岩溶多重介质地下水模拟技术及应用进展

由于岩溶发育的极不均匀性和岩溶含水介质的多重介质性等特征, 使得岩溶水系统的地下水运动规律呈现出复杂多变的特点, 在孔隙或微小裂隙含水介质中岩溶水满足达西流, 而在岩溶管道中可能出现非达西运动, 这给岩溶区地下水模拟带来了极大挑战。系统地梳理了岩溶水流和溶质运移模拟的主要方法, 总结了复杂岩溶多重介质系统地下水模拟技术的现状, 并结合我国南方岩溶和北方岩溶各自的特点, 提出岩溶水模型在实际应用中需要关注的要点。主要包括: 需加强野外调查和观测, 提高模型中对岩溶含水介质结构非均质性表征的精度; 进一步深化对岩溶水运动机理的研究, 刻画岩溶多重介质的水流特征以及水交换机理; 针对北方岩溶水系统模拟, 可选择等效连续多孔介质模型, 重在耦合区域分布的岩溶溶孔－裂隙介质中慢速渗流与脉状分布的强径流带快速流; 对于南方岩溶区, 建议考虑建立分布式流域水文模型与能刻画集中管道流多流态变化的多重介质模型的岩溶地下水耦合模型。      

低速非达西渗流动边界移动规律

低渗透油藏非达西渗流动边界的产生归因于启动压力梯度。在考虑动边界的基础上,建立包含表皮效应和井筒存储的单一、以Warren-Root模型为基础的双重和三重介质低速非达西渗流数学模型;并通过定义无量纲压力得到模型的Laplace解,利用Stehfest数值反演获得动边界的传播规律,对比动边界与无限大、封闭及定压等三类外边界条件下的压力及压力导数分布特征。结果表明:对于低速非达西渗流,启动压力梯度越大,动边界向外传播越慢;在双重介质和三重介质中,动边界移动出现短暂的停滞,曲线上表现为水平段或平缓段;动边界主要影响压力及压力导数曲线的中后期,而无限大、封闭及定压等三类外边界主要影响曲线的后期形态。     

低渗透气藏双重渗流耦合流动的产能方程

针对低渗透气藏的特征,基于稳定渗流理论,建立低渗透气藏气体在远井区渗流和近井区渗流的耦合流动的气井产能预测模型,包括远井区考虑启动压力梯度和滑脱效应的气井产能方程,以及近井区考虑高速非达西效应的气井产能方程.研究结果表明:启动压力梯度和高速非达西效应使气井产量下降,且随着启动压力梯度的增大,气井产量不断降低;增产措施和...     

超低界面张力体系对低渗岩心非线性渗流规律的影响

低渗储层中启动压力梯度导致流体渗流规律呈现非线性特征,使得低渗储层的开发方式与中高渗储层不同。为了研究新立油田低渗储层中的非线性渗流现象,以新立油田天然低渗岩心为研究对象,通过精密压力测试多孔介质渗流实验分析超低界面张力体系对新立油田低渗岩心中单相及两相流体启动压力梯度的影响。研究结果表明:对于任何流体,新立油田低渗岩心均表现出非线性渗流特征,存在着一定启动压力梯度;低渗岩心拟启动压力梯度的值高于启动压力梯度,且两者均随着渗透率的提高而降低且与渗透率之间均为幂关系;超低界面张力体系可以明显地降低低渗岩心最小启动压力梯度与拟启动压力梯度;对于不同渗透率的岩心,两相临界启动压力梯度与含水饱和度的关系均表现出相似的变化规律,即两相临界启动压力梯度随着平均含水饱和度的上升先上升后降低;在不同渗透率下,对比水驱和超低界面张力体系驱的临界压力梯度最高点,超低界面张力体系下的临界压力梯度最高点明显小于水驱,这表明界面张力的减小可以明显地降低驱油时产生的两相临界压力梯度,超低界面张力体系改善了油藏的注入性。本研究对新立低渗储层水驱后开发方式的选择提供了参考。      

塔中地区奥陶系碳酸盐岩不整合带的结构

塔中地区中上奥陶统与下奥陶统之间发育碳酸盐岩不整合,不整合带是溶解作用发生的有利地带,可以作为烃类运移通道或油气聚集的场所。应用地质和地球物理方法对塔中地区奥陶系碳酸盐岩不整合进行了研究。塔中地区奥陶系碳酸盐岩不整合输导体在流体运动特点上不整合面上、下分属于两个不同的流体流动场,不整合面下,流动孔隙主要由孔洞缝孔隙体系构成,因此,流体的运动属于复杂介质条件下的流体运动,而不整合面上的层状渗透性体大多数情况下属于孔隙型介质,流体在其中的流动通常可以用达西定律加以描述。因此,不整合输导体中,流体从不整合面下向不整合面上运动,在流型上必然发生明显转换,这种转换对烃类的聚集是非常重要的。     

裂隙岩体流动模型综述

裂隙的存在使得裂隙岩体具有强烈的非均质各向异性特征,其中流体流动与传统的多孔介质渗流不同.对裂隙岩体流动模型进行综述,分析各种流动模型的基本原理和适用性,给出裂隙岩体流动模型的谱系图,并提出一些新的概念模型-2种或者多种流动模型横向或纵向耦合而成的耦合模型.新的概念模型综合各种流动模型的优点,更趋于裂隙岩体实际.在实际...     

山东省地温梯度分布特征研究

在充分搜集山东省区域地质、构造地质、地热地质及地热遥感解译资料等基础上,开展了山东省地温场现状调查、1∶50万地热遥感解译和测温工作,根据收集资料程度,提出计算地温梯度的方法,计算了整个研究区地温梯度;评价了各个地热区地温梯度的分布规律,并从大地构造、基岩起伏、岩浆活动、地层岩性、断裂构造、地下水活动等方面分析了影响地温场分布的因素,讨论了浅部地温场与深部构造的关系,总结了研究区各区地温梯度的分布特征。     

反复入渗对重塑黄土渗透特性的影响

甘肃黑方台黄土经历长期的灌溉入渗破坏了其原生结构，改变了不同深度黄土的颗粒级配，影响了土体的力学性质。为研究反复灌溉入渗对坡体的影响，通过室内土柱渗透试验研究了反复入渗对甘肃黑方台黄土渗透特性的影响，并研究了渗透作用下黄土中细颗粒运移的规律与模式。研究表明:①水力梯度对渗透速率影响较小而干密度对渗透速率影响较大；随着入渗次数的增加，重塑黄土的渗透性能变弱；②黄土在渗流力的作用下，存在细颗粒沿渗流方向运移的现象，且细颗粒在土柱中上部聚集最多；③影响细颗粒运移的因素有:水力梯度、干密度和渗透次数；其中细颗粒的运移量与水力梯度、渗透次数呈正相关，与干密度呈负相关，且水力梯度是影响细颗粒运移的主要因素；④在渗透过程中，细颗粒运移堆积，最终填充土体内孔隙，导致黄土的渗透性下降。      

亲水多孔介质残余油滴的微观运移机理

为分析高含水期剩余油微观分布特征,以毛细束渗流模型为基础,建立油滴状残余油微观渗流模型,推导毛细管中油、水微观运动方程,进而导出基于微观渗流模型条件下油、水相对渗透率表达式;分析毛细管半径、驱替压力梯度、油滴与水滴的长度比、油滴半径和原油黏度对油、水相对渗透率的影响.结果表明:随着毛细管半径增大,相对渗透率曲线向右平移;随着驱替压力梯度增大,油、水两相相对渗透率增加;随着油滴与水滴长度比的减小,水相相对渗透率曲线陡峭上升;随着油滴半径减小,油相相对渗透率提高;原油黏度越大,油相相对渗透率下降越快.该结果为分析高含水期残余油渗流机理及提高采收率提供指导.     

南北地震带北段及周边地区岩石圈磁场时空变化特征对地震活动的指示意义

基于南北地震带北段及周边地区2020～2022年流动地磁原始矢量资料,获得2期岩石圈磁场时空变化模型。结果表明,研究区磁偏角D、总强度F和垂直分量Z均由正异常高梯度带转变为负异常高梯度带,磁倾角I的0值线大致沿地块边界走向线展布。水平矢量和垂直矢量的幅值局部弱化及方向转变区主要分布在地块边缘和地块交界区域,矢量幅值和方向在地块边界、断裂带及周边区域以及断裂带两侧具有明显差异。历史震中磁异常变化表现为磁场各分量的0值线展布、高梯度带、水平矢量和垂直矢量的局部弱化及方向突变等特征。青藏地块东北缘、阿拉善地块东南缘、鄂尔多斯地块西北缘及以北地区岩石圈磁场异常特征明显。