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導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇油氣勘探論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
紅海盆地中新世中、晚期,南北通道關閉,海平面下降,導致蒸發巖快速沉積,全區內普遍沉積巖鹽和石膏層。上新世以后,上覆地層不均衡導致鹽流動,巖鹽控制了沉積和構造。巖鹽在該區不同構造帶,鹽層的發育特征明顯不同,在盆地的淺水區為碎屑巖帶,以濱岸帶、滾動背斜帶和鹽刺穿構造帶為特征,鹽層呈層狀展布,厚度約100~800m,是主要的勘探區帶;深水區以大規模鹽丘發育為特征,鹽層呈丘狀展布,地層厚度約1000~4500m,目前勘探程度低,但為本區潛在的勘探目標區(圖2)。
鹽不僅具有較強的致密性,而且具有極強的可塑性,當具有足夠的埋深和承受不均衡的巨大壓力時就會發生可塑性流動,巖鹽受上部地層改造明顯。在近物源區以擠壓外推鹽體為主,在遠物源區以充填沉積分割鹽體為主。巖鹽因構造變形可形成多種類型的鹽構造,在盆地濱岸帶,受多排滾動滑脫斷裂的影響,主要鹽構造類型為鹽底辟和鹽焊接;在盆地鹽盆區,主要鹽構造類型為鹽墻和鹽舌。
紅海盆地生儲蓋特征
紅海盆地已鉆井地層及油氣顯示分析,盆地主要發育兩套烴源巖,主力烴源巖為裂谷早期的鹽下Rudeis組深海泥巖(表1),此外Be-layim和Dungunab組海相泥巖也是重要的生油巖(未證實);其次為鹽上的Zeit組下部三角洲泥巖,泥巖(10~150m,TOC0.5~0.9,Ⅱ2~Ⅲ型)厚度與質量變化大,有機質類型主要為Ⅲ型,生氣為主,在淺水區達到早成熟階段(Ro0.7%~1.0%),靠近深水區的地層才達到成熟,已得到鉆井證實。紅海盆地的主要儲層為碳酸鹽巖和砂巖。
鹽下儲層發育碳酸鹽巖和砂巖,其碳酸鹽巖地層分布范圍有限,區域物源的發育,限制了生物礁的生長和分布范圍,從部分已鉆遇鹽下地層井上綜合分析認為,主要發育濱淺海相砂巖,儲層厚度大、層系多,但單層厚度變化大(圖4),有效孔隙度約為13%~17%,平均孔隙度約為15%;鹽上儲層以高能環境的三角洲相沉積為主,橫向上巖性變化快,縱向上砂地比變化大,單砂層厚度一般為5~10m,砂地比為18%~38%,砂巖儲層埋藏淺,有效孔隙度約為15%~25%,平均孔隙度大于18%。
本區砂巖含鹽沉積是影響儲集性能的重要因素之一,鹽以膠結物形式沉淀在砂巖孔隙中,從而影響砂巖的儲集性能(表3),易使砂巖儲層變得致密堅硬。紅海盆地鹽層廣泛分布,鹽丘主要沿斷層分布,從濱淺海區已鉆遇鹽層井上巖性統計分析,鹽層段通常為巖鹽夾粉砂巖、泥巖和白云巖等薄層的互層特征,通常單層巖鹽厚度從幾米到幾十米(圖5),深水區目前暫無鉆井,但從地震解釋上看巖鹽無論規模和厚度都普遍較大(圖4)。
厚層巖鹽為鹽下地層提供了良好的蓋層條件,同時控制了本區的構造演化和油氣的分布特征,鹽體的構造運動為地下流體創造了可以運移的通道,同時也為油氣聚集成藏提供了一定的空間,在鹽構造的周圍可以形成大型圈閉和各種類型的油氣藏。紅海盆地鹽下構造繼承了基底裂谷構造特征,主要圈閉類型為地塹、地壘和斷背斜,油氣藏類型為下生上儲;鹽上地層與鹽層相互改造作用明顯,主要發育滾動背斜、鹽構造相關圈閉,鹽下油源很難通過厚層的鹽層運移到鹽上地層,鹽構造之間的迷你盆地內泥巖能夠達到成熟,在局部范圍內形成自生自儲油氣藏(圖5)。
紅海盆地勘探特點
1紅海盆地具有高溫高壓特征
紅海盆地為典型的高溫高壓盆地,這已從多口鉆井中得到證實,從最新的鉆井資料上顯示,盆地最高井底溫度(BHT)達160℃,鹽下最大泥漿密度系數達2.1g/mL(圖6),對鉆井工程和鉆井泥漿性能優化帶來了極大的挑戰。異常高壓和第三系的膏巖鹽分布密切相關,一般來說,當膏巖鹽的厚度大于400~500m時,其下面就可能存在高壓。紅海異常壓力存在的主要原因為鹽層及鹽變形的控制,由于上覆地層的不均衡性,導致了鹽層的流動,同時受鹽層的良好的封堵性作用,形成了本區異常高壓區,如圖地震層速度剖面上可見異常高速度帶(圖7)。膏鹽層下常形成超壓帶和各種鹽構造,若是在鹽層之下發育有砂巖等儲層,則在同等深度,該儲層的孔隙壓力或者流體壓力將會比其它的未被鹽體覆蓋的儲層的孔隙壓力或者流體壓力大,這種異常高壓難以得到釋放,使得砂巖等儲集層未能夠進一步壓實,進而使該儲集層的儲集性能得以保持,為油氣的運移和聚集提供了通道和空間。
2斷裂和鹽層發育對勘探工程的影響
在盆地的淺水區,發育多排的滾動滑脫斷裂,在鉆探過程中,如果鉆遇斷裂發育區,特別是鉆遇通天大斷裂,由于泥漿的浸泡和沖刷,導致周圍砂巖疏松,泥漿會沿著斷裂發生漏失,因此在設計井位目標時,應盡量避開大斷裂的影響;而在鉆遇巖鹽地層時,由于巖鹽的特殊物理性質,會導致井筒縮徑,因此在鉆探巖鹽過程中,適時控制鉆探速度,及時進行地層劃眼工作,避免鉆桿卡鉆或下套管遇卡等地質災害的發生(圖8)。
3紅海盆地鹽下構造識別難度大
隨著對含鹽油氣盆地的勘探深入,對鹽構造的研究也由初期對鹽上構造的研究轉向對鹽下深層構造的研究,重點是對鹽下“假構造”的識別。巖鹽在區域構造應力和上覆地層重力的作用下發生塑性流動,在流動過程中容易與圍巖混雜,給地震解釋造成很大難度。鹽上構造圈閉類型多樣、結構復雜,但地震容易識別;鹽下油氣勘探中,鹽層與圍巖(砂泥互層)速度的差異性,在地震剖面上鹽下地層會產生上拉效應,使其下伏地層在常規地震剖面上出現畸變,使得構造建模及圈閉落實非常困難,即鹽下存在假構造。鹽層和鹽下地震成像技術已成為制約鹽下油氣勘探的關鍵,從研究區復雜的地質條件及二維地震資料局限性分析,針對紅海盆地深水或超深水區二維地震資料可以滿足油氣地質條件分析及區帶優選的需要,但難于解決鹽丘復雜構造準確成像及井位目標優選等研究工作。
“我沒想過會和地質科學打一輩子交道,上中學時我的數理化成績非常好,高考的時候沒有報這個專業,當時不了解地質科學,不知道是怎么回事,談不上喜歡。” 他對記者說。
“得服從國家分配……”雖然沒有思想準備,但是張劉平還是在“國家需要”這個樸素的感召下,走上了一條后來他為之全心奮斗的油氣勘探研究之路。
“我慢慢對自己所學的專業產生了興趣,一件事情等你做長了以后,就會有感情。開始我不喜歡學習地質,更不愿意看石頭,后來看石頭看出感情來了,越看越喜歡。”如今已是年過半百的張劉平博士,描述著他與地質結下不解之緣的那些最初的日子。
上世紀80年代初,他畢業于北京大學地質系巖礦與地球化學專業,獲得理學學士學位。在學校“愛國進步,民主科學”的熏陶下,張劉平獲得了精細的系統化訓練。
1983年,大學畢業的張劉平被分配到華北石油管理局勘探開發研究院。當時的研究院注重年青人的培養,他在26歲時便獨立承擔研究項目了。骨子里的那股子韌勁兒促使他在前人的基礎上不斷開拓創新。1995年,他晉升為高級工程師。這時的張劉平日趨成熟,隨著環境的變遷和生活的磨礪,執著和堅韌成為他性格的一種特質。
2000年,對知識的渴望促使他又完成了在中國地質大學(武漢)地球化學專業的學習,其學位論文用英文撰寫,順利通過國際著名專家評審與答辯,獲得理學博士學位。與許多不斷求學的人一樣,張劉平沒有滿足,他把目光投向下一個目標,到中國石油大學(北京)攻讀博士后。在這兩個階段,他先后得到了阮天健、費琪和金之鈞教授嚴謹治學的教育,“君子治學處事,立志高遠卻又基礎扎實,胸襟開闊更能兼察微理”,導師們用自己的言行為這種君子之風做了很好的詮釋。
2002年博士后出站,他來到中科院地質與地球物理研究所工作。具有多年基層實際工作經驗的他在中科院嚴謹的基礎研究氛圍中,更養成了實事求是、理論聯系實際、學術作風正派的良好素質。定格在腦海中為國獻身的報國之志,在歲月的沖刷下,愈發亮眼。
張劉平的時間多是在實驗室里,在計算機旁,在論文的字里行間。對于近乎“苦行”的求學歷程,他其實是慶幸的,正是那些年辛苦的積累才成就了日后的厚積薄發。
30年間,張劉平從一個躊躇滿志的莘莘學子,到嶄露頭角的青年才俊,再到知識淵博的博士,在他背后留下的則是一行行閃耀著智慧光芒和奉獻精神的堅實腳印。他深邃的目光始終放眼未來,而那目光中的焦點,卻始終落在祖國石油科技的發展。
突破性成果從基本概念開始
來到中國科學院以后,他全身心地投入到科研中,也是張劉平突破性成果越來越豐碩的開始。
他以流體為主線,從殼幔物質交換、殼內盆地流體活動以及地殼與大氣圈的物質交換三方面,研究油氣的生成、運移、儲集與散失及相應的評價、預測理論與方法。今年,在他和團隊的努力下,中國油氣勘探技術再獲重大進展――
在油氣勘探技術系列中,地表油氣地球化學是一種廉價、快速和直接的勘探手段,也是應用地球化學的一個重要分支。它要求以現代地球化學分析方法所取得的數據去幫助尋找油氣藏。其理論基礎是埋藏于地下幾千米的油氣藏中滲漏出的微量烴組分在周圍巖石和地表土壤及它們所含的流體中形成多種地球化學暈,造成其中的烴類和相關化合物及其元素含量和同位素比值的變化。含油氣盆地都會在地表或近地表呈現這種油氣滲漏信號,這些油氣信號在地表地球化學中被稱為油氣異常。
雖然經過80多年的發展,但地表油氣地球化學仍然存在很多問題。一是地表干擾可造成“假異常”;二是地質條件的影響使得“真異常消失”;三是油氣異常的多樣性造成預測的多解性。這些問題的存在使得地表油氣地球化學并未得到廣泛應用。
地表油氣地球化學的核心問題在于如何能夠正確地獲取油氣異常信號,若能成功獲取并應用這些異常,則將會在油氣勘探領域發揮重大作用。
張劉平團隊針對上述存在的問題提出了新的概念和方法,并取得了良好的應用效果。他們首先對油氣異常開展研究,發現了多種形成機制和相應的多種類型的油氣異常,對于不同類型的油氣異常,采用不同的預測方式。
“已有的理論與方法之所以不能解決實際問題,往往是在基本概念上存在問題,因此研究工作有時需要從基本概念入手。”張劉平在采訪時如是說。張劉平團隊發現,不區分異常類型的做法會造成異常解釋具有多解性,同時也是導致預測失敗的重要原因之一。為減少多解性,他們建立了微滲逸(低強度、垂直)和滲逸(高強度、旁側)兩類油氣異常的新概念和相應的預測方法。如果改了一個學科的基本概念,就得對這個學科中的許多理論和方法重新進行系統的研究。張劉平團隊勇敢地承擔了這種艱難的任務。
提取油氣異常信號的重要環節是異常下限的確定。傳統的異常下限確定公式實際上僅僅是線性變換,需要人為確定異常下限值,更不能區分不同類型的異常。
張劉平團隊從油氣異常新概念出發,重新對異常下限和不同類型異常間的界限進行了定義,并通過嚴格的數學推導建立了異常下限和不同類型異常間界限的理論公式。進而,運用統計學、運籌學、分形幾何和人工神經網絡等多種方法,并且創建和應用邏輯乘聚類分析這一新的數學方法,最終建立起分類識別油氣異常的新方法。
針對地表干擾和地質條件對油氣異常的影響造成預測成功率低甚至不能預測這一難題,張劉平團隊通過研究機理,建立理論模型,采用小波分析等處理手段建立起消除干擾和影響的新方法。
中圖分類號:TP311 文件標志碼:A 文章編號:1006-8228(2017)05-10-03
The dynamic integration of heavy oil thermal recovery multi-information database
Li Yang1, Feng Qianghan2, Chen Long2, Xu Xiaohong1, Shao Yanlin1
(1. College of Geosciences, Yangzte University, Wuhan, Hubei 430100, China; 2. The Third Gas Production Plant, PetroChinaChangqing Oilfield Company)
Abstract: In this paper, the information of multi-source and multi-scale oil and gas reservoirs is integrated and applied to the development, management and dynamic analysis of oil and gas reservoirs. Based on the database technology and .Net coding platform, a multi-information database of heavy oil thermal recovery is established, and the multi-information integration and real-time dynamic update are realized. In order to meet the different needs of different departments to the information of oil and gas reservoir, the heterogeneous database structure is used to realize the classification, analysis and using of multi-information of heavy oil reservoir. The multi-information of heavy oil thermal recovery are integrated and managed in the dynamic database, which provides departments with a support platform for the analysis and sharing of heavy oil development.
Key words: heterogeneous database; heavy oil thermal recovery; .net; dynamic integration
0 引言
油藏開發中,油氣藏信息為重要研究對象 [1]。提高油氣藏管理的信息化水平,已經成為當前各大石油企業的重要任務。油氣藏開發管理正朝著油藏工程信息集成化、動態統計分析化等方向發展。當前國內石油企業在油藏開發管理過程中,面臨著以下的難題[2-9]:①動態分析管理需查詢各種資料;②多井區塊開發分析所需資料急劇增加;③跟蹤分析管理困難,影響動態調整效果;④油田信息資源共享困難;⑤異構系統逐漸增多、集成難度大成本高[3]。石油勘探開發涉及多工作環節、多類軟件系統,以油藏描述為例,常見的相關軟件平臺有Discovery、petrel、GeoMap、Gxplorer等,這類軟件的基礎數據,都是單獨建制,軟件之間難以共享數據。異構系統之間難以實現信息交換,使得實現信息共享的技術難度較增大。各種系統、產品間的互操作性較差,相互間都難以配合[10],使得油田內的不同應用系統難以實現數據的溝通。以上問題嚴重制約著油氣藏勘探開發工作的開展以及數字油藏建設目標的實現,阻礙著油田信息化的建設。本文針對數字油藏建設中的難點,油藏多維、多尺度、多源數據的集成,基于數據庫技術與.net編碼平臺,開展熱采稠油油氣藏信息集成與開發分析運用方法的研究。建立油氣藏多信息數據庫,實現油氣藏多信息的集成與動態開發分析,搭建稠油熱采開發動態分析與評價平臺,提高熱采稠油油藏管理與開發動態分析的工作效率。
1 研究思路
在此基A上集成稠油熱采多信息開發數據庫管理系統(DBMS),實現多個采油廠現行各數據庫實時連接與訪問的數據庫服務軟件,從其中導入數據到稠油所的熱采稠油多源信息數據庫服務器中,實現多采油廠數據集成。運用Oracle數據庫觸發器技術.net編碼平臺實現數據的實時動態更新。針對稠油所各部門技術人員對稠油熱采信息的研究領域的各種需求,根據Oracle編程開發技術,.net編碼平臺、Access數據庫技術,以XML和OleDb技術為數據傳輸媒介,建立雙重異構數據庫,實現技術人員對稠油熱采信息的分類統計,高效查詢與動態開發分析。設計思路及核心技術如圖1所示。
2 稠油熱采開發數據庫設計
稠油熱采開發數據庫是在國家油數據庫數據表標準之上,基于稠油油藏多信息集成與熱采開發動態分析系統的需求分析中的數據需求,同時參考各采油廠的數據庫特征,對稠油油藏多信息數據庫的屬性特征邏輯庫進行了數據庫的設計。利用Oracle數據庫技術在服務器上將概念模型轉換為關系模型,建立熱采開發動態數據管理關系。針對稠油熱采開發多信息開發數據庫,創建了各類主外鍵及約束以保證數據庫的完整性,還利用觸發器實現用戶定義的業務規則。同時,為了保障數據安全,完善數據庫管理機制,運用數據庫控制語言(DCL)管理用戶關系表,包括用戶ID、實例名以及訪問用的用戶名和密碼/口令等關鍵信息。采用三級管理模式:DBA管理員(可以對數據庫中的數據,結構進行修改),系統管理員(管理用戶信息、添加刪除用戶,設置用戶的訪問、讀取權限),用戶(只有對數據庫的讀取權限)。
3 稠油熱采開發數據庫動態集成
稠油熱采開發數據庫的數據集成方法采用了數據的遷移與轉換的方法,通過網絡對各個采油廠數據庫的訪問,將各個分離的稠油熱采“信息孤島”連成一個完整、可靠、經濟和有效的集成稠油熱采數據庫,并使之能夠彼此協調工作,發揮數據的整體效益,達到稠油熱采數據整體優化的目的。在.net平臺基礎上,面對稠油開發技術人員的信息需求,開發自定義數據庫服務軟件,利用XML具有簡單、開放、易于擴展、交互性好、語義性強等特點,建立主數據庫與各個采油廠數據庫之間的映射關系、消息捕獲機制和部分視圖機制,進行對各個采油廠數據庫的稠油熱采數據進行集成,實現數據的動態w移與轉換。該軟件通過數據操作語言(DML)針對各采油廠的開發庫特征,提供了對各采油廠開發庫綁定和查詢功能、數據的綁定列功能、數據信息統計功能。
4 雙重異構數據庫的建立
由于服務器稠油熱采開發數據庫只能給稠油開發人員提供訪問功能,因此為了實現開發人員根據部門的不同與研究方式的各異,動態集成的數據庫并不能實現對區塊、井組、劈分系數等研究信息的編輯。因此在稠油熱采動態分析軟件開發時,提供了Access用戶數據庫。用戶數據庫利用存儲區塊,井組,單井,劈分系數基本信息作為元數據,根據技術人員對井的多種分類統計研究需求調用相應的元數據,向Oracle稠油熱采開發數據庫中發送相應的指令進行查詢。用戶數據庫如圖2所示。
對于稠油熱采數據的集成與調用,采用了三層架構的模式,通過本地用戶數據庫、稠油熱采動態分析軟件DataSet數據緩存區、稠油熱采開發數據庫三者之間交互的方式。利用OleDb技術中的OleDbConnection、OleDbDataAdapter、OleDbCommand等類對Access數據庫和Oracle數據庫進行訪問,實現對access用戶數據庫中的元數據進行增刪改查,同時利用所檢索的Access數據庫中的元數據(如井號,區塊等信息),查詢Oracle數據庫中相應的生產數據。由此建立了基于局域網內的雙重異構關系數據庫,以此來保證數據的流動性,實時性,安全性,查詢分析方式的多樣性。雙重異構關系數據庫設計流程如圖3所示。
4.1 稠油熱采動態分析軟件與本地用戶數據庫之間的交互
通過結構中提供程序和表示數據的一種內存駐留表示形式的DataSet作為駐于內存的數據緩沖區,運用存儲過程在前臺應用程序中調用,訪問用戶數據庫,提供用戶所需井號的區塊,劈分系數,所屬井組等信息,并且可以根據研究區塊和部門的差異,運用OleDbDataAdapter、OleDbCommand實現部分井組,劈分系數,區塊信息元數據的自定義查詢。
4.2 稠油熱采動態分析軟件與開發數據庫之間的交互
軟件通過用戶數據庫獲取井相關元數據信息,存放在DataSet數據緩沖區,向稠油熱采開發數據庫中進行區塊、井組采油曲線、注采曲線、周期曲線等多信息開發查詢統計,實現對稠油熱采動態統計分析。同時,利用DataSet數據緩存區,通過軟件對用戶數據庫獲取的井號信息,與稠油熱采開發數據庫中的井號信息進行匹配,保證信息的完整性。
5 系統集成運行
稠油熱采數據動態集成已經運用到稠油熱采動態分析軟件中,運行實例如圖4所示。技術人員通過自定義井組,存儲到本地用戶數據庫中,然后通過DataSet緩存在軟件中的區塊,井號信息進行選擇,查詢到井組中的所有號ID,劈分系數。由于查詢特定時間內井組注采曲線需要用到油井日數據表中的產液、產油和注蒸汽井數據表中的注汽信息,因此在稠油熱采開發數據庫開發時提前建立包含產油、產油、產液、日期、井號的多表視圖信息。然后再通過對視圖的查詢并加入劈分系數計算得出改井組的注采曲線。
6 結束語
本文研究了利用數據庫技術與.NET平臺實現數據庫的動態集成。以DataSet數據緩存區為媒介,采用三層數據交互的架構模式,構建了雙重異構數據庫,使查詢更為方便和靈活,滿足了技術人員對稠油熱采數據的分類統計需求。此數據庫系統的設計,方便了稠油研究所對各個采油廠數據的動態集成和油氣開發。但是集成后的稠油熱采開發數據庫信息量非常龐大,在進行海量數據綜合查詢分析時效率有待提高,因此還需要對數據庫的優化做進一步研究。
參考文獻(References):
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石油勘探開發是高科技、高風險、高投入的知識密集型行業。隨著知識成為企業資本和最重要的生產要素,石油企業在戰略中重視并研究自己的知識管理已成為必然。目前國際上許多油氣公司都在積極探索,尋求實施知識管理的辦法,試圖形成一套完整的知識管理體系,以提高勘探開發決策水平,減小風險,降低成本,提高效益,從而提高企業的生存和競爭能力,增強企業實力,促進企業可持續發展。
江漢油田勘探開發業務的開展基于現有的圖書館文獻信息資源。搭建一個網絡環境下開放的分布式知識共享平臺,整合現有的文獻信息資源,構建知識資源的管理系統,促進相同區域和不同區域之間的知識交叉共享,引進外部的知識,對提高整個油田的創新能力具有特別重要的意義。
1油田圖書館知識資源分布狀態
油田圖書館現有的知識資源由兩部分組成:即紙本文獻資料和數字信息資源。
1.1圖書館館藏紙本文獻資料
截至2007年底,油田圖書館館藏圖書158,890冊;各類期刊現、過刊53,000多冊,以石油地質類圖書和期刊為主館藏。日常業務由圖書館自動化集成系統(ILASII)運行。
ILASII系統不包含了傳統的圖書館自動化業務,而且設計了征訂訂購系統、聯機編目系統、專項服務系統、電子閱覽室系統、預約/預借/閉架借書系統、聯合目錄管理系統、期刊目次管理系統、網上流通系統、我的圖書館等等,形成了一個大的系統家族。
1.2圖書館數字資源
采用先進的計算機技術,讓數字化文獻在網絡上傳播、安全共享,對油田圖書館帶來了很深遠的影響。主要數字資源包括自建電子期刊、自建數據庫、引進數據庫和因特網上的公共數字資源:
1.2.1自建電子期刊
三新科技信息網于2001年9月25日正式開通。從2002年3月開始每周都有新信息上網。現已累計報道文獻量達到900篇、330萬字。其主要欄目有:①騰飛進軍號:刊登有關領導的講話和指示;②科技新視野:主要登載當今世界“三新”技術的最新動向和原始研究論文:③神州嘹望塔:主要登載國內油田、大專院校和科研機構的研究成果及動向;④江漢科技城:報道江漢油田在勘探、開發和科研攻關等方面的進展情況;⑤網上讀書城:登載《江漢石油科技》和《國外油氣地質信息》的摘要供讀者查閱;⑥創新金點子:選擇性地刊登一些有關“三新”技術方面的讀者來信或論文。
1.2.2自建數據庫
《江漢油田科技成果數據庫》是由研究院開發建沒的二次文獻型數據庫,是江漢油田圖書館文獻、技術檔案等信息部門以及各二級廠處、科研單位了解我局科技成果、開展科研工作、成果查新、信息檢索的必用工具。
《江漢油田科技成果數據庫》收錄了1973年至2005年江漢油田的科技成果,專業范圍包括石油地質與勘探、石油物探、測井、鉆井、油氣田開發與開采、油氣田建設工程、機械設備與自動化、油氣田環保與綜合利用等專業。約220萬字。
該數據庫的檢索路徑有分類檢索:主要按石油地質、石油物探、鉆井工程、測錄井工程、油氣田開發、地面建設、計算機應用、油鹽化工等類別;關鍵詞檢索、課題完成人姓名檢索以及綜合性檢索等檢索方式。
該數據庫目前鏈接于江漢油田局域網可供8000多個用戶直接查詢。
1.2.3引進數據庫
江漢油田圖書館引進了《中國石油文摘數據庫》、《國外石油文獻數據庫》和《中文科技期刊數據庫》等12個數據庫。
①中國知網
江漢油田圖書館購買了中國期刊全文數據庫中有關本行業的理工A、理工B兩專輯。開通了鏡像站,月訪問量約15000次,下載5000篇,該網信息量大,資料更新快,資料比較齊全,給科研人員的科研工作帶來了極大的方便,現在已成為科研人員的主要文獻資料獲取方式。
②萬方學位論文數據庫
江漢油田圖書館引進的第一個鏡像資源,該館根據油田科研生產的實際需求引進了理學和工業技術分類中的石油、天然氣工業及地球科學。它的引進,填補了油田在學位論文信息方面的空白,給科研工作者的科研工作又提供了一個強大的技術支撐。經過幾年的運行,科研工作者對它的普遍反映是文章專業性、可參考能力強,由于它是作為一個鏡像資源,所以它的訪問速度也相當地快。訪問量累計已達236030次,累計下載53600篇。
③《中外石油文獻數據庫》
該數據庫包括《中國石油文獻數據庫》和《國外石油文獻數據庫》,是由中國石油天然氣集團公司開發建設的綜合性、二次文獻型數據庫。
兩庫分別收錄了中文期刊256種,外文期刊近200種(包括,英、俄、日、法、德等語種)。此外,還收錄了會議論文、科研成果報告、學位論文、考察報告、技術講座總結、專利、技術標準和科技圖書等多種類型的中、外文文獻。兩庫收錄石油文獻的專業范圍包括石油地質與勘探、石油物探、測井、鉆井、油氣田開發與開采、油氣田建設工程、海上油氣勘探與開發、油氣加工、油氣儲運、機械設備與自動化、油氣田環保與綜合利用以及石油工業經濟和企業管理等石油工業12個專業大類。
④《美國石油文摘數據庫》
該數據庫由Tulsa(美國塔爾薩)大學編輯出版,是一個查找石油勘探開發有關文獻和專利最權威的英文數據庫,收錄的文獻包括:地質、地球化學、地球物理、鉆井、油氣開采、油藏工程和開采方法、管道及儲運、生態學和污染、替代燃料和能源、輔助工藝和其他礦產品等。
⑤《中國科技成果數據庫》
該數據庫始建于1986年,是國家科技部指定的新技術、新成果查新數據庫。數據主要來源于歷年各省、市、部委鑒定后上報國家科技部的科技成果及星火科技成果。其收錄成果范圍有新技術、新產品、新工藝、新材料、新設計、涉及化工、生物、醫藥、機械、電子、農林、能源、輕紡、建筑、交通、礦冶等十幾個專業領域。《中國科技成果數據庫》數據的準確性、詳實性已使其成為國內最具權威性的技術成果數據庫。
1.2.4因特網上的公共數字資源
因特網上的公共數字資源可免費獲取,根據油田科研生產需要,主要以專利文獻數據庫為主:
①《中國專利數據庫》
該數據庫記錄了1985年實施專利法以來的全部中國專利文獻的全文,面向公眾提供免費專利檢索服務和全文提供服務。提供檢索的內容包括中國發明專利、實用新型專利、外觀設計專利相關說明書、附圖、權利要求書的摘要與全文。
②《美國專利數據庫》
該數據庫由美國專利與商標局提供,可以檢索并瀏覽美國專利全文。收錄了1790年至今的美國專利,1790至1975年的專利只能通過專利號和現行美國專利分類號進行檢索,1976年至今的專利可以通過多個檢索人口進行檢索。
③《歐洲專利數據庫》
該數據庫是由歐洲專利組織(EPO)及其成員國的專利局提供的,可以免費檢索。在數據庫中可以查到文摘、著錄信息和說明書全文的國家有:歐洲專利組織(EPO)、法國、德國、瑞士、英國、美國、專利合作條約組織(EPO。可以查到文摘和著錄信息的國家有:中國、日本。僅可以查到專利文獻著錄信息的國家有澳大利亞、俄羅斯、香港、印度、愛爾蘭、奧地利、比利時、巴西、保加利亞、加拿大、古巴、丹麥、埃及、埃拉、非洲地區知識產權組織、歐亞專利局(EurasianPatentOffice)等。檢索結果記錄中可以得到的項目內容:發明名稱、專利號、公開日期、發明人、申請人、申請號、優先權號、國際專利分類號、歐洲專利分類號、等同專利號、權力要求項、專利說明書全文、專利附圖等。
從以上分析可知,油田圖書館知識資源比較豐富。但各模塊分別鏈接于江漢油田局域網,向油田讀者提供初級服務,尚未構建統一的服務平臺,知識化服務體系尚未建立。
2江漢油田圖書館知識管理系統的構建
根據筆者對油田圖書館部分科研讀者所作的調查表明:科研讀者目前利用圖書館文獻資源的途徑以局域網下載資料為主。到館借閱逐漸遞減;現有的電子資源能滿足大部分的科研工作基本需要,但個性化和針對性的數宅資源還不能滿足需要;大部分讀者希望建立門戶網站,提供簡便檢索方法,讓讀者自由使用電子資源。由此本文提出了江漢油田圖書館知識資源管理系統的構建方案:
2.1門戶網站系統
江漢油田圖書館門戶網站是在網上訪問圖書館知識資源的入口點。主要任務為:
信息。包括新聞公告、專題資源、新書推薦、專題服務、讀者指南、下載瀏覽器、FAQ等。這些欄目具有動態更新的特點,屬于圖書館日常業務工作范疇,需要進行授權管理,規范數據加工過程與數據格式,及時、及時更新。這些欄目的實現是通過圖書館網站的功能來完成的。
系統嵌入。如電子資源、館藏檢索、咨詢臺、館際互借與原文傳遞、站內導航等,各欄目分別由一個個功能獨立的應用系統支持,構成了圖書館數字服務平臺。這些子系統的建設可以引進第三方成熟產品,也可以自主開發。在建設過程中,網站系統扮演著重要的角色,它可以實現對這些欄目的創建、修改、刪除等管理操作,以便支持這些功能。
2.2電子圖書庫
江漢油田圖書館目前尚沒有圖書數據庫。為了滿足油田廣大員工對電子圖書的需求,目前急需建設一個能夠與已建資源相互補充的電子圖書庫。由于之前的期刊、論文等資源相對比較專業,所以此項目需建設一個集石化、采礦、工業技術圖書及綜合社科類圖書資源為一體的綜合性圖書數據庫。
江漢油田電子圖書數據庫的讀者定位為江漢油田的內部員工,所有江漢油田的員工將可以通過江漢油田內部局域網或互聯網在任何時間任何地點訪問江漢油田的電子圖書數據庫。超級秘書網
為了能夠使得電子圖書數據庫與傳統紙書起到相互補充、相互帶動的作用,江漢油田的電子圖書數據庫需要與現有的紙書管理自動化系統實現無縫連接。通過紙質書系統與電子書系統的互聯和互檢,讀者將能夠從紙書圖書館到電子圖書館進行自由的切換訪問并獲取相應的借閱、查詢等服務。
電子圖書庫應該具備資源管理、系統管理、用戶管理等主體功能,為了能夠及時監控電子圖書的借閱、流通和使用情況,電子圖書庫的管理平臺需要提供相關統計功能,并能定期生產統計報告,以方便圖書館迅速了解圖書借閱情況,并調整相應服務策略或進行相關決策。
一、前言
近年來,頁巖氣在非常規天然氣中異軍突起,已成為全球油氣資源勘探開發的新亮點。據預測,世界頁巖氣資源量為456萬億立方米,主要分布在北美、中亞和中國、中東和北非、拉丁美洲、前蘇聯等地區,與常規天然氣相當。世界上頁巖氣資源研究和勘探開發最早始于美國。2009年美國頁巖氣年產量接近1000億立方米,超過中國常規天然氣的年產量。除美國之外,加拿大、澳大利亞、德國、法國、瑞典、波蘭等國也開始了頁巖氣研究和勘探開發。
中國頁巖氣富集地質條件優越,據專家估算,中國頁巖氣可采資源量約為26萬億立方米。目前,中國頁巖氣資源調查與勘探開發還處于探索起步階段,至今尚未對其潛力進行全面估算,頁巖氣資源有利目標區有待進一步落實,勘探開發處于“空白”狀態。
二、非常規頁巖氣的勘探現狀
(一)中國頁巖氣的存儲量
中國的頁巖地層具有頁巖氣藏形成的基本地質條件,各地質歷史時期頁巖地層均十分發育,既有有機質豐度達很好一極好標準的南方海相頁巖地層,也有得天獨厚的北方湖相頁巖地層,資源豐富,開發領域廣闊。
(二)中國頁巖氣分布
從震旦紀到中三疊世,中國南方地區發育了廣泛的海相沉積[10~12],分布面積達200余萬平方公里,累計最大地層厚度超過10 km,形成了上震旦統(陡山沱組)、下寒武統、上奧陶統(五峰組)一下志留統(龍馬溪組)、中泥盆統(羅富組)、下石炭統、下二疊統(棲霞組)、上二疊統(龍潭和大隆組)、下三疊統(青龍組)等8套以黑色頁巖為主體特點的烴源巖層系。其中下寒武統、上奧陶統五峰組一下志留統龍馬溪組、下二疊統、上二疊統等4套烴源巖是區域主力烴源巖。經研究認為,南方地區與美國東部頁巖氣產出地區(阿巴拉契亞等盆地)具有諸多的地質可比性(包括頁巖地質時代、構造變動強度等),下寒武統、上奧陶一下志留統以及二疊系等地層分布廣泛、厚度大,有機質豐富、成熟度高,是南方地區區域上的頁巖氣發育最有利層位,四川盆地、鄂東渝西及下揚子地區是平面上分布的有利區。在華北一東北地區,頁巖氣更可能發生在主力產油氣層位的底部或下部,區域上的古生界、鄂爾多斯盆地的中一古生界、松遼盆地的中生界、渤海灣盆地埋藏較淺的古近系等,泥頁巖累計厚度在50~2000 m,平均有機碳含量為1.0%~2.0%,局部平均值可達4.0%以上。
在西北地區,頁巖氣大部分分布在中生界和盆地邊緣埋深較淺的古生界泥頁巖中。其中吐哈盆地、塔里木盆地、準噶爾盆地等均有頁巖氣成藏的地質條件,局部有機碳含量在30%以上,發現了典型頁巖層中局部的天然氣富集。其中,暗色頁巖發育的地區和層位是需要重點研究的領域和目標。在吐哈盆地,吐魯番坳陷水西溝群地層廣泛發育了暗色泥巖和炭質泥頁巖(圖3),炭質泥巖累積平均厚度在30 m以上,有機碳含量一般介于6%~30%;暗色泥頁巖厚度更大,如八道灣組暗色泥頁巖厚度一般大于100 m,盆地中北部達到200m以上,西山窯組暗色泥頁巖最大厚度大于600 m,有機質的成熟度目前大都處于0.4%~1.5%之間,非常有利于頁巖氣藏的形成和發育。
三、非常規頁巖氣的勘探前景
(一)中國頁巖氣的開發前景
隨著非常規氣體勘探開發技術的發展,非常規氣的產量在天然氣總產量中所占的比重將有所增加,有望從2000年的35%增加到2012年的54%。而中國作為頁巖氣儲量大國,具有良好的頁巖氣勘探開發前景。
古生界海相頁巖具有良好的開發前景。我國南方地區是我國最大的海相沉積巖分布地區,地層時代較老,經歷的構造活動期次多,熱演化程度高,發育多套厚度大、分布穩定、有機質豐富的海相硅質頁巖地層。其研究與勘探結果均已證實,這些頁巖地層不僅是優質的烴源巖,而且已大量生成油氣,尤其是在相對穩定的向斜區、隆起的底部位等處的頁巖烴源巖里。
這些地區泥頁巖地層厚度大,有機碳含量平均值普遍較高,有機質熱演化程度適中,是頁巖氣發育很有前景的地區。此外,松遼盆地白堊系頁巖,準噶爾盆地南緣上二疊統、中一下侏羅統頁巖,陜甘寧盆地上三疊統頁巖以及吐哈盆地中一下侏羅統碳質頁巖是有利的頁巖氣形成的層系和地區。
(二)我國油企針對非常規頁巖氣勘探取得重要進展
在頁巖氣開發這場非常規油氣能源競賽中,三桶油再次顯現出領跑架勢。繼中石化宣布國內首個大型頁巖氣田提前進入商業開發、中海油國內第一口頁巖氣探井順利開鉆后,昨日,北京商報記者從中石油了解到,該公司確定“川南成為四川盆地頁巖氣開發主戰場”,今明兩年,威遠區塊和長寧區塊鉆井120多口、建成日產氣700萬立方米產能。
(三)目前國家已將頁巖氣正式列為獨立礦種,這對促進頁巖氣勘探開發具有重要意義。“十二五”期間,國家將加強頁巖氣資源潛力調查和評價,加大科研攻關力度,制定頁巖氣產業政策,初步形成頁巖氣發展的資源、技術和產業基礎,推進頁巖氣產業快速發展。
(四)發展定位高
國土資源部油氣資源戰略研究中心從2004年開始,與中國地質大學(北京)一起,跟蹤調研中國頁巖氣資源狀況和世界頁巖氣資源發展動態。2009年,國土資源部在重慶綦江縣啟動了中國首個頁巖氣資源勘查項目,2010年,確定了黔北、川南、渝東南、渝東北等7個國家先導試驗區。國內三大石油公司積極調整結構和重點,將頁巖氣勘探開發列為非常規油氣資源的首位。
四、結束語
能源安全影響到國家經濟的發展和社會穩定,世界各國通過各種渠道解決自身的能源問題,其中最重要的就是尋找替代能源。隨著鉆、完井等生產技術的發展,非常規油氣資源越來越多地得到有效利用,在全球能源供應中的地位日益提升,非常規天然氣資源包括煤層氣、頁巖氣、水溶氣等。頁巖氣將成為目前我國經濟技術條件下天然氣工業化勘探的重要領域和目標。
中圖分類號:P618 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)04(c)-0146-02
1 區域地質背景
準東地區位于帳北斷褶帶以東,北起克拉美麗山,南到博格達山,東西長150 km,南北寬120 km,面積約為2.5×104 km2,地理上橫跨昌吉回族自治州的吉木薩爾市、奇臺市以及木壘市(圖1)。
構造上,準東地區隸屬準噶爾盆地東部隆起帶,自西向東基底深度趨勢面呈逐漸抬高之勢,現今該區存在眾多凸起與凹陷等次一級構造單元,具有凹凸相間的“棋盤式”構造格局。在準噶爾盆地區域構造演化背景下,準東自晚石炭世以來經歷了博格達裂谷、克拉美麗洋盆的關閉、博格達山與克拉美麗山褶皺回返等事件,此后準東在兩山控制下逐漸進入自身演化階段。結合區域地質資料,對準東的構造演化進行分析,認為準東經歷了以下幾個關鍵演化階段:晚石炭世博格達裂谷及克拉美麗洋關閉階段、早二疊世-晚三疊世一體化沉積階段、三疊紀末“棋盤式”構造格局形成階段,早侏羅世-晚侏羅世早期再次沉降階段、侏羅紀末“棋盤式”構造格局加強并定型階段、白堊紀抬升剝蝕階段及古近紀-第四紀統一前陸盆地演化階段。
奇臺莊山前帶位于準東地區西南博格達山前阜康斷裂逆沖推覆帶的東翼。阜康斷裂帶規模巨大,呈向北凸出的弧形展布百余公里,并且在附近的北三臺地區沖斷帶下盤已發現三臺油田和甘河油田,奇臺莊山前帶與北三臺地區同位于博格達山逆沖推覆帶,構造特征相似。
奇臺莊山前帶地層發育較全,結合鄰區鉆井以及野外露頭情況,自下而上發育石炭系、二疊系(金溝組、將軍廟組、平地泉組、梧桐溝組)、三疊系、侏羅系、古近系和新近系。阜康斷裂帶上盤二疊系、三疊系和侏羅系地層向東北方向快速抬升,部分出露地表,局部被新近系地層覆蓋;阜康斷裂帶下盤主要發育二疊系金溝組和將軍廟組地層,平地泉組發育可能比較局限,二疊系地層與上覆古近系呈削截接觸關系。
2 成藏條件分析
2.1 烴源條件
通過對前人研究獲得的油氣田資料以及野外露頭樣品的相關數據統計分析,認為奇臺莊山前帶主要發育兩套烴源巖,包括二疊系和石炭系烴源巖,其中又以二疊系平地泉組烴源巖為主。從野外地化分析指標來看,二疊系平地泉組烴源巖有機碳為1.71%~6.08%,氯仿瀝青“A”為0.0367%~0.3091%,S1+S2為 0.205~39 mg/g,有機質類型主要為I型,個別為I-II1型,Ro為0.7%~1.67%。總體表現為有機質豐度高,厚度大,類型好,成熟的優質烴源巖。
2.2 儲蓋組合
奇臺莊山前帶儲層相當發育,印支—燕山期,由于北天山山系逐步隆升,博格達山成為主要物源區。山前帶上二疊統-上三疊統為扇三角洲相、濱淺湖相沉積。三臺油田和露頭顯示二疊系平地泉組云質砂巖和白云巖較發育,云質巖為準東地區二疊系平地泉組致密油的主要儲層,同時,在東泉東剖面梧桐溝組見中粗粒砂巖。
因此,奇臺莊山前帶二疊系主要發育兩套儲蓋組合:(1)平地泉組云質巖、砂巖及其上覆平地泉組泥巖的儲蓋組合。(2)梧桐溝組砂巖、細砂巖與上覆泥巖儲蓋組合。
2.3 油氣成藏模式
本區二疊系主要發育平地泉組烴源巖,該烴源巖三疊系早期進入生烴門限,三疊系為低熟油主生排烴期,侏羅紀為成熟-高熟油生排烴期。由于受到侏羅紀末期燕山運動及喜山運動的影響,博格達山向北逆沖推覆,區內大斷裂主要出現在燕山中晚期,成為溝通了烴源巖與儲層的通道;喜馬拉雅期,斷裂進一步活化溝通作用加強。與之對應的主要發育兩種成藏組合(圖2)。
(1)二疊系平地泉組生-二疊系梧桐溝組儲的成藏組合。該類成藏組合主要以二疊系梧桐溝組砂巖、粉砂巖為主要儲集層,下覆的平地泉組成熟烴源巖生成的油氣,以短距離、近源的運移方式為主,在梧桐溝組的構造圈閉或巖性圈閉中聚集成藏。
(2)二疊系平地泉組生-二疊系平地泉組儲的成藏組合。該類成藏組合主要以二疊系平地泉組內部的白云巖、砂巖等為儲集層,主要為自生自儲的巖性圈閉為主要的圈閉類型。
3 勘探潛力
該區構造背景有利,烴源巖及儲層發育,油氣藏類型多樣,既有構造、巖性油氣藏,也可以尋找非常規致密油。奇臺莊山前帶二疊系平地泉組烴源巖以平地泉組為源,阜康斷裂帶上盤以尋找保存條件相對較好的次生調整油氣藏為主,下盤有可能存在隱伏構造,對油氣保存有利,以尋找原生油氣藏為主。由于該區具有得天獨厚的烴源巖條件,有利的沉積構造背景導致該區圈閉可能較發育,周邊油氣勘探已見規模產能,可作為今后的重點區帶進行勘探。
4 結論
(1)奇臺莊山前帶二疊系主要發育平地泉組烴源巖,具有良好的生烴潛力。(2)該區主要發育平地泉組生-梧桐溝組儲、平地泉組生-平地泉組儲兩種成藏組合。(3)奇臺莊山前帶具有較好的基本石油地質條件,油氣資源較為豐富,二疊系地層具有良好的勘探前景,是下一步勘探需要重點關注的區域。
參考文獻
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[3] 彭希齡.論準噶爾盆地東部地區油氣分布的基本規律[J].新疆石油地質,1989,10(4):1-14.
在油氣勘探初期階段,鉆前準確預測地層壓力對于合理優化井身結構、確定鉆井泥漿密度,鉆井過程中準確監測地層壓力對于保證鉆井安全、提高鉆探效率,鉆后正確檢測、實測地層壓力對于合理選擇完井及試油方式均具有重要的指導意義;正確分析地層壓力,對于評價儲集層性能、油氣藏類型,研究油氣藏形成過程都具有重要的地質意義。
1 求取地層壓力的地質基礎
油氣勘探階段,地層壓力的“求取”實際上包括四個方面,即預測、監測、檢測和實測。預測、監測與檢測主要針對異常高壓地層,而實測則涵蓋了所有滲透性地層。那么,地層壓力是如何產生的?異常高壓又是如何形成的呢?這些是求取地層壓力的地質基礎。
1.1 地層壓力的形成
地層壓力是指作用于地層孔隙空間的流體(油、氣、水)的壓力,正常地層壓力等于地表到某一地層深度的靜水壓力,超過靜水壓力的地層壓力為超壓,低于靜水壓力的地層壓力為低壓[1]。
Terzaghi于1948年基于實驗模型提出了飽含水粘土壓實理論,Hubbert于1959年將其模型應用于地下很好地解釋了地層壓力的形成過程。Hubbert將上覆地層的負荷壓力分解成傳遞給固體顆粒格(骨)架的壓力(即有效應力)和傳遞給孔隙流體的壓力兩部分[2-4](圖1),亦即
S=σ+P
其中,S為負荷壓力,或稱總地壓力,它代表全部上覆沉積物的負荷;σ為有效壓力或稱巖石靜壓力,代表巖石格(骨)架顆粒之間的支撐力;P為地層壓力。
負荷壓力可以通過已鉆井的視密度測井資料等多種途徑求得。地層壓力與有效應力的總和不變,它們之間是互為消長的關系,只要求出有效應力就可以確定地層壓力。有效應力是地層壓實成巖的主要因素,但無法直接測量,只有通過測量其產生的結果來間接地計算其值,所以求取地層壓力的關鍵是如何合理地求取有效應力[5]。目前,常用的方法是根據由有效應力的變化及與地層孔隙度關系來求取有效應力。
1.2 異常高壓的形成機理
產生異常高壓的本質是巖石孔隙中的流體不能夠及時地排出從而承擔了部分上覆沉積負荷,形成超壓的最重要的控制因素是巖石的滲透率[6-10]。產生超壓的機制除了“不均衡壓實外”,還有很多種,但主要可分為三大類:一類為與應力有關的機制,一類為與流體體積變化相關的機制,一類為與浮力和流體運動有關的機制(圖2)。
2 求取地層壓力方法
地層壓力的判斷正確與否直接關系著油氣井的生命與鉆井工作者的安全,因此,油氣勘探者一直在尋求如何更好地求取地層壓力。目前,國內外求取地層壓力的方法有很多種[11-19],基本涵蓋了油氣勘探的各個階段。根據一口井的鉆探過程,本文將求取地層壓力方法劃分為五種:鉆前地震資料預測、隨鉆監測、鉆后測井資料檢測、鉆后電纜式地層測試器實測與鉆后試油氣過程中實測地層壓力。
2.1 鉆前地震資料預測地層壓力
圖2 超壓形成控制因素與產生機制圖
(據Richard E. Swarbrick and Mark J. Osborne,1998,略修改)
2.1.1 方法發展歷程
自Pennebaker于1968年在《world oil》上發表"Seismic data depth magnitude of abnormal pressures" 論文以來,鉆前地震資料預測地層壓力取得了顯著的進展[20-21];20世紀70年代,Eaton(1972,1975),Fi11ippone(1979)總結出了一套用地震層速度直接計算地層壓力的經驗公式;20世紀90年代以來,美國Chevron與Amoco公司分別提出了利用鄰井資料與基于巖石物理學理論依據預測地層壓力的新方法[14]。近年來,AVO[22] 和4D 地震[23]等技術也用于預測地層壓力。而且,該方法更趨于向綜合方向發展,利用測井[24]或測試資料[25]對地震預測進行約束。
2.1.2 方法理論基礎
中圖分類號:TP399文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2011) 06-0000-02
Data Organization Mode Research of Petroleum Exploration and Development Based on Web-Gis
Bian Famin
(Institute of Geological Sciences of Shengli Oilfield of Sinopec,Dongying257015,China)
Abstract:The field of oil exploration and development work involves a huge amount of information and the range of information types,in the exploration and development process of accumulating a large number of geological maps,engineering drawings and other pieces of ground data,this paper combines the results of current research and application and GIS computer network technology,discusses the Web-GIS based database technology and network information management in oil exploration and development of data organization,thus contributing to relational databases using Web technology to handle the exploration and development of information has important theoretical and practical value.Keywords:WEB-GIS,oil exploration and development,data organization.
Keywords:WEB-GIS;Oil exploration and development;Data organization
一、Web-GIS的理論基礎
Web-GIS指的是基于Internet的地理信息系統,屬于GIS技術和Web技術相結合的系統,是一項基于Web技術來使傳統地理信息系統得到進一步擴展和完善的新技術。由于超文本傳輸協議采用請求應答機制,基于C/S的架構擁有比較好的用戶交互能力,因此適用于在瀏覽器上顯示和傳輸多媒體數據,而傳統GIS主要是以圖形、圖像方式進行空間信息的表現,用戶對空間數據通過交互操作來查詢分析。以上的特點令使用者能夠結合網絡技術獲取和操作所需數據。
二、Web-GIS在石油勘探開發的應用
Web-GIS在石油勘探開發方面有著很好的應用價值,基于Web-GIS的石油勘探開發信息系統包括兩個大的模塊,分別是可視化系統和勘探開發信息維護系統。下圖所示為其基本結構。
基于Web-GIS的石油勘探開發信息系統基本結構
在可視化系統建設中,對所需的報表功能和曲線趨勢繪制功能進行封裝,轉化為標準模塊,由Active DLL來實現,為了能夠被上層調用,一些內部調用接口必須對外顯露出來。系統將MIP視為中間件,直接獨立的集成到系統里,實現空間信息的查詢和顯示,同時,為供上層調用,提供一系列調用接口。按照這樣的設計思路,基于Web-GIS的石油勘探開發信息系統的組成部分包括以下三個,(1)應用層,居于系統最上層,功能是用戶界面的構建、參數的采集,以接口調用形式將參數傳遞到下層,并還原顯示下層傳遞來的結果。(2)中間層由各自獨立的三個模塊構成,MIP中間件的功能是接收上層操作地理信息數據庫,地圖操作參數,為地理信息查詢顯示服務,以標準文本流形式將查詢結果返回上層應用層。應用層傳遞來的參數由曲線和報表模塊接受,通過業務信息數據庫查詢,進行曲線報表的構造,也可以提供內部屬性方法模板的存儲及定義,以自定義形式返回客戶端ActiveX控件或直接以約定形式將結果傳給應用層。(3)數據庫層,屬于最下層,負責地理信息數據和業務數據的獨立存儲。
三、石油勘探開發數據庫技術應用的意義
在屬性數據管理的能力方面,Web-GIS技術并不具備明顯的優勢,由于涉及到眾多的數據種類和海量的數據信息,因此只是在數據表現形式上有優勢,而在數據的分析查詢等方面的表現并不盡如人意。為了彌補這一缺陷,需要采用大型數據庫技術來有效管理石油勘探開發數據。數據庫技術對勘探開發信息管理的優勢簡述如下:首先,能夠對勘探開發數據集中控制和管理,從而保證數據可被不同用戶和應用共享;此外,數據庫的引入在很大程度上消除了勘探開發數據的冗余度,能更好地對數據進行備份和恢復,具有高效的分析查詢能力,同時數據存儲及維護的成本也降低了。
四、石油勘探開發信息數據組織研究
(一)信息管理的特點分析。石油勘探開發信息涉及豐富的數據格式和多樣的信息類型,其資源環境信息、地理空間要素和油氣田開發單位屬性以及社會經濟信息均涉及到廣泛而復雜的內容。在這些因素的共同作用下,石油勘探開發信息管理具有以下幾個顯著特點:
1.勘探開發信息數據量大。石油勘探開發信息的管理一方面涉及到國民經濟的各大領域,另一方面對可持續發展的資源利用戰略有重要非同尋常的意義,由此可知,信息管理需要處理大量的數據。油氣勘探開發信息分為地理信息、人文信息、勘探信息和開發信息4個方面,這些信息數據之間存在著非線性的相互滲透和相互影響,彼此之間關系復雜。舉例來講:審批一個新油田,一方面需要考慮地下油藏和鉆井等情況,另一方面還要顧及油田生態環境的作用與變化,因此必然涉及到的海量的信息數據,提升了數據管理的復雜度。
2.數據的多樣性與多源性。根據所涉及的范圍不同,石油勘探開發信息管理數據也具有不同的特點。不同的數據格式和各類來源渠道,造成了石油勘探開發信息既包含現實統計數據,又有常規的文本數據,此外還包括不少圖形、圖像格式的數據以及地震、測井等大數據體。從數據的表現形式來看,有的是以文本形式,有的是以數據文件形式。只有對數據進行規范化,制定統一的數據規范,才能對其進行綜合管理與操作。
3.數據的共享性特征。石油勘探信息管理涉及到諸多領域,通過多個部門來共同管理,因此,這些數據有顯著的共享性特征。首先,作為油田發展的重要資源,石油勘探開發與管理是很多部門共同配合關注的系統性工程,其次,油氣田信息管理的職能必須是相互約束才能實現整個信息管理過程,這同樣需要數據的具有一定范圍的開放性與共享性。
(二)石油勘探開發信息管理的內容。可以將石油勘探開發信息管理的內容界定為以下三個方面,分別是基礎地理人文信息、勘探管理以及開發信息管理。下面進行簡述:
1.基礎信息:基礎信息是石油勘探開發信息管理的基礎。主要包括地面測量高程點、控制點、行政區劃、主要道路以及某些屬性等,基礎信息的作用體現在表示油田的基本狀態,并為各綜合信息提供基準。
2.勘探信息:勘探信息主要包括地震數據、鉆井資料、測井數據、錄井資料、分析化驗資料、試油試采數據等。勘探信息專業性較強。
3.開發信息:開發信息主要包括油藏工程、油田監測等信息。開發信息的特點是時效性強。
(三)石油勘探開發信息管理信息流分析。石油勘探開發信息的信息流涵蓋了各個領域,包括的業務有生產運行業務、油氣藏靜態動態業務以及油氣儲量管理等。油田勘探開發的信息層次關系圖如下所示。
石油勘探開發信息管理信息層次關系圖
生產運行業務:對油氣勘探開發的進行信息管理,包括油藏生產、勘探開發、分析統計匯總。
油氣藏靜態業務:包括的基礎數據有單井基礎數據、油藏基礎數據等,覆蓋了從鉆井到試油等工序和所有與油氣田有關的靜態參數。
油氣藏動態業務:包括日常生產分析和管理,油氣田動態分析等。
儲量管理業務:包括儲量統計等管理工作。
(四)石油勘探開發信息管理數據組織研究。在分析石油勘探開發信息管理信息流的基礎上,下面探討合理地組織與表達這些信息的模式。
1.空間數據組織。在石油勘探開發信息管理中引入web-gis技術,能夠發揮其在空間分析方面的優勢,加強勘探開發信息的管理能力,也有助于實現基于圖形的可視化操作。web-gis技術的基礎是勘探開發空間信息的數據組織。
web-gis技術主要組織和管理的是涉及勘探開發空間信息的屬性數據和拓撲關系,數據量和數據模型均很復雜。
本文經過對勘探開發空間信息的數據抽象,來構建web-gis的概念模型、邏輯模型與物理模型。
在概念數據模型中,主要采用基于幾何表示的柵格數據模型和矢量數據模型。
在邏輯數據模型中,確定概念數據模型中的具體數據實體以及數據之間關系。
在物理模型中,主要涉及到勘探開發空間數據的組織,存取方法和存儲結構。
本文對石油勘探開發數據組織采用混合數據模型,采用拓撲數據模型來構建圖形數據,圖形數之間的聯系通過一個唯一的標識符來建立,對空間數據采用層次結構進行組織,將地圖根據不同專題進行分層,將不同的圖層分別存儲為數個基本文件。從整體上,將石油勘探開發空間數據層分為兩層:地理層和地質層,其中,地理層包括地表特征、地貌、城鎮、森林以及居民地等;地質層包括盆地、一級、二級、三級構造分區、二維、三維地震工區、油氣田、斷層等。
2.數據庫設計
(1)數據庫設計原則。在進行石油勘探開發數據數據庫設計時,采取的是數據規范化理論的設計思路,目的是為保證數據的完整性、一致性與減少數據冗余,在進行數據庫設計時,在系統總體目標下,為其管理目標提供有效服務。所遵循的基本原則是:①定義標準的對象命名規范。設計系統的表名、查詢名時,嚴格遵循所規定的命名規范。②了解系統具體業務。通過與最終用戶進行系統的詳細交流。盡力向客戶表達出易于理解的系統關系基數。③創建數據字典。系統開發者在創建的過程中至少要包含在每個表內的主外鍵和每個字段的數據類型。④保證數據完整性。可以增加觸發器來在寫數據的時候保證數據的正確性。這不但包括數據的功能性,而且還包括通過標準化實現的完整性,系統數據的完整性實現應盡量采用數據庫系統本身的功能。⑤視圖的采用。應該在有條件時為應用程序建立專門的視圖,來代替應用程序對數據表進行直接訪問。
在以上的原則下,設計系統的實體關系圖,在數據庫概念結構設計及系統分析的基礎上,將系統的數據庫實體關系圖進行轉換,使之成為邏輯結構。
(2)數據庫物理結構。數據庫物理結構的最終目的是實現在實際的物理存儲設備上體現數據庫的邏輯結構,從而構建性能優良的物理數據庫。從上文構建的石油勘探開發信息流流程圖可知,數據庫主要的組成部分是油田數據庫、二級單位數據庫、作業區數據庫以及基層小隊數據庫。此外,下級要向相應的上級進行數據的及時上報,將傳統的紙質表改為電子表,只需進行數據導入即可實現上報。篇幅所限,本文以基層小隊數據庫為例,闡述整體數據庫的構建。主要包括的數據有:本崗位錄入的數據,來自下級的上報數據,需要向上級上報的數據以及本級機構的數據,每類數據均列出了周期類型、數據來源和數據的具體用途。
六、結論
本論文結合當前GIS研究與應用成果與計算機網絡技術,探討了基于Web-GIS技術和網絡數據庫技術的石油勘探開發信息管理數據組織模式,從而有助于利用Web技術的關系數據庫來處理基層管理機構提交的勘探開發信息,對石油勘探開發信息管理具有比較好的應用價值。
參考文獻:
[1]龔健雅,袁相儒,陳莉麗.跨平臺分布式地理信息系統組織與處理[J].武漢測繪科技大學學報,2009,25(7):365-369
主管單位:陜西省教育廳
主辦單位:西安石油學院學報
出版周期:雙月刊
出版地址:陜西省西安市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1673-064X
國內刊號:61-1435/TE
郵發代號:
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1959
期刊收錄:
CA 化學文摘(美)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
期刊榮譽:
Caj-cd規范獲獎期刊
0.引言
近年來,我國鉆井工程技術得到快速發展,鉆井工程的規模實力和鉆井工程的整體水平得到顯著提高,但未來國內外鉆井技術將遇到哪些難點及發展趨勢?鉆井是石油勘探開發的“龍頭”,鉆井的投資實際上占整個勘探開發投資的50%以上。鉆井工程技術水平直接關系到石油勘探開發的成敗,決定著石油上游業務的發展潛力和競爭能力。目前,鉆井工程已開始成為尋找油氣藏、高效開發油氣田最有效的手段,特別是欠平衡、水平井等技術已成為現代油氣勘探開發的重要手段,對增儲上產和提高采收率十分重要。
1.國內鉆井技術現狀
長期以來,我國的石油鉆井科研工作一直處于跟隨狀態,學習和追趕國外先進技術并努力實現先進技術的國產化。總體來看,我國石油鉆井技術水平與國外先進水平有5年~10年的差距。近幾年,我國鉆井工程技術得到快速發展,鉆井工程的規模實力和鉆井工程的整體水平得到顯著提高。但在自動垂直鉆井、可膨脹管鉆井、深海鉆井、陸上深井超深井鉆井等高端鉆井技術領域,以及綜合鉆井實力方面,與世界先進水平相比還有一定的差距。國內旋轉導向技術幾乎還處于空白狀態。無論是今后鉆大位移井、分支井,還是煤層氣魚骨井,都非常需要這項技術。國內自2000年開始膨脹管技術研究,2003年首次在大慶油田進行了兩口井的套管補貼,獲得了成功,目前成功補貼已超過200口井。從國際上看,地質導向鉆井已是成熟技術,自動垂直鉆井系統國外已投入商業應用,欠平衡鉆井、氣體鉆井國外已是常規生產技術,我們還處在研究推廣階段。但國內中石油鉆井院蘇義腦院士經過多年努力,成功研制出近鉆頭地質導向系統,成為世界上第四個擁有這項技術的國家。
2.現代石油鉆井技術發展趨勢
綜合當今國際石油工業的發展趨勢和鉆井技術的發展,不難看出石油鉆井技術的發展趨勢主要有:
(1)以提高勘探開發的綜合效益為目標,向有利于發現新油氣藏和提高油田采收率方向發展。
(2)以信息化、智能化為特點,向自動化鉆井方向發展。
2.1發展方向-發現新油氣藏和提高油田采收率
20 世紀末,國際石油產業可持續發展面臨嚴峻挑戰,即尋找新的石油資源越來越困難,加之主要產油國家,油田開發多進入中后期,產量迅速遞減,而石油需求量卻越來越大,且油價攀升,突破60 美元/桶。在此背景下,各大石油公司加大科研投入,對尋找新油氣藏和提高采收率給予了格外關注。石油鉆井界和相關服務公司在發展信息化、智能化鉆井技術基礎上又開發了有利于發現新油氣藏和提高采收率的新鉆井技術。如欠平衡壓力鉆井、水平井及分支水平井鉆井、大位移井鉆井和多分支井鉆井技術,對原有的老井重鉆技術、小井眼鉆井技術和連續油管鉆井技術也給予了新的技術內涵,這些技術最顯著的技術目標是以最直接的鉆井方式溝通油氣藏,以最原始的狀態打開和保持油氣藏,從而達到最大限度地開采油氣藏,獲得最好的經濟和社會效益。
2.2信息化、智能化為特點,向自動化鉆井方向發展
20 世紀80 年代中期以后,國際石油鉆井中使用隨鉆測量、隨鉆測井、隨鉆地震、隨鉆地層評價、鉆井動態信息實時采集處理、地質導向和井下旋轉導向閉環鉆井等先進技術以來,鉆井技術發生了質的變化,其變化特征為:
(1)鉆井信息數字化。在鉆井過程中,井下地質參數、鉆井參數、流體參數和導向工具位置及狀態的實時測試、傳輸、分析、執行、反饋及修正, 鉆井信息向完全數字化方向發展。越來越脫離人們的經驗影響和控制,鉆井過程逐步成為可用數字描述的確定性過程。
(2)工具和作業智能化、集成化。當前的導向鉆具、測試工具和作業控制都日趨智能化。一項由國際數家公司組成,1990 年開始,歷時5 年,耗資950 萬美元開發的集成鉆井系統(IDS)和集成鉆井作業系統(IDO)獲得成功,是鉆井系統及操作智能化的體現。而近年地面自動控制的導向鉆井工具和隨鉆地層評價測試系統(FEMWD)開發成功,更體現了工具和作業智能化趨勢。
3.鉆井的未來發展趨勢
未來國內外鉆井技術發展趨勢如何,為人類石油勘探開發帶來什么影響?汪海閣認為,鉆井是石油工業的龍頭。鉆井發展總的趨勢就是,不斷滿足勘探開發需要。鉆井工程作為油氣勘探開發的一個重要環節,一種主要手段,具有資金、技術密集,高投資、高風險的特點。他還說:“近年來,國際鉆井技術的發展趨勢,已經由傳統的建立油氣通道發展到采用鉆井手段,來實現勘探開發地質目的,提高單井產量和最終采收率。”
我國石油鉆井50多年的實踐證明,走技術引進與自立開發相結合的道路是技術落后國家走向先進的一條必由之路、正確之道。走完全自主創新的路適應不了形勢發展的要求,必須要充分吸收發達國家的先進技術為我所用。但是完全靠技術引進也走不通,因為先進的生產作業線及其產品,發達國家在未充分占領市場前是不會出賣的,引進二流三流產品的作業線,在國際市場上是沒有競爭力的,其結果只能是綁在別人的戰車上跟著跑,走上“引進—落后—再引進”的惡性循環。
另外,像我們這樣鉆井規模的國家,先進技術是買不起的,買別人的產品或請外國公司來服務,在幾口井上可以,但幾百口井、上千口井如何來應用是經濟上承受不了的。日本技術發展的成功經驗是從模仿創新走向自主創新,值得我們借鑒。在引進國外先進技術,裝備的同時,則絕對不能忽視自主開發與自主創新。
結合當前國際石油背景,汪海閣在分析今后鉆井技術發展趨勢時說,由于國際油價居高不下,引起世界石油勘探開發熱潮,對鉆井的要求會越來越高,鉆井工作量也將大幅上升。“目前,勘探對鉆井提出的要求是,深井超深井需要提高鉆速;開發對鉆井的要求則是提高采收率,提高單井產量,改變增長方式。管理上面臨的難題是如何擴大欠平衡鉆井應用,如何降低氣體鉆井的成本,如何廣泛使用高壓噴射技術”。在勘探上,欠平衡鉆井提高了低壓、復雜巖性、水敏性、裂縫性等儲層的油氣發現和保護水平,拓寬了勘探領域。在開發上,欠平衡鉆井通過有效地保護儲層,提高了單井產量,降低了開發綜合成本。在工程方面,欠平衡鉆井解決了低壓地層漏失問題,提高了機械鉆速,減少了壓差卡鉆,縮短了鉆井周期。2007年中石油完成155口欠平衡井,取得了勘探上的重大發現,實現了吐哈三塘湖油田的高效開采,并大幅度提高了研磨性地層的鉆速。
“預計今后3年到5年內,需求最突出的鉆井技術仍然以水平井、欠平衡井、超深井三大技術為主,重點是要求保護發現油氣藏。三種技術相互滲透,相互交融,不斷互補,優化發展,并朝著縱深方向快速發展。”汪海閣還透露。未來高度需求、重點發展的鉆井技術包括降低每米鉆井進尺費用、降低地質旋轉導向費用以及提高鉆井速度等方面的技術,為中國石油勘探開發目標的實現加油添力。
4.結語
我們堅信,在科學發展觀的指導下,抓住機遇,堅持創新,銳意進取,刻苦攻關,我國的鉆井技術就會實現可持續發展,我國就會從鉆井大國逐步成為鉆井強國。 [科]
【參考文獻】