塔里木盆地气－液溶解平衡机制下的原油轻烃行为及其地质意义

塔北地区普遍存在气顶型凝析气藏和带油环的凝析气藏。与传统烃类热演化理论相矛盾的是：１）天然气的成熟度远高于油环原油或凝析油；２）高－过成熟天然气与同藏的原油间存在明显的物性不匹配。结合地质背景，认为这种矛盾是由后期形成的干气进入已形成的油藏并溶解原油轻烃这一过程所致，凝析气中的轻烃是气－液溶解平衡的产物。地质历史时期凝析气与油环分离或产生凝析油气藏或混入其它油藏的蒸发分馏作用过程导致了轻烃的油藏再分配，形成了塔北地区纵向上原油轻烃的“反序”分布趋势及某些参数的异常分布。认为烃类的气－液相溶解平衡作用是原始原油轻烃分布特征后期演变的主要控制机制之一。其实质是不同性质轻烃气液两相差异性分配基础上的物理化学分异过程。     

塔里木盆地气－液溶解平衡机制下的原油轻烃行为及其地质意义

塔北地区普遍存在气顶型凝析气藏和带油环的凝析气藏。与传统烃类热演化理论相矛盾的是:１）天然气的成熟度远高于油环原油或凝析油；２）高－过成熟天然气与同藏的原油间存在明显的物性不匹配。结合地质背景，认为这种矛盾是由后期形成的干气进入已形成的油藏并溶解原油轻烃这一过程所致，凝析气中的轻烃是气－液溶解平衡的产物。地质历史时期凝析气与油环分离或产生凝析油气藏或混入其它油藏的蒸发分馏作用过程导致了轻烃的油藏再分配，形成了塔北地区纵向上原油轻烃的“反序”分布趋势及某些参数的异常分布。认为烃类的气－液相溶解平衡作用是原始原油轻烃分布特征后期演变的主要控制机制之一。其实质是不同性质轻烃气液两相差异性分配基础上的物理化学分异过程。     

具有补给气的异常高压有水凝析气藏物质平衡方程建立及应用

物质平衡法是计算气藏地质储量、水侵量、补给气量的有效方法之一.具有补给气的异常高压有水凝析气藏是气藏开发中最复杂的类型之一,兼具异常高压气藏、凝析气藏和补给气的边底水气藏的特性.综合考虑开发过程中的凝析油析出,岩石、束缚水和凝析油弹性膨胀,水相挥发,凝析气相中水蒸气增多,水溶气溢出,边底水的推进及外来气补给等复杂物理现象,根据物质平衡原理,推导了具有补给气的异常高压有水凝析气藏物质平衡方程,并运用相对海明距离及关联度理论,以驱动指数均方差、比拟压力与采出程度偏差指数和综合目标函数为分析因素,分析了各组合方案贴近程度及相似程度,挑选最佳组合方案并确定出地质储量、补给气量及水侵量,同时计算了水体倍数.实例计算表明:中国西北某凝析气藏地质储量为66.80×108 m3,如果忽略凝析油,计算地质储量偏大,误差高达91.77%,其次是水侵、弹性膨胀和气侵的影响,误差分别为75.75%、23.95%和12.87%,而溢出水溶气为2.69%与水蒸气为1.65%,影响较小,但也不可忽略.     

具有补给气的异常高压有水凝析气藏物质平衡方程建立及应用

物质平衡法是计算气藏地质储量、水侵量、补给气量的有效方法之一.具有补给气的异常高压有水凝析气藏是气藏开发中最复杂的类型之一, 兼具异常高压气藏、凝析气藏和补给气的边底水气藏的特性.综合考虑开发过程中的凝析油析出, 岩石、束缚水和凝析油弹性膨胀, 水相挥发, 凝析气相中水蒸气增多, 水溶气溢出, 边底水的推进及外来气补给等复杂物理现象, 根据物质平衡原理, 推导了具有补给气的异常高压有水凝析气藏物质平衡方程, 并运用相对海明距离及关联度理论, 以驱动指数均方差、比拟压力与采出程度偏差指数和综合目标函数为分析因素, 分析了各组合方案贴近程度及相似程度, 挑选最佳组合方案并确定出地质储量、补给气量及水侵量, 同时计算了水体倍数.实例计算表明: 中国西北某凝析气藏地质储量为66.80×108 m3, 如果忽略凝析油, 计算地质储量偏大, 误差高达91.77%, 其次是水侵、弹性膨胀和气侵的影响, 误差分别为75.75%、23.95%和12.87%, 而溢出水溶气为2.69%与水蒸气为1.65%, 影响较小, 但也不可忽略.      

带凝析气顶挥发性油藏水平井优化设计:以轮南油田JⅢ(6+7)油组为例

针对轮南油田JⅢ(6+7)油组曲实际油藏地质条件,利用相图判别法研究了该油藏的流体类型,并确定了油环的大小.在此基础上提出利用水平井开发此类泊藏,并进行了优化设计研究.研究结果表明:JⅢ(6+7)油组的油环原油地层流体样品为挥发油体系,并且油环的体积远大于凝析气顶.本油组适合水平井开发,水平段长度为350～400 m较...     

地层不整合遮挡油气藏地质储量计算新方法及其应用

从几何学的观点出发,针对纯油藏和具有气顶的油气藏,采用单储系数、横截面面积与油层横向分布长度三者乘积的方式改进采用单储系数、含油面积与油层厚度三者乘积方式的传统容积法,提出相应的地层不整合遮挡油气藏地质储量计算新公式,并根据油气藏的特点提出水平井钻遇油气藏厚度的预测公式。地层不整合遮挡油气藏的地质储量计算目前主要采用容积法,这类方法不仅计算繁琐,而且不确定因素较多;改进后的新方法计算简单方便,理论性更强,存在的不确定因素显著减少。采用新方法在高青油田高424块高424-1井区进行了实践应用。实践表明：改进的新方法适用于地层不整合遮挡油气藏的地质储量计算及预测水平井钻遇油气藏厚度。     

考虑煤层气藏地解压差的物质平衡储量计算方法

以往的煤层气藏物质平衡法未考虑地解压差问题,对此进行了改进,提出了新方法。首先对煤层的原始吸附气含量采用临界解吸压力(而非前人采用的原始地层压力)下的Langmuir方程进行表征;然后通过近似化和线性化处理,将基本物质平衡方程转化为视平均储层压力(P/Z*)和累积产气量(G_P)的直线方程。该直线在直角坐标系横坐标上的截距为原始地质储量,在纵坐标上的截距为视临界解吸压力(而非前人的视原始地层压力)。运用该物质平衡法,计算Eclipse建立的一个煤层气藏模型的储量,发现误差仅为0.35%。这表明在参数准确的情况下,Langmuir体积和压力、原始割理孔隙度和某些时刻的平均地层压力等在数模中可准确获知,该方法是准确可靠的。      

气顶油藏油气界面稳定性条件研究

油气界面的不规则移动是气顶油藏开发过程中油井气窜、气顶油侵等现象发生的直接原因。准确识别油气界面移动的稳定性条件,对于制定气顶油藏的开发技术对策具有重要意义。针对具有一定地层倾角的均质气顶油藏,假设油气界面呈水平直线移动,从油气两相的基本渗流规律出发,推导出了油气界面稳定移动以及保持静止不动时的渗流力学条件,并建立了气顶与油环合理产量的匹配关系。实例计算表明,该模型计算得到的油气界面的移动状况符合油藏生产实际,可为油气藏未来工作制度的制定提供方向。此外还可以得出:随着油区原油产量的增加,油气界面静止不动时的油气界面夹角不断增大,且无限接近于90°;相同原油产量条件下,油气界面静止不动时的油气界面夹角与原油黏度、地层倾角成正相关,与两相调和平均渗透率成负相关。     

塔里木盆地凝析气田的地质特征及其形成机制

塔里木盆地凝析油气资源丰富,已发现了二十余个凝析气田,包括库车坳陷的陆相油气来源的凝析气田和台盆区海相烃源岩来源的凝析气田;储层有碎屑岩,也有碳酸盐岩;时代自奥陶系至新生代均有分布。这些凝析气田的气油比分布在600~19900m³/m³,凝析油含量40~750g/m³;储层温度在78~155℃;地层压力在37~111MPa。研究认为,塔里木盆地凝析气藏的成因类型可以分为原生凝析气藏和次生凝析气藏。其中,以库车坳陷迪那2凝析气田为代表的煤系烃源岩在高演化阶段(镜质体反射率Ro为1.2%~2.0%),即凝析油和湿气生成带所形成的原生腐植型凝析气藏或煤成型凝析气藏。次生凝析气藏包括两类:陆相油气来源的多期充注,晚期干气对早期油藏发生混合改造,形成了以牙哈为代表的陆相油气成因的次生凝析气藏;以海相油气来源,多期油气充注与晚期干气气侵,造成蒸发分馏,在运移、聚集和成藏过程中烃体系分异、富化,发生反凝析作用,从而导致次生凝析气藏的形成。随着塔里木盆地勘探向深层转化,地层的温度和压力逐渐增高,烃类演化程度的升高,不同生烃阶段的烃体系混合也将更为普遍,次生凝析气藏也将更为普遍,因此,以海相油气来源的次生成因型凝析气藏将成为勘探的主体。     

原生透镜状砂岩油藏成藏过程一维数值模拟

为了了解原生透镜状砂岩油藏的成藏过程和控制因素,基于变形多孔介质两相流动的基本原理,综合考虑地层在沉降过程中温度和压力的变化、砂岩体和围岩物性的变化、石油的生成以及岩石中孔隙流体物性变化等情况,应用数值方法模拟这类油藏在一维条件下成藏的整个过程.通过成藏过程模拟和分析,认为超压是推动流体整体运移的动力,而对处于生油围岩中的原生透镜状砂岩油藏,围岩和砂体间形成的毛管压力差异才是驱动石油在原生透镜状砂岩油藏中聚集的根本动力.在这类砂岩油藏成藏的过程中,砂体的油相压力要低于与其相邻的围岩中的油相压力,使得砂体成为石油的一个相对的低势区.原生透镜状砂岩油藏的成藏是由力平衡和物质平衡两种基本作用控制的成藏过程,石油生成和供应量以及砂体和围岩的油相势差决定了这类油藏的含油性.     

另外一种类型的差异聚集作用:油气的差异溶解作用

经典的油气差异聚集理论描述了油气在一系列不同盖层条件圈闭中的聚集现象:在盖层封闭性较好的圈闭序列中油气的聚集过程表现为差异聚集作用,在盖层不好的圈闭序列中油气的聚集过程表现为差异渗漏作用。当新生成的油气再次充注到老的油藏里时,将采用另外一种类型的差异聚集方式进行聚集——差异溶解作用。差异溶解作用的实质是油、气分子之间的溶解不平衡,其表现形式为新生成的油气在原有油藏里边溶解边聚集。差异溶解作用的结果是造成油气分布的复杂性,并呈规律性的变化:圈闭近源区充满干气或凝析气,远源区为油。     

凝析气藏流体样品恢复方法研究

在综合凝析气藏流体相态特性资料及现场测试报告的基础上，总结出凝析气藏流体样品恢复的3种方法：①常规的分离器油气样品在露点压力下配样的样品恢复法；②重质组份添加法配样的样品恢复法；③凝析气藏油环平衡气样品恢复法．结合凝析气藏流体相态特性讨论了此3种样品恢复法的适用性，针对较为特殊的带油环凝析气藏——大张坨凝析气藏，采用第3种方法进行了样品恢复的实例计算，验证了该方法的适用性．     

基于物质平衡反演法的致密砂岩气藏地层压力计算

压力是气藏的“灵魂”,地层压力是评价气井产能,分析气藏潜力的基础。然而,受到资料完整程度、方法适用条件等因素的限制,大部分气井无法准确获取地层压力。为了评价致密砂岩气藏地层压力,基于少量压力监测资料,采用数学反演思维,提出物质平衡反演法。首先,利用拟稳定流动状态下气井生产数据,拟合Blasingame图版,计算气井动态储量。而后,通过动态储量及一个测压数据进行反演,建立物质平衡方程,代入累产气量,评价地层压力,最后,以大宁–吉县区块致密砂岩气井为例,进行地层压力计算。结果表明:(1) 物质平衡反演法仅需一个测压点,可以评价气井的地层压力变化。(2) 气井原始地层压力差异大,单井地层压力变化复杂,存在多个压力系统。(3) 压力系统不一致与储层非均质性强有关。研究结果对于致密气单井压力计算和致密气藏压力评价提供了可靠的方法,为致密气藏开发方案调整和效益开发奠定了基础。      

松辽盆地南部白垩系天然气成藏条件

应用地震、地质、地化、测井资料对松辽盆地南部进行成藏条件分析。气藏分为:下部断陷地层煤型气气藏、上部坳陷地层伴生油型气气藏、浅层生物气藏。断陷地层气藏可以分为两种类型:原生气藏与次生气藏。原生气藏分布在断陷地层内及上覆坳陷地层的底部(泉一段下部),油气成藏取决于圈闭发育状况及距源岩的远近;油气藏的保存条件取决于后期构造运动的改造程度,气层具有连片分布的特征;次生油气藏分布在坳陷地层的泉头组中上部,油气成藏取决于三个条件:圈闭发育状况,深部气源,沟通浅部圈闭与深部气源的断裂。松辽盆地南部的油型伴生气以溶解气为主,只在中央坳陷边缘部位存在气顶气藏和气藏,资源量有限。松辽盆地南部青山口组及嫩江组的成熟源岩分布有限,其丰富的生物气资源亦应作为以后的天然气勘探目标。     

LF-Y油田动态石油地质储量评价

LF-Y油田S区在ODP开发调整方案实施中,钻井表明构造边部变陡,含油面积变小,静态方法重新计算地质储量为1 328.30×10⁴ m³,但该储量规模与油田生产动态不相符。结合生产动态法、储量反算法及油藏数值模拟法分析油田储量规模及合理性,指出了S区存在储量计算不足的问题并分析了原因,通过动态信息反算地质储量的方法,反算储量规模在1 450.00×10⁴~1 700.00×10⁴之间,因此该油田西边无井控区域储量潜力可能性较大。结合重新开展的孔隙度反演、精细地质模型、储量计算及油藏数值模拟等研究,再通过静态方法最终计算S区的地质储量为1 566.03×10⁴ m³,储量规模增加了237.73×10⁴ m³。以动态反算储量,并反馈到静态储层评价与储量计算之中,使两者达到较为一致的结果。研究成果不但解决了S区储量不足的矛盾,使模型更加合理,剩余油分布预测也更加可靠,为ODP调整方案成功实施提供了储量基础;而且验证了油藏动态方法对储量问题研究的反证作用,从而实现了油藏动、静态结合解决地质难点问题。     

一种新的凝析气藏无因次产能评价方程

凝析气藏在衰竭开发过程中存在复杂的相态变化,凝析油的析出使得地层呈现出油气两相混合渗流状态.针对目前凝析气藏无因次产能评价方程的研究较少的现状,在凝析气藏拟稳态流入动态方程的基础上,利用泰勒级数展开、多项式回归等一系列解析方法建立了一种新的凝析气藏无因次产能评价方程.首先对拟稳态流入动态方程中的拟压力函数定积分进行泰勒级数展开,然后利用稳态定理和多项式回归方法求解出泰勒展开式的各项系数,最后通过解析方法得到了凝析气藏的无因次产能评价方程.应用实例表明,该无因次产能方程与实际系统试井数据基本吻合,能够较好地描述凝析气藏的油气两相流入动态;无因次产能评价法所得到无阻流量比常规干气法低,且考虑高速效应的无因次产能评价法所得到的无阻流量要大于忽略高速流动的无因次产能评价法所得到的结果.      

济阳坳陷溶解气运移释放成藏机理与模式

油溶释放气是济阳坳陷中浅层天然气的重要来源。文中应用盆地模拟技术 ,确定了济阳坳陷烃源岩大约在 390 0m进入大量生气窗。该坳陷烃源岩埋深较浅 ,以生油为主 ,仅在洼陷的中心进入大量生气窗 ,在此基础上阐明了油溶释放气是济阳坳陷中浅层天然气的重要来源。并从油溶解气的模型出发 ,结合油气藏实测数据 ,确定了油溶解气起始脱气点的计算方法 ,建立了典型的脱气模式。认为济阳坳陷油溶解气的起始脱气深度大约在 170 0～ 2 0 0 0m之间 ,埋深小于起始脱气深度 ,可形成气层气、气顶气和夹层气等天然气藏 ;埋深在起始脱气深度至 390 0m之间 ,气藏在油中处于欠饱和状态 ,以溶解气赋存形式为主 ;深度大于 390 0m ,烃源岩才开始进入大量游离气生成阶段 ,可形成深层原生气藏     

塔河南奥陶系多相态油气藏成因及富集模式

针对塔里木盆地塔河南奥陶系多相态油气藏成因模式认识不清的问题,采用油藏地球化学、构造解析及地球物理等方法,查明奥陶系油藏流体具有“四低一高”特征,且干气与湿气并存,发育凝析气藏、挥发油气藏、轻质油藏3种相态,平面上呈现“东气西油”的分布格局.奥陶系原油成熟度正常,未经历大规模裂解及TSR作用,但玉科地区遭受了较为强烈的蒸发分馏作用,晚期高熟油裂解气的充注改造是凝析气藏形成的重要原因.塔河南主体区奥陶系轻质油藏具有“早期成藏、垂向运聚、侧向调整、分段富集”的特点,玉科地区奥陶系凝析气藏具有“多源供烃、早油晚气、垂向充注、侧向运聚”的特点.综合认为：南部坳陷区域走滑断裂带内部可能仍具有巨大的石油资源.     

溶气原油体积系数、密度的预测模型

从理论上探讨了天然气在原油中的溶解过程。溶气原油的体积变化主要与两个因素有关：(1)由于温度升高引起的体积膨胀,这种变化可用温度系数f(t)来描述;(2)由于气体溶解在原油中导致体积膨胀,这部分体积的变化可用天然气中各组分的液态表观摩尔体积(Vgmi)及各组分在原油中的摩尔溶解度(Ci)或气油比(RSi)来描述。利用理想溶液的体积加和原理,推导出了计算饱和原油的体积系数(B)和密度(dp)的理论方程。研究表明,将饱和原油的体积系数和密度表示为温度和各组分溶解度的函数比其他模型只用一个气体相对密度和一个总溶解气油比Rs更为合理。新模型适用于常规天然气和高含非烃气的非常规天然气。     

利用油包裹体丰度识别古油藏和限定成藏方式

储集层中残留烃类数量指示了它在地质历史中的古含油饱和度,它包括赋存于孔隙和裂隙之中的烃类和胶结物中的烃类流体包裹体,目前采用的分析技术有储层可溶烃数量和成分(抽提、TLC-FID、HPLC、ROCK-EVAL),油包裹体丰度(含油包裹体颗粒指数GOI,荧光颗粒定量QGF)、储层固体沥青数量(SBI)与流体包裹体地层学(FIS)。利用油包裹体丰度可识别古油藏,判识古油水界面(POWC),寻找再运移石油,确定天然气或凝析气藏早期是否有石油充注事件,识别次生油藏,寻找下伏油藏,限定油气充注模式。本文以塔里木盆地牙哈凝析气气藏与英南2气藏为例,展示了如何利用油包裹体丰度识别古油藏和限定成藏方式。