胡12块沙三中油藏8~7小层高渗通道发育时机研究

胡状集油田胡12块沙三中层状、中渗、严重非均质性油藏目前处于"高含水、低采出"阶段。研究表明主力油层严重水淹,改变了储层渗流特征,形成优势渗流通道,导致注入水产生无效循环,驱油效率下降,开发效益变差。为了改善开发效果,研究优势渗流通道形成的门槛,是识别与评价优势渗流通道,并进一步刻画其空间分布,探讨其对剩余油分布控制的关键。利用胡12块沙三中87小层概念地质模型,通过油藏数值模拟方法,模拟计算了87小层优势渗流通道产生的时机(下限或门槛),并进一步利用实际注水井组的已知生产、监测及地质资料分析获得优势渗流通道的认识与采用数值模拟方法获得的认识进行了对比。结果表明,建立在87小层精细油藏描述、表征和概念建模基础上的油藏数值模拟研究是优势渗流通道研究的有力手段。     

地应力对油气运移的驱动作用

论述了地应力驱动油气运移的机理,给出了地应力作用下孔隙地层中流体移动的本构方程和渗流方程。作为实例,模拟计算了胜利油田东营凹陷中央背斜带的地应力场和运移势场。结果表明,该背斜带已有的油藏分布与低应力区和低势区有很好的对应关系,大部分油藏位于低应力区和低势区,说明地应力对油气运聚成藏有重要控制作用。依据地应力场和运移势场的分布,对油藏的有利地区进行了预测,为油田的勘探开发提供了科学依据。      

三维三相渗流数模在提高非均质油藏注水开发采收率中的应用

强非均质油藏注水开发过程中随着水洗程度的加深．高渗层水淹严重，低渗层无法动用或动用程度较低，油层平面及纵向动用差异日益增大，严重影响注水开发效果．以强非均质油藏板9断块为例，针对油藏本身的流体特性及注水开发特点，从油、气、水三相渗流达西运动方程和物质守恒角度出发，建立了该断块油藏三维三相渗流数学模型．优化设计合理的网格系统以及算法组合对该断块进行了数值模拟研究，准确描述剩余潜力分布．有针对性的提出综合治理措施．使开发效果得到明显改善，为同类断块油藏的开发提供指导和借鉴。     

松辽盆地红岗北地区扶余油层岩性油藏特征及控制因素分析

通过对松辽盆地红岗北地区扶余油层岩性油藏类型及其特征研究,总结出该区岩性油藏主要受4种因素控制:（1）断裂是最重要的超压流体优势输导通道;（2）古超压是油气向下运移的输导动力;（3）长期继承性古鼻状构造是油气侧向运聚的优势指向区;（4）以空间成因单砂体为控制因素形成的单一岩性圈闭是最基本的控油与聚油单元,垂向多个小层、平面多支单砂体形成的圈闭以及非圈闭在空间上复杂叠置是造成油水分布极其复杂的根本原因。这对该区岩性圈闭预测、岩性油藏成藏分析以及对极其复杂的油水分布机理与规律研究提供极为重要的基础,对当前复杂的油气勘探与开发具重要理论意义。     

基于流体势约束的潜山油气二次运移优势方向选择--以胜利油田桩海地区古生界潜山为例

结合胜利油田桩海地区古生界潜山的油气勘探成果及勘探中存在的问题,定量模拟了其流体势场,并结合输导体系的发育特征,分析了潜山油气二次运移的优势方向.研究表明,油气的二次运移始于排烃后的油汇位置,运移方向宏观上主要受流体势场特征(流体势高低和流体势平面等值线形态等因素)的控制,同时受输导体系的影响,在平面上呈现出有限几个优势方向.对于不整合面发育的潜山,对不整合面分布特征(区域性和局部性)的分析是输导体系研究的前提,在区域不整合面发育的潜山中,输导体系的影响主要体现在断层和碳酸盐岩输导层两个方面,而局部不整合面的存在可以较强地影响优势运移方向.     

致密砂岩储层与常规砂岩储层成藏动力学特征的差异性:以松辽盆地北部三肇地区扶余油层砂岩储层为例

为了研究三肇地区扶余油层砂岩储层特征,采用三维CT扫描技术和恒速压汞技术,对储层微观孔喉结构特征进行表征。结果表明,常规砂岩储层的孔喉大量发育,连通性好,为微米级孔喉。致密砂岩储层孔喉非均质性强,孤立零散分布,连通性差,以纳米级孔喉为主。微观孔喉特征的差异决定了油气充注、运移、聚集及渗流机理等成藏动力学特征具有差异性。通过对该区扶余油层砂岩储层的高压压汞实验、浮力与毛细管阻力公式计算及岩芯流动实验进行分析,认为油气在常规砂岩储层中初次运移动力是超压,二次运移及聚集的主要动力是浮力,油气以侧向运移为主,断层和砂体的匹配是主要的运移通道,流体流动状态呈达西渗流规律;油气在致密砂岩储层中运移动力为超压,油气以垂向运移为主,流体呈低速非达西渗流现象,以活塞-推挤的方式聚集。由于常规和致密油藏成藏动力学特征的差异,决定了油藏地质特征及分布的差异。三肇地区常规油藏主要是远距离、构造高部位聚集,上油下水规律明显,受构造控制;致密油藏主要是近距离、源下聚集,"甜点区"富集,圈闭边界不明显。     

海相砂岩油田高含水期精细油藏描述及剩余油分布研究

海上油田高含水期剩余油分布复杂,优势渗流通道砂体与隔夹层分布特征决定了剩余油分布,是剩余油主控地质因素。如何准确刻画与表征储层内部的优势渗流通道砂体及隔夹层,明确剩余油分布特征,认清油田调整挖潜的剩余潜力,是油藏描述面临的主要问题。针对南海珠江口盆地西江油田（XJ油田）高含水期面临的优势渗流通道砂体认识不清以及隔夹层分布难以刻画的地质问题,探讨形成海相砂岩油田高含水期精细油藏描述的关键技术。基于“差异放大”理念的精细地层细分与对比技术,解决了精细地层格架建立困难的问题;“波形与属性结合”的优势砂体刻画技术明确了储层砂体的分布范围与空间叠置关系,为识别优势渗流通道砂体与认识渗流特征提供依据;“非均质性分级表征”的三维地质建模技术将储层内部控制剩余油分布的优势渗流通道砂体、隔夹层、储层渗流差异表征在地质模型中。在精细地质模型及数值模拟的基础上定量表征剩余油空间分布特征,为剩余油挖潜和调整方案的实施提供地质依据。     

低渗-特低渗油藏渗流特征及影响因素:以鄂尔多斯盆地安塞油田侯市-杏河地区长6油藏为例

安塞油田侯氏-杏河地区长6油藏属于低渗-特低渗油藏,针对导致该油藏注水开发过程中一系列问题的复杂多变的渗流特征,利用油水相渗实验与核磁共振实验,通过分析曲线特征与重要渗流参数分布将研究区油藏储层分为3类,并结合物性测试、恒速压汞、X衍射等实验结果,分析物性、孔喉结构、黏土矿物以及注水方式对渗流特征的影响。结果表明:3类油藏的渗流参数依次变差,渗流能力减弱;束缚水饱和度受黏土矿物含量的影响程度较大;驱油效率与渗透率和喉道半径呈正相关,与孔喉半径比呈负相关,且受微观均质程度以及注入压力以及注入水体积影响;可动流体饱和度随渗透率的增大而增大,主要受控于孔隙与喉道分布及二者的空间配置关系。从好到差的3类油藏对应的初期产量、稳产周期依次降低。储层因素通过影响渗流特征,进而对开发特征产生影响。     

双河油田储层渗流单元分析及应用

双河油田已进入开发后期 ,为了精确预测层内潜力分布状况 ,解剖更小级别的储层非均质单元的分布 ,提出了储层渗流单元分析法。研究表明 ,双河油田储层可划分出 4种渗流单元类型 ,渗流单元与成因砂体之间的关系不是简单的对应关系 ,平面上渗流单元分布很复杂 ,表现为极强的非均质性。储层渗流单元模型可应用于数值模拟网格划分和定性预测剩余油的分布 ,从而大大提高剩余油分布预测的精度和工作效率     

基于CT扫描的草炭土孔隙结构分析及渗流模拟

草炭土是在地表积水环境下植物残体经氧化和部分分解作用而堆积形成的一种特殊的腐殖质土。含大量植物纤维的草炭土具有高渗透性、高孔隙比、高含水率等不良工程地质特性。为了探究草炭土的孔隙特征与其孔隙内部的渗流规律,本文以吉林省敦化地区草炭土为研究对象,通过CT扫描技术获取草炭土样的CT序列图像。采用试凑法,通过Mimics的mask体积计算功能并结合土体的真实孔隙率确定了图像二值化的最优阈值,并得到了更接近土体的细观结构的三维重构模型。同时基于Lattice Boltzmann Method原理,在PALABOS代码库的基础上改编程序进行草炭土样的单相渗流模拟,研究了恒定压差下的土体的模拟渗透率值与渗流场的性质,并结合Paraview可视化软件分析了流线与流速在孔隙内的分布情况。研究结果表明:草炭土内部孔隙孔径大小不一,大孔径孔隙与小孔径孔隙形态各异,而植物纤维的架空状分布以及根状孔隙是土体内部形成大孔径孔隙通道的主要原因;流体在其内部流动时,优先以大孔径通道渗流,流线也集中于大孔径渗流通道,流体在大孔径通道内部的流速也高于散布的细小孔径,草炭土的渗透率主要取决于其内部大孔径的数量,因此草炭土的渗透率受到土中植物纤维的含量以及分解度的影响,植物纤维的含量越多,分解度越低,草炭土的渗透率越高,反之则越低。     

相遇蚁群算法在边坡非圆弧临界滑动面搜索中的应用研究

边坡非圆弧临界滑动面搜索是边坡稳定计算中的一个关键问题,其实质为安全系数最小的滑动路径搜索问题,采用效果良好的路径搜索算法--蚁群算法是目前研究的热点。为了克服传统蚁群算法效率低、效果差的缺点,基于蚂蚁正反向搜索相遇形成完整路径的原理,提出了一种相遇蚁群算法。将该算法用于边坡非圆弧滑动面搜索问题,提出了一种非圆弧临界滑动面搜索的新方法。通过2个边坡的算例计算及一个水库岸坡的工程应用,验证了新算法的有效性。计算结果表明,相遇蚁群算法无论是整个搜索范围还是从某一点起的搜索范围都要比一般蚁群算法大,所以相遇蚁群算法在搜索边坡临界滑动面时所得到解的多样性也要比一般蚁群算法好,因此,相遇蚁群算法的搜索范围能以较大的概率包含全局最优解,算法最终也能以较大概率搜索到全局最优解。最终,相遇蚁群算法可以在更大的范围内以更快的速度找到边坡的临界滑动面。     

数值模拟技术在海坨子油田开发调整研究中的应用

讨论分析数值模拟技术在海坨子油田开发调整研究中的思路和方法,采用美国Landmark公司VIP2003．4版本数值模拟软件包进行模拟研究,通过参数准备,静、动态拟合,模拟出海坨子油田海S9—11井组1—9砂组各小层剩余储量大小及不同阶段流体饱和度分布,结合可视化技术形象描述了海坨子油田剩余油变化规律及潜力区,在此基础上预测不同井网加密方式开发指标,并优选出最佳方案,为海坨子油田下步开发调整提供了重要依据,取得了较好的效果。     

油气地质模型中流体流动机制的模拟研究

通过数值模拟与物理模拟分别研究了油气在聚集后散失过程的流体流动机制。流体场的力学机制决定了油气在散失过程中的差异性以及油气层自身流动的独立性。研究表明:一个局部高点的石油泄漏对另一个高点石油保存影响不大或基本没有影响,虽一个高点泄漏而两个高点的天然气均能被产出,遭受破坏的聚集带油藏一般比较孤立而气藏却成组分布。这对同一聚集带上的油、气勘探有重要的指导意义。     

Challenges in reservoir forecasting

The combination of geostatistics-based numerical geological models and finite difference flow simulation has improved our ability to predict reservoir performance. The main contribution of geostatistical modeling has been more realistic representations of reservoir heterogeneity. Our understanding of the physics of fluid flow in porous media is reasonably captured by flow simulators in common usage. Notwithstanding the increasing application and success of geostatistics and flow simulation there remain many important challenges in reservoir forecasting. This application has alerted geoscientists and physicists that geostatistical/flow models in many respects, are, engineering approximations to thereal spatial distribution andreal flow processes. This paper reviews current research directions and presents some new ideas of where reserach could be focused to improve our ability to model geological features, model flow processes, and, ultimately, improve reservoir performance predictions.     

Distribution of crustal fluids in Northeast Japan as inferred from resistivity surveys

We carried out magnetotelluric (MT) surveys in central northeastern Japan. Two-dimensional resistivity profiles along three survey lines show similar features each other. By comparing the resistivity distribution to the distribution of seismic velocities, we inferred the distribution and flow of crustal fluids. Three fluid flow paths were detected based on the distribution of regions of low resistivity. The first path ascends from the top of the upper mantle, passes through the lower crust, and reaches the surface, forming a fluid chamber within the lower or middle crust. This path is related to the volcanic activity in the backbone range. The second path rises from the first fluid chamber and has produced small fluid reservoirs on both sides of the backbone range. These small reservoirs are considered to be related to the seismicity of the region. The third path is located to the east of the volcanic front and represents another fluid flow path from the uppermost mantle to the lower crust that may have formed a small fluid reservoir to the east of the volcanic front.     

Distribution of crustal fluids in Northeast Japan as inferred from resistivity surveys

We carried out magnetotelluric (MT) surveys in central northeastern Japan. Two-dimensional resistivity profiles along three survey lines show similar features each other. By comparing the resistivity distribution to the distribution of seismic velocities, we inferred the distribution and flow of crustal fluids. Three fluid flow paths were detected based on the distribution of regions of low resistivity. The first path ascends from the top of the upper mantle, passes through the lower crust, and reaches the surface, forming a fluid chamber within the lower or middle crust. This path is related to the volcanic activity in the backbone range. The second path rises from the first fluid chamber and has produced small fluid reservoirs on both sides of the backbone range. These small reservoirs are considered to be related to the seismicity of the region. The third path is located to the east of the volcanic front and represents another fluid flow path from the uppermost mantle to the lower crust that may have formed a small fluid reservoir to the east of the volcanic front.     

深层地热能开发及其对地热水流场的影响

为了研究深层地热能开发对热储层流场造成的影响,选取兰考县深层地热能开发为研究对象,分析研究区新生代以来的地质结构和区域构造特征,调查地区地热开采情况及存在的问题。根据地热能类型分析了第四系Q、新近系明化镇组N₂、新近系馆陶组N₁等3个热储层特征,利用可控源音频大地电磁测深查明区内的断裂分布、热储层发育、隔水边界等条件,通过现场试验与测试手段查明不同部位热储层的参数指标,分区计算各层的地热资源量。根据开采方式、边界条件、水文地质参数建立数学模型,通过数值模拟预测出2023年Q热储层流场将恢复到原始流场模式,N₂热储层流场漏斗效应持续减弱,N₁热储层流场漏斗效应明显且分布不规则,为控制地热资源开发对环境造成的影响,提出封闭循环利用地热、同层加压回灌的开采方式及合理布局开采井、综合利用多层地热等措施,为本地及周边地区地热资源开发及环境保护提供参考。      

青海涩北一号气田流动单元研究

以青海涩北一号气田为例,探讨了气藏储层流动单元研究方法。通过对各种储层参数分析,选择了自然电位相对幅度(ΔSP)、自然伽马相对幅度(ΔGR)作为流动单元划分参数,将研究目的层段储层划分为5类流动单元。其中Ⅰ、Ⅱ类流动单元储层物性最好,主要发育在高能滩坝相;Ⅲ类流动单元储层物性较好,主要分布中能滩坝相;Ⅳ类流动单元储层物性差,为低能滩坝相;Ⅴ类流动单元为泥岩层,其实质上为渗流屏障。通过综合分析,建立了研究区流动单元的分布模式,并分析了其对流体分布的控制作用。     

低孔渗储层井周油藏侵入模拟及阵列感应电阻率校正方法

泥浆滤液侵入渗透性地层会改变井周地层流体的原始分布状态,使井周地层电阻率发生变化、储集层电测井响应失真。本文基于油水两相渗流理论和水对流扩散理论,应用数值模拟方法构建地层模型,研究低渗储层泥浆侵入过程中井周地层矿化度、含水饱和度、电阻率变化特征及井周油藏分布特征。对不同渗透率地层泥浆侵入的数值模拟结果表明:在低渗透储层,相同侵入时间内,随着地层渗透率的增加,泥浆侵入深度增加,且同一侵入深度的含油饱和度减小;随着侵入时间的增加,井周地层水矿化度、含水饱和度和地层电阻率的侵入剖面前缘均发生明显的变化。结合3口井的泥浆侵入数值模拟分析,发现阵列感应测井响应特征及其电阻率的幅度差异受泥浆侵入时间和侵入深度影响。不同流体性质层段的井周油藏动态演化规律模拟结果表明,井周油藏的变化情况与储层流体性质有明显关系。利用实例井侵入模拟结果与阵列感应测井响应的相关性,构建了侵入深度的计算公式;根据侵入阶跃剖面,利用几何因子理论构建了原始地层电阻率计算公式,用以辅助储层电阻率校正。正确认识井周地层泥浆侵入特征及井周油藏的分布情况有助于提高阵列感应测井评价储层的准确性。