烃类垂向微渗漏理论研究现状及发展趋势

烃类垂向微渗漏理论是油气化探的基础理论,研究一直处于薄弱环节,影响了油气化探的深入研究和广泛应用.因此加强烃类垂向微渗漏理论研究是油气化探发展的重要方向.笔者以油气微渗漏作用的概念为切入点,论述了烃类垂向微渗漏过程的复杂性.从烃类垂向微渗漏基本理论研究方法方面,综述了研究现状和主要进展,提出了目前存在的问题,展望了烃类垂向微渗漏理论研究的发展趋势.     

基于烃类垂向微渗漏的地球化学场数值模拟

基于烃类微渗漏基本理论和连续介质假设,总结了近年来地球化学勘探领域主流的关于烃类微渗漏机制的假说;根据其中最为普遍接受的烃类气体以胶体大小的微气泡做布朗运动向上运移为主的微渗漏机制,利用多孔介质流体动力学以及能量守恒定律建立了定量描述烃类微渗漏的数学模型;采用构建单层和多层积木块理想地层介质模型叠加的方法对典型地质条件进行了划分和组合;建立了描述地层介质模型内部烃类垂向微渗漏过程的定量方程,即一类反应-对流-扩散偏微分方程,进行了“油气藏中烃类组分垂向微渗漏和异常形成动态过程”的数学描述和模拟,并将上述过程付诸于典型实践区--鄂尔多斯盆地花豹沟油气藏进行模型的数值验证与实例分析,得到与实际勘探数据相一致的结果。研究成果为复杂条件下油气运移定量地球化学场数学模型的建立提供了一种新的思想和具体数学方法。     

断层对烃类微渗漏主控作用及异常分布影响的实验模拟研究

在油气化探中,传统观点认为断层是优势通道,烃类沿断层渗漏形成的化探异常将偏离实际油气藏位置在近地表的垂向投影,这引起了地质界对化探技术预测地下油气藏的质疑。针对上述质疑,以断块油气藏的简化地质模型为基础,研制实验装置,开展断块油气藏烃类通过盖层及上覆地层垂向微渗漏模拟实验,研究了地下断层对烃类垂向微渗漏的影响。结果表明,受断层控制的油气藏,断层不是烃类微渗漏的唯一优势通道,油藏上覆盖层及地层中广泛发育的裂隙或微裂隙系统等都是决定地表化探异常分布的重要因素,烃类垂向微渗漏是客观存的;断层是否是微渗漏的优势通道,取决于断层的封闭性;另外实验结果也证实了圈定油气靶区的最好采样方法是高密度的网格采样。     

塔北地区化探遥感技术探测油气藏的研究

油气藏上方烃类微渗漏，可引起附近地表物质的物理与化学性质变化，形成地物反射光谱特征异常，这为遥感技术直接探测油气藏提供了可能。作者在本文中以地物波谱测试、TM、NOAA卫星资料为信息，以石油地质理论和烃类垂向微渗漏理论为指导，阐述了塔里木盆地北部地区，应用化探遥感技术寻找油气藏的方法及应用效果。     

烃类垂向微渗漏及其地表异常显示

烃类以微泡、水动力、扩散和渗透方式向地表迁移过程中,其效能、方式与油气藏的盖层、断裂与裂隙系统、储层的流体性质、地层压力等地质因素密切相关.通过对塔里木盆地雅克拉凝析气田上的地表、井中化探资料与地质资料的综合分析,认为该气田的井中垂向地球化学特征、控制烃类垂向微渗漏地质因素、地表化探异常显示之间呈现出很好的内在联系.     

油气微渗漏中的随水迁移机制

油气藏中的烃类垂向微渗漏机制一直是油气化探基础理论研究中的焦点,对近地表油气化探异常主要成因机制不同的学者提出不同的观点,存在很大争议。通过自行设计模拟实验装置测量常温高压的水渗透人造岩芯速率,根据实验结果以及前人的数值模拟结果、水化学方法勘探实例,认为除非地下具有很好的通道(大的裂隙、断层),否则微渗漏异常不可能通过盆地深部压实水和天然补给水穿过油气藏垂向流动而产生,即随水迁移机制不是油气化探异常的主要成因机制,为油气化探异常成因机制的研究提供了一个实验证据。     

烃类物质微渗漏机制及垂向运移的数值模拟

在前人烃类物质微渗漏机制研究基础上，建立了烃类物质微渗漏的概念模型，并且推导了烃类物质垂向运移的动力学模型。在动力学模型的基础上，通过数值模拟验证了烃类物质胶体气泡上升机制的合理性，并计算了不同情况下烃类物质垂向运移的平衡时间，进一步验证了烃类物质气泡上升机制满足运移速度快、流量少的特点。     

一类抛物型方程反问题的数值解法

讨论了一类二阶抛物型方程反问题的数值解法。应用拟解法的思想,把原问题分解为一系列适定的正问题和一个不适定的线性代数方程组。对于相应的正问题,证明了解连续依赖于初始分布,由此得到了在时刻的稳定性估计。使用古典欧拉差分格式求解正问题和用截断奇异值分解法求解病态方程组。数值结果显示数值解与理论解吻合很好。     

航空高光谱探测技术在准噶尔盆地东部地区油气调查中的应用

赋存于地下的油气藏(田)一般都存在向地表微渗漏,油气藏上方烃类垂向微渗漏可引起近地表物质的物理与化学性质变化,形成地物反射光谱特征异常,这为航空高光谱技术用于探测烃类微渗漏信息成为可能,成为油气选区调查和寻找油气的有效技术方法。在准东2500 km2范围内开展航空高光谱油气探测技术研究,获取了研究区CASI/SASI/TASI航空高光谱遥感数据,提取了与油气及与油气相关的粘土、碳酸盐、二价铁等信息,通过与已发现的油气藏(田)高光谱油气异常信息的对比研究,在准东地区落实了柳树河子和三台镇2个油气有利区。     

波动方程有限差分正演模拟误差来源分析

有限差分波动方程正演数值模拟主要是解决差分格式、震源选择、边界条件处理等问题.这些问题的合理解决对得到正确和准确的波动方程数值解有着十分重要的作用.笔者通过对波动方程计算机有限差分正演模拟过程的叙述,分析了在做正演模拟时的误差来源以及如何有效地减小误差.     

卫星遥感技术在油气勘探中的应用

卫星遥感技术在油气勘探中的应用日趋广泛,尤其在含油气盆地构造研究和烃类微渗漏检测方面取得了显著进展。根据目前国内外的研究资料,结合中国南方的遥感实例,介绍了盆地的遥感构造特征,遥感解译的方法、步骤和实际效果。阐述了遥感技术在油气藏烃类微渗漏勘探中的检测原理、方法和应用。现状表明,高光谱遥感与智能计算将在油气勘探中发挥重要作用。     

溃坝水流数值计算的非结构有限体积模型

针对溃坝洪水数值计算面临不规则边界和复杂地形等问题,建立了三角形网格下求解二维浅水方程的高精度Godunov型有限体积模型.空间上,引入变量重构和限制器技术,采用HLLC近似Riemann算子计算数值通量;时间上,采用Hancock预测-校正法.将底高程定义于单元顶点,结合单元水位～体积关系,提高了干湿界面处理能力.采...     

基于ASTER数据和反射光谱分析的烃类微渗漏信息提取

选取陕西省榆林气田地区为研究区, 利用ASTER数据多波段的优势, 在研究区开展了基于波段运算和主成分分析的二价铁、黏土矿化以及碳酸盐矿化等烃类微渗漏蚀变信息提取, 圈出4个有效靶区; 并利用ASTER数据的热红外波段进行基于分裂窗简化算法的温度反演得到研究区的温度图像以验证靶区的有效性, 温度反演结果中高温异常区和靶区范围基本吻合; 最后对USGS光谱库中常见蚀变矿物光谱、研究区实测光谱以及原油光谱进行综合分析, 进一步验证靶区有效性, 多种方法相结合以提高烃类微渗漏蚀变信息提取精度。      

Modified predictor-corrector solution approach for efficient discontinuous deformation analysis of jointed rock masses

The high computational costs associated with the implicit formulation of discontinuous deformation analysis (DDA) have been one of the major obstacles for its implementation to engineering problems involving jointed rock masses with large numbers of blocks. In this paper, the Newmark-based predictor-corrector solution (NPC) approach was modified to improve the performance of the original DDA solution module in modeling discontinuous problems. The equation of motion for a discrete block system is first established with emphasis on the consideration of contact constraints. A family of modified Newmark-based predictor-corrector integration (MNPC) scheme is then proposed and implemented into a unified analysis framework. Comparisons are made between the proposed approach and the widely used constant acceleration (CA) integration approach and central difference (CD) approach, regarding the stability and numerical damping features for a single-degree-of-freedom model, where the implications of the proposed approach on open-close iteration are also discussed. The validity of the proposed approach is verified by several benchmarking examples, and it is then applied to two typical problems with different numbers of blocks. The results show that the original CA approach in DDA is efficient for the simulation of quasi-static deformation of jointed rock masses, while the proposed MNPC approach leads to improved computational efficiency for dynamic analysis of large-scale jointed rock masses. The MNPC approach therefore provides an additional option for efficient DDA of jointed rock masses.     

二维浅水明流的一种二阶高性能算法

为了精确求解二维浅水方程组,在由任意三角形构成的无结构网格上建立了有限体积MUSCL算法,这是文献[1]中有限体积一阶Osher格式的一类二阶推广.通过采用预测校正二步时间积分和单元内引入坡度限制,该算法在时空上均可达到二阶精度.跨单元边界的法向数值通量采用通量向量分裂公式(FVS)计算.最后,通过长江口南支潮流计算和一维瞬时溃坝模型算例来说明该格式的优良性能及在浅水流动计算中的应用.     

新场气田地表还原环境的形成及其对生态环境的影响

油气田烃类的垂向微渗漏造成上覆地层的还原环境,油气田的开采则加剧了还原环境的形成。对新场气田还原环境的形成进行了研究,初步探讨了这种还原环境的形成机制;并从与油气渗漏有关的微生物、气田地表黄铁矿的分析、井水中水溶烃的分析三方面来说明气田地表的还原环境的形成。气田烃类渗漏将对当地生态环境的造成一定影响。     

Correlation of trace elements with hydrocarbon microseepage

Direct correlation have been observed between certain trace element and hydrocarbon anomalies in the near subsurface soils of Vindhyan basin, India. This relationship with hydrocarbon is very useful in hydrocarbon exploration. 52 soil samples from Vindhyan basin were collected from a depth of 2.5m. All the soil samples were analyzed for light hydrocarbon, isotope and trace element concentrations. The adsorbed light gaseous hydrocarbon analyses show the presence of methane (8–328 ppb), ethane (0–27 ppb) and propane (0–11 ppb) respectively and these values indicate the presence of hydrocarbon micro-seepage in the study area. The carbon isotopic values determined for methane and ethane for these soil samples are (?26.41 to ?47.70 ‰ PDB) and (?20.07 to ?35.30 ‰ PDB) respectively and they are thermogenic in nature. The trace element concentrations of nickel (33–220 ppm), vanadium (72–226 ppm), copper (20–131 ppm), chromium (94–205 ppm), zinc (66–561 ppm) and cobalt (9–39 ppm) have higher than the normal concentrations in soils. Trace element concentrations are used to plot with the data obtained from light gaseous hydrocarbon concentrations and carbon isotopic values of soil samples of the Vindhyan basin. Trace element anomalies have been observed around the hydrocarbon anomalies in the study area.     

东营凹陷金东—柳桥地区油气化探数据中的地表干扰与排除

东营凹陷南斜坡金东—柳桥地区地表条件复杂,化探信号干扰强烈,造成假异常大面积出现。在对金东—柳桥地区油气化探数据中干扰类型识别的基础上,用Mallat小波分析法,发现分析尺度为3时的连续序列呈现出地表干扰信息,由此进行了地表干扰排除。经过封盖条件校正与异常识别,获得了该区油气化探异常。干扰排除后的异常与断层、圈闭及已发现的油气藏或油气显示相吻合,表明这些异常主要反映的是地下油气藏信息。     

非粘性沙坝溃决数学模型及求解

考虑一维陡坡浅水方程与Exner方程耦合构建漫顶溃坝数学模型,利用Roe格式黎曼近似解法求解,并用预测-校正法处理源项保证水流、泥沙侵蚀输运和底床演变过程的计算稳定.模型实例计算结果表明,该方法能较好地计算非粘性模型沙坝漫顶溃决问题,可为溃坝数值计算提供新的思路.