2022年, 第45卷, 第2期　
出刊日期：2022-06-25

  

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  四川盆地西北部地区中二叠统栖霞组肉红色白云岩成因浅析

  郝 毅, 　王宇峰　李荣容　汤兴宇　裴森奇　王永生,

  天然气勘探与开发. 2022, 45(2): 1.

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  中二叠世沉积的栖霞组是四川盆地天然气勘探的重点层系，近年来屡获突破。白云岩是该地区栖霞组最重要的储集
  岩类型，一般呈灰色或浅灰色。近期在四川盆地西北部地区的葛底坝剖面及双鱼石地区钻井岩心中，发现栖霞组存在一种特殊的
  肉红色白云岩。目前鲜有公开文献对这套肉红色白云岩的宏观、微观特征及成因进行过系统地阐述，而肉红色白云岩邻层往往伴
  有较厚的孔洞型白云岩储层，其存在可能对该类优质储层的形成环境存在指示意义，具有研究价值。本次研究从野外露头及岩心
  样品的宏观、微观岩石学特征以及实验分析数据等方面入手，对其进行了系统地分析并得出以下初步认识：①栖霞组白云岩中的
  肉红色是一种次生色，其形成与铁元素含量较高有关，因为该类样品中检测出黄铁矿和赤铁矿成分；②白云石仅核心部分变色明
  显，后期胶结物并未受到影响，说明其形成时间较早，可能在准同生期就已形成铁质侵染；③这种白云岩宏观上常常呈角砾状并
  伴随有岩溶现象，说明其可能形成于古地貌相对较高的位置；④地球化学信息表明，肉红色白云岩的δ18O 平均值为-1.54‰，远
  高于其他岩石的平均值-6.93‰，反映了肉红色白云岩形成时的水体盐度较高，揭示了川西北地区栖霞组沉积期存在局限蒸发环境，
  有利于渗透回流型白云岩的发育
  
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  鄂尔多斯盆地富县中奥陶统风化壳古地貌特征

  马 宁　丁晓琪　张 威, 　祁壮壮　陈乙莱　朱 颖

  天然气勘探与开发. 2022, 45(2): 7.

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  鄂尔多斯盆地富县地区中奥陶统风化壳古地貌控制着喀斯特气藏的分布。通过印模法利用风化壳之上的上覆地层厚
  度反映风化壳古地貌，由于很难准确进行去压实校正，恢复的古地貌精度较差。为此，通过恢复风化壳之下标志层（马家沟组五
  段第5 亚段）的古构造，进而在古构造上叠加马五5 亚段之上的中奥陶统残厚来进行风化壳古地貌的恢复。研究表明：①石炭纪之前，
  奥陶系古构造为一个北东倾的单斜，地层倾角在0.1°～ 0.6°之间，局部构造幅度在20 ～ 40 m。②中奥陶统风化壳古地貌自南
  西向北东发育高地、斜坡、洼地3 种二级地貌单元，出露地层自西向东由老变新，从高地的马五10 亚段到洼地的马六段，在斜坡
  上发育残丘、沟槽等三级地貌单元，其中残丘6 个，沟槽3 条。③高地古地貌上，地下水以垂向流动为主，溶蚀作用相对受限；
  斜坡古地貌上的地下水具有水平运动的特征，喀斯特化紊乱角砾岩中的砾石碎屑分选好、磨圆差，砾石之间的黏土来自马五段本身，
  喀斯特化深度达马五5 亚段。④洼地古地貌上的地下水既有垂向运动又有水平运动，喀斯特化的角砾以镶嵌状为主，局部可见少
  许紊乱角砾岩，地层完整，垮塌不明显，喀斯特化深度较浅，仅达马五3 亚段。古地貌的精细刻画指明了坡地上的残丘具有良好
  的天然气勘探潜力。
  
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  四川盆地龙岗东地区台缘带生物礁含气性评价

  韩　建

  天然气勘探与开发. 2022, 45(2): 15.

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  四川盆地东部地区上二叠统长兴组生物礁是区内重要滚探目标，能较快的实现增储上产。为了解决川东地区长兴组“开江—
  梁平”海槽西侧台缘（下简称“海槽西侧”）生物礁及储层发育，但含气性差的问题。本次运用钻井、地震等资料，以沉积学、岩石
  学、油气成藏理论等为指导，分析了海槽西侧生物礁及储层发育特征，并结合构造展布特征，深入剖析了区内已完钻生物礁含气性，
  指出区内台缘生物礁含气性影响因素以及含气有利区，指导生物礁勘探。研究表明：①海槽西侧台缘生物礁发育，生物礁分布受相
  带控制，且沿台缘带断续分布，较川东其他地区生物礁规模更大；②海槽西侧台缘带生物礁储层发育，储层厚可达109.5 m，孔隙度可
  达6.71%，为裂缝—孔洞型储层，储层非均质性强，且随生物礁沿台缘带断续分布；③海槽西侧台缘（生物礁）与区内高陡构造带及断
  裂系统几乎垂直接触，构造及断裂系统，和生物礁储层非均质性共同控制生物礁含气性。结论认为，研究成果指出了区内生物礁含气性
  因素及有利区，有助于川东地区老气田稳产，对四川盆地生物礁勘探开发具有重要的指导意义。
  
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  全方位局部角度域叠前深度偏移在复杂构造成像中的应用#br#

  王 江

  天然气勘探与开发. 2022, 45(2): 22.

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  大杨树盆地构造活动具有多期建造和改造的特点，导致其构造复杂、断裂发育、地层非均质性强，体现在地震采集
  资料上就是地层速度横向变化大，地震资料信噪比低、致使构造精确成像困难。为此，尝试应用全方位局部角度域叠前深度偏移
  技术来解决这些问题：①采用全方位角成像偏移+ 多方位层析深度域速度建模；②进行关键参数（偏移孔径、反假频参数、最大
  倾角和最大开角）的优选；③进行倾角道集镜像加权叠加精细构造成像。应用结果表明：①全方位局部角度域叠前深度偏移在陡
  倾角的复杂构造区, 能够使反射波归位准确、绕射波收敛合理；②在浅层全方位反射角道集角度范围宽、信噪比高，有利于浅层
  速度建模与模型优化，通过对倾角道集进行镜像加权得到的镜像倾角道集不但反射能量强，而且消除了散射和绕射能量；③在相
  同速度模型下，在陡倾角成像方面，全方位局部角度域偏移方法的成像精度比Kirchhoff 偏移更具优势，不但复杂构造带能够精
  细成像，地震资料分辨率和信噪比都得到明显提高，地震数据频带由8 ～ 78 Hz 拓宽到5 ～ 88 Hz。
  
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  碳酸盐岩储层沥青质测井识别与孔隙度校正——以四川盆地安岳气田龙王庙组为例#br#

  殷 榕　赖 强　吴煜宇　谢 冰　韩 冰　汪泽宇

  天然气勘探与开发. 2022, 45(2): 31.

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  为明确含沥青质碳酸盐岩储层的测井响应特征，探究沥青对储层有效性的影响，以四川盆地安岳气田寒武系龙王庙组为例，
  结合岩心、岩石薄片、常规测井和核磁测井，对碳酸盐岩储层中沥青质的识别与测井有效孔隙度校正方法进行了研究。研究结果表明：
  ①沥青质在磨溪构造地区分布较为广泛，以充填—半充填的形式存在于溶蚀孔洞、裂缝中，引起储层有效储集空间减小，在含沥青层段，
  理论电阻率曲线与实测电阻率曲线呈镜像关系；②沥青的核磁共振T2 值小于3 ms，在T2 谱上与黏土束缚水信号重叠，对于沥青质储层，
  按照常规测井评价方法计算的有效孔隙度偏高。因此，利用自然伽马或无铀自然伽马计算的泥质含量，建立泥质含量—纯黏土束缚水孔
  隙度转换模型，从核磁测井计算的黏土束缚水孔隙度中减去纯黏土束缚水孔隙度，得到的剩余无效孔隙体积即可视为沥青的体积。试验
  结果表明：该方法可连续、定量计算储层沥青含量，并对常规测井孔隙度进行校正。
  
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  水平气井不稳定试井分析定量诊断边水侵前缘

  王 娟　冯 曦　李玥洋　邓 惠　戚 涛　袁 山　姜

  天然气勘探与开发. 2022, 45(2): 39.

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  　随着水平井在有水气藏开发中的大量应用，发现水平井一方面能够提高气井的单井产能、降低气井生产压差、延长
  气井稳产期，而另一方面，水平气井见水后地层能量不足时井筒携液困难，尤其高产气井采用大油管时其携液能力更低，对生产
  影响严重。因此，对于具有边水的水平气井，如何有效、准确地监测并预报气井或气藏边水水侵前缘，一直是气田开发过程中的
  一大难题。为此，以气-水两相不稳定渗流模型为基础，采用与解析解具有相同渗流数学模型、以数值解为求解结果的数值试井为
  手段，对边水推进过程中水平气井压力恢复试井双对数曲线的变化特征进行了深入研究，形成了水平气井边水水侵前缘的定量诊
  断方法，并在四川盆地某气藏开展了现场应用。研究结果表明：①应用不稳定试井分析来定量诊断水平井边水水侵前缘的方法是
  可行并且准确的。②明确了井型对定量诊断边水水侵前缘的影响。即对直井，实际水侵前缘与解析反演计算的水侵前缘结果相近；
  对水平井，当实际水侵前缘距井筒距离大于气井有效水平段长度时，实际水侵前缘与计算水侵前缘结果相近；而当实际水侵前缘
  距井筒距离接近或小于气井有效水平段长度时，计算水侵前缘与实际水侵前缘存在一定偏差，需要对计算水侵前缘作校正，并提
  出了相应校正方法。③确定水平气井水侵前缘定量诊断方法的适用范围是非裂缝窜进型边水入侵气井。④应用实例验证了方法准
  确实用，表明在非裂缝水窜型边水入侵过程中，通过本方法能有效监测边水水侵前缘，进而计算其水体推进速度，分析气井不同
  阶段的水侵特征及变化规律。⑤通过定期压力恢复试井监测其水侵前缘，分析水侵特征及变化规律，适时调整气井与气藏配产，
  可有效延长气井无水采气期与气藏稳产期，提高气藏整体开发效果。
  
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  套变井用高温高压封隔器的研制与应用

  张 毅　郭云鹏　李瑞祺　金显鹏　谭　学　孙世强　黄晓亮

  天然气勘探与开发. 2022, 45(2): 49.

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  大型体积压裂施工已经成为油气田储层改造的重要手段，在带来大量油气资源的同时，也容易发生压裂后套管变形
  的现象，已经发生套变导致内通径缩小的井后续再进行储层改造难度很大。为此，设计了一种耐高温、承高压的套变井用封隔器：
  ①采用具有雨伞骨架结构的护肩，可以在受压时阻止胶筒形变部分挤入油套环形空间而损坏；②三级活塞的设计可以使封隔器卡
  瓦、胶筒在坐封时可以分别独立运动，避免出现胶筒在弹性回弹力作用下留有余量导致坐封不严；③优化了AFLAS 氟橡胶与氢
  化丁腈橡胶配比，使封隔器胶筒具有高强度和耐高温性能；④增加水力锚数量以及加装坐封锁环的设计，提高了封隔器坐封稳定性。
  应用结果表明：该高温高压套变井用封隔器在200℃的条件下，坐封、解封动作顺利，承压能力超过90 MPa，这个性能指标满足
  了大部分油气井对储层改造的施工要求，具有很大推广价值。
  
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  寡聚糖在钻井液中的作用效能研究

  勇志华　张　帆　刘雄雄, 　董三宝

  天然气勘探与开发. 2022, 45(2): 56.

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  目前在复杂油气藏钻探领域中，现有钻井液体系组分多，性能调控难度大，成本高，且难以兼顾环保要求，因此迫切需
  要研发兼具多功能的环保型处理剂。基于上述需求，通过室内实验，考察了寡聚糖处理剂（MQ）在水基钻井液中的作用效能，并通过
  表面张力和接触角分析对其作用机理进行了初探。研究结果表明：①寡聚糖处理剂（MQ）分子能显著提高水基钻井液的液相黏度
  且同时增强了黏土颗粒空间网架结构的强度，表现出增黏提切、降低水分子滤失之功效；②寡聚糖处理剂(MQ) 分子上的环多羟基易
  吸附在黏土颗粒表面上并形成较丰厚的外表面疏水的水化膜，使它同时起到润滑、抑制水化和致密化泥饼而降低滤失作用；③寡聚糖
  处理剂（MQ）在钻井液中增黏提切和降滤失作用的耐温极限为150℃ ；④寡聚糖处理剂（MQ）在水基钻井液中的抗温作用效能优于原
  有的黄原胶等聚合糖类处理剂。
  
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  管道完整性管理智能分析辅助决策模型及应用

  温 庆　张文娟　张大双　林 宇

  天然气勘探与开发. 2022, 45(2): 63.

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  目前中国石油西南油气田常规的管道完整性管理工作，部分环节分析方法单一，效率低且结果存在较大的主观性；
  传统的数据分析挖掘方法使得各项数据的综合利用效率不高，工作强度和重复性较大。因此，确保数据的准确性及提高工作效率
  是增强完整性管理水平的当务之急。①通过对高后果区识别、风险评价、完整性管理方案编制等3 项业务工作开展数据挖掘分析，
  明确了每项参数的数据来源，形成了管道完整性管理常规工作数据库；②基于卫星地图定位划分、建筑数据矢量化智能分析、管
  段自动划分等关键技术，在西南油气田首次建立了3 项业务工作的智能分析辅助决策模型；③搭建了“高后果区智能识别模块”“风
  险评价可视化分析模块”和“完整性管理方案编制智能文字识别填充模块”，实现了相应功能。应用结果表明：智能分析辅助决策
  模型可以满足智能分析需求，为管道完整性管理工作带来新的解决方案，推动智能分析决策，提高工作效率和管理水平，为西南
  油气田的管道完整性管理工作从预防型进一步提升到预知型提供了技术支撑。
  
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  致密气有效砂体结构模型的构建方法及其应用

  郭 智　冀 光　姬鹏程　庞 强　马 妍

  天然气勘探与开发. 2022, 45(2): 71.

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  明确有效砂体规模及分布频率、搭建有效砂体结构模型，对于致密气井网优化调整及气田高效开发具有重要意义。
  以苏里格气田中区二叠系石盒子组8 段、山西组1 段、2 段为研究对象，按照先搭建整体框架、再丰富层段细节的研究思路，提
  出了储层结构模型的4 步构建方法和流程：①通过野外露头观测、沉积物理模拟等多手段拟合有效单砂体的长宽比和宽厚比等参
  数，测算有效单砂体平均规模；②充分利用开发中的海量数据，结合地质统计学、概率论等方法，对储层平面非均质性做一定的
  抽提和简化，判断多层叠合后每平方千米发育的有效单砂体个数；③基于不同砂组有效砂体发育频率、储量比例及单砂体厚度差
  异，明确各砂组有效单砂体规模及发育个数；④结合各小层有效砂体累计厚度及钻遇率，建立精确到开发小层的有效砂体结构模
  型。研究表明：①有效单砂体平均规模0.186 km2，平均储量0.055 9×108 m3; ②在储量丰度约1.5×108 m3/km2 条件下，1 km2 发
  育25 ～ 30 个有效单砂体；③在井距600 m、500 m、400 m、300 m 下可分别控制38%、47%、57%、69% 的有效砂体及53%、
  66%、76%、84% 的储量；④随着井密度的增加，井网对有效砂体控制程度的增幅变大，对储量控制程度的增幅减小。
  
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  致密砂岩气藏地层水对含气性响应机理分析#br# ——以鄂尔多斯盆地杭锦旗地区下石盒子组气藏为例#br#

  徐思阳　刘 岩　李可赛

  天然气勘探与开发. 2022, 45(2): 81.

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  鄂尔多斯盆地杭锦旗地区上古生界下二叠统下石盒子组1 段致密砂岩储层具有较高的束缚水饱和度，且地层水矿化度差
  异性大，导致通过测井解释的含气饱和度与最终的测试结论不符，极大地制约了天然气的有效开发。前人对杭锦旗地区上古生界气水
  关系规律进行了一定的研究，取得了一些的认识，但绝大多数都是从储层物理属性出发，为此，通过对杭锦旗地区石盒子组1 段地层
  水矿化度的差异性分析，结合测试资料和测井资料，采用体积模型对不同含气饱和度条件下的矿化度、地层温度变化和电阻率响应关
  系的理论影响进行分析，弄清了地层水性质对含气性响应的影响机理。研究结果表明：①以40 g/L 为界，高矿化度地层水条件下测井
  识别气层的电阻率下限值较低矿化度地层水条件下的地层电阻率低；②地层水矿化度对地层水电阻率的影响大于地层温度的影响，含
  气饱和度越高（Sg ＞ 60%），地层电阻率受地层水矿化度影响越大，因此利用测井进行含气性解释时应充分考虑地层水矿化度差异性对
  原状地层电阻率的影响。该结论对低孔低渗的致密气藏含气饱和度的准确计算可提供新的技术支持。
  
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  多参数下低渗—致密砂岩储层含气饱和度定量预测

  许胜利　张 雨　李 辉　张志虎　罗青桂　李文元

  天然气勘探与开发. 2022, 45(2): 92.

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  为了解决现阶段对低渗—致密砂岩气藏含气饱和度难以进行定量预测的石油行业难题，从经典毛细管压力公式出发，
  结合岩石孔隙物理模型推导出岩石毛细管力与孔隙度的平方呈反比关系，并通过模型回归优化形成纯气区所需圈闭高度与不同有
  效孔隙度的关系；通过引入岩石有效孔隙度和总孔隙的比值确定不同物性条件下可达到的含气饱和度上限；综合地震含气性定性
  平面预测成果和构造相对位置，通过条件判别和计算实现低渗—致密气藏含气饱和度的定量预测。该方法：①实现了对低渗—致
  密储层含气饱和度分布的定量有效预测，②能够识别生产纯气区平面分布范围及压裂大量出水的高风险区；③指导开发井水平段
  的部署并规避高风险区，进而降低开发风险；④更准确地判定气藏可采储量，进而为海上开发平台规模建设和低渗—致密气藏的
  开发等决策提供科学的依据。
  
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  致密砂岩气藏产水气井连续油管排采技术优化与应用

  蒋淮宇

  天然气勘探与开发. 2022, 45(2): 99.

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  在四川盆地西部中浅层致密砂岩气藏中，气井压力、产量递减快，气井产水、井筒积液，严重影响生产。为此，在
  多口水平井投产初期、生产中期实施连续油管排水采气工艺，以延长气井的生命周期。随着气井产量的下降，连续油管井生产后
  期仍需开展泡排、气举等辅助排液措施，但部分井的泡排、气举效果欠佳。针对这一问题进行研究，优化了泡排介入时机的选择
  及泡排剂用量的计算，同时优选了经济可行的连续油管井气举类型及方式，从而提升了致密砂岩气藏低能量气井的排水采气效
  果。研究结果表明：①水平井携液临界流量的计算模拟结果显示，水平段较之垂直段、斜井段，水平段的携液临界流量最大，因
  而带液难度最大，低能量气井水平段处于泡状流态；当气井产量递减至携液临界流量时，需及时分步介入泡排工艺、继而是补
  充能量型的气举工艺，使气井能带液生产。②气液两相流压降模型中考虑泡沫流热阻力因素后，计算的单井泡排剂用量减少约
  15% ～ 40%，消除了因药剂加注过量而导致井底泡沫堵塞情况。③产水量较大的常规连续油管井，选择排压高、作业连续、经济
  性好的移动压缩机气举工艺。④全通径连续油管井，适宜采用气流量大、携液能力强的CNG（压缩天然气）罐装气举工艺。现场
  应用表明，优化了17 口连续油管井泡排药剂用量，平均单井次药剂量减少25%，消除了泡沫堵塞停产现象；优化了4 口连续油
  管井的气举方式，排液增产效果显著。
  
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  胜北区块致密气藏小井眼水平井优快钻井技术攻关

  陈 芳　杨玉娟　颜涛涛　赵前进　王小飞　席俊卿

  天然气勘探与开发. 2022, 45(2): 108.

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  由于工程地质条件复杂，吐哈油田胜北构造带中侏罗统七克台、三间房组致密气藏的水平井钻探存在钻井周期长、
  机械钻速低、复杂事故频发等问题，严重制约了该区块水平井钻井综合效益的提升。为此，在分析胜北区块钻井工程难点的基础上，
  通过优化井身结构、优化井眼轨迹设计与控制、研发抗高温复合盐弱凝胶钻井液体系、优选符合各井段地层抗钻特性的个性化钻头、
  分井段设计减阻提速的钻具组合，初步形成了一套适合吐哈油田胜北区块的小井眼水平井优快钻井技术。通过胜北1101H 井先导
  试验表明：①井身结构“瘦身”为小三开，技术套管下至三间房组储层上部砂层，完全封固上部易坍塌泥岩，实现三开储层专打，
  在加强安全钻井配套措施的基础上，小三开更具经济性及合理性；②复合盐弱凝胶钻井液体系具有较强的抑制、封堵防塌剂润滑
  携带性能，能够有效抑制上侏罗统齐古组、七克台组大段暗色泥岩坍塌，确保了二开长裸眼造斜段安全作业及水平段有效延伸；
  ③针对各个地层岩性特征优选的高效PDC 钻头对复杂地层具有良好的适应性，基于高效钻头、提速工具、安全钻井配套工具及
  高性能钻井液的分段钻井提速技术能有效提高机械钻速，确保了油层钻遇率，降低了钻井成本。
  
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  一种适用于深部煤岩的甲烷损失气量计算方法

  宋利红　杨 宇　徐启林　张 昊　吴 翔

  天然气勘探与开发. 2022, 45(2): 113.

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  针对煤岩在井筒提升过程及解吸罐中的甲烷解吸扩散规律问题，前人主要采用定常数外边界条件进行构建模型，这
  将与深部煤岩提升过程中甲烷实际扩散特征差异较大。由于煤岩在井筒实际提升过程中其外表面压力随时间呈非线性变化，考虑
  该变化特征，并基于质量守恒定律、连续性原理，构建了甲烷定常数扩散系数的解吸扩散数学模型，通过数学物理方程求解方法
  求得其解析解。在此基础上，利用最优化方法，对解吸罐中的实测解吸气量进行拟合，进而推测出煤岩在井筒中的损失气量。结
  果表明：①所建立数学模型更符合深部煤岩提升过程中甲烷的实际扩散特征；②与直接法（USBM 法）相比，所提方法的计算结
  果更加准确。以某一具体的煤层岩样为例，用直接法求得煤岩在井筒提升过程中的甲烷损失气量为2 712 cm3，文中求解方法得到
  的甲烷损失气量为2 951 cm3。这与直接法使用的前提条件（t0 设定）导致的实际损失气量时间减少相吻合。
  
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  煤层气顶板水平井穿层压裂技术的应用

  范明福

  天然气勘探与开发. 2022, 45(2): 122.

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  我国构造煤煤层气资源丰富，但构造煤结构破碎、质地松软，钻完井及压裂难度大，效果差，至今没有得到有效开发。
  通过对煤层顶板水平井穿层压裂技术的深入分析，根据煤层顶板压裂机理及优势，对水平井井眼轨迹控制提出要求，并在安徽省
  淮北芦岭煤矿区的现场应用中，优化了水平井射孔参数及压裂工艺参数。应用结果表明：①水平井眼轨迹控制在距离煤层顶面1 ～
  3 m 最为合适；②最佳射孔方式是定向垂直向下射孔，2 ～ 4 簇/ 段，每簇射孔长度1.0 ～ 1.5 m ；③最佳压裂施工排量10 ～ 12
  m3/min，单段注入液量1 000 m3，加砂量70 m3、平均砂比10% ～ 15%。结论认为：煤层顶板水平井穿层压裂技术可以避免水平
  井钻进时煤层易垮塌的问题，可以产生较长且与煤层沟通良好的压裂裂缝，具有降低入井液对煤层的伤害、提高排采效果的优势。