川东北山前高陡构造地应力精细计算方法

摘 要：川东北地质构造极其复杂，80% 以上都是山前高陡构造。复杂的构造条件给油气资源的勘探开发带来了极大的挑战，特别是对该区地应力大小、方向及展布规律的认识不清，给油气建井带来了很大困难。充分利用测井资料的连续性、经济性和高分辨率等优势，综合运用数理统计方法以及计算机综合成图技术，对该区的岩石力学参数和地应力进行了精细计算与研究，重点建立起适合川东北高陡构造的垂向应力离散分析模型以及水平应力精细求解公式。同时，提出了平均水平应力的概念和取值范围，并针对研究工区实际地质情况进行了深入计算和检验。所取得的成果大幅度提高了对川东北山前高陡构造地应力的计算精度和展布规律的认识     

复杂山地高密度宽线地震采集技术及应用效果

通过多年持续攻关,塔里木盆地山地地震采集技术取得了长足进展,但仍有许多勘探难题需进一步解决。阐述了针对高大山体区地震资料的低信噪比问题和高陡复杂构造成像问题而提出的一种攻关采集方法。该方法以宽线采集技术为基础,在增强压噪能力、提高静校正精度、改善陡倾角地层成像效果等方面采取了针对性技术措施。这些技术措施的的应用大幅度改善了地震剖面的成像质量。     

叠前时间偏移技术在东濮凹陷应用的认识

东濮凹陷断裂复杂，多断块、多套生储盖组合，叠后偏移成像效果不佳。叠前时间偏移技术在这一复杂断块区的应用可以改善成像效果。研究提出了一套以速度迭代为核心、地质信息为约束的求取偏移速度场的改进方法，提高了偏移速度的精度；通过对偏移孔径、最大偏移角度、射线路径、去假频4个关键参数处理的分析,得出适合东濮凹陷地震资料特点的经验参数，减少了以后处理过程中的试验工作量和参数试验的盲目性，有效地提高了处理效率。通过叠前时间偏移，提高了复杂断块地区成像精度，能够准确地落实断层位置和认识断块之间的关系，与井资料的吻合程度较高，取得了明显的地质效果。     

变薄拉深轴对称连续速度场研究

本文给出了一种描述变薄拉深稳定流动的流线形状，在变形区建立了与刚塑性活动边界相关的初始轴对称流动模型，通过上限功率的最小化，获得理想流动许可速度场。依据实验结果比较了几种速度场对变薄拉深上限解的影响，证实本速度场明显提高了上限解的计算精度。本速度场还可推广应用于使用锥形凹模的圆管有芯拉拔和挤压以及圆棒的拉拔和挤压问题的上限分析。     

四川盆地陆相碎屑岩层系油气成藏模式

四川盆地构造变形样式复杂,并且经历了多期构造演化,陆相碎屑岩层系油气成藏条件复杂。通过对四川盆地基本构造样式分析、碎屑岩层系油气圈闭类型及典型油气成藏模式综合分析后认为,四川盆地整体上可以划分为3 个构造变形区,由西至东可以划分为川西—川西北前陆盆地区、川中隆起区、川东—川东南隔挡式褶皱变形区,不同构造变形区具有不同的油气成藏模式,分别为“近源下生上储裂缝型成藏模式”、“远源不整合输导型岩性成藏模式”、“近源断裂疏导型背斜成藏模式”,并认为基底古隆起、分带差异构造变形、分层差异构造变形是该种成藏模式的主要成因,对后期的油气勘探具有一定的指导意义。     

阿姆河右岸灰岩纵波速度与密度的关系分析

基于阿姆河右岸地区31 块饱和盐水的灰岩岩样的岩石物性测试数据，对Castagna 等提出的纵波速度–密度的多项式和指数关系式的正确性进行了分析。实际测试数据的分析结果表明，Castagna 等提出的指数关系式在该区的预测误差较大，而多项式关系式可以较好地反映该区灰岩岩样的纵波速度–密度的关系，且随着围压的增加，多项式拟合的精度逐步提高，有效地验证了多项式关系式的正确性。该结论有助于研究区的储层预测研究，具有重要的理论和实际应用价值。     

三维地震勘探方差数据体技术在解释构造中的应用

介绍了方差数据体技术的原理、算法以及此方法在实际工程中的应用。在方差数据体上可以做沿煤层波层位的层拉平切片，得到反映错断煤层的断层展布情况，并能直观地反映出煤层构造分布及断层之间的相时关系。因此利用方差数据体技术做沿层切片解释复杂构造带，可大幅缩短对整体构造方案认识的时间，从而加快解释速度、降低多解性，并提高解释精度；最后通过应用实例及解释软件对三维地震地质信息的自动拾取，展示了该技术在解释煤田复杂构造带方面的良好效果。     

基于保幅延拓算子的共成像点道集敏感性分析

波动方程叠前深度偏移是解决复杂构造成像问题的有效手段。偏移速度分析和AVA/AVO分析都需要在共成像点道集完成,而共成像点道集对偏移速度的敏感性又直接决定了偏移速度分析的可行性,也影响到偏移速度迭代收敛的次数。利用双平方根保幅偏移算子,在波场延拓过程中抽取共成像点道集,保持了振幅的能量特征,有利于AVA/AVO分析。偏移距域和射线参数域共成像点道集对偏移速度较敏感,能够满足偏移速度分析的需要,两者联合应用有利于提高偏移速度分析的精度。     

祁连山及其毗邻地区地貌发育与环境演化

亚洲中部巨大山系之一的祁连山脉横亘于青藏高原东北边缘,西接阿尔金山,东邻甘肃黄土高原,全长近千公里。山地两侧的河西走廊与柴达木盆地一共和盆地作为山前的拗陷地带,沉积了深厚的新生代地层。本文论述的地区系指山地及其两侧山前地带(图1)。这个区域是我国三大自然区的过渡带,不仅现代自然条件较为复杂,也是晚近地质时期环境变迁极为频繁的区域。本文是作者在历年考察的基础上,参考前人的文献,对该区地貌发育与新生代环境演变过程所作的初步总结。     

三维数字图像相关法的初值估计和仿真图研究

三维数字图像相关法主要用来测量物体表面的三维形貌和变形,其关键技术主要包括相机标定、图像匹配、三维重建和三维位移场和应变场的计算等。针对现有的初值估计方法在计算速度和精度上的局限性,提出基于sift的形函数和线性插值的初值估计方法,有效地提高了计算的速度和精度。传统的三维算法精度分析只能借助于高精度的仪器测量对比,为此提出了基于反向映射法的三维仿真散斑图分析方法。仿真结果表明:在小变形情况下z方向的误差在2×10~(-4)%左右,面内位移测量误差在8μm以内。验证了三维仿真散斑图的有效性和三维初值估计策略的可行性。     

储层建筑结构要素分析及在剩余油挖潜中应用

储层非均质性研究是油田开发后期剩余油挖潜、提高采收率的关键。以河流沉积学理论为指导、以现代沉积、露头调查为依据，利用密井网条件下丰富的测井资料和储层建筑结构层次分析方法对孤岛油田馆陶组上段储层进行了研究。研究认为，孤岛油田馆陶组上段储层可划分为十个层次，并将储层精细解剖到第七层次，识别出主河道、废弃河道、决口水道等七种建筑结构要素。在储层精细对比的基础上，总结出以单一河道砂体追溯为核心建立单砂体建筑结构模型的方法，并探讨了这种地质结构模型对于油田开发挖潜的重要意义。     

螺杆钻具等壁厚衬套性能分析

螺杆钻具以其独特的优势在定向钻井生产中得到青睐，但仍不能广泛应用于深井、高密度泥浆井以及小曲率半径的水平井。目前，常规螺杆钻具衬套的内表面是螺旋曲面，橡胶衬套厚薄不均，衬套抗变形能力低，单级承压小，泄漏沿程长，机械特性软，热膨胀不均、磨损速度快，故导致效率持续降低。因此，长度短、大功率、高压降、低转速螺杆钻具的开发与应用，已成为提高钻井效率、节约钻井成本的重要环节。为此，进行了螺杆钻具橡胶衬套力学性能实验，建立了螺杆钻具等壁厚衬套和常规衬套的力学计算模型。结果表明，在相同压力下，等壁厚衬套比常规衬套有更好的抗形变能力；在相同的过盈量下，等壁厚衬套有更好的密封能力。在同等扭矩下，等壁厚定子螺杆钻具的定子长度可以得到缩短。     

气体钻与泥浆钻全井段钻柱动力学对比研究

全井段钻柱在井内运动过程是一个非常复杂的非线性动力学问题，不可能得到比较完美的解析解，如果采用室内试验或者现场试验研究，其成本又会很高且很难实现。因此，在弹塑性力学、岩石力学和钻柱力学的基础上，以四川某井基本钻井参数和钻具组合为依据，采用有限元法建立了塔式钻具钻至1486m井深时的全井段三维钻柱模型和相应的井筒模型，并且建立了钻头与岩石以及钻柱与井筒之间的随时间变化且有摩擦系数的接触关系和相对应的泥浆钻井模型，对比分析了钻柱在动态钻进过程中的井口参数、钻头上压力和转动速度以及全井段钻柱的弯矩扭矩变化等结果，得出气体钻井与泥浆钻井全井段钻柱的运动规律以及钻铤失效机理的差异。为认识气体钻井全井段钻柱的运动规律提供了新的研究方法，对气体钻井中钻柱力学、井斜控制和设备等方面的研究都有较好的现实意义。     

伸展构造背景下倾角资料的构造解释

系统总结了在伸展构造背景下，导致反映构造特征的地层倾角模式复杂化的多种因素。沉积相的不同、岩性变化、井眼状况和测井作业时间等多种因素都可能使地层倾角资料复杂化。进一步指出在拉张盆地中，进行倾角资料的构造解释，必须了解其构造样式的多样性和复杂性，解释存在的多解性。重点解剖了铲式断层在横剖面情况下，对于不同构造位置下的倾角模式。详细分析了一个倾角模式对应多种构造样式的倾角构造解释实例。倾角资料的构造解释应是综合解释，既要综合井筒的相关地质资料，又要综合测井与地质知识，还必须考虑综合地震资料。     

济阳拗陷深层隐蔽构造及其勘探意义

基于构造本身的复杂性， 提出了隐蔽构造的概念， 认为隐蔽构造是指那些受勘探技术限制以及构造自身的复杂性而不能明确其特征、 性质和演化历史的构造。对于隐蔽构造的研究应以界面和变形标志的识别为基础， 地层结构的分析为核心， 以先进的构造思维和技术手段为保证。济阳拗陷深层发育有大型走滑断裂带、 反转构造、 构造转换带或过渡带、 底辟构造带、 潜山内幕构造、 复杂的断裂带、 隐伏断裂等隐蔽构造样式。对于潜山构造的勘探， 可以顺走滑断裂带进行勘探。隐蔽构造样式的识别对拓展深层油气勘探新领域，优选与评价有利油气富集区带， 以及进一步的油气地质综合研究等， 均具有一定意义。     

苏丹1/2/4区块状强底水油藏高效开发技术

苏丹1/2/4区块状强底水油藏经过8年的高速高效开发，已经进入高含水开采期，油田产量递减趋势明显，稳产难度增大。针对这种情况，通过油藏地质综合研究、开发动态分析和精细油藏数值模拟研究，确定出油藏中剩余油纵向上主要集中在油层顶部，平面上主要分布在井网稀疏区、局部构造高部位和断层附近。在此基础上，利用加密井、水平井、提液、卡堵水、低效井侧钻以及合理射孔等相适应的开发调整技术与策略，现场应用取得了很好的效果。在油田开发过程中形成了一套块状强底水油藏高效开发调整技术。     

反映动态启动压力梯度的低渗透油藏渗流模型

基于流体边界层理论，建立了一种描述在低渗透油藏流体非线性渗流特征的新模型，获得了动态启动压力梯 度的连续变化函数。应用考虑动态启动压力梯度的非线性渗流模型，建立了一维单相流体流动的数学模型，并应用全 隐式方法对离散方程进行了线性化处理；对比研究了线性渗流模型、拟线性和反映动态启动压力梯度的非线性渗流模 型下地层压力的分布特征及流体非线性渗流系数对动边界扩展的影响。数值结果表明：受动态启动压力梯度的影响 在近井区域地层压力下降幅度更大，在远井区域的地层压力越高，地层压力下降范围更小；非线性系数数值越小，流体 流动的非线性程度越强，动边界的扩展速度越慢。     

射孔完井有限元模型的建立及网格划分

介绍了射孔完井中二维和三维有限元热流模型的建立及网格划分的基本方法,用热流场模拟射孔完井渗流场,用同一种导热率材料来模拟井筒和孔眼,该材料导热率相对于地层模型导热率为无限大时,能模拟整个射孔完井渗流场。该二维和三维模型,能研究射孔深度、有无钻井污染和压实带情况下,孔眼内流体流速、压实带外边界渗流速度、渗流压力场、全井产量及产能比。并用APDL程序语言编写了二维和三维模型及网格划分的通用程序,为射孔完井优化设计及产能预测提供了实用的有限元网格模型,同时也为这方面的研究提供了简捷的方法。     

非均质性砂砾岩储层渗透率预测方法研究

针对测井储层评价中的渗透率预测问题，基于相控建模理念，采用流动单元分析法，将所研究工区划分为4个特征明显的流动单元；采用最能表征储层储集性能的声波时差、补偿密度、补偿中子、自然伽马、流动层带指数进行模糊聚类分析，选取最大隶属度大于70%的最优样本进行建模，得到流动单元的判别模型；建立了复杂砂砾岩储层渗透率模型，提高了储层流体渗透性能的预测精度，为非均质储层物性认识提供了参考方法。