利用数值模拟方法预测辫状河砂体几何形态

辫状河是自然界重要的河流类型之一。利用砂体沉积过程数值模拟方法可以预测辫状河砂体的几何形态。在建立了辫状河砂体沉积过程的数学方程后,根据现代辫状河沉积特征,设计了辫状河沉积过程的模拟条件,计算域长15km、宽10km,流量按50a一遇大洪水设计,模拟过程到1970a时,辫状河沉积过程基本达到平衡状态,此时砂体最大厚度约14m,出现在计算域2.5~3.5km处,以中砂沉积为主。计算过程中可识别6种沉积单元,包括辫状水道(砂体的平均长宽比2.45,平均宽厚比72.6)、纵向砂坝(平均长宽比2.02,平均宽厚比86.7)、斜列砂坝(平均长宽比2.27,平均宽厚比74.9)、废弃河道、堤岸、越岸沉积。主要沉积单元砂体几何参数之间的相关关系较好。图3表1参5     

利用数值模拟方法预测辫状河砂体几何形态

辫状河是自然界重要的河流类型之一。利用砂体沉积过程数值模拟方法可以预测辫状河砂体的几何形态。在建立了辫状河砂体沉积过程的数学方程后，根据现代辫状河沉积特征，设计了辫状河沉积过程的模拟条件，计算域长15km、宽10km，流量按50a一遇大洪水设计，模拟过程到1970a时，辫状河沉积过程基本达到平衡状态，此时砂体最大厚度约14m，出现在计算域2．5～3．5km处，以中砂沉积为主。计算过程中可识别6种沉积单元，包括辫状水道(砂体的平均长宽比2．45，平均宽厚比72．6)、纵向砂坝(平均长宽比2．02，平均宽厚比86．7)、斜列砂坝(平均长宽比2．27，平均宽厚比74．9)、废弃河道、堤岸、越岸沉积。主要沉积单元砂体几何参数之间的相关关系较好。图3表1参5     

STUDIES ON THE INTERNAL CONFIGURATIONS OF BRAIDED-RIVER SANDBODY RESERVOIRS OF PLACANTICLINE OILFIELDS

针对大庆长垣特高含水后期密井网条件下辫状河砂体,应用现代沉积、野外露头、岩心、测井和动态生产资料,采用“模式预测,分级控制”的内部构型研究方法,由沉积单元、辫流带、辫状河道和心滩坝、心滩坝内部构型4个层次分级描述,精细研究辫状河砂体内部构型,首次确定长垣辫状河砂体为“浅的砂质辫状河”,并建立了辫状河砂体构型要素定量分布模式.采用序贯指示模拟与人机结合再处理的方法建立了精密网格三维储层构型模型,实现了辫状河河砂体内部构型三维定量表征.研究表明,长垣辫状河为浅的砂质辫状河三期叠加沉积,西部发育大规模下切带,辫状河内部心滩坝宽约400m,辫状河道宽约80m,心滩坝内部夹层呈窄条带状随机分布.     

基于砂体构型精细刻画潮坪砂坝优质砂体——以大牛地气田D17井区太原组2段为例

以大牛地气田未开发区（D17井区）太原组2段潮坪沉积为研究对象,基于测井、岩性等特征分析,对潮坪砂坝进行了精细刻画,共识别出了砂坝主体、砂坝侧翼及砂坝侧翼叠置3个沉积微相单元,并建立了沉积微相-岩相- 测井相-物性-非均质性-试气成果响应模板。对比结果显示,砂坝主体微相岩性主要为（含砾）石英粗砂岩及岩屑石英砂岩,测井曲线具光滑箱形;砂坝侧翼微相岩性主要为中-细粒砂岩岩屑砂岩、岩屑石英砂岩,测井曲线为齿化箱形、齿化钟形以及漏斗形。根据砂体组合类型,区域上划分出了砂坝主体型砂体带与砂坝侧翼型砂体带。前者砂坝宽度为6～8 km,砂体平均厚度为14.5 m,砂地比平均值为0.53,平均渗透率为0.48×10^-3 μm²。后者砂坝宽度为4～6 km,砂体平均厚度为10.56 m,砂地比平均值为0.36,平均渗透率为0.36×10^-3 μm²。砂坝主体型砂体带砂体发育规模大,分布范围广,砂体物性好,中等非均质性,试气成果明显,应作为优先开发的地区。     

鄂尔多斯盆地西峰地区延长组陡坡带三角洲前缘储层砂体成因

以鄂尔多斯盆地延长组长8段为例,运用高分辨率层序地层学的短期基准面旋回原理,详细分析了以水下分流河道和河口坝沉积为主体的辫状河三角洲前缘厚层储集砂体的成因。研究表明,各种成因砂体的发育受沉积基准面升降、可容纳空间（A）与沉积物补给通量(S)比值变化的控制。在基准面上升过程中,当A/S<1时,沉积以叠加式水下分流河道砂体为主,当A/S>1时,沉积则为完整式河道砂体;在基准面下降过程中,当A/S<1时,沉积以完整式河口坝砂体为主,当A/S>1时,沉积则以叠加式河口坝为主。在此基础上,在西峰地区长8段辫状河三角洲前缘砂体中识别出3种类型和6种亚类型的成因砂体,并且从湖岸线到湖泊中心方向,从该套砂体中可明显地区分出3个微相组合区：水下分流河道组合区、水下分流河道与河口坝混合区及河口坝组合区。     

辫状河厚砂体内部夹层的识别及分布特征

通过野外露头浅砂质辫状河砂体研究,建立起辫状河砂体构型模式,将其内部夹层按成因分为心滩坝内落淤层、坝间夹层、道坝转换夹层和串沟4种类型。以大庆萨北开发区PI3沉积单元为研究对象,以丰富的岩心井资料为基础,建立了河道砂体内部薄夹层识别图版。借助序贯指示模拟及人机交互后处理方法,建立了研究区的三维储层构型模型,揭示了辫状河心滩坝内部夹层分布零散、连续性差的特性。辫状河中的水平夹层往往造成厚油层的分段水洗,有利于提高驱油效率,常在夹层的下部形成夹层遮挡型剩余油。研究成果为砂体再认识和剩余油挖潜奠定了基础。     

单一辫流带内部构型单元解析

为了加深对港西油田四区厚层辫状河储集层内剩余油的认识,更准确地评价储集层内剩余油开发效果,运用储集层构型理论和层次界面分析法,按级次分析了港西油田四区厚层辫状河储集层内辫流带、辫状河道构型要素。研究结果表明,该区发育单一辫流带,主水道沿北东物源方向分叉形成2条河道主流线,平均砂厚10.9 m,长宽比约2.3∶1;辫状河道包括心滩坝和辫状水道2种(主要4级构型单元),提出了夹层配位差异、注采效应差异、砂体高程差异、沉积厚度差异4种单一心滩坝识别方法,总结了3种辫状水道充填模式(分别为砂质、半泥质和泥质充填),该区以半泥质水道充填沉积为主。通过单一心滩坝和辫状水道识别,对4级构型要素进行平面组合分析可知,该区辫状河储集层平面呈现"宽坝窄河道"特征,心滩坝内部发育丰富落淤层,局部发育坝上沟道,且因半泥质和泥质充填河道,对流体渗流形成一定范围的隔挡。该研究结果为区内注采井网部署及射孔方案设计提供了参考,也为该区剩余油挖潜提供了有力支撑。     

单一河口坝砂体规模的定量表征

以胜坨油田沙二段 8 砂组为例,综合应用水槽模拟实验和现代沉积的测量结果对辫状河三角洲河口坝内部构型进行了深入分析,并重点对河口坝长宽比定量规模进行了研究。 水槽模拟实验统计表明,模拟的研究区河口坝长 45～210 cm ,宽 30～150 cm ,长度与宽度具有较好的相关性。 现代沉积的测量结果也说明了河口坝的长度与宽度具有较好的相关性。 综合水槽模拟实验与现代沉积测量的结果,建立了研究区单一河口坝长宽比经验公式。 利用该公式可以指导研究区精细河口坝构型解剖,辅助判断单一河口坝边界,为建立三角洲前缘河口坝精细三维地质模型提供了依据。     

东濮凹陷沙三

东濮凹陷沙三^3-4亚段可划分为两个Ⅲ级层序,每个Ⅲ级层序都可划分为低位体系域、高位体系域.湖侵.湖退体系域.低位体系域主要发育低位三角洲沉积体系、低位扇沉积体系、千盐湖沉积体系.高位体系域主要发育高位三角洲沉积体系、高位湖底扇浊积砂沉积体系、辫状河沉积体系-浊积砂沉积体系.湖侵-湖退体系域主要发育湖泊扇三角洲沉积体系、辫状河沉积体系、湖退-湖进三角洲沉积体系、滩坝沉积体系.低位三角洲砂体、低位扇砂体是油气勘探最有利的砂体,其次是高位三角洲砂体、高位湖底扇砂体、辫状河砂体、扇三角洲砂体.     

砂质辫状河岩相与构型特征——以山西大同盆地中侏罗统云冈组露头为例

砂质辫状河沉积具有极好的储集性能,是重要的油气储层。为了阐明砂质辫状河储层的岩相与构型特征,定量表征构型单元的几何属性和物性特征,采用露头实测、精细构型解释以及实验分析等方法对山西大同盆地中侏罗统云冈组砂质辫状河露头进行了系统研究,共识别出7种岩相类型和5种岩相组合。砂质辫状河中发育河道（CH）、心滩（CB）、边滩（PB）、废弃河道（ACH）及漫溢沉积（OF）5种典型构型单元,以河道和心滩构型单元为主,两者的累积分布频率高达78%。河道构型单元的厚度介于2.5~6.5 m,宽厚比约为25~30,平均孔隙度为7.1%。心滩构型单元的厚度介于2.5~7.0 m,宽厚比约为30~35,平均孔隙度为7.8%。同一沉积时期,砂质辫状河中存在4种基本构型单元组合,分别为CH-OF,CH/ACH-PB,CH-CB-CH和CH/ACH-PB-OF。不同沉积时期的构型单元空间分布可表示为4种基本组合类型及河道构型单元在垂向和横向的重复或叠加。河道和心滩构型单元为砂质辫状河的主要储层类型,但心滩构型单元的规模和储层物性优于河道构型单元。     

正韵律模型三元复合体系驱油实验研究

将3支不同气体渗透率单管人造岩心并联,分别计量3支岩心产出油水,模拟二维纵向非均质正韵律油层,进行三元复合体系驱油实验,根据实验结果综合分析油层纵向各部位三元复合体系驱油前后的含水率、产液百分比、原油采收率等变化特征和渗流机理.又利用二维纵向正韵律3层非均质人造岩心进行三元复合体系驱油与水驱油的对比实验,将水驱后和三元复合驱后的一组岩心剖开摄像录入计算机中,利用彩色图像量化分析系统对内部各层进行量化分析,综合分析纵向非均质层状正韵律人造岩心三元复合体系驱油的波及系数及驱油效率.三元复合驱油水流度控制和原油乳化能够明显减缓层间矛盾,大幅度提高原油采收率,且中渗透率层提高采收率幅度最大;二维纵向非均质正韵律模型三元复合驱油过程中,高渗透率层以提高驱油效率为主,中渗透率层既提高驱油效率也扩大波及体积,低渗透率层以扩大波及体积为主.驱油效率占提高采收率的比例平均为55.75%.图6表1参1     

正韵律模型三元复合体系驱油实验研究

将3支不同气体渗透率单管人造岩心并联,分别计量3支岩心产出油水,模拟二维纵向非均质正韵律油层,进行三元复合体系驱油实验,根据实验结果综合分析油层纵向各部位三元复合体系驱油前后的含水率、产液百分比、原油采收率等变化特征和渗流机理。又利用二维纵向正韵律3层非均质人造岩心进行三元复合体系驱油与水驱油的对比实验,将水驱后和三元复合驱后的一组岩心剖开摄像录入计算机中,利用彩色图像量化分析系统对内部各层进行量化分析,综合分析纵向非均质层状正韵律人造岩心三元复合体系驱油的波及系数及驱油效率。三元复合驱油水流度控制和原油乳化能够明显减缓层间矛盾,大幅度提高原油采收率,且中渗透率层提高采收率幅度最大;二维纵向非均质正韵律模型三元复合驱油过程中,高渗透率层以提高驱油效率为主,中渗透率层既提高驱油效率也扩大波及体积,低渗透率层以扩大波及体积为主。驱油效率占提高采收率的比例平均为55.75％。图6表1参1     

高含水油田微观水驱油机理实验研究

采用高含水油田储层岩样分析的孔隙结构特征,制作相对均质和条带非均质仿真微观模型,设计不同的注采系统,进行水驱油实验研究。实验表明模型的孔隙结构的分布特征和注采系统是影响油水运动规律的主要因素。高含水期水驱油微观驱油机理是:两端被水淹的孔道中的连续油在喉道处被卡断形成油滴被流动的注入水携带驱出;改变压力场的压力分布,使在水淹区内某些孔隙或孔隙群中的驱替压力差足以使其中的不动剩余油变成可动油被驱替采出。     

水平井气润湿反转堵水实验研究

在油气采收过程中,水平井比直井更容易出现产出液含水率过高的现象。水平井在低渗透率油气田开发中的应用越来越普及,而针对水平井的特点,成熟的堵水方法和技术较少。通过对具有代表性的岩样进行气润湿反转实验,确定适用的气润湿反转化学剂,并对其进行热稳定性及地层配伍性实验评价,建立可视水平井堵水物理模型,进行气润湿反转剂使用前后的对比实验研究,得到水侵量、水侵速度及含水率的变化特征曲线。研究表明,气润湿反转剂堵水技术可用于水平井,可延缓见水时间,提高无水采收率,降低含水率。     

Heating of heavy oil by circulating hot water in closed double casing in ultra-deep wells

In heavy oil production,the loss of energy to ambient surroundings decreases the temperature of the heavy oil flowing upwards in a vertical wellbore,which increases the oil viscosity and the oil may not flow normally in the wellbore.Therefore,it is necessary to lower the heavy oil viscosity by heating methods to allow it to be lifted easily.Heating of heavy oil in an oil well is achieved by circulating hot water in annuli in the well(tubing-casing annulus,casing-casing annulus).In this paper,based on heat transfer principles and fluid flow theory,a model is developed for produced fluids and hot water flowing in a vertical wellbore.The temperature and pressure of produced fluids and hot water in the wellbore are calculated and the effect of hot water on heavy oil temperature is analyzed.Calculated results show that the hot water circulating in the annuli may effectively heat the heavy oil in the tubing,so as to significantly reduce both oil viscosity and resistance to oil flow.     

饱和砂岩滞弹性弛豫热激活过程机理探讨

物理模型实验揭示：流体饱和度、孔隙流体的特性，地震波的频率和岩石孔隙的纵横向尺寸比对地震波的衰减都有很大的影响。本文借鉴滞弹性弛豫热激活过程的研究来描述地震波在饱和砂岩中的衰减机理。     

莫西庄地区低阻油层成因分析与饱和度评价

莫西庄地区侏罗系储层具有低孔、低渗、低阻、强亲水特征。低阻油层饱和度评价是当前测井评价难题,而低阻油层成因分析是饱和度评价的基础。通过研究区储层粘土类型和粘土含量分析、多矿化度岩电分析实验、泥浆滤液侵入对地层电阻率影响的数值模拟、储层微毛细管发育情况及其它地质特征的深入研究,综合分析了各种因素对地层电阻率的影响,结果表明,微毛细管发育导致的高束缚水饱和度是造成本地区油层低阻的主要原因。根据微毛细管发育的低阻油层特征,分别采用导电岩石骨架(CRMM)模型和Archie公式对本地区低阻油层含水饱和度进行了计算,结果表明,CRMM模型的计算结果与地层真实情况吻合更好。     

基于孔隙矿物和流体分布的致密油储层润湿性研究

基于孔隙周围矿物分布和不同大小孔隙内流体分布特征研究致密油储层岩石整体及不同大小孔隙的润湿性。首先基于扫描电镜实验研究了致密油储层中不同尺寸孔喉周围的矿物分布特征,其次借助自发渗吸和核磁共振实验研究了不同流体进入致密油储层孔隙后的分布状态,最后基于孔隙周围的矿物分布特征,通过岩石分别在水相和油相中自吸后的自吸曲线和核磁T₂谱分布判断岩石整体及孔喉润湿性。研究结果表明,目标岩心大孔隙周围以碳酸盐岩矿物为主,小孔隙周围以黏土矿物和硅酸盐矿物为主;自发渗吸和核磁实验相互验证显示岩石整体偏水湿,具体为大孔隙偏油湿,小孔隙偏水湿。该研究为评价致密油岩石整体及不同大小孔隙的润湿性提供了新思路。     

非均质线性模型水驱油试验研究

为了确定岩心组合方式、渗流方式、渗透率的大小、非均质性等对驱油效率和剩余油分布的影响,首先选取不同的天然岩心,运用岩心组合技术,建立起不同的非均质模型;然后结合物理模拟技术,用恒速法进行水驱油试验。试验发现:平面非均质模型单向渗流时,剩余油饱和度和驱油效率与岩心渗透率无关,而与岩心所处位置密切相关,从模型的入口到出口,剩余油饱和度递增,驱油效率递减;低中高模型剩余油分布较均匀,而高中低模型剩余油集中分布在低渗透岩心;模型的驱油效率与其等效渗透率、非均质性相关;纵向非均质模型驱替后,剩余油主要分布于渗透率最低的岩心。研究认为:在平面非均质性比较严重的油层,可采取高渗区注水,低渗区采油,这样可以获得较高的采收率;在纵向非均质性比较严重的油层,可采用化学调剖堵水封堵高渗透层、改善吸水驱替剖面或者分层注水开采的方式来获得较高的采收率。