与技术创新结合,促进科研成果的快速转化和生产应用,提升整体技术水平,增强技术创新能力;地下地上一体化可以实现地下开发与地面设施协调配合,确保全过程安全环保;投资效益与大数据人工智能一体化可以实现资源配置优化,降低开发成本;通过实践应用,可以实现勘探开发效率的明显提升;形成由政府组织、企业主导的运行机制,制定并执行一套协调一致、相互支撑的战略发展目标和对应策略,且实践效果显著。未来要实现深部煤层气产业升级,应做到“五强化、三落实”,即强化技术创新和研发投入、强化产业链上下游合作与协同、强化安全环保管理、强化国际合作与交流、强化政策支持和引导;持之以恒落实“以技术创新为主体,以资源、技术、人才、政策和投资五位一体、协同创新”协同配套,有效落实“深部煤层气革命”工程,逐步落实“八个一体化”战略体系,推动产业升级发展。

摘要：[研究目的]川西坳陷孝泉—丰谷地区须二段砂岩气藏的勘探开发潜力巨大,但该地区埋藏较深且构造复杂、断缝系统多期叠加,使得地应力频繁变化,制约了该区井位轨迹设计与压裂改造的有效实施,故需对该区地应力大小进行精细评价,为工程开发提供建议从而提高产能。[研究方法]基于岩石力学、声发射实验及差应变分析等实验测试方法,并结合常规测井、特殊测井及水力压裂等资料分析,优选了适应于深层块状均质致密砂岩储层的地应力大小实验测试方法,并在单点地应力大小准确评价的基础之上,构建了研究区分构造变形单元分层的单井地应力大小连续测井解释模型,查明了纵向上地应力大小变化结构类型及分布规律。[研究结果]研究表明差应变分析法计算的地应力大小精确度最高,为更能够准确表征深层均质块状致密砂岩地应力大小的实验方法。测试结果显示须二段属于Ⅲ类地应力类型,处于走滑应力状态,存在部分逆冲挤压应力状态;在井点测试的基础上,形成了基于井壁影像反演的地应力大小评价技术;地应力大小结构变化在纵向上分为5种类型,其中南北向(SN)三级以上断层和南北向(SN)褶皱或北东东向(NEE)褶皱变形的高部位以低低高(LLH)型和低应力(LC)型为主,在小规模断层或平缓构造区以高低高(HLH)型或高低低(HLL)型为主。[结论]建议选择低低高(LLH)型地应力剖面进行工程开发,其纵向上可穿透更多含气层,同时避开底层底水,预防生产早期快速见水,故应选择二—三级南北向断层和南北或北东向纵弯褶皱区须二2中上段进行水力压裂改造。

摘要：塔里木盆地库车坳陷博孜—大北地区白垩系致密砂岩储层在由北向南的逆冲推覆下,发育了一系列大规模的北倾断层和叠瓦状堆叠的褶皱构造。复杂的构造形貌致使该区地应力复杂多变,储层改造效果差异明显。因此,亟需厘清研究区内复杂构造对地应力的扰动特征。结合多种方法对单井现今地应力的精确解释,分别分析断裂、褶皱和断褶复合构造对地应力的扰动效果,明确了相关扰动机理,并绘制了研究区地应力扰动特征分区图。基于扰动特征,绘制了不同构造的地应力扰动特征模式图,并提出井位、井轨迹建议。断裂对地应力有卸载作用,断裂附近水平主应力梯度出现不同程度的降低,其中最大水平主应力梯度降低约0.3 MPa/hm;近EW走向的断裂使得近SN向的区域应力方向发生顺时针偏转,偏转角度最大达60°;不同规模断裂的扰动范围为断距的60%。当地层曲率超过0.4 km^(-1)时,褶皱对地应力存在扰动,褶皱地层上部张性扰动区地应力较区域应力减小,下部挤压扰动区地应力增加;张性扰动区最大水平主应力梯度最大约降低0.3 MPa/hm,地应力方向逆时针偏转,偏转角度最大达70°;褶皱变形曲率越大,张性扰动区厚度越大,扰动越明显。断褶复合构造下,断裂扰动区和褶皱张性扰动区叠加会使得地应力进一步减小,地应力方向在两者扰动效果抵消后较区域应力偏转较小或不偏转。综合考虑储层改造难易程度和致密气富集特征,应优先于断褶复合构造带断裂和褶皱张性扰动叠合区部署钻井,建议钻深不超过褶皱中性面,水平井轨迹沿EW向设计。

摘要：断裂及裂缝系统的发育通常会导致在钻井过程中出现井漏、水侵等风险.四川盆地川东北高含硫地区的地质构造复杂、储层非均质性强、断层发育、地震资料品质差,常规的曲率和相干等技术难以精细刻画研究区中的断裂及裂缝展布规律,不能有效指导钻井轨迹的优化设计.为此,提出了针对研究区地质特征的基于构造导向的最大似然属性裂缝精细刻画技术,该技术能够精细刻画裂缝的分布规律,通过已有钻井轨迹设计分析表明,实钻过程中发生的井漏和水侵等现象的区域与预测的裂缝发育区具有一定的吻合度,说明了裂缝刻画的准确性,并在后续的钻井轨迹设计中避开了裂缝区,很好地降低了井漏和水侵的风险.因此,利用该技术可准确刻画出研究区断裂和裂缝发育的区域,进而指导钻井轨迹的优化设计,降低钻井过程中出现的井漏、水侵等风险,对钻井设计和钻井安全具有重要意义.

摘要：通过对巧家盆地第四纪洪积物沉积阶段及其沉积年代进行分析,为小江断裂带北段第四纪活动性研究提供沉积学证据。研究结果表明:巧家盆地形成于早更新世中期,平均断陷速率为0.59 m/ka,共发育了5个洪积相沉积层。第四纪以来小江断裂带北段处于构造平静期与活跃期相互交替的阶段,期间共经历了早更新世中期~1.6 Ma,0.81~0.79 Ma,0.65~0.59 Ma,0.48~0.4 Ma,0.12 Ma至今等5期构造活跃期,其中0.48~0.4 Ma和0.12 Ma至今为小江断裂带北段构造活动最强烈的阶段。小江断裂带北段活动性与新构造运动过程有着密切的成因联系,受控于青藏高原东南缘持续的侧向扩展挤出作用,但相较于断裂带中段活动性偏弱。

摘要：基于莺歌海盆地地热背景,从地热系统的水源、流体通道、热储和盖层4个方面系统地去评价红河断裂对其的控热作用。研究结果表明,通过水样、气样分析,断裂构造在地热水循环中起到重要的控制作用;红河断裂的差异变形显著影响裂隙型热液热储的平面分布范围和纵向发育深度的异质性;莺歌海盆地地热系统是以地幔热物质作为主要热源,红河断裂带和盆地内中央凹陷底辟带为主要通道,裂隙型热液热储和上部大面积水道、海底扇、三角洲等储集体为主要热储,莺歌海组巨厚泥岩为主要盖层。

摘要：在新工科背景下,地热地球化学课程的教学改革与实践具有重要意义。该文通过分析传统地热地球化学教学方法的优势与局限性,反思传统教学方法并提出新工科的需求。针对这些需求,设计地热地球化学课程教学改革方案,其中包括以新工科核心素养为基础、引入现代教学技术与资源以及强调课程设计实践与应用。通过实施和评价课程改革,发现学生对改革后的课程给予积极的反馈,并且使教学效果显著增强。研究对于推动地热地球化学课程的教学改革和提升学生综合能力具有重要启示。

摘要：四川盆地川西坳陷新场构造带三叠系须家河组二段致密气藏资源潜力巨大,但地质构造复杂,勘探开发面临巨大挑战。尤其是对现今地应力状态和展布规律的认识尚不清晰,严重制约了工程甜点选取、井眼轨迹优化以及储层压裂改造工作的开展。为明确研究区须二段致密气藏现今地应力的分布特征,从岩心试验、矿场测试和测井解释等多个角度切入,明确单井地应力特征;充分考虑构造变形和断裂对地应力的扰动特征,采用Rhinoceros和FLAC3D软件,对须二段进行了精细的三维应力场建模与预测;基于地应力分布预测结果,选取对压裂和产量影响较大的最小主应力和应力差作为评价指标,对应力场特征进行了分区评价,并对不同应力区井位部署、井轨迹及压裂改造设计给出了初步建议。新场构造带须二段的现今最大水平主应力方向多在N85°—108°E之间,整体随埋深增加逆时针偏转;现今地应力属于走滑应力机制,中部合兴场三向应力明显高于新场和丰谷地区,构造变形和断裂对局部应力场存在扰动。应力分区结果显示,有利于压裂改造的低应力差—低地应力区主要发育在新场和合兴场的三级东西向断裂和四级南北、北东向断裂带附近,以及丰谷地区的构造张性扰动区域。