盆地烃类运移数值模拟在塔北地区的应用

本文以含油气盆地石油地质过程的物理本质为基础，给出了运移数值模拟系统的三个主要方程，即超压方程，传热方程，含水饱和度方程，阐述了模拟的原理及数学解算，运用所建立的二维二相运移模拟系统实际计算了塔北地区若干条地震测线剖面，获得了盆地中地层流体超压、含水饱和度及流速矢量的动态演化信息，结合实际地质情况讨论了烃类的运聚规律。     

塔里木盆地北部地区流体势模拟及烃类运移特征

根据含油气盆地烃类运移研究中流体势模拟的基本原理,给出了模拟的核心方程──赵压方程并讨论了方程的地质意义。对塔北地区进行了模拟计算并将模拟结果联系实际进行了分析,探讨了流体势分布与烃类运移的关系。     

二维盆地模拟模型中可溶性的三相流体运移

在二维盆地模拟模型上进行了可溶性三相流体运移研究。对于差异压实所致的超压、控制不同相态流体的浮力和毛细压力等驱动力，都应用达西定律。建立相对渗透率与敏种相态流体在孔隙空间中所占的饱和度的关系。试验结果表明，溶解度对烃类的一次运移和二次运移以及烃类的聚集具有重大的影响。     

塔北地区油气藏上方烃类垂向微运移的证据和特征

通过对塔里木 盆地北部地区地表土壤、多口井不同深度的岩屑、原油及油藏上方天然气进行了轻烃组分、轻烃指纹荧光光谱、甲烷碳同位素、井中岩屑酸解烃和轻烃垂向分布研究,以及对钻井岩屑的磁化率、磁滞回线、磁性组分及蚀变矿物等蚀变矿化特征的研究,证实该区在5000m之下的油气藏中的烃类组分仍可垂向运移到地表;深层烃类通过微垂向运移,可在油气藏上方及其地表形成多种可测量到的物化探异常。     

运移路径模拟和应用尝试

油气二次运移的方式和方向对具体指出盆地油气资源量所赋存的位置有决定性的意义.在运载层中推动油气运动的作用力主要是浮力和毛细管力,而盖层则起着毛细管阻力作用.因此盖层的形状及空间分布就成了影响运移路径重要的封盖因素.该文试图根据盖层的几何形状特性,建立运移路径模拟模型,开发微机软件运行实施.在一个具体盆地进行运移路径模拟应用的结果反映,与已知勘探情况基本符合,能够检验油气期次性运移的地质概念,可以揭示运移过程,预测可能的运移聚集位置.     

塔北地区甲烷碳同位素特征与烃类运移方式

不同的烃类运移方式产生了不同的甲烷碳同位素分馏效应。其中,以扩散型方式运移的烃类甲烷碳同位素具有随运移距离的增加而显示趋重的变化特征,例如塔北地区不同井中甲烷碳同位素由深层三叠系的-46.98‰～-55.98‰至浅层第四系为-31.47‰～-37.51‰。北海富提斯油田近地表沉积物甲烷碳同位素在油气田上方分布着较轻的甲烷碳同位素(δ¹³C₁值为-40‰),向外围,随着距离的增加甲烷碳同位素(δ¹³C₁值为-30‰)也呈明显趋重的变化分布。渗漏型方式运移的烃类甲烷碳同位素则不随运移距离而变化,如塔北地区阿克库木构造奥陶系烃源岩天然气甲烷碳同位素值-34.85‰～-34.98‰,地表化探甲烷碳同位素值稳定在-34.62‰～-36.56‰,与地下奥陶系天然气甲烷碳同位素值近似或等同,显示出地表甲烷碳同位素与地下甲烷碳同位素之间具有同源的关系。不同烃类的运移方式,甲烷碳同位素明显不同的规律性变化,主要是由于扩散型运移,甲烷中轻碳同位素分子因溶解而分馏,从而形成酸解烃甲烷碳同位素沿着地层剖面向上的趋重分馏,渗漏型运移由于天然气运移规模大、速度快,甲烷在水中的微量溶解难以改变大规模运移中的甲烷碳同位素特征。     

基于CFD-DEM耦合模型的岩屑运移数值模拟分析

为了提高大位移水平井钻井过程中井眼环空的岩屑颗粒运移效率,文中以岩屑颗粒运移速度作为评判运移效率指标,采用CFD-DEM耦合模型进行数值模拟,分析了钻杆偏心度、钻井液入口流速、钻杆转速和岩屑粒径对岩屑颗粒运移速度的影响规律。模拟仿真结果得出：钻杆偏心度的增大将导致悬浮层岩屑颗粒平均运移速度降低,其中偏心度大于0.50时,岩屑颗粒更易形成岩屑床;岩屑粒径的增大将使得沉降速度增大,从而导致岩屑颗粒运移速度降低,岩屑粒径超过1.5mm时,岩屑颗粒运移速度降低较为明显;提高钻杆转速,对岩屑颗粒运移速度的提升效果较小,但会使得岩屑滞留量减少;增大钻井液入口流速,能够使得岩屑颗粒运移速度同比例增大。为了减少岩屑床的形成,增大井眼清洁程度,应增大钻杆转速与钻井液入口流速,减小岩屑粒径。文中所建立的耦合模型也可为岩屑颗粒运移的研究提供一定的理论指导。     

复杂裂缝内支撑剂沉降运移CFD数值模拟

复杂裂缝内支撑剂沉降运移形成的砂堤展布形态对于压裂裂缝填砂导流能力及后续油、气井增产效果影响显著,为此本文开展了带有分支缝的裂缝内支撑剂输送规律研究,采用CFD数值模拟方法,分析了主/分支裂缝内砂堤生长模式,评价了携砂液注入速度、注入位置、分支缝位置对裂缝内砂堤展布形态的影响,提出了现场针对性措施。结果表明:主/分支裂缝内砂堤生长均表现为"先高度、后长度"生长模式;携砂液注入速度、注入位置、分支缝位置对于主/分支裂缝内沉降砂量影响显著,现场需选取合理施工参数范围以保证支撑剂有效充填。     

催化裂化提升管反应器气液固3相流动反应的数值模拟：Ⅲ.？…

在对工业提升管反应器气液固３相系统的数值模拟,得到原料液雾流动与气化状况的基础上,获得了气固两相的速度场,温度场和浓度场的详细信息,并与两相模型的相应结果进行了对比。模拟结果表明提升管下部是最复杂的部分,气固两相流场,湍动能以及催化剂颗粒浓度场在轴向,径向和圆周方向都存在着较大的梯度。     

北非Ghadames盆地石油的生成及运移——一个二维盆地模拟研究实例

Ghadames盆地位于阿尔及利亚、突尼斯和利比亚三国交界处，盆地内有重要的油气产层。为了评价该盆地中油气形成的时间及其分布特征，运用30多口井的资料进行了区域二维模拟。识别出四套含油气系统：（1）中一上泥盆系（弗拉斯阶）和三叠系（TAG-I：Triassic Argilo Greseux Inferieur）舍油气系统，位于盆地的中-西部；（2）下志留系（Tanezzuft组）和三叠系（TAG-I）含油气系统，位于盆地的西端；（3）下志留系（Tanezzuft组）和上志留系（Acacus组）含油气系统，位于东部和东北部边缘；（4）下志留系（Tanezzuft组）和中-上泥盆系（弗拉斯阶）含油气体系，位于东部-东南部。下志留系Tanezzuft组烃源岩经历过两次较大的油气生成期。第一次发生在石炭纪；第二次起始于白垩纪，在盆地东部（利比亚）形成了大量油气。石炭纪盆地中部沉降期间，弗拉斯阶页岩经历过一次初始、小规模的生烃。然而，主要的生烃发生在晚侏罗世-白垩纪西部和中部的沉降过程中。在盆地东部，弗拉斯阶页岩普遍只是勉强成熟。 盆地模拟表明，东部（利比亚）盆地边缘的阿尔卑斯（始新世）剥蚀作用对下志留系烃源岩油气生成的时间具有重要的控制作用。优选埋藏史模型，结合后期的剥蚀作用和海西期（石炭纪）造山运动之前的沉降减弱，校准了烃源岩成熟度数据。结果表明，Tanezzuft组页岩保存其生烃潜力进入中生代-新生代，在后期的再埋藏中重新生烃。这些油气可能运移至后海西期（石炭纪）圈闭，所聚集的油气也得以保存。     

塔里木盆地巴楚—麦盖提地区油气运聚与成藏

塔里木盆地巴楚—麦盖提地区有效烃源岩为寒武系—中下奥陶统和石炭系,巴楚隆起和麦盖提斜坡2套烃源岩演化历史有较大的差异。该区油气运移疏导系统主要为储层孔隙和裂缝系统、断裂系统与不整合面;主要有3期成藏,即加里东晚期—海西早期、海西晚期和喜马拉雅期。其中加里东晚期—海西早期油藏多被破坏;海西晚期油藏保存有好有差,后期又有调整;喜马拉雅期主要为气藏形成与古油藏调整期。根据主要成藏时期及成藏条件的配置关系、源岩及储层的关系,认为巴楚—麦盖提地区大致存在4种成藏模式:早期成藏他生、早期成藏次生、早期成藏—破坏—晚期成藏和晚期成藏。     

塔河油田奥陶系油气地球化学特征与油气运移

通过对塔河油田奥陶系油气地球化学特征与油气运移关系的研究,认为:a)油气物理性质可以宏观地反映油气运移的方向;b)原油轻烃、生物标记物和含氮化合物可以较好地反映油气运移方向,饱和烃生物标记化合物反映了相对轻质原油的油气运移方向,含氮化合物则主要反映了相对早期原油的运移方向;c)塔河油区存在着早期由南向北、晚期由南向北、由东向西的油气运移充注过程.      

塔里木盆地塔河油区原油生物标志化合物在运移方面的应用探讨

塔河油区奥陶系原油的成熟度较高,且受生物严重降解.不同的生物标志化合物成熟度参数仅对有机质生成原油的不同阶段起到标尺作用,需优选既能较好地抗生物降解且适用于较宽的成熟度范围的指标来分析塔河油气运移的可能途径.三环萜烷/17α(H)-藿烷、重排甾烷/规则甾烷及Ts/(Ts+Tm)的比值是比较适用于塔河油区这种特殊性质的原油的生物标志化合物.根据研究,奥陶系原油油气存在两个注入通道,早期主要是由南向北方向运移,油气成熟度相对较低,成藏较早;晚期由东向西运移,原油成熟度相对于早期的较高,原油成藏稍晚.     

塔里木盆地草湖凹陷热演化与生烃史——基于IES软件盆地模拟技术

利用IES-PetroMod盆地模拟软件,在塔里木盆地草湖凹陷单井埋藏史模拟的基础上,进行热史和生烃史模拟与分析。研究表明:1)凹陷区寒武—奥陶系烃源岩在奥陶纪中期R_o就达到0.5%,开始成熟生烃,生烃高峰期为加里东中期—海西早期;寒武系烃源岩在海西早期就已进入过成熟阶段;奥陶系烃源岩在海西早期进入高成熟生气阶段,海西晚期达到过成熟。2)东西缘斜坡区寒武系烃源岩生油高峰期为加里东中期—海西晚期;奥陶系烃源岩生油高峰期为海西期—印支期。3)库尔勒鼻凸寒武—奥陶系烃源岩在海西早期已达成熟—高成熟阶段;在海西晚期大幅抬升,停止生烃,早期生成的油气被破坏;燕山晚期—喜山期持续沉降,但埋深有限,几乎无二次生烃的可能。     

古水动力模拟在塔里木盆地中的应用

根据非均匀各向异性地层的非稳定的地下水流动模型,采用有限差分法求解,可以定量判断油气运移的方向及强度.塔里木盆地存在海西早期、晚期及喜马拉雅期个主生烃期,模拟结果表明:海西早期,古水流向四周发散,塔中隆起、沙雅隆起及其南部和东部地区为油气有利聚集区,同时由于该期构造运动较强,古油藏暴露地表,油气藏以破坏为主;海西晚期,油气运移指向塔中和塔北隆起,主要聚集区为塔中;喜马拉雅期,地表降水和泄水作用极为强烈,油气藏不同程度地遭受破坏作用,油气藏充满程度下降、压力系统改变.     

有限差分法在低渗油藏数值模拟中的应用

在低渗透油藏中存在着启动压力梯度,其渗流不再符合达西定律。本文考虑启动压力梯度及毛管力的影响,建立径向水驱油两相渗流微分方程,并利有限差分法进行数值模拟。对于低渗油藏由于启动压力梯度及毛管力的作用,不仅增大了原油的开采难度,而且降低了原油的最终采收率。因此,低渗透油藏强化注水以扩大生产压差,从而改善开发效果。     

三维应力场数值模拟在油气运聚分析中的应用

在张强凹陷现今三维应力场数值模拟的基础上,通过应力与油气运移聚集的定量化关系分析,运用油气运移势场,探索应力场在油气运移聚集研究中的应用;依据最大、最小主压应力大小和方向,为油田注来开发等提供合理化方案。该研究思路与方法将对食油气盆地勘探开发具有重要意义。     

塔里木盆地卡塔克2、3、4区块烃源条件

根据近年的钻井、测井及地化分析资料对卡塔克2、3、4区块烃源条件重新评价，认为该区块发育有中下寒武统、上寒武统一下奥陶统和中上奥陶统三个烃源岩层段，中上奥陶统灰泥丘和暗色泥岩为本区主要烃源岩。综合评价，卡塔克2、3、4区块烃源充足，该区油气勘探前景较好。