李 娜,閆相賓,蔡利學(xué)

(中國石化 石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

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圈閉含油氣概率賦值標(biāo)準(zhǔn)及其在塔里木盆地的應(yīng)用

李 娜,閆相賓,蔡利學(xué)

(中國石化 石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

圈閉含油氣概率賦值標(biāo)準(zhǔn)是圈閉含油氣性量化評價的基礎(chǔ)，是勘探風(fēng)險分析的重要內(nèi)容。從圈閉成藏的地質(zhì)過程出發(fā)，鑒于圈閉、充注、儲集和保存4項成藏條件相互獨立、缺一不可，因此采用這4項成藏條件作為主因子，并用其各自概率的乘積表示圈閉的含油氣概率。對于縱向上由多個目的層組成的圈閉，其含油氣概率是指至少有一個層圈閉發(fā)現(xiàn)油氣的概率。在不同類型油氣藏成藏主控因素及不同地區(qū)風(fēng)險關(guān)鍵因素分析的基礎(chǔ)上，進一步細化4項主因子，分別提出了存在和有效兩類子因子。根據(jù)木桶短板效應(yīng)原理，提出若各子因子關(guān)鍵參數(shù)獨立，則其關(guān)鍵參數(shù)發(fā)生概率相乘即為圈閉含油氣概率；若子因子關(guān)鍵參數(shù)相關(guān)，則取風(fēng)險最大者與其他子因子概率相乘表示圈閉的含油氣概率。同時，根據(jù)資料的相關(guān)程度、豐富程度、控制程度和質(zhì)量評價，建立了概率賦值原則以及4項主因子及其子因子概率賦值標(biāo)準(zhǔn)，并將含油氣概率分為5級。圈閉的含油氣概率越大，地質(zhì)風(fēng)險越低；反之亦然。該方法在塔里木盆地實際應(yīng)用，取得較好效果。

概率因子；參數(shù)賦值；含油氣概率；圈閉評價；塔里木盆地

圈閉含油氣性評價是勘探風(fēng)險評估的重要內(nèi)容。自20世紀(jì)90年代以來，勘探風(fēng)險分析技術(shù)已成為國際油公司勘探目標(biāo)評價、優(yōu)選、決策的實用技術(shù)方法，其核心是用風(fēng)險概率法定量表征圈閉評價的含油氣性及資源價值等參數(shù)。圈閉含油氣概率是指在油氣有利區(qū)帶內(nèi)，預(yù)測圈閉鉆探發(fā)現(xiàn)油氣的地質(zhì)可能性。通常圈閉的含油氣概率越高，圈閉的地質(zhì)風(fēng)險越??；反之亦然。對于縱向上由多個目的層組成的圈閉，其含油氣概率是指至少有一層發(fā)現(xiàn)油氣的概率。由于圈閉含油氣概率計算是圈閉油氣資源量估算與經(jīng)濟評價的基礎(chǔ)，因此含油氣概率客觀準(zhǔn)確表征和量化評價至關(guān)重要，并影響預(yù)探部署決策[1]。

盡管不同油公司考慮的風(fēng)險因素與參數(shù)側(cè)重點有所不同，但基本上均采用油氣成藏要素概率乘積表征圈閉的含油氣概率，而且形成了相應(yīng)的評價參數(shù)體系(表1)。但對圈閉含油氣評價的主因子和子因子參數(shù)體系概率賦值，沒有建立起量化賦值標(biāo)準(zhǔn)，而且沒有科學(xué)區(qū)別子因子參數(shù)體系中不相關(guān)與相關(guān)條件下的主因子概率求取的方法與差異。個別油公司采用賦予概率子因子不同權(quán)重，并通過權(quán)重加和得到主因子概率，明顯與概率論不符。另外，國內(nèi)大部分油公司目前仍采用對圈閉的“生、儲、蓋、圈、運、?！背刹匾剡M行“好、中、差”定性分析或打分評價，未能實現(xiàn)用統(tǒng)一風(fēng)險準(zhǔn)則和方法處理表征圈閉成藏要素的風(fēng)險和不確定性,進而影響在統(tǒng)一平臺上對不同地區(qū)、不同領(lǐng)域圈閉的含油氣性與資源價值的評價優(yōu)選決策[2]。

因此，本文在不同類型油氣藏成藏主控因素及不同地區(qū)風(fēng)險關(guān)鍵因素分析的基礎(chǔ)上，進一步細化了圈閉、充注、儲集和保存4項主因子，分別提出了兩類子因子，即存在子因子和有效子因子。并根據(jù)木桶短板效應(yīng)原理提出：若子因子關(guān)鍵參數(shù)獨立，則其概率相乘為圈閉含油氣概率；若子因子參數(shù)相關(guān)，則取風(fēng)險最大者與其他子因子概率相乘表示圈閉的含油氣概率。同時，根據(jù)資料置信程度，建立了賦值原則和標(biāo)準(zhǔn)，使含油氣評價更注重地質(zhì)風(fēng)險分析以及其結(jié)果更客觀合理。該方法在塔里木盆地實際應(yīng)用，取得較好效果。

1 含油氣概率表征及參數(shù)體系

1.1 含油氣概率表征

根據(jù)油氣成藏系統(tǒng)理論，認(rèn)識和分析油氣生成、運移、聚集和保存的成藏動態(tài)過程，盡管不同地區(qū)的地質(zhì)特征不同，但對于有利區(qū)帶內(nèi)的有效圈閉，如想鉆探獲得工業(yè)油氣流，必須同時具備圈閉形成、儲層沉積、油氣充注和后期保存4個成藏條件。此4項條件互相獨立、缺一不可，并且要保證其有效性，即相關(guān)條件務(wù)必滿足其評價下限值。根據(jù)概率論原理，相互獨立事件同時發(fā)生的概率等于每一事件單獨發(fā)生概率的乘積(乘法定理)。通過對圈閉4項成藏條件的地質(zhì)分析和概率賦值，可以定量評價圈閉的含油氣性[2-3]。圈閉的含油氣概率表征為：

(3)

1.2 多層圈閉含油氣概率表征

在許多有利區(qū)帶內(nèi)，通常圈閉包含多個目的層。這些目的層的成藏要素可能是互相獨立的，也可能在成藏過程中某些成藏條件是相關(guān)的。一個圈閉中地質(zhì)因素的相關(guān)性是普遍存在的，尤其是烴類的充注和圈閉因素。因此在計算多目的層圈閉的含油氣概率時，首先要判斷各層之間的相關(guān)性(有無共同地質(zhì)風(fēng)險或是否有共享的概率因子)[3-4]。

表1 不同油公司圈閉含油氣概率評價參數(shù)體系及表征方法

注：Pg為圈閉含油氣概率；Pi為各因子存在概率；Pi j為各子因子存在概率；Qi j為各子因子權(quán)重。

圖1 包含不同層圈閉的圈閉A示意圖Fig.1 Schematic diagram showing trap A containing several different target reservoirs

多層圈閉的含油氣概率用至少一層發(fā)現(xiàn)油氣的概率來表征。若各層圈閉相互獨立，則計算公式如下：

(4)

若各層圈閉之間具有相關(guān)性，即有共享的風(fēng)險概率因子，則其含油氣概率表征如下：

(5)

例如圈閉A(圖1)有兩個層圈閉A-1和A-2。經(jīng)地質(zhì)分析認(rèn)為，油氣充注和圈閉是這兩個層圈閉成藏的共同地質(zhì)風(fēng)險,即該圈閉的充注概率和圈閉概率具有相關(guān)風(fēng)險，且各層的概率主因子賦值如表2，則圈閉A的含油氣概率計算過程如下：

(6)

A-1層圈閉獨立因子的成功概率為：

(7)

(8)

A-2層圈閉獨立因子的成功概率為：

(9)

(10)

則圈閉A的含油氣概率為：

=0.48(1-0.44×0.70)

≈0.33

(11)

1.3 含油氣概率參數(shù)體系

按照評價參數(shù)體系設(shè)計的科學(xué)性、系統(tǒng)性、可操作性及層次性要求，結(jié)合影響圈閉成藏“生、儲、蓋、圈、運、?！绷笠氐年P(guān)鍵參數(shù)，從油氣成藏的過程出發(fā)，將圈閉含油氣評價分解為圈閉、充注、儲層和保存4項主因子。可以看出，每個成藏條件主因子均由存在和有效兩個必要因素構(gòu)成(表3)。

因此，把4項主因子分解成存在和有效兩類子因子。8項子因子所包含的關(guān)鍵地質(zhì)參數(shù)見表3，其中有效子因子關(guān)鍵參數(shù)要求大于資源評價下限值。

根據(jù)木桶短板效應(yīng)原理，通過子因子概率計算主因子概率時，若子因子參數(shù)各自獨立，采用各參數(shù)概率乘積表示主因子的概率，例如充注概率必須是其3個子因子中的有效烴源巖、有效運移、時空配置的概率乘積；若子因子參數(shù)具有相關(guān)性，則用其中參數(shù)概率最低的概率值表示主因子或子因子的概率，例如圈閉存在概率中的資料品質(zhì)及控制程度參數(shù)和井-震關(guān)系匹配性、正反演模型吻合度以及圈閉相關(guān)圖件的精度有極大相關(guān)性，對圈閉存在子因子概率賦值必須用最小的參數(shù)概率值表示。對包含多個目的層的圈閉含油氣概率，用至少有一層發(fā)現(xiàn)油氣的概率表述。隨著圈閉勘探目的層增加，圈閉的含油氣概率會隨之增大,計算時需考慮其不同目的層之間的相關(guān)性，即各目的層有無成藏條件共同地質(zhì)風(fēng)險。

表2 圈閉A各層圈閉概率因子

表3 圈閉含油氣概率評價參數(shù)體系

可見，評價參數(shù)的選擇將影響圈閉風(fēng)險預(yù)測的可靠程度。子因子的關(guān)鍵參數(shù)在圈閉評價中有較大不確定性，不同地區(qū)、不同類型的圈閉又有所不同。子因子參數(shù)層體系的構(gòu)建是圈閉含油氣性評價的基礎(chǔ)和重點，也是不同油公司勘探風(fēng)險分析的難點與核心。本文所建立的圈閉含油氣概率評價是一個基于4項主因子、8項子因子及其參數(shù)體系的一個遞級層次的三級系統(tǒng)，真正實現(xiàn)了用統(tǒng)一風(fēng)險分析處理準(zhǔn)則對不同地區(qū)圈閉含油氣性進行定量評估。

2 含油氣概率賦值標(biāo)準(zhǔn)

2.1 含油氣概率賦值原則

成藏條件主因子和子因子發(fā)生的概率，取決于各地質(zhì)成藏條件中主要因素是否存在以及對其有效性的判斷。這種判斷是基于資料控制程度上的主觀認(rèn)識，資料越豐富，質(zhì)量越好，證據(jù)越直接，可信度越高，預(yù)測越客觀。因此，資料的的相關(guān)程度、豐富程度、控制程度和質(zhì)量評價就是資料置信程度評價，決定了含油氣概率賦值原則。

由于勘探對象和勘探程度的不同，獲得資料的置信程度也有差異，已有資料對各成藏條件主因子和子因子的證實程度就不同，從而影響對成藏條件主因子和子因子發(fā)生概率的預(yù)測。預(yù)探圈閉附近若已有油氣田發(fā)現(xiàn)或油氣顯示，則說明預(yù)探圈閉所在區(qū)帶具備油氣成藏條件，證實該圈閉烴源條件有利；若過預(yù)探圈閉的二維地震測網(wǎng)密度大或為三維地震控制，資料品質(zhì)又好，解釋對比合理，又有鉆井控制，則說明圈閉可靠，圈閉要素準(zhǔn)確。因此，資料置信程度在地質(zhì)風(fēng)險分析和含油氣概率賦值中起著重要的作用[5]。

根據(jù)對成藏條件的認(rèn)識程度和資料的豐富程度，將概率賦值劃分為5個區(qū)間，總的賦值原則如下：①有充足的地質(zhì)資料證實某條件很可能存在且有效，賦值范圍[0.8，1]；②有一定的地質(zhì)資料證實某條件有可能存在且有效，賦值范圍[0.6，0.8)；③現(xiàn)有的資料條件下，不能肯定也不能否定某條件是否存在或是否有效，賦值范圍[0.4，0.6)；④有地質(zhì)資料證實某條件有可能不存在或無效，賦值范圍[0.2，0.4)；⑤有地質(zhì)資料證實某條件很可能不存在或無效，賦值范圍[0，0.2)。

2.2 含油氣概率賦值標(biāo)準(zhǔn)

圈閉評價資料大致概括為鉆井、地震、化探、重磁和其他等5類數(shù)據(jù)資料。這5類數(shù)據(jù)的相關(guān)程度、控制程度和質(zhì)量對成藏特征描述和成藏因素預(yù)測的可靠程度有所不同。因此，根據(jù)不同資料的置性程度，進一步對圈閉含油氣概率主因子和子因子詳細賦值標(biāo)準(zhǔn)進行了量化(表4)。

圈閉含油氣性評價就是分析資料的置信程度和成藏條件發(fā)生的可能性。以往對資料因素在勘探風(fēng)險中的重要程度沒有足夠認(rèn)識，而本文將資料置信程度作為一個主要因素，參與到圈閉含油氣概率的預(yù)測中去，強化了資料因素在各成藏條件主因子和其子因子中的評價作用，加強了勘探風(fēng)險分析技術(shù)的應(yīng)用，使得圈閉含油氣性評價更科學(xué)、客觀、有效[6-7]。

2.3 圈閉含油氣概率等級劃分

由于圈閉含油氣概率是指圈閉鉆探發(fā)現(xiàn)油氣的地質(zhì)可能性，因此圈閉含油氣概率越高，圈閉地質(zhì)風(fēng)險越??；而圈閉含油氣概率越小，則圈閉地質(zhì)風(fēng)險越大。為了便于在實際生產(chǎn)應(yīng)用中對風(fēng)險進行統(tǒng)一管控，將圈閉含油氣概率劃分成5個等級。其中，極低風(fēng)險圈閉的含油氣概率大于0.50，此類目標(biāo)一般圈閉落實非?？煽?，油氣成藏條件優(yōu)越；低風(fēng)險圈閉的含油氣概率為0.25～0.50，該目標(biāo)一般圈閉落實可靠，油氣成藏條件好；中等風(fēng)險圈閉的含油氣概率為0.10～0.25，這類目標(biāo)一般圈閉落實可靠、成藏條件較好，或者是圈閉落實較可靠、成藏條件好；高風(fēng)險圈閉的含油氣概率分布在0.05～0.10，一般圈閉落實較可靠，成藏條件較好；極高風(fēng)險圈閉的含油氣概率小于0.05，圈閉落實程度差，或者至少有一項成藏要素差。

3 在塔里木盆地的應(yīng)用

3.1 概況

塔里木盆地是我國未來油氣的重要接替陣地，圈閉的識別、描述、評價和優(yōu)選工作尤其是如何優(yōu)選已發(fā)現(xiàn)的儲備圈閉擇優(yōu)鉆探評價是關(guān)鍵，也是關(guān)系該盆地油氣預(yù)探成敗的關(guān)鍵。本文以塔里木盆地SN圈閉為例，采用上述含油氣概率賦值標(biāo)準(zhǔn)開展系統(tǒng)評價。SN圈閉位于塔中北坡，為奧陶系巖溶縫洞型圈閉(圖2,圖3)。圈閉面積111.8 km2，目的層為奧陶系鷹山組[8-9]。

3.2 含油氣概率賦值及計算

根據(jù)上文提出的含油氣概率參數(shù)體系和賦值標(biāo)準(zhǔn)，基于鉆前的地質(zhì)認(rèn)識，對SN圈閉含油氣概率4項主因子參數(shù)概率賦值如下。

表4 圈閉含油氣概率賦值標(biāo)準(zhǔn)

3.2.1 圈閉主因子概率

1) 圈閉存在

該圈閉由三維地震資料落實，主要目的層地震資料品質(zhì)是1類，三維地震面元25 m×25 m,圈閉面積111.8 km2，根據(jù)前期同一地區(qū)類似油藏識別技術(shù)方法和資料品質(zhì)等需求，此項參數(shù)概率賦值取0.90；其次，圈閉目的層地質(zhì)屬性由該區(qū)SN1和SN4井合成記錄準(zhǔn)確標(biāo)定，目的層可連續(xù)追蹤對比,井-震關(guān)系匹配度高，參數(shù)概率賦值0.90；另外，在統(tǒng)計塔中地區(qū)鉆井揭示的奧陶系碳酸鹽巖巖溶儲層特征的基礎(chǔ)上，建立縫洞型儲層的地震-地質(zhì)模型[10]，通過基于非均勻介質(zhì)的地震波場正演模擬SN圈閉(圖4)，模型結(jié)果與地震資料巖溶儲層的反射特征符合度大約為90%，因此正-反演模型參數(shù)概率賦值0.80%。

此外，該圈閉解釋方案及圖件采用全三維解釋技術(shù)，成果圖件齊全(圖5)，精度滿足巖溶縫洞型圈閉識別和行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，該項參數(shù)概率賦值0.90。上述4項參數(shù)具有相關(guān)性，因此圈閉子因子存在概率是上述參數(shù)概率中最低的正反演模型概率值0.80。

圖2 塔里木盆地SN圈閉構(gòu)造位置Fig.2 Map showing the location of SN trap in Tarim Basin

圖3 塔里木盆地SN圈閉及巖溶儲層預(yù)測分布疊合圖Fig.3 SN trap distribution map with the predicted karst reservoirs overlaid in Tarim Basin

圖4 塔里木盆地SN地區(qū)奧陶系正演模型Fig.4 Forward modeling of the Ordovician in SN area of Tarim Basina. SN5—SN4井連井地震時間平偏移剖面；b. SN5—SN4井連井地震模型；c. SN5—SN4井連井正演剖面①,②對比目的層

2) 圈閉有效

該圈閉位于巖溶儲層發(fā)育區(qū)，經(jīng)資源量計算圈閉天然氣資源量為384×108m3，可采資源量269×108m3，圈閉有效性取值為1。

因此，SN5號圈閉的圈閉主因子概率為0.80×1=0.80。

3.2.2 充注主因子概率

1) 有效烴源巖存在

SN地區(qū)位于塔中Ⅰ號斷裂帶下盤，古城墟隆起西部傾沒端，現(xiàn)今構(gòu)造整體為西北傾的單斜。SN地區(qū)毗鄰滿加爾坳陷寒武系-中、下奧陶統(tǒng)優(yōu)質(zhì)烴源區(qū)，油源豐富[11]。構(gòu)造演化分析，從加里東中期Ⅲ幕至今一直處于滿加爾生烴坳陷至卡塔克隆起的斜坡部位，油氣聚集有利。SN圈閉所在地區(qū)已發(fā)現(xiàn)多口高產(chǎn)油氣流，如SN4、古隆1和古城6井等，表明有效的烴源巖肯定存在，此參數(shù)概率賦值為1。

2) 有效運移聚集

與SN5號圈閉同一地區(qū)、同一類型的SN1和SN4號圈閉已獲高產(chǎn)油氣流，表明圈閉時空匹配關(guān)系好，概率賦值1；另外，該地區(qū)長期處于油氣運移方向上，全三維解釋出的斷裂很可能成為油氣運移有效通道[12]，概率賦值0.70。

由于此兩項因子相互獨立，充注主因子概率是：1×1×0.70=0.70。

3.2.3 儲層主因子概率

1) 儲層存在

從該區(qū)完鉆的SN1和古隆2井在奧陶系鷹山組揭示較好儲層，儲層在地震剖面上呈明顯串珠狀反射[13]，通過地震追蹤對比發(fā)現(xiàn)SN圈閉奧陶系儲層也呈串珠狀反射(圖6)，現(xiàn)有資料表明儲層存在概率為0.80。

2) 儲層有效性

儲層的有效性指該儲層的有效厚度和孔隙度至少等于資源評價中設(shè)定的下限值。目前技術(shù)條件下SN地區(qū)奧陶系勘探目的層有效厚度至少大于10 m，已有鉆井標(biāo)定和地震追蹤對比及反演預(yù)測SN圈閉奧陶系儲層厚度為54 m，儲層有效參數(shù)概率為0.90。因此儲層主因子概率是：0.80×0.90=0.72。

① 楊林.塔里木盆地中石化西部圈閉評價模板參數(shù)的確定及應(yīng)用.中國石化西北油氣分公司，2013.

3.2.4 保存主因子概率

1) 蓋層存在

塔中北坡實鉆資料證實，上奧陶統(tǒng)發(fā)育一套巨厚的桑塔木組/卻爾卻克組泥巖蓋層。該泥巖蓋層厚度大，厚200 m以上，巖性純，壓實作用較強，巖性致密，是良好的區(qū)域蓋層①。SN5號圈閉上覆巨厚桑塔木組區(qū)域分布蓋層，該層存在概率為1。

2) 后期破壞作用

SN5號圈閉與鄰井類似油氣藏上斷裂相分布和活動強度相當(dāng)，該層有效性概率賦值0.80。

圖6 過SN圈閉地震剖面Fig.6 Seismic profile across trap SN

因此,保存主因子概率是：0.80×1=0.80。

綜上分析，作為單一目的層奧陶系順南5號圈閉含油氣概率為:Pg=0.80×0.72×0.70×0.80=0.32。

SN圈閉已實施鉆探，目前中途測試在鷹山組試獲工業(yè)氣流，測試期間最高氣產(chǎn)量為38 714 m3/d。

4 結(jié)論

1) 通過圈閉成藏過程分析，采用圈閉、充注、儲層和保存4項主因子概率乘積表示圈閉的含油氣概率。對于縱向上由多個目的層組成的圈閉用其至少有一個層圈閉發(fā)現(xiàn)油氣的概率表示，并建立了圈閉含油氣概率評價的4項主因子及其子因子和參數(shù)體系。

2) 根據(jù)資料的相關(guān)程度、豐富程度、控制程度和質(zhì)量評價，構(gòu)建了圈閉含油氣概率賦值原則和量化標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)了用統(tǒng)一風(fēng)險準(zhǔn)則和技術(shù)方法處理表征不同地區(qū)圈閉成藏要素的風(fēng)險和不確定性。

3) 應(yīng)用該圈閉含油氣概率賦值標(biāo)準(zhǔn)在塔里木盆地實際應(yīng)用，使圈閉含油氣評價更注重地質(zhì)風(fēng)險分析，其結(jié)果更客觀合理。

4) 隨著勘探的深入，直接相關(guān)性資料越來越多，其控制程度也會越來越高，對地質(zhì)評價參數(shù)進行不斷修正和補充，地質(zhì)風(fēng)險也就越來越低。因此，地質(zhì)風(fēng)險評價始終貫穿于整個勘探過程。

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(編輯 李 軍)

Assignment standard for hydrocarbon-bearing probability of traps and its application in Tarim Basin

Li Na,Yan Xiangbin,Cai Lixue

(PetroleumExplorationandProductionResearchInstitute,SINOPEC,Beijing100083,China)

Assignment standard for hydrocarbon-bearing probability of traps is the basis of quantitative assessment hydrocarbon potential of traps and has played a very important role in exploration risk analyses.Four key reservoiring elements including trap,charging,reservoir and preservation were chosen to be the major factors to represent hydrocarbon-bearing probabilities of traps with the products of their individual probabilities.For traps composed vertically of several target re-servoirs,the hydrocarbon-bearing probability refers to the probability of founding oil or gas in at least one target reservoir of the trap.Each of the four factors was further divided into two subfactors-occurrence subfactor and effective subfactor-based on different reservoiring controlling mechanisms and risk analyses of various oil or gas reservoirs.By applying the Barrel Effect principle to our calculation,we proposed that if all the key parameters of the subfactors were independent from one another,then the hydrocarbon-bearing probability would be the product of probability of key parameters;on the other hand,if the subfactors were related to one another,then the probability would be the product of probability of key parameter with the maximum risk multiplying that of other subfactors.Based on the relevance,availability,controlling le-vel and quality of data,we established the principle for probability assignment and set up standards for assigning the probabilities to the factors and subfactors and a 5-level hydrocarbon-bearing probability system.According to the system,the bigger the probability of trap contains hydrocarbon,the lower the geological risks,and vice versa.Implementation of the method in Tarim basin has been proven positive.

probability factor,parameter assignment,hydrocarbon-bearing probability,trap evaluation,Tarim Basin

2014-10-09;

2014-11-24。

李娜(1986—)，女,工程師,石油與天然氣地質(zhì)。E-mail:lina.syky@sinopec.com。

0253-9985(2015)02-0330-09

10.11743/ogg20150219

TE122.3

A