最新刊期
      2023年第13卷第3期

        专家论坛

      • CO2地质封存源汇匹配及安全性评价进展

        李士伦, 汤勇, 段胜才, 秦佳正, 陈一诺, 刘雅昕, 郑鹏, 赵国庆
        2023(3): 269-279. DOI: 10.13809/j.cnki.cn32-1825/te.2023.03.001
        摘要：CCUS是实现碳中和目标的重要技术手段，目前中国正处于“双碳”目标的落实阶段，在CO2地质封存的经济界限评价、源汇优化和安全监测方面还缺乏成熟的技术体系。从封存技术经济界限、源汇匹配技术、封存安全性及监测3个方面总结了中国CO2地质封存技术发展历程。回顾了CCUS技术在捕集、运输、注入封存阶段的经济成本，进一步总结了目前各阶段的技术经济界限及其影响因素。此外，通过总结国内外CCUS源汇匹配技术发展现状，明确了中国源汇特征及其分布，提出了进一步开展源汇匹配优化技术的发展方向。最后，通过总结CO2地质封存安全风险评价及封存监测技术，明确了经济高效、有效、定量的监测方法是未来的研究重点。  
        关键词：CO2地质封存;封存技术经济界限;源汇匹配;安全风险评价技术;CO2泄漏监测技术   
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        更新时间：2025-07-10

        方法理论

      • 枯竭气藏CO2封存中的相平衡规律研究

        杨宇, 徐启林, 刘荣和, 黄东杰, 颜平, 王建猛
        2023(3): 280-287. DOI: 10.13809/j.cnki.cn32-1825/te.2023.03.002
        摘要：在枯竭气藏CO2注入及封存过程中，注入的CO2引起气、水、固三相之间的再平衡，伴随出现CO2溶解、水蒸发和盐析现象，影响近井带地层物性。以川西的枯竭气藏为例，采用SRK-HV方程和盐析模型分析了枯竭气藏CO2注入过程中的三相变化规律。研究表明：在定容体系中的CO2注入过程中，随着CO2物质的量增加，气相压力增大，CO2溶解度逐渐增大，H2O在气相中的摩尔分数逐渐降低，但H2O在气相中的物质的量不断增加，说明水的总蒸发量加大。此外，水蒸发引起的水相体积减小量相对于初始水相体积较小。因此，地层水矿化度增加幅度较小。CO2的溶解加快了CaCO3的析出，同时抑制了CaSO4、CaSO4·2H2O的析出。在氯化钙型地层水中，随着矿化度增加，地层水中会析出CaCO3和CaSO4两种盐成分。该研究成果对枯竭气藏CO2注入过程中水蒸发及盐析规律研究具有一定的借鉴意义。  
        关键词：枯竭气藏;CO2封存;相平衡;地层水蒸发;盐析   
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        更新时间：2025-07-10

      • 超临界CO2对碳酸盐岩储层的溶蚀作用研究 结构化出版英文

        李颖, 马寒松, 李海涛, GANZER Leonhard, 唐政, 李可, 罗红文
        2023(3): 288-295+357. DOI: 10.13809/j.cnki.cn32-1825/te.2023.03.003
        摘要：为研究CO2地质封存条件下碳酸盐岩储层的物化反应规律，以四川盆地震旦系灯影组碳酸盐岩储层为研究对象，开展储层条件下的碳酸盐岩与超临界CO2反应室内模拟实验。采用压力脉冲衰减法、扫描电镜法和核磁共振法分析了碳酸盐岩孔隙度、渗透率、孔隙结构对超临界CO2环境的响应特征，实验后碳酸盐岩孔隙度、渗透率增大，孔隙度变化率最大为32.35%，渗透率扩大11倍，而且实验后产生了微裂缝，20～50μm的孔径占比增大；采用X射线衍射法、接触角法分析碳酸盐岩的矿物组分和润湿性，主要矿物石英平均含量增加了12.6%，方解石平均含量减少了22.3%，亲水性增强；采用巴西劈裂法测试超临界CO2浸没前后碳酸盐岩的岩石力学特性，发现其抗拉强度下降了18.28%，造成了碳酸盐岩损伤，载荷-位移曲线经历更长的压实阶段。该文揭示了超临界CO2溶蚀作用对碳酸盐岩孔隙度、渗透率、矿物组分、岩石力学性质的影响，为CO2在碳酸盐岩储层中的地质封存提供理论支持。  
        关键词：超临界CO2;碳酸盐岩;溶蚀;渗透率;岩石力学性质   
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        更新时间：2025-07-10
      • 陈秀林, 王秀宇, 许昌民, 张聪
        2023(3): 296-304. DOI: 10.13809/j.cnki.cn32-1825/te.2023.03.004
        摘要：CO2排放加剧，环境问题日益严峻，碳减排刻不容缓。CO2-EOR是地质封存CO2的主要手段，但国内外针对CO2-EOR方面的研究大多是对剩余油进行研究，驱油时针对CO2埋存形式的相关研究较少。研究利用核磁共振技术结合数值模拟手段，分析不同岩心饱和油进行气驱后CO2埋存形态及分布特征，结果表明：核磁共振技术结合微观气驱油数值模拟方法可以分析CO2的微观埋存形态，岩心中CO2驱替原油时，首先进入大孔道驱油，大孔隙中的压力达到一定程度后，原油向周围毛细管力分布不均的小孔喉流动，气体不断驱动原油，直到小孔压力累计至一定值小孔隙内原油才被驱走。数值模拟采用COMSOL Multiphysics软件进行，微观模拟结果显示大孔道中CO2主要以连片的自由气形态存在，而细小孔隙中CO2首先以溶解形式留存，大小孔隙中均没有完全以自由气或溶解气埋存的CO2。  
        关键词：CO2驱油;非混相;CO2微观埋存;核磁共振;数值模拟   
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        更新时间：2025-07-10

      • CO2埋存中的状态方程研究进展与展望

        王建猛, 陈杰, 吉礼东, 刘荣和, 张骞, 黄东杰, 颜平
        2023(3): 305-312. DOI: 10.13809/j.cnki.cn32-1825/te.2023.03.005
        摘要：在废弃油气藏中进行CO2埋存，能够减少温室气体在大气中的直接排放量，是减缓温室效应的有效途径之一。改进常规的气液相平衡理论，应用热力学状态方程研究CO2-烃-地层水体系，对揭示CO2地下埋存的溶解机理具有十分重要的意义。总结了热力学状态方程对CO2-烃-地层水体系相平衡计算方面的国内外研究进展，指出其实际应用中的不足，分析了其发展趋势，包括：应进一步研究适用于非理想体系的状态方程和混合规则，准确预测该体系热力学性质变化规律；拓展研究体系的地层水离子差异，使之与真实CO2埋存条件相符合；将CO2中相态变化的物理过程与地层水中矿物溶解析出的化学过程耦合。  
        关键词：CO2埋存;CO2-烃-地层水体系;状态方程;热力学性质;相平衡   
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        更新时间：2025-07-10

      • 甜菜碱型表面活性剂结构对CO2泡沫液膜性质的影响

        王典林, 杨琼, 魏兵, 戢炳鑫, 辛军, 孙琳
        2023(3): 313-321. DOI: 10.13809/j.cnki.cn32-1825/te.2023.03.006
        摘要：在油藏泡沫驱和气藏泡沫排水剂应用中，泡沫体系的稳定性至关重要。表面活性剂分子结构，界面排布对泡沫液膜渗透率及稳定性的影响对于构筑高稳定CO2泡沫具有重要意义，但是目前还没有一个系统的了解。采用4种分子结构的甜菜碱型表面活性剂作为研究对象，泡沫体相性质评价作为研究方法，针对饱和吸附量、泡沫液膜渗透率和泡沫稳定性等体相性质，开展了表面活性剂分子结构、界面排布、CO2泡沫液膜渗透率和泡沫稳定性及其相关关系实验研究。研究表明：当表面活性剂分子头基一致时，疏水碳链长度增加，疏水作用增强，液膜表面分子排列更加紧密，泡沫液膜渗透率降低，泡沫稳定性增强；当表面活性剂分子具有更长疏水碳链时，增强的疏水作用导致液膜排布更加紧密且吸附量增大，阻碍气泡内CO2气体渗透行为，导致起泡液起泡能力减弱。基于4种起泡体系所获参数进行回归分析，建立了泡沫寿命、泡沫液膜分子吸附量及起泡能力与泡沫液膜渗透率K的相关系数R2，拟合表明R2>0.90；因此，泡沫液膜渗透率K可作为评价泡沫体系的稳定性的参数之一，为高稳定泡沫体系筛选提供一个可靠的评价参数。  
        关键词：表面活性剂;分子结构;泡沫液膜渗透性;饱和吸附量;泡沫稳定性   
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        更新时间：2025-07-10

      • CO2封存中盖层突破压力计算与分析

        崔传智, 李惊鸿, 吴忠维, 张团, 张传宝
        2023(3): 322-329. DOI: 10.13809/j.cnki.cn32-1825/te.2023.03.007
        摘要：盖层是CO2封存中最重要的地质构造组成，其封闭能力的表征方法是目前研究的热点。针对盖层封闭能力评价的问题，在耦合平行毛管束与DLVO(带电表面通过液体介质的微观作用力)理论的基础上，考虑滑移效应和水膜效应，建立了盖层突破压力的理论计算方法，并与实验数据进行准确度验证。通过影响因素分析研究了突破压力随滑移长度、有效毛管半径的变化规律。结果表明：6块岩心样品的突破压力计算结果与实验数据相对误差介于0.317%～10.800%；滑移长度越小、有效毛管半径越大，突破压力越小。  
        关键词：盖层;突破压力;滑移效应;水膜;毛管半径   
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        更新时间：2025-07-10

        综合研究

      • 南川页岩气田压裂水平井井间干扰影响因素及对策研究

        卢比, 胡春锋, 马军
        2023(3): 330-339. DOI: 10.13809/j.cnki.cn32-1825/te.2023.03.008
        摘要：随着页岩气开发不断深入，水平井实施压裂过程中邻井的干扰现象日益增多，对气田的产量、套管的安全、气井的管柱造成较大影响，有待明确压裂井间干扰的影响因素及降低干扰的治理对策。采用井下压力监测的方式证实压裂井间干扰的矿场表现，通过生产动态跟踪分析及微地震监测结果基本明确井网井距、压裂改造强度、天然裂缝是影响压裂水平井井间干扰的主要因素。对降低压裂干扰提出了压裂设计源头优化、采气井现场管理、生产运行调整3种治理对策，在现场应用中获得了较好的效果。  
        关键词：页岩气;矿场试验;井间干扰;治理对策   
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        更新时间：2025-07-10

      • 不同井斜页岩气水平井流动特征的CFD模拟研究

        邱小雪, 钟光海, 李贤胜, 陈猛, 凌玮桐
        2023(3): 340-347. DOI: 10.13809/j.cnki.cn32-1825/te.2023.03.009
        摘要：页岩气水平井流动特征的准确表征是定量评价生产动态及进一步指导开发方案优化设计的关键基础。为了探究页岩气水平井在不同井斜角下的气液两相流动规律，构建了管径为0.124 m，管长为10 m，井斜角依次为0°、5°、10°、15°、20°、30°、45°、-5°、-10°、-15°、-20°、-30°、-45°的三维立体仿真井筒模型，采用体积模型追踪气液界面，对井筒气液两相流动特征进行动态监测。模拟实验得到井下300 m3/d液量和500 m3/d气量在各井斜角下井筒的流型、平均流速和持率分布特征，深入分析井斜角对页岩气水平井气液两相流动特征的影响规律。结果表明：上倾管(井斜角大于0°)流型特征为段塞流，其流体平均速度随井斜角增加呈单峰式变化，在井斜角为15°时出现峰值，气液分界面处平均流速最低，且低井斜角较高井斜角时的底部持水率大，在井斜角为10°时达到最大值；下倾管(井斜角小于0°)流型特征为分层流，流体平均速度与井斜角呈线性递增关系，气液分界面处平均流速介于顶部和底部值之间，底部持水率随井斜角增加而减小。  
        关键词：页岩气;水平井;井斜角;体积模型;流型;平均流速   
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        更新时间：2025-07-10

      • 基于离散元法的压裂裂缝特征研究

        李小刚, 何建冈, 杨兆中, 易良平, 黄刘科, 杜博迪, 张景强
        2023(3): 348-357. DOI: 10.13809/j.cnki.cn32-1825/te.2023.03.010
        摘要：为了探究弱面发育页岩压裂裂缝特征，基于三维块体离散元方法，建立考虑层理弱面和天然裂缝弱面的页岩储集层压裂裂缝扩展模型，分析了不同施工排量、压裂液黏度、层理抗拉强度和天然裂缝内聚力下的压裂裂缝特征。研究表明：高排量泵注和高压裂液黏度能够减少近井筒层理对水力裂缝的限制，增加水力裂缝穿层能力，当压裂液黏度达到10 mPa·s时，水力裂缝能够连续穿过6条层理；与天然裂缝连通的层理，其抗拉强度不是影响自身开启的主要因素；天然裂缝内聚力越大，其抗剪强度越大，开启程度越低。当井筒周围发育层理和天然裂缝时，通过提高前置液阶段排量、增大压裂液黏度，可以促使水力裂缝充分延伸；对于容易形成简单双翼裂缝的页岩储层，在前置液阶段泵注适量酸液，可以溶解天然裂缝填充物，从而达到降低天然裂缝内聚力，增加其开启程度，提高裂缝复杂度的效果。  
        关键词：页岩;层理;天然裂缝;裂缝扩展;离散元   
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        更新时间：2025-07-10

      • 基于随机森林的页岩气“甜点”分类方法

        聂云丽, 高国忠
        2023(3): 358-367. DOI: 10.13809/j.cnki.cn32-1825/te.2023.03.011
        摘要：为了解决页岩气“甜点”分类识别涉及指标多、需要根据个人经验判别、耗时耗力的问题，提出了一种基于随机森林模型的页岩气“甜点”分类方法。首先，选取长宁区的10口井数据，利用肯德尔相关分析筛选出用于识别的11种特征。然后再分别采用单棵决策树和随机森林方法进行预测，得到页岩气“甜点”识别结果。最后，对预测结果分类并进行算法参数优化。实际应用结果表明，单棵决策树预测精度虽可以达到97.7%，但呈现过拟合趋势，且剪枝之后拟合精度大大降低到只有70.7%；采用的随机森林方法避免了单棵决策树的缺陷，并且预测的精度达到98%，而且，计算代价小，能有效降低时间损耗、节省人力成本。证明随机森林机器学习方法结合多源信息是实现页岩气“甜点”识别预测的一种有效手段。  
        关键词：页岩气;“甜点”;机器学习;决策树;随机森林   
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        更新时间：2025-07-10
      • 程浩, 金振奎, 余文端, 邰浩, 王金艺, 朱小二, 苏刚
        2023(3): 368-378+402. DOI: 10.13809/j.cnki.cn32-1825/te.2023.03.012
        摘要：古地貌、古环境条件是影响沉积的主要外部因素，苏北盆地溱潼凹陷阜三段浅水缓坡三角洲由于水体变化频繁、地形复杂、地震识别追踪难度高，对其古地貌与古环境恢复研究仍较为欠缺，影响对研究区整体勘探评价。为明确溱潼凹陷阜三段沉积时期的古地貌及古环境条件，通过对地层岩心、测井资料、岩石物性资料进行综合分析，结合古地质图、印模法、残余厚度法等对阜三段沉积时期古地貌进行半定量恢复并优选2口井33个岩石样品的热解实验数据、TOC（总有机碳含量）及微量元素含量数据进行古环境恢复分析。据此绘制溱潼凹陷阜三段古地貌恢复图及古环境变化曲线，证明研究区阜三段是南低北高、东西收敛的箕状凹陷，沉积时期气候温暖潮湿，水体活动频繁往复，湖水盐度低，多物源多期次间歇供给，物源输入持续增多，沉积速率较快。明确了研究区地层物性参数与古地貌，地球化学参数与古环境的对应关系，从而为进一步勘探开发提供参考。  
        关键词：古地貌恢复;微量元素分析;古环境恢复;阜三段;溱潼凹陷   
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        更新时间：2025-07-10

      • 考虑储层物性变化的SAGD开发蒸汽腔前缘传热研究

        陈翔宇, 李建元, 陈宇
        2023(3): 379-384. DOI: 10.13809/j.cnki.cn32-1825/te.2023.03.013
        摘要：目前，SAGD（蒸汽辅助重力泄油技术）开发蒸汽腔边缘的热传递研究主要考虑蒸汽与储层的热传导作用，对流传热及受温度影响的储层物性变化则很少被关注，然而，实际生产中两者对传热效果和温度场分布的影响不容忽略。通过质量守恒、能量守恒和数学坐标变换，综合考虑热传导与热对流的传热机理及储层物性随温度变化对传热的影响，创新性地建立了蒸汽腔前缘传热半解析模型，差分求解得到蒸汽腔边缘温度分布和受温度影响下的储层物性分布。结果表明：(1)研究模型更符合实际，相比Butler模型和Dong模型，精度分别提高了34%和11%；(2)分析储层物性变化情况下对流和传导的相对关系，得出在原油可动区域中对流传热比例是传导传热的3倍以上，热对流起主导作用，但在远离蒸汽腔位置处仍主要以热传导为主；(3)通过促进水的流动可以扩大对流传热区域，能够有效提高传热效率，对于减少蒸汽需求和提高原油采收率具有重要的指导意义。  
        关键词：储层物性变化;蒸汽腔;热膨胀;热对流;热传导   
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        更新时间：2025-07-10

      • 天然气水合物藏开发品质评价研究

        于倩男, 张涵, 李宁, 唐慧敏, 李承龙, 吴卓霖, 彭威
        2023(3): 385-392. DOI: 10.13809/j.cnki.cn32-1825/te.2023.03.014
        摘要：天然气水合物藏的开发具有高风险、高难度和高投入的典型特征，正确评价开发品质是天然气水合物藏开发的前提和关键性问题。针对天然气水合物藏开发评价指标的广泛性和评价结果的模糊性特征，选择天然气水合物藏开发品质的主控因素为因素集，建立主控因素的评分准则，利用层次分析法确定主控因素的综合权重并建立权重集，进而完成天然气水合物藏开发品质的模糊综合评价。利用该方法对麦索亚哈（Messoyakha）天然气水合物藏和其他典型天然气水合物藏的开发品质进行评价，验证方法的适用性和可行性，以期为天然气水合物藏的高效开发提供理论基础和技术支撑。  
        关键词：天然气水合物;开发品质;模糊综合评价;定性评价;层次分析   
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        更新时间：2025-07-10

      • 天然气水合物藏多层联合开采数值模拟研究

        杨作亚, 武晓敏
        2023(3): 393-402. DOI: 10.13809/j.cnki.cn32-1825/te.2023.03.015
        摘要：海域天然气水合物藏往往伴随着大量游离气的存在，而储层的低渗透性限制了不同层系的气水流动，利用储层中的水合物分解气和游离气是提升水合物藏产气效率的关键。基于中国南海神狐海域的实际地质数据，使用TOUGH+HYDRATE模拟器，建立3种不同水合物储层垂直井联合开采的数值模型，分析了产气、产水、温度、压力场和水合物饱和度的空间变化，进而提出天然气水合物的优化降压开采策略。结果表明：降压开采过程中，气和水不断向开采井汇集，井周围的温度压力迅速下降；持续降压开采10 a，随着产气速率的减小，产水速率不断增大，三层联合开采方式的累计产气量最高可达4.59×106m3，其累计产水量为8.31×105m3；水合物的分解由降压的压力梯度控制，井周围的水合物优先分解，下伏层水的流动会加快储层水合物的分解。  
        关键词：天然气水合物;产气效率;联合开采;数值模型;神狐海域   
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        更新时间：2025-07-10
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