泥质杂基含量对柴达木盆地昆2井孔隙演化模式影响的压实模拟实验研究

随着勘探程度的提高,油气勘探必然向深层延伸。弄清深部储层的孔隙演化规律,提高预测精度,是深入勘探的重要基础。通过对柴达木盆地昆2井岩屑和岩芯样品的系统采集,运用铸体薄片、扫描电镜和测井解释等手段,系统分析了古近系与新近系地层的岩石学、矿物学和储层物性特征,发现泥质杂基含量与砂岩的孔隙演化密切相关。为了正演孔隙的演化过程,运用分选很好的风成石英砂和粒度细小的红色粘土为材料,按照粘土杂基含量为5%、10%、15%、20%,制作了四类石英砂开展模拟实验。松散沉积物的压实模拟,从1.4MPa试验加压到210.4MPa,分别进行了21个循环实验。将实验模拟的结果,与昆2井的岩芯资料进行了对比分析。研究表明,碎屑岩泥质杂基含量越高,初始孔隙度越小,孔隙度衰减越快;泥质含量较低的净砂岩,当上覆压力达到76.5MPa时,颗粒大量破碎并重新排列,导致粒间体积减缩以及少量直线型粒内裂缝出现,储层物性明显变差。压实模拟的实验数据,能够为快速沉降区砂岩的储层质量预测提供依据。     

影响海相烃源岩热解生烃过程的地质条件

热解生烃实验是研究油气生成机理与定量评价烃源岩生烃潜力的重要方法.烃源岩热解生烃模拟结果不仅与温度、压力和时间等因素有关,而且与地层孔隙水及压实成岩作用等地质因素密切相关.采用高压流体和高压釜(低压水蒸气)两种生烃热模拟方法对低成熟海相二叠统大隆组(P₂d)黑色泥岩进行了热解生烃实验模拟.对比分析两组实验结果表明地层孔隙热解实验有利于液态油的生成,不利于液态油向气态烃的转化,并极大地提高了干酪根的生油气潜力,显示了高压液态水、流体压力和孔隙空间等地质因素对烃源岩中有机质热成熟生烃反应的重要影响.这种影响可能与高压液态水的近临界特性有关,近临界特性地层水的参与改变了干酪根热力生烃反应的物理化学行为.推断在实际地质温压(100~200 ℃,30~120 MPa)条件下,烃源岩孔隙中的地层水是一种相对低温高压液态水,具有水的近临界物理化学特性,因此高压流体生烃热模拟实验与实际地层情况更为接近,能更有效地评价烃源岩生烃潜力.      

钻柱振动特性的仿真分析

钻进过程中,钻柱振动是不可避免的,而且钻柱产生振动的原因是多方面的。随着研究的深入,人们不仅认识到钻柱振动对钻井作业产生的负面影响,还认识到利用振动可以得到许多井下信息。运用一根钻杆模型,分析了其在不同工作状况下的振动特性,得到了钻杆在横向、纵向、扭转振动的多阶振型,以及对应的应力应变图。对照振型和应力应变图,联系钻井实践中各种钻柱失效形式,以期从中找出一些振动与钻柱失效的关联,更好地利用振动去解决生产问题。     

大地电磁测深反演技术有效性对比试验

设计了一个简单的三维模型:三维低阻异常体和高阻异常体位于一维层状介质模型中,以"十"字型和"米"字型观测剖面方式作为模拟方式,开展模型一维、二维、三维反演技术有效性对比试验,其中一维反演计算采用自适应正则化(ARIA)反演,二维反演计算采用非线性共轭梯度(NLCG)反演,三维反演计算采用REBOCC三维反演,将剖面下方不同的反演结果与原始模型进行对比分析,发现:在该模型条件下,一维和二维反演都能得到反映模型真实信息的结果,REBOCC三维反演更偏向重建原始模型的宏观电性特征;在一维反演结果中,对于深部的电性结构特征,通常TE极化模式的反演结果好于TM极化模式,TE/TM几何平均值反演结果介于前两者之间;在二维反演结果中,通常TM极化模式的反演结果好于TE极化模式,TE/TM联合模式反演结果与TM极化模型相当,甚至更好;模型REBOCC三维反演相比一维、二维反演更易受反演结果多解性影响,REBOCC三维反演结果偏向重建原始模型的宏观电性特征。     

水库异重流一维水沙耦合模型

建立了基于库区不规则断面的一维非恒定异重流数学模型,并采用明流与异重流水沙输移模型交替运算的两步模式,即用潜入条件动态判别异重流计算的上游边界位置,将潜入点上游的明流浑水段与下游异重流段计算连接起来。水流运动、泥沙输移与河床变形过程完全耦合,采用TVD(Total Variation Diminishing)形式的MUSCL-Hancock格式进行数值求解。将该模型应用于恒定流量与释放定量悬沙两种条件下的异重流水槽实验模拟,比较了有无水面梯度项对模拟精度的影响,计算结果表明该模型能较为准确地预测异重流的厚度、含沙量分布及传播过程。     

一种沟灌累积入渗量简化计算方法

为简化沟灌二维累积入渗量的数值计算,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,研究分析了土壤初始含水率、入渗水深、沟底宽、边坡系数、土壤质地和容重等因素对沟灌边界效应和拟合系数γ的影响,并建立了系数γ与主要影响因素间的函数关系式,提出了沟灌累积入渗量简化计算方法.结果表明,土壤初始含水率、沟底宽和边坡系数对沟灌边界效应的影响较小,而入渗水深、土壤质地和容重对沟灌边界效应的影响显著;拟合系数γ主要与入渗水深的变化有关,随入渗水深的增大呈现减小趋势,但对初始含水率、沟底宽、边坡系数、土壤质地和容重等因素变化的敏感性较低,可忽略其影响;建立了估算拟合系数γ的计算式,结合已有文献资料对其可靠性进行了验证,结果表明黏壤土和砂壤土不同入渗时间内,其沟灌累积入渗量计算值与实测值和HYDRUS软件模拟值具有高的一致性,说明文中所建公式估算拟合系数γ值可靠.研究结果可为简化沟灌累积入渗量的数值计算提供理论依据和技术支撑.     

长江与嘉陵江交汇区水流结构的数值模拟

针对天然河流交汇区域复杂的地形条件及水流运动特性,采用水气两相流三维数值模型,对长江与嘉陵江交汇区水流运动进行深入研究,分析了交汇区域分离区、剪切层、流速场及螺旋度的变化特性。研究结果表明:长江与嘉陵江交汇的水流分离区形状受地形影响明显,随着水位的增加向右岸移动,剪切层整体呈一个扭曲的曲面;干支流原有的环流在交汇之后重新汇合,左岸未出现明显的环流,右岸逆时针的环流有减弱趋势,交汇区域纵向流速呈现高速与低速带分布特征。此外,长江和嘉陵江在交汇口下游螺旋度呈现左侧为负、右侧为正的对称分布,水流结构表现出逐渐形成双螺旋流的趋势,其中左侧的螺旋流逆时针运动,右侧的螺旋流顺时针运动。     

Comparison of Simulated and Reconstructed Temperature in China during the past 2000 years

Studying climate changes over the past 2 000 years has important scientific significance in exploring climate variability on decadal to centennial timescales, assessing the natural and anthropogenic contribution to the climate warming, and understanding the effects of human activities in the past and future climate changes. Due to the scarcity of observation and uncertainty of reconstruction in this period, climate model is developed as a useful tool for studying paleoclimate.The Community Earth System Model (CESM) is one of the state-of-the-art climate models, but its performance in simulating the temperature in China has not been examined.The temperature datasets of observation/reanalysis (GHCN_CAMS) and reconstructions during the past 2000 years in China were used to examine the performance of CESM. The comparison between the annual average temperatures of GHCN_CAMS reanalysis and simulation showed that the model well reproduced the spatial distributions and upward trend of the annual average temperature in China, and the comparison with reconstructions in five sub-regions of China indicated that the simulation were in good consistent with the average temperature changes of reconstructionson decadal time scales. On the centennial time scale, the average temperature fluctuations of simulation in the regions of China were in accord with reconstructions generally except for Central East and Tibet.There existed three warm periods of simulated temperature variation in China over the past 2000 years, including 0-540AD, 800-1250AD and 1901-2000AD, and two cold periods involving the 551-721AD and 1400-1850AD, which had some discrepancies with reconstructions. And the discrepancies between simulation and reconstructions might be related to uncertainties of the resolution, external forcing and parameterization of the subgrid-scale process in the model.     

靖安水源地地下水流模拟与预测

地下水数值模拟是地下水资源评价的重要方法之一。应用GMS软件建立靖安水源地的地下水流数值模型,利用该模型对设计的不同开采方案进行模拟,预测降水保证率95%条件下各方案开采20年后的地下水流场变化及水位变化情况。结果表明,当水源地总开采量为10万m3/d时,地下水流场能够达到稳定状态,中心水位降深较小,不会对生态环境造成明显影响。     

基于GMS在地下水资源评价与管理中的应用综述

地下水数值模拟软件在地下水资源评价中发挥了重要的作用,而GMS是目前国际上最先进的综合性图形界面软件,可进行水流模拟、溶质运移模拟、反应运移模拟等。简述了地下水模拟模型的发展历程、GMS模拟软件各模块的功能,并综述了GMS软件在地下水资源评价方面的应用现状,最后提出了存在的问题及对地下水数值模拟的发展进行了展望。