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。     

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。     

天然气二次运移和聚集研究

本文基于我国辽河盆地、东濮坳陷、莺琼盆地、鄂尔多斯盆地、四川盆地及吐哈盆地的天然气勘探实践,从天然气二次运移原理和现象出发讨论了运移的动力、通道、方向和聚集特点。在此基础上,强调了盆地类型对天然气运移特点的控制作用,将天然气二次运移划分为八种运移模式,并对鄂尔多斯上古生界及下古生界气藏进行了盆地模拟,恢复了古流体势及天然气饱和度的演化。 更多还原     

中国南方海相页岩超低含水饱和度特征及超压核心区选择指标

中国南方古生界页岩成熟度高,大部分地区埋藏较深,经历了复杂的构造热演化历史,地层抬升对页岩的储集能力和含气饱和度有着重要的影响。为分析这一影响的程度和后果,选取南方海相下志留统龙马溪组页岩样品进行了含水饱和度实验、相对渗透率和流体包裹体分析,发现页岩含水性存在2种现象,即低含水饱和度和高含水饱和度现象,富气页岩含水饱和度一般较低,贫气页岩含水饱和度一般较高;最后一期的喜马拉雅构造抬升作用对龙马溪组页岩的含气性产生了重要影响,进而影响到页岩气富集成藏,导致部分页岩含水饱和度超高,页岩气藏遭到破坏。结论认为：中国与北美页岩气最大的差异在于成熟度的高低和构造运动强弱的差别,在中国南方海相页岩这种特殊的地质条件下,只有在超压地层条件下页岩气才能富集,而超低含水饱和度存在则是超压地层条件页岩气存在的基础。据此提出页岩地质评价选区新的标准,将页岩超压条件（超压系数、地层倾角）作为页岩气地质选区新的指标。     

断陷盆地烃类流体运动的非均一性

为研究断陷盆地中烃类流体的运动特征,对断陷盆地中烃源岩的分布、排烃过程及油气二次运移通道及过程进行了分析.结果表明,断陷盆地中烃源岩的分布存在强烈的非均一性,宏观上烃源岩的分布呈现旋回式,微观上烃源岩分布具有一定的波动性.非均一性是烃类运移的本质特征,烃类运移存在优先的运移方向、通道及目标.流体压裂是驱动超压封存箱幕式演化的重要方式,随着超压封存箱的幕式演化,烃类进行幕式排放、幕式运移及幕式成藏.在烃源岩体系中讨论不同规模盆地内油气的运移规律时,应该充分考虑到油气运移通道的不连通性,重视突变性的油气运移规律.     

超级盆地模拟系统——PROBASES

PROBASES超级盆地模拟系统是适于盆地不同勘探阶段和不同评价对象的计算机辅助勘探系统.该系统主要由地质数据分析管理系统、地质造型系统、一维盆地模拟系统、二维盆地模拟系统、三维盆地模拟系统以及勘探地质风险分析系统等十大子系统组成,可用于进行盆地分析、凹陷评价、目标选择和勘探风险分析,估算盆地、凹陷、圈闭的资源潜力.     

泥质砂岩Waxman-Smits方程新的求解形式

Waxman-Smits(W-S)方程是阿尔奇方程在泥质砂岩地层中的推广,W-S方程为非线性方程.传统上,利用迭代法求解非线性W-S方程得到含水饱和度,但迭代法不够直观,且计算速度较慢.为了快速直观地求解W-S方程,计算含水饱和度,对W-S方程进行近似,利用完全平方法推导出一种计算泥质砂岩含水饱和度的新的求解形式,与迭代法求解W-S方程计算含水饱和度相比,新的求解形式简单,直观,计算速度快,适于在泥质砂岩地层中推广应用.     

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。     

SLBSS盆地模拟系统几个问题的探讨

本文从准噶尔盆地的实际地质情况出发,就SLBSS盆地模拟系统存在的一些问题作了改进,提出了新的压力方程、边界条件、剥蚀处理及应用化学动力学求产烃率方法,并将其数学模型在计算机上加以实现,使改进后的盆地模拟系统更加适应各类复杂地质情况。     

泥质砂岩含水饱和度方程理论模型推导

根据HB方程并考虑多种导电影响因素,得到了泥质砂岩的含水饱和度理论公式,该理论公式与已有公式相比,较全面地考虑了诸如泥质导电,岩石骨架导电,地质束缚水导电等因素对岩石整体导电性的贡献,为进一步研究泥质砂岩含水饱和度奠定了基础。     

分阶段排烃模拟模型研究

本文提出了一种新型实用的排烃模拟模型。根据该模型可将排烃分为单因素排烃和双因素排烃两个阶段。在单因素排烃阶段,含油饱和度是烃类排出的唯一控制因素,排烃的动力是压实作用;在双因素排烃阶段,排烃受临界含油饱和度和临界破裂压力的双重控制,排烃的动力是流体超压。这突破了以往单阶段或单因素排烃模拟研究的局限并避开了对排烃复杂相态的研究,避免了误差的积累。该模型的关键是两阶段的划分标准及临界含油饱和度(S_c)及临界破裂压力(p_c)的确定和流体超压的求取。该模型在辽河盆地东部凹陷驾掌寺洼陷烃源岩定量评价中取得了良好的应用效果。      

油气沿断层输导的压力降模型

断层在地下流体运移中具有重要作用,断层活动会对地下流体的压力及流体势分布产生影响.流体在相对封闭(未喷出地表)的较宽阔的断裂系统中受超压作用上侵流动时,其性质接近于流体力学中有压管流的流动情况,其动力学特征可以用柏努利方程进行描述.为获得油气沿断层运移之后的压力,依据油气运移时的能量守恒及油气沿势能降低方向运移的原则,探索性地利用柏努利方程描述油气的流动状态,建立了油气沿断层输导时的压力降方程.根据该方程,可以计算出油气沿断层纵向运移之后进入上部侧向输导层时的剩余压力,进而求得指明油气运移方向的剩余压力系数.将压力降模型应用于埕北凹陷的周边油田,发现流体向上运移后剩余压力场的空间变化与上部油气分布格局相吻合,高剩余压力系数分布带指示了油气运移方向,说明该模型具有较高的可信性.     

流体超压层的成因及对油气的控制作用

本文根据流体低速渗流理论，论述了三肇凹陷嫩一，二段和青山口组地层孔隙流体超压和成因，阐述了孔隙流体超压在油气生成，运移及保存中的地质意义。     

鄂尔多斯盆地延长组长7和长8油层组流体过剩压力特征与油气运移研究

为了揭示鄂尔多斯盆地中生界延长组岩性油藏的成藏动力特征及油气运移规律,利用测井声波资料计算延长组各油层组的过剩压力值,分析延长组泥岩压实特征与流体过剩压力的分布特征,并以长8油藏为例探讨长7油层组和长8油层组之间的油气运移聚集规律。结果表明:延长组下部广泛发育稳定的欠压实带,长7油层组过剩压力值普遍较高,主要分布在8～14MPa之间,最高可达到18MPa;长8油层组过剩压力相对较低,只在局部地区达10MPa以上。泥岩厚度和性质是影响过剩压力分布的重要原因,高泥岩厚度分布区与过剩压力的高值区相吻合。长7油层组与长8油层组之间存在着较大的过剩压力差,该过剩压力差是油气纵向运移的主要驱动力;在横向上过剩压力低值区为油气运聚成藏的有利区。     

车镇凹陷套尔河洼陷古地层压力演化与油气幕式成藏

济阳坳陷车镇凹陷套尔河洼陷普遍发育异常高压,且异常高压的演化与油气生成、运移、聚集具有内在的联系。通过古地层压力恢复确定地史时期地层压力的演化规律,对比有机质热演化阶段的划分,能有效地确定地层压力演化不同阶段与油气生成、运移和聚集的阶段性,最终确定地层流体在不同压力演化阶段的流动样式。车镇凹陷地层压力演化存在两期超压积累-释放过程,早期超压积累过程形成的微裂缝是烃类初次运移的主要通道;晚期超压积累过程形成的次生孔隙和微裂缝是烃类大量运移的二次运移通道和集聚空间。     

渤海湾盆地东营凹陷异常压力分布和演化特征及与油气成藏关系

运用数值模拟方法对渤海湾盆地济阳坳陷东营凹陷新生界地层异常压力的分布和演化特征进行研究,结果表明,古近系沙河街组三段和四段地层中广泛发育异常压力,且以超压为主。自沙河街组沉积以来,超压系统开始发育;东营组沉积末期,超压系统逐渐增大。渐新世末喜山运动II幕时期,地层抬升剥蚀,发育负压系统;中新统馆陶组沉积时期,超压系统再次迅速增大;直至明化镇组—第四系沉积时期达到最大范围和最高值。现今凹陷2 200 m以上地层基本为常压,2 200 m以下开始出现明显压力异常。沙河街组高沉积速率导致的欠压实,引发了该时期超压系统的形成,而粘土矿物脱水和烃类大量生成造成了晚期超压系统的发育。结合油气成藏期次研究表明,东营组末期、馆陶组末期及明化镇组—第四系沉积时期,超压系统与凹陷的3期成藏期次具有很好的匹配关系,暗示生烃作用是超压的重要成因,超压又是油气运移的良好动力。     

陆相断陷盆地超压系统下的油气运聚——以车镇凹陷车西地区为例

为进一步探讨陆相断陷盆地超压系统与油气运聚的关系,以车镇凹陷车西地区为例,在明确超压系统分布特征的基础上,对超压系统在影响排烃模式、提供运移动力和决定油气聚集等方面的重要作用进行了研究。结果表明,车西地区的超压系统可划分为弱、中、强超压3层结构,其围绕生烃中心呈环带状分布。研究区超压系统下存在超压内部稳态排烃和超压凸面幕式排烃2种模式,超压是油气初次运移和油气倒灌的主要动力,超压系统的平面分布和纵向配置控制了超压盆地的油气优势运移方向及聚集规模。根据研究成果,建立了陆相断陷盆地超压源离心泵式油气运聚模式,超压系统内部的有利压力配置区、有利泄压区域与超压下部有效储层的合理配置区为油气成藏的潜力区带。     

济阳坳陷致密砂岩储层油气成藏机理探讨

致密砂岩储层渗透率小于10×10-3μm2,由于其储集空间类型及特征的特殊性,在油气成藏机理方面与常规油气藏存在根本的区别。该文从分析"根缘气"的形成条件及成藏特点出发,以模拟实验为基础,根据济阳坳陷致密储层特点,探讨油气成藏机理:致密储层油气运移成藏以超压充注为主,超压传递到达的边界就是其含油(气)边界,超压梯度大,油气充注的距离和圈闭滞留的范围就大,含烃饱和度也相对高。通过成藏相似性研究认为,济阳坳陷致密砂岩油气藏具以下特点:①烃源岩持续供烃,源内及附近储层蕴含着大量的分异性较差的油气;②致密砂岩储层"相势控藏";③具有大面积分布致密油气藏的条件,勘探潜力大。      

碳酸盐岩气层岩电参数实验

储层含油气饱和度是储量评价的基础。在以Archie公式为核心的储层含油气饱和度评价方法中,岩电参数是Archie公式应用的基础。通过开展岩电参数研究实验,对利用风干法和自吸增水法建立碳酸盐岩岩心含水饱和度进行了对比。研究结果表明,由于碳酸盐岩岩心孔隙结构、润湿性复杂,依靠自吸水方式,含水饱和度高于一定值后岩心将表现出不再自吸水的现象。自吸增水法所能够达到的最高含水饱和度一般都低于50%,相对于自吸增水建立的岩心低含水饱和度时的电阻率,被模拟地层水100%饱和时的岩心电阻率R_o 普遍偏高,100%饱和状态下的岩心电阻率大都偏离了低饱和度数据点拟合线的延长线。风干法和自吸增水法获得的指数n和系数b数值上具有明显区别,但变化趋势一致,且两种饱和度建立方法获得的指数n都与孔隙度具有较高的相关性,且都随孔隙度增大而降低。对基质孔隙度、渗透率都差的碳酸盐岩储层岩石的岩电研究中,含水饱和度建立十分困难。根据碳酸盐岩气藏成藏后气水运移规律及气藏内部气水平衡过程,风干法所获得的岩电实验关系更符合碳酸盐岩气藏含气饱和度评价的需要。     

大民屯凹陷压力场演化及其成藏意义

利用Basin-2盆地模拟软件模拟了辽河坳陷大民屯凹陷5条横向地质剖面的压力演化史,并探讨了其超压形成机制及油气成藏意义。模拟结果显示:①大民屯凹陷超压较明显,超压主要出现在沙三段及沙四段,超压演化总体上遵循“无超压-陡增-平缓上升-最高值-下降-最低值”这一规律;②大民屯凹陷超压的演化分为两个阶段:沙三段和沙一、二段沉积期(距今43.0～36.9Ma)为超压积累阶段,东营沉积期及其以后(36.9Ma至现今)为超压释放阶段。综合研究结果表明:①不均衡压实和生烃作用是大民屯凹陷超压发育的主要机制,断层对超压的积累与释放起着重要的控制作用;②大民屯凹陷的超压对油气成藏起着积极的作用,提供了油气运移的动力和通道,提高了高分子量组分特别是“蜡”的排出效率,同时也是泥岩刺穿构造的诱发因素,并可成为下伏油气藏的优质盖层条件。