2021年, 第15卷, 第1期　刊出日期：2021-02-28

  

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宏观研究
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  2020年中国天然气发展述评及2021年展望

  高芸, 蒋雪梅, 赵国洪, 吴雨舟, 曾卓

  天然气技术与经济. 2021, 15(1): 1-11. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-1132.2021.01.001

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  2020年,新冠肺炎疫情全球肆虐,国际油价深度下跌,全球经济活动遭受重挫。中国天然气产业在国家适时而有力的政策支持下,在天然气资源勘探、产供储销体系建设、保供调峰、基础设施建设和体制机制改革等方面取得了新进展,具体表现为：① 天然气勘探不断取得新突破,探明储量保持高峰增长;② 天然气继续强力增产,页岩气产量突破200亿立方米;③ 天然气进口再度走弱,进口量增幅创历史最低;④ 天然气消费平稳增长,天然气对外依存度继续下降;⑤ 中俄天然气管道建设进展顺利,LNG接收站再掀新建扩建浪潮;⑥ 天然气市场化改革再获新进展。研究结论认为：2021年中国天然气发展将借助上年末快速增长的惯性,再上新台阶。预期天然气储量增长保持高位,天然气产量突破2000亿立方米;天然气进口增量回升,管道气进口量恢复正增长;市场供需平衡,冬季供气紧张状况或将缓解;积极推进基础设施建设,完善天然气产供储销体系;发布天然气能量计量计价体系,开展能量计量计价试点。
地质勘探
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  普光气田高含硫气井地层静压计算新方法

  李正华

  天然气技术与经济. 2021, 15(1): 12-17. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-1132.2021.01.002

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  为了准确获取高含硫气井开发过程中地层静压的变化规律,以四川盆地普光气田主体13口开发井的生产测试资料为研究对象,分析了静压测试结果与井口生产参数间的相关性,指出了气井静压与井深、井口温度、井口油压之间呈现出显著的正相关,符合统计学规律,可以采用数理统计分析中的多元回归方法建立一套静压计算新方法。研究结果表明：① 基于13口气井25井次测试资料建立的多元非线性计算方程拟合相关系数R²为0.999 4,标准误差仅为0.179 4,建立的回归方程有效;② 通过对2018-2019年8口井的生产测试资料进行验证,计算的绝对误差小于0.5 MPa,相对误差小于1.0%,而传统算法计算的绝对误差介于0.76~2.17 MPa,相对误差介于2.70%~10.87%。结论认为：① 所形成的基于生产测试资料统计回归分析的高含硫气井静压计算新方法的计算误差明显低于传统算法,满足气藏工程计算精度的需求;② 该套方法已应用于普光气田地层静压计算,提高了静压计算精度,对气藏压降规律及开发指标预测起到了支撑作用;③ 该套方法可靠度高,对于已取得较丰富地层压力测试资料的气田具有借鉴作用。
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  复杂断块油气藏三维地质建模技术及其应用—— 以柴达木盆地南八仙油气田为例

  马元琨, 连运晓, 鱼雪, 杨会洁, 王海成, 程鑫, 张勇年, 张玲玲

  天然气技术与经济. 2021, 15(1): 18-23. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-1132.2021.01.003

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  南八仙油气田是柴达木盆地最为复杂的油气田之一,是典型的长井段多砂层复杂岩性 — 断块油气田,具有断层类型、断层组合关系复杂,含油气井段长,储层变化大,油气藏类型多样及油气水关系复杂等地质特点。为了厘清该油气田油气水空间分布规律、建立油井注采对应关系、适时指导油气田油气协同开发,采用SKUA-GOCAD软件,以南八仙油气田为研究对象,应用小层精细对比成果为主、地震数据体为辅的基础资料建立三维构造模型、岩相模型和属性模型。经过多方法分析比较,优选出适合南八仙油气田油气水三相流体的建模方法,最终完成数模网格设计及参数粗化和输出,为后续开发方案的制定提供了相应的地质模型。研究结果表明：① 通过“相控”约束,利用变差函数分析对砂体的认识更加清楚,使地质研究、岩相模拟和物性参数模拟三位一体;② 利用“趋势”技术,将各类地质认识转化为约束条件,合理模拟小层岩相的空间分布,使模拟结果真实可靠;③ 通过插值的方法,结合油气砂体含油气面积的约束建立含气、含油和含水饱和度模型,构建适合复杂断块油气藏的三相流建模方法。
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  鄂尔多斯盆地北缘盒2+3段储层致密化机理

  张占杨

  天然气技术与经济. 2021, 15(1): 24-31. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-1132.2021.01.004

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  为了深入探究鄂尔多斯盆地北缘致密砂岩气藏储层的致密化机理,以该盆地北缘东胜气田什股壕气区下二叠统下石盒子组盒2+3段储层为研究对象,剖析了储层基本特征、成岩演化及致密化机理,指出了盆地北缘盒2+3段储层致密化的控制与影响因素。研究结果表明：① 储层的岩石类型以岩屑石英砂岩和岩屑砂岩为主;② 储层的孔隙类型按成因和产状可以划分为残余粒间孔、粒间溶孔、粒内溶孔、裂缝等4大类,对储渗能力起主要贡献作用的孔隙类型为残余粒间孔、粒间溶孔及裂缝;③ 储层主要受控于沉积作用和成岩作用,其中成岩作用是影响后期储层改造的主要因素之一,目的层成岩作用复杂,影响了孔隙度和渗透率的相关性;④ 储层的成岩演化过程主要包括中等机械压实、第一期石英弱加大、弱绿泥石颗粒包膜、第二期石英中等加大、长石和岩屑溶蚀、自生高岭石、方解石胶结、粒间弱自生微晶石英、中等铁方解石胶结;⑤ 研究区储层主要经历了快速压实、致密化、调整期及致密后4个阶段。结论认为,成岩作用过程中的压实作用及自生矿物的析出能使储层孔隙度降低、渗透率减小,所以成岩作用是储层致密化的主要因素,储层致密化主要经过4个致密化阶段,两期石英次生加大。
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  文96地下储气库结盐机理及防治措施

  腰世哲, 熊万里, 雷俊杰

  天然气技术与经济. 2021, 15(1): 32-37. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-1132.2021.01.005

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  为了降低注采井及储层结盐给渤海湾盆地东濮凹陷文96地下储气库注采气生产带来的不利影响,保障下游管网安全平稳供气,以文96储气库储层天然岩心为研究对象,室内以干气驱替饱和岩心试验模拟注采气过程地层结盐状况,考察注采压力、生产压差、渗透率及天然气饱和水蒸汽含量等因素对地层结盐的影响,探讨地层结盐机理及规律;进而以现场实测资料模拟井筒中的温度以及压力分布,通过自制高温高压井筒模拟装置开展注采井井筒结盐影响因素研究,观察结盐过程及现象,结合多周期注采生产实践总结出注采井井筒结盐规律。研究结果表明：① 注气过程岩心结盐表现为初始阶段、平衡阶段及缓和阶段3部分;② 采气过程中随着岩心渗透率降低,结盐压力越低,结盐对岩心伤害的程度越大;③ 压力是影响井筒结盐的主要因素。结论认为,基于文96储气库地层及井筒结盐机理,研制出适合该储气库注采气工况条件的复合抑盐剂并开展现场试验,最终形成了一套适合文96储气库的清防盐技术措施。现场应用效果证实,该技术能有效降低结盐对储气库注采调峰的影响,可以为后期同类型储气库建设及运行提供参考。
钻井工程
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  致密气-煤层气合采可行性分析及优选方法

  徐兵祥, 白玉湖, 陈岭, 陈桂华, 冯汝勇

  天然气技术与经济. 2021, 15(1): 38-44. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-1132.2021.01.006

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  由于致密气、煤层气二者的赋存机理与开发方式存在着很大的不同,业界对于两气合采干扰及开发效果仍存在着较大的顾虑。为了充分认识致密气-煤层气（两气）合采存在的层间干扰问题及进一步探讨两气合采可行性,从两气合采层间干扰机理入手,分析了不同机理对合采层间干扰的影响,结合数值模拟方法总结了两气合采干扰控制因素。研究结果表明：① 合采过程会出现层间水倒灌现象,但相对于整个开发过程持续时间短;② 影响合采效果的关键因素是致密储层水锁效应强度,物性参数差异影响合采时各层产能贡献比例,但对最终合采效果的影响可忽略。基于此,提出了两气合采选层原则：① 非产水致密层不宜与煤层合采;② 物性参数差异性不作为合采选层的考虑因素;③ 产水致密层可与煤层合采,但需确定技术经济可采参数界限值。基于研究结果,创建了“六图版四象限”两气合采快速选层法,能够运用于现场两气合采层系快速优选。
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  鄂尔多斯盆地致密气水平井固井顶替效率影响因素

  贾佳, 夏忠跃, 冯雷, 解健程

  天然气技术与经济. 2021, 15(1): 45-49. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-1132.2021.01.007

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  鄂尔多斯盆地致密气水平井钻井进入了快速发展阶段,钻井数量逐渐增多,水平井固井中的顶替效率低下问题也越来越凸显。为了提高水平井固井质量,掌握不同因素对固井顶替效率的影响规律,利用数值模拟的方法开展了研究,分别研究了偏心度、顶替速率、钻井液密度、流体性能对顶替效率的影响规律,确定最有利于顶替的参数值,达到提高致密气水平井固井质量的目的。研究结果表明：① 偏心度为0.2时,顶替效率达到96.7%,基本为最大顶替效率。② 采取低速顶替时,建议控制在0.6 m³/min以内;采取高速顶替时,建议控制在1.6 m³/min以上,此种情况下顶替效率最高。③ 水泥浆和钻井液的密度差控制在0.7 g/cm³左右时,顶替效率最佳。④ 增大流体动切力、稠度系数及流性指数也可提高流体顶替效率。
地面工程
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  孔板流量计整流器设计与实用效益分析

  郑超, 赵漾, 罗洋, 郑榕, 薛小红, 杜浪, 杨鉴, 蒋佩忱

  天然气技术与经济. 2021, 15(1): 50-54. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-1132.2021.01.008

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  整流器作为气体平整装置,其作用是将天然气的流态从紊流变为平流,从而使后端标准孔板流量计的计量更加准确。为了有效提高整流器在天然气生产中的使用效果、延长其使用寿命、解决整流器在天然气生产与计量过程中所面临的清洗困难、维护不便等问题,以天然气计量中具有代表性的管式整流器为研究对象,分析了现用管式整流器在生产过程中的弊端与不足,针对性地提出了解决方法。研究结果表明：经过对现有管式整流器的优化,克服了传统整流器拆装工艺繁琐、作业风险高等不足,提高了现场作业的安全性,原创性地研制了一种可在线维护的体积流量计整流器。结论认为,所设计的新型整流器克服了现有技术的不足,解决了整流器使用过程中拆装工艺繁琐、作业风险高等问题,符合国家规定的使用标准,有效提高了整流器清洗与维护的效率。
天然气开发
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  105 MPa冷冻暂堵装置的研制及应用

  胡旭光, 罗卫华, 刘贵义

  天然气技术与经济. 2021, 15(1): 55-60. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-1132.2021.01.009

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  冷冻暂堵技术是井口隐患治理的关键技术之一,用以带压更换密封不严、锈蚀严重的井口闸阀、采气树等。由于其不需压井的技术优势,应用范围逐步由老井井口隐患治理向生产井更换井口装置拓展,需要封堵的井口压力不断提高,原有的70 MPa冷冻暂堵装置已不能满足高压气井暂堵剂注入要求。为了满足高压气井冷冻暂堵作业需要、解决装置性能不足的难题,以冷冻暂堵装置核心部件为研究对象,进行了装置设计与校核,研制了国内首套105 MPa冷冻暂堵装置。研究结果表明：① 105 MPa冷冻暂堵装置由液压控制系统、注入缸、增压缸、预注系统、辅助组件五部分组成;② 结合施工实际情况,以模拟冷冻Φ177.8 mm光套管为对象,设计了注入缸及增压缸的尺寸及参数;③ 从缸体最高使用压力、缸体塑性变形应力、缸筒径向变形量对注入缸及增压缸进行强度校核,校核结果满足设计要求;④ 该研究成果在川渝、长庆等地推广应用了44井次,最高作业压力达48 MPa,解决了原有70 MPa冷冻暂堵装置无法向高压井注入暂堵剂的难题,应用效果显著。
市场与价格
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  油气田企业直面低油价的对策思考

  刘斌

  天然气技术与经济. 2021, 15(1): 61-67. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-1132.2021.01.010

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  为了应对新形势下低油价对油气田企业经营韧性提出的新挑战,总结了历史上六次油价暴跌期间国际石油公司的应对策略,分析了本轮低油价对国内油气生产企业的主要影响,结合国内外石油公司直面低油价的实践,提出了优化布局、重构价值链,依靠提高自身素质去降低成本、提高质量的内涵式发展模式。研究结果表明：① 低成本是企业可持续发展的根本战略,应对低油价,油气开采企业立足当下、着眼自身、优化布局,走内涵式发展道路,是最为有效的应对策略;② 纵观历次油价暴跌,削减开支、裁员降薪、剥离优化资产、停减勘探生产活动,是国际石油公司应对低油价的共同策略;③ 内涵式发展,必须把低成本获取油气资源摆在更加突出的位置,加快资源发现、增储上产、效益突破;走内涵式发展道路,要注重内在品质和潜力挖掘,不追求一般意义上的规模扩大和数量增加;④ 理念、底线、策略、对策,是油气开采企业内涵式发展模式的四个基本要素。结论认为：油气开采企业的内涵式发展模式需要树立两个理念、守住两条底线、实施三大策略、践行四项对策。
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  完善我国天然气定价机制的路径与政策

  李廷东, 何春蕾, 董振宇, 张颙

  天然气技术与经济. 2021, 15(1): 68-75. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-1132.2021.01.011

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  为了完善我国天然气定价机制,在阐述天然气定价机制演变一般规律的基础上,分析了当前天然气定价机制存在的主要问题,即管道输配气的准许收益率明显偏高、放开天然气价格没有明确的标准和条件、“基准价+浮动幅度”管理办法存在不足、市场中心的发展尚处于起步阶段。结合我国天然气价格改革的目标,提出4条完善天然气定价机制的路径与政策。研究结果表明：① 参照核定电网输配电准许收益率的办法,合理确定管道输配气的准许收益率,理顺天然气产业链价格,促进天然气全产业链健康可持续发展;② 依据我国《反垄断法》明确放开门站价格的条件与标准,为制定价格市场化改革政策提供依据;③ 对不具备取消门站价格管制条件的地区,完善门站价格形成机制,促进定价机制由政府管制向与油价挂钩转变;④ 对具备取消门站价格管制条件的地区,加快发展天然气市场中心,促进定价机制由与油价挂钩向气与气竞争转变。
经营管理
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  基于改进时间序列DEA的石油企业技术创新效率评价

  杨智勇, 余晓钟, 白龙, 钟书丽

  天然气技术与经济. 2021, 15(1): 76-82. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-1132.2021.01.012

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  石油企业在勘探开发、石油化工、安全环保等重点领域的科研力量投入对企业发展至关重要。为了克服样本和决策单元数量对石油企业技术创新效率评价的影响,在应用DEA基本模型以及C.Lynde等人提出的时间序列DEA模型做出改进的基础上,形成了更具逻辑性、可操作性和适应性的基于改进时间序列DEA模型,并基于该模型对我国三大石油企业的技术创新效率评价进行了研究。研究结果表明,改进的时间序列DEA模型具有以下优势：① 解决了将时间序列作为决策单元的问题,并且很好的利用了时间序列的动态变化优势;② 能够进一步分析各投入指标的利用相对强度和各产出指标的产出相对强度,对于深入研究企业技术创新中各要素投入情况与实际产出情况的逻辑关联性并提出针对性改善措施具有良好的实践意义;③ 较之于改进前的模型,改进后的模型在实际应用中更具有逻辑性、可操作性和准确性。
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  基于指数与倍数修正系数的天然气产量预测方法优化

  陈艳茹, 余果, 邹源红, 方一竹, 郑姝

  天然气技术与经济. 2021, 15(1): 83-88. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-1132.2021.01.013

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  针对传统的翁氏和Weibull产量预测模型受指数预测误差的影响而易出现指数倍级别的偏差,不能有效拟合四川盆地油气产量发展趋势的问题。提出了一种基于倍数和指数修正系数的模型修正方法 —— 基于原始数据和一次计算结果计算指数与倍数修正系数,指数修正系数通过调整对模型影响较大的e指数消除数量级上的计算误差,倍数修正系数修正整体计算误差,再利用原产量函数中的t子函数指数多值求解,选取最优解减少预测曲线与原始数据变化规律的差异性,构建符合四川盆地产量发展特点的峰值预测模型。研究结果表明：① 基于上述方法改进的翁氏模型和Weibull模型能够有效模拟四川盆地油气产量变化趋势并预测其全生命周期的产量变化趋势;② 该盆地天然气产量峰值时间将出现在 2050年左右,峰值产量为1 453.28 × 10⁸~1 750.38 × 10⁸ m³;③ 改进模型具有较高的预测精准度,在油气发展预测工作中具有一定的决策参考价值。