四川盆地元坝二叠系长兴组气藏气水分布特征及水侵早期识别

探讨四川盆地元坝二叠系长兴组气藏气水分布特征及水侵早期识别,可为下一步开发部署指明方向,为气藏稳产提供实用方法。通过动态跟踪气井流体变化特征,结合静态地质特征,明确气藏气水分布特征及控制因素,在此基础上根据产水气井出水类型,建立基于生产数据及产出液化学特征的水侵早期识别模式。研究认为:元坝长兴组气藏气井产出液中凝析水与地层水并存,总矿化度与日产水量、日水气比均呈指数正相关关系。游离气与溶解气并存,随着水侵程度增加,CH4含量降低、H2S含量增加。(3)、(4)号礁带以游离气为主,古油藏应该位于此或范围更小;(1)、(2)号礁带及礁滩叠合区为气水过渡带,局部构造及储层非均质性调整气水分布。裂缝发育程度控制气井产水速度,水产量的上升与多条裂缝逐渐被突破而沟通周边水体相关;元坝长兴组储层裂缝欠发育,气井出水生产类型以线性型为主,存在水侵预警期;对裂缝发育、出水生产类型为多次方型的气井,应加强监控,开展合理配产分析,延长无水采气时间。构造高部位或构造相对低部位裂缝欠发育的礁滩发育区为开发部署首选目标。建立的水侵早期识别模式可推广应用。     

底水油藏开发中夹层的作用研究

从研究底水突出油井的机理出发，讨论了底水上窜绕过夹层的过程。根据Coats KH的底水流模型，计算了底水绕过夹层时的累计水侵量，详细讨论了夹层所在位置、大小和厚度对底水锥进的影响。研究表明，处于油水界面之上的夹层对底水锥进能有效抑制,提高了开采效果；夹层半径越大，对水侵量的减小越大，其有效作用时间越长；夹层的作用还同油层的非均质性和开采速度密切相关；有夹层的油藏，开采速度和打开程度可适当提高。     

煤储层夹层水侵量和控制储量的计算方法

煤层气藏渗流机理不同于常规气藏,产气量受到煤层解吸压力及吸附特性的影响,计算单井控制储量难度较大;同时,部分煤层气井受到储层压裂或断层沟通边底水及夹层水的影响,排采初期产水量高,且产水期长,呈现明显的水侵特征。为了评价煤层气井的产能及水侵程度,通过大量文献调研发现,目前对高产水的生产井研究较少。在前人的研究基础上,引入视地质储量法和生产指示曲线法,建立适应外来水侵的煤层气井生产模型,考虑储层的非常规特性,利用少量的生产资料计算水侵量和单井控制储量,为煤层气开采提供重要气藏参数。研究结果表明:视地质储量法和生产指示曲线法所需资料简单,2种方法计算出来的控制储量基本吻合,水侵量能够真实反映生产井的水侵特征,对煤层气的开发具有重要的指导意义。      

人工夹层的抑制水锥作用的研究

人工夹层在油田开发的堵水防水中具有重要作用。从研究底水突入油井的机理出发 ,分析了底水上窜绕过人工夹层的过程。讨论了K H Coat的底水流模型 ,对底水绕过夹层时的累计水侵量进行了计算 ,分析了夹层所在的位置、大小和厚度对底水锥进的影响。研究表明 :人工夹层处于油水界面之上对底水锥进能有效的抑制 ,使开采效果得到提高 ;夹层半径越大 ,水侵量的减小越多 ,夹层的有效作用时间越长 ;人工夹层的作用还同油层的非均质性和开采速度密切相关。最后给出了带夹层底水油藏水侵量的计算公式     

裂缝性稠油油藏蒸汽吞吐产能预测模型

针对裂缝性油藏为裂缝-孔隙型双重介质且加热区内地层温度为非等温分布,在常规稠油油藏蒸汽吞吐加热半径计算模型的基础上,通过引入加热区前沿温度,构建了考虑地层温度为非等温分布的裂缝性稠油油藏蒸汽吞吐加热半径计算模型,并基于天然裂缝等效渗透率张量理论,将裂缝性油藏变换成等效各向同性油藏,最终推导出裂缝性稠油油藏蒸汽吞吐产能预测模型。以某裂缝性稠油油藏为例进行了计算,结果表明,本文产能预测模型计算结果与裂缝性双重介质热采数值模拟计算结果基本吻合,从而验证了本文模型的准确性。敏感性分析表明,蒸汽吞吐加热半径是加热区前沿温度的函数,加热半径随前沿温度的降低而增大,产量随裂缝孔隙度的增加而增大。     

渤海湾盆地渤中19-6气田潜山储层裂缝表征与产能预测方法

由于渤中19-6气田潜山裂缝性储层的储集空间多样、非均质性很强,且制约产能的主控因素认识不清,从而造成潜山裂缝性储层的产能预测困难.为了解决这一难题,综合岩心、测井、地质等资料分析了潜山裂缝性储层的特征,并基于CT扫描实验定量表征裂缝,研究裂缝微观特征,形成了以裂缝渗透率为核心的一系列裂缝参数的计算方法,建立了潜山裂缝性储层的产能预测模型,大幅提高了潜山裂缝性储层的产能预测精度.研究结果表明,潜山裂缝性储层的裂缝渗透率主要由裂缝的长度、宽度及连通性控制,与孔隙度的大小无明显关系,可以通过斯通利波反演的总渗透率与基质渗透率之差计算得到,其中基质渗透率计算的相对误差为28.50%,总渗透率计算的相对误差为15.56%;综合考虑潜山裂缝性储层的裂缝渗透率、裂缝纵向连通性和有效厚度,建立了渤中19-6气田潜山裂缝性储层的产能预测模型,其中裂缝渗透率计算结果的准确性决定了潜山裂缝性储层产能预测结果的可靠性.     

底水气藏水侵规律数值模拟研究:以元坝长兴组气藏为例

有水气藏开发过程中，边底水的侵入严重影响气井产能，但是目前对底水气藏水侵规律缺乏深层次认识。为此，基于元坝长兴组气藏2类产水气井生产特征，结合气藏实际地质特征、水体性质及气-水界面关系，分别设计直井和水平井水侵机理数值模拟模型，重点分析采气速度、水体大小、致密层连通性及避水高度等因素对生产及水侵影响规律。研究结果表明：(1)采气速度是影响水侵的主要因素，水体一定，采速越高，水侵越快，气井稳产期越短，水平井在一定程度上能有效抑制水侵；(2)水体大小是影响水侵重要因素，水体倍数越大，水侵越严重，气井稳产期越短；(3)致密性夹层能在一定程度上抑制水侵，渗透性夹层(K_iz=100%K_z)对应的底水锥进速度最快，稳产期最短；(4)随着避水高度的增加，水气比上升变缓，气井见水时间变晚。结论认为：对于底水气藏，保持合理的生产压差或优化配产是控制底水快速锥进的关键；若储层中天然致密层无效，则可通过建立较低垂向连通性的人工隔夹层(致密夹层)抑制底水锥进；同时，钻井设计或后期补射孔时，需兼顾射开程度和避水高度对生产的影响。本文研究成果以期为...     

储层裂缝特征测井解释方法综述

为了更好地研究裂缝性砂砾岩储层和其它裂缝性储层裂缝的测井解释问题,综述了目前在裂缝性储层裂缝测井解释中主要采用的常规评价、人工神经网络和斯通利波３类方法在识别裂缝带和定量计算储层裂缝参数两个方面的应用原理和研究现状,并指出了今后的一些研究方向。     

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.      

基于岩石物理模型的裂缝型储层AVOA反演方法

纵波各向异性裂缝预测方法是目前应用比较广泛、效果较好的一种裂缝预测方法；但传统椭圆拟合方法的准确性受到一系列因素的影响，致使裂缝密度反演结果不准确。本次研究根据Ruger方程精确式推导各向异性介质中储层裂缝密度的计算方法，该方法首先利用入射角、方位角、Thomsen各向异性三参数以及介质弹性参数的函数来计算纵波反射系数，然后根据纵波反射系数计算待测储层中裂缝的切向各向异性系数，最后根据各向异性系数计算待测储层的裂缝密度。利用该方法在四川盆地正坝南地区通过实际纵波AVOA数据反演法向和切向裂隙弱度预测裂缝密度，裂缝参数反演结果与钻井信息吻合；表明该方法能够用于裂缝储层预测，确定研究区裂缝发育情况。     

煤炭开采后峰峰矿区奥陶系岩溶水硫酸盐演化过程研究

文章运用水化学和同位素水文学等手段,寻求奥陶系岩溶水硫酸盐演化过程的“指纹”,通过不同含水层间水化学、稳定同位素差异的比对,分析其与上覆含水层间的水力联系和硫动力分馏过程,阐述采矿活动影响下峰峰矿区奥陶系岩溶水硫酸盐的演化过程。研究结果表明:煤矿开采后,峰峰矿区奥陶系岩溶水硫酸盐含量普遍增高,演化特征呈现多样性,存在多种硫动力分馏过程。分馏动力主要来自矿坑水和孔隙水通过导水裂隙的渗漏（越流）补给,以及脱白云石化过程中自身蒸发岩矿物（石膏）的溶解。      

城市屋顶雨水回灌裂隙岩溶含水层的国内外案例介绍——兼对济南市屋顶雨水回灌裂隙岩溶含水层问题的思考

通过监测和分析济南市市区降水、屋面雨水水质和水量过程,屋顶雨水属微污染类水,经前期雨水弃流和预处理达到一定质量标准,通过管井回灌到裂隙岩溶含水层,可用于饮用水供水和保护地下水环境。已做的示踪试验表明,北方岩溶含水介质多属多重裂隙岩溶通道,因此在人工开采条件下,回灌应关注快、慢速流带来的不同水质变化问题,包括屋面雨水与裂隙岩溶介质的水岩作用。澳大利亚的案例说明,裂隙岩溶含水层对不同污染物有着不同的衰变效果。100多年来Mount Gambier市城区雨洪水经非承压石灰岩含水层径流一直排放到作为城市供水的蓝湖,到目前它对蓝湖水质没有表现出任何可量度的损害。但对于济南市的屋顶雨水回灌裂隙岩溶含水层,仍有许多问题需要研究。      

鄂尔多斯盆地北部深埋煤层工作面涌水量预测方法

鄂尔多斯盆地北部侏罗纪深埋区中生代地层以河流相沉积为主,呈分阶段的多旋回演化特点,导致煤层顶板含隔水层交替分布;由于地表大部分为毛乌素沙漠,降水入渗补给系数大,第四系松散层储水能力强,充足的补给水源造成煤层顶板直接充水含水层富水性较强,其中最主要的充水含水层为七里镇砂岩,以七里镇砂岩为关键层,将煤层至七里镇砂岩概化为一个直接充水含水层。承压水井大降深抽水时,当井中水位低于含水层顶板,井附近的含水层会出现无压水流区,形成承压–无压水井,采用分段法计算流向井的流量,包括无压水区和承压水区。实际工作面回采过程中,井中水位已降低至煤层底板;传统的承压–无压水井公式假设条件为井径较小(≤m级),而实际工作面回采过程中,随着覆岩导水裂隙带对七里镇砂岩关键充水含水层的破坏,导致整个煤层顶板形成巨大的采空区疏水井(102~103 m级),且该采空区疏水井半径逐渐增大,传统公式适用性不高。基于《地下水动力学》中的承压–无压水井公式,结合鄂尔多斯盆地北部深埋煤炭开采过程中采空区疏水井演化过程,建立适合于深埋区开采扰动下的采空区疏水井承压–无压水公式;以葫芦素煤矿首采工作面为研究对象,利用地质勘探和井下揭露获得的相关水文地质参数,计算葫芦素煤矿首采工作面回采过程中涌水量。结果表明:工作面回采初期,由于导水裂隙带未充分发育,尚未沟通七里镇砂岩,此阶段实际涌水量偏小;中后期导水裂隙带发育至七里镇砂岩,涌水量计算值与实际值较为接近,证明深埋煤层工作面涌水量计算公式可较准确地预测研究区工作面回采过程中的涌水量。本次建立的深埋工作面涌水量计算公式,广泛适用于我国西部侏罗纪煤田区,可为深埋煤田区煤炭资源安全开采提供科学的水害防治依据。      

基于“双行裂隙”模型的两淮矿区高承压厚松散层突水机理

两淮矿区高承压厚松散含水层覆盖下煤炭储量巨大,在提高上限开采过程中常发生松散层突水事故,采用传统“上三带”理论难以合理解释此类事故发生的机理。本文在分析两淮矿区高承压松散层水文工程地质条件的基础上,建立近高承压松散层开采“双行裂隙”模型,采用室内实验、数值模拟、理论分析和工程应用检验等方法,研究“双行裂隙”发育规律,揭示两淮矿区高承压厚松散层突水致灾机理,结果显示:祁东煤矿松散层第四含水层（简称四含）水压与裂采比呈线性关系;在水压作用下,覆岩“上行裂隙”发育高度增大;利用裂隙受力分析推导的基岩风化带原生裂隙扩展渗透深度计算公式,表明高承压松散含水层对风化裂隙产生劈裂作用,是“下行裂隙”形成的主要因素。“双行裂隙”的综合作用使工作面更易发生松散层水突水事故,研究成果为近松散层煤层开采安全煤（岩）柱的合理留设提供科学依据。      

煤层顶板承压含水层涌水模式与疏放水钻孔优化设计

针对煤层顶板承压含水层涌水模式不清的问题,从煤层回采过程中顶板含水层涌水的时空变化特征入手,提出顶板含水层涌水量由静态储存量和动态补给量构成,认为静态储存量主要受来压步距、顶板垮落和导水裂隙(合称冒裂)影响区含水层厚度、含水层给水度控制,动态补给量主要受冒裂影响区外围含水层厚度、渗透性流场中水力梯度和过水断面面积控制;根据导水裂隙波及含水层情况,将顶板含水层涌水模式划分为井底进水的触及井涌水、井壁及井底进水的非完整井涌水和井壁进水的完整井涌水3种模式,并基于地下水渗流理论给出不同涌水模式下动态补给水量计算公式;针对以往疏放水钻孔数量多及疏放水量大的问题,以实现工作面顶板含水层静态储存量疏放后动态补给量可控为目的,提出冒裂区高度控制钻孔深度、单孔水位影响半径控制钻孔布置间距、钻孔疏放水量稳定时间控制超前疏放时间的疏放水钻孔优化设计理念,对疏放水及疏放钻孔布置进行优化,形成系统的顶板含水层水疏放体系。研究结果丰富了煤层顶板含水层涌水量计算和控制方法,对顶板水害防控具有实际的指导意义。      

Interactions of diffuse and focused allogenic recharge in an eogenetic karst aquifer (Florida, USA)

The karstic upper Floridan aquifer in north-central Florida (USA) is recharged by both diffuse and allogenic recharge. To understand how recharged water moves within the aquifer, water levels and specific conductivities were monitored and slug tests were conducted in wells installed in the aquifer surrounding the Santa Fe River Sink and Rise. Results indicate that diffuse recharge does not mix rapidly within the aquifer but instead flows horizontally. Stratification may be aided by the high matrix porosity of the eogenetic karst aquifer. Purging wells for sample collection perturbed conductivity for several days, reflecting mixing of the stratified water and rendering collection of representative samples difficult. Interpretive numerical simulations suggest that diffuse recharge impacts the intrusion of allogenic water from the conduit by increasing hydraulic head in the surrounding aquifer and thereby reducing influx to the aquifer from the conduit. In turn, the increase of head within the conduits affects flow paths of diffuse recharge by moving newly recharged water vertically as the water table rises and falls. This movement may result in a broad vertical zone of dissolution at the water table above the conduit system, with thinner and more focused water-table dissolution at greater distance from the conduit.     

The dependence of stream depletion by seasonal pumping on various hydraulic characteristics and engineering factors

Compensation pumping is used to alleviate deficiencies in streamflow discharge during dry seasons. Short-term groundwater pumping can use aquifer storage instead of catchment-zone water until the drawdown reaches the edge of the stream. The capacitance is a complex, dimensionless parameter of an aquifer system that defines the delayed effect on streamflow when there is groundwater pumping. This parameter is a function of aquifer hydraulic characteristics, pumping time, and distance between the well and stream edge; the latter can involve stream leakance and vertical leakance of an associated aquitard. Three typical hydraulic cases of combined water systems (major catchment-zone wells close to the stream and compensation pumping wells) were classified depending on their capacitance structure (i.e. the relationship between surface water and groundwater): (1) perfect hydraulic connection between the stream and aquifer; (2) imperfect hydraulic connection between the stream and aquifer; and (3) essentially imperfect hydraulic connection between the stream and the underlying confined aquifer. The impact of various hydraulic characteristics and engineering factors on stream depletion was examined by conceptual and numerical modeling. To predict the suitability and efficiency of a combined water system application, regression tests were undertaken on unit stream depletion and capacitance, and power dependencies were defined.     

锦界煤矿水文地质特征与矿井充水危险性预测

矿井充水危险性预测是矿井水害防治的重要工作。通过锦界煤矿矿井水文地质特征的研究,总结了煤矿地下含(隔)水层的发育特征及其与煤层的4种空间组合关系。分析得出矿井的主要充水水源为直罗组风化基岩裂隙含水层,充水通道为煤层采后所产生的导水裂隙带,计算并实际验证了导水裂隙带发育高度。依据采动条件下隔水层隔水性的判据,预测圈定了3-1煤层采后地表松散沙层与风化基岩含水层遭受破坏有可能发生充水的危险地段及充水危险性。      

改进加权马尔科夫链模型在喀什地区承压含水层参数动态识别中的应用研究

承压含水层的估算对于地下水开发利用的合理规划十分重要。而承压含水层参数识别对于含水层水量参数估算至关重要。结合改进加权马尔科夫链模型,以喀什为研究实例,对该地区承压含水层参数进行动态识别,从置信区间分析结果可看出,喀什地区承压含水层参数的变幅为7.93 m^2/min,而承压含水层参数μ的变幅为0.048,从不同置信度下的变幅结果可看出,相比于传统模型,改进加权马尔科夫链模型提高了参数识别收敛效率和计算精度。计算结果的可靠性程度较高。研究成果对于喀什地区含水层水量估算具有重要的参考价值。