陈发景教授重要论著介绍

《压实与油气运移》采用地质构造分析、地球物理测井和有机地球化学及其模拟试验等方法和手段，总结出我国东部断陷湖盆的压实和油气运移特征。主要内容包括：1）泥岩压实作用及地层孔隙流体压力特征；2）压实作用和油气生成及运移的关系；3）油气运移的地球化学指标；4）压实与流体运移的模拟试验；5）断陷盆地油气运移特征与油气初次运移量计算。     

石油二次运移优势路径影响因素及形成动力学条件

利用物理模拟实验和基于逾渗理论的油气运聚模拟方法对石油二次运移优势路径形成影响因素进行模拟并探讨优势路径形成的动力学条件。研究表明,优势路径具有油运移前缘只沿一个或少数几个方向向上指进运移、运移路径窄及通过该路径油运移量较大的基本特征;模型颗粒表面亲水性越好、模型颗粒粒度越大、油水密度差越大、界面张力越小、孔喉直径越大、运移动力越小,油越易出现优势运移路径。系统的浮力与黏滞力竞争及毛细管力与黏滞力竞争中前者均处于优势是运移优势路径形成的动力学条件,且竞争优势越明显,油运移越易形成优势运移路径。该研究成果有助于了解和认识油气二次运移规律并为盆地尺度的油气运移模拟提供基础理论依据。图7参24     

油气二次运移数值模拟分析

通过分析物理实验和数学模拟认为,油气运移的模式是多样化的。实际地质条件的油气运移模式有3种:稳定式、指进式和优势式。不同运移模式的运移规律并不相同,用任何一种单一的油气运移数值模拟方法来描述所有的油气运移模式是不科学的。不同的运移模式对应着不同的数值模拟方法,其中逾渗方法适用于描述指进式运移和优势式运移过程,达西渗流方程适用于描述稳定式运移模式。流体势的方法同时可以用于分析3种模式下的运移,但其模拟结果只是一种定性结果。此外,数学模拟必须以详实的地质资料为基础,结合油气显示和地化资料,综合分析油气运移过程,才能确定真正的油气运移过程。     

埕北断阶带沙河街组油气运移动力学过程模拟分析

在对渤海湾盆地埕北断阶带沙河街组含油气系统油气地质条件认识的基础上,运用盆地模型方法恢复研究区的盆地演化过程、相应的油气成熟范围和不同时期的运移动力条件.重点分析了研究区内不同输导体的孔隙度、渗透率等物性特征,用开启概率和砂地比分别表征断层和砂岩输导体的连通特征.采用以逾渗理论为基础的油气运聚模拟方法,在根据实际资料建立的二维输导格架模型上实现运移动力和通道的耦合.模拟结果显示出研究区沙河街组目的层段的油气运移路径及其油气运移相对流量,结合其他油气地质条件确定张东东构造带、张东构造带、庄海12-庄海9×3井地区等为有利勘探目标区.     

原油二次运移过程中的逾渗主脊实验研究

利用Hele-Shaw模型开展二维空间原油持续二次运移过程实验研究。在初始运移路径形成后改变注入煤油的颜色,验证二次运移过程中的逾渗主脊现象,初步从机理上指出初始运移路径形成后毛管力的变化是逾渗主脊形成的主要原因。逾渗主脊的尺寸和分形维数都要小于对应的初始运移路径的尺寸和分形维数。油气以这样的方式发生二次运移,加速了运移速率,二次运移过程中的烃损失量只限于初始路径。      

中国石油天然气集团公司(部级)重点实验室简介(二)油气地球化学重点实验室江汉石油学院研究室

1998年11月,中国石油天然气集团公司(部级)油气地球化学重点实验室江汉石油学院研究室由中国石油天然气集团公司科技发展部同意批准成立。油气地球化学重点实验室江汉石油学院研究室的主要·研·究·方·向是:勘探地球化学,主要研究内容包括低熟油形成机理与分布规律研究,油气资源的分布规律与成藏模式研究,稠油成因与分布规律研究,新区石油勘探与油气资源预测;开发地球化学,主要研究内容包括流体岩石相互作用研究,油藏地球化学描述与油藏聚积史研究,油气流体运移聚集的地球化学机制,采油过程流体地球化学动态检测技术研究;有机分析与石油化…     

二氧化碳-水-岩作用机理及微观模拟方法研究进展

系统综述CO₂-水-岩复杂作用机理、多孔介质反应输运(溶解、沉淀及沉淀运移)微观模拟、CO₂-水-岩系统微观模拟3个方面的研究进展,指出目前研究存在的主要问题并提出了关于未来研究方向的建议。CO₂注入储集层后,不仅存在常规渗流体系的流动和传质作用,还会产生溶解、沉淀及沉淀运移等特殊物理化学现象,其耦合作用导致多孔介质的孔渗参数变化规律复杂。孔隙尺度的微观渗流模拟,可以得到孔喉三维空间内的详细信息,且能显性观察到多孔介质流-固界面随反应的变化。目前研究主要在复杂作用机理解耦合、多矿物差异性反应表征、沉淀生成机理及表征(晶体成核和矿物脱落)、沉淀-流体相互作用模拟方法、多物理化学过程耦合渗流机制等方面存在局限。未来研究中,需要创新实验方法对“溶解—沉淀—沉淀运移”解耦合,提高矿物地球化学反应相关参数实验测试的准确度,在不同沉淀机理可靠表征的基础上,建立沉淀-流体相互作用模拟方法,并有机耦合各个物理化学过程,最终实现对CO₂-水-岩系统中“溶解—沉淀—沉淀运移”的耦合渗流模拟。     

大庆油田西部地区姚一段油气成藏动力学过程模拟

在总结大庆油田西部地区姚一段石油地质条件的基础上,采用油气成藏动力学研究方法,利用盆模技术模拟了盆地的演化过程和烃源岩生、排烃史,恢复了明水期末-依安期初烃源岩的供烃量和姚一段顶面油气运移的动力条件;根据对各类输导通道的分析,建立起该时期以砂岩输导层为主的输导格架。采用以逾渗理论为基础的油气运聚模拟方法,对供烃量、运移动力和输导格架进行了耦合分析,获取了姚一段油气运移路径的特征、分布及运移量。再结合其他油气成藏的控制因素,预测敖南鼻状构造、大安鼻状构造、英台鼻状构造、他拉哈地区及巴彦查干北部的低幅度构造为有利的勘探远景目标区。     

油气运聚定量模拟技术现状、问题及设想

对于定量模拟技术的研发及应用,首先简要讨论初次运移(排烃),然后主要重点放在二次运移(烃类运移聚集)。关于初次运移,建议采用简单但争议少的方法计算排烃,其正确性由二次运移的模拟结果是否接近勘探实际来判别。关于二次运移,目前有4种运聚定量模拟技术:多相达西流法、流径法、混合法(多相达西流法+流径法)和侵入逾渗法。然而,这4个技术近10年来虽然各自有了较大的改进,但在克服各自的最大缺点问题上基本上没有突破:①多相达西流法虽有完整的时间模拟功能,但因受计算机资源所限而实用价值较差;②流径法和侵入逾渗法基本上没有时间模拟功能,即模拟对象通常仅是现今(0 Ma)的地质体,而能在关键时间(≠0 Ma)进行模拟尚在探索中;③由于混合法的实用价值主要来源于流径法,故严格来说混合法也基本上没有时间模拟功能。对于每一技术,概要介绍其技术背景、技术方法和应用效果;通过对比,指出各自的优缺点和适用条件,为未来研发提出改进方案。通过上述分析研究,提出了一个具有时间模拟功能的运聚定量模拟技术方案:在全时空的三维网格上,采用单相(水)达西流法技术计算超压,在数据稀少时采用流径法,在数据密集时采用侵入逾渗法。     

中国南方海相地层油气保存条件评价

采用含油气沉积盆地流体历史分析等新方法，从动态和演化的角度研究了油气的生成、运移、聚集规律;从构造运动（主要包括剥蚀作用、断裂-破碎作用），大气水下渗作用等对油气藏破坏的时期、程度、方式和油气的再运移、聚集、散失的机理等入手，分析了盆地演化过程中油气保存条件演变的地下流体化学-动力学的行为响应特征，总结了中国南方海相地层油气保存条件破坏因素的主要评价方法。     

尺度放大时逾渗模型中的油气运移路径变化规律探讨

数值模拟获得的油气二次运移路径不受模拟网格大小的影响,但模拟网格的大小却影响侵入相饱和度值的大小.其中,运移网格的宽度和侵入相饱和度呈指数关系,运移网格的长度和侵入相的饱和度无关,运移网格的尺度和侵入相饱和度呈指数关系.这一规则的发现为逾渗理论从微观放大到盆地尺度提供了理论依据.     

烃源岩生烃耗水机制与油气成藏

解剖烃源岩自然演化规律,结合生烃实验模拟,对有机质生烃耗水机制进行深入研究,并对生烃耗水量进行计算,研究生烃耗水与油气运移及成藏的关系.模拟实验采用加水液压与不加水柱压2种条件,对比两种情况下有机质演化过程中的地球化学特征,重点研究生烃潜力及碳转化率的变化.研究结果表明,有机质在生烃演化过程中与水相互作用,对干酪根的影响表现为活化部分无效碳,对已降解的产物表现为进一步加氢,导致总生烃潜力增加.在耗水机制研究基础上提出了生烃耗水量的计算方法,对东营凹陷主力烃源岩的计算结果表明,Es4上烃源岩耗水区间大,耗水量也较大.Es3下、Es3中烃源岩生烃耗水区间、耗水量依次变小.生烃耗水对油气运移和成藏有重要影响,可以提高生烃母质碳降解率以增大流体体积,并且增加烃源岩孔隙流体的压力和含油饱和度.生烃耗水和成岩耗水区间相匹配,强化了油气运移的动力,有利于形成自生自储和下生上储油气藏.图6表2参24     

论成藏动力学与成藏动力系统

油气成藏动力学包括油气成藏的各种动力、盆地地球动力学背景以及油气从源岩到圈闭形成油气藏所经过的"路"--成藏动力系统.成藏动力系统既是成藏动力学的载体,也是成藏动力学研究的主要内容.成藏动力系统的构成要素包括排液(烃)单元、排液(烃)组合、成藏动力子系统、连通体系等.成藏动力系统研究的主要进展是:1)层序地层学研究在成藏动力系统识别和划分中的应用,认识到最大洪泛面是识别和划分成藏动力系统的关键界面;2)异常压力封存箱发育区的成藏动力系统;3)构造动力在油气生、排、运、聚、再运移、再聚集、直至油气藏破坏的成藏作用过程中的研究.     

基于微渗漏模拟实验的油气化探异常机理

对于油气化探异常形成的机理,早期国内外学者提出不同的油气化探异常模型,由于地质条件和烃类微渗漏的复杂性,难以从三维角度进行刻画和论证,同时又未见实验模拟证据的支持,使异常成因解释模糊,影响了化探技术的发展和在油气勘探中的广泛应用。针对上述问题,研制了系统的物理模拟实验装置,对油气聚集成藏后烃类物质穿过上覆地层微渗漏至地表的过程进行了实验室模拟。实验结果较好地反映了烃类垂向微渗漏的空间效应,在一定程度上揭示了油气化探异常由源及表的形成过程和基本规律。发现了烃类微渗漏具有幕式运移特点,揭示了油气垂向微渗漏过程中"羽状"涌流的存在。实验模拟结果与已知油气藏上方化探异常的观测数据具有较好的吻合性,表明"压力驱动、裂隙渗透"可能是油气化探异常形成的主要原因,不存在千篇一律的化探异常模式。取得的认识丰富了油气地球化学勘探的基础理论,促进了化探技术的持续发展,对油气运移、聚集理论的研究有一定的借鉴意义。     

多尺度油藏数值模拟的渗滤方法

指出油藏渗流中不同尺度的渗滤现象形成机制,从渗滤理论角度揭示驱替前缘的生长规律.根据宏观与微观渗流的动力学方程,以隐式计算的压力场确定渗滤准则,分别建立了微观与宏观油藏数值模拟的渗滤模型.该模型中指进的发育、剩余油的圈闭不仅受介质非均质性的影响,而且与驱替历史(压力场变化)相关,是对Stenby(1990)及Barefet(1994)的渗滤模拟模型理论上的修正与完善,更能体现渗流的动力学统一性及不规则性.此外,建立了排液道见水后与排液道相临节点的压力降计算模型,使油藏渗滤模型不仅可模拟见水前的水驱油过程,还可对见水后的动态进行预测,突破了网络模拟向油藏动态模拟应用转化的一个难题.通过实际岩心驱替实验及平面填砂模型实验的验证,所建立的多尺度油藏数值渗滤模拟模型是可靠的.微观渗滤模拟可以评价孔隙结构对采收率、指进发育、剩余油分布的影响.宏观渗滤网络模拟方法,可对渗透率、孔隙度非均质分布的油藏在不同驱替条件下的渗流进行渗滤模拟,使指进、剩余油分布的预测更为客观.宏观与微观渗滤模拟特征曲线可与物理模拟及经典数值模拟方法的结果进行对比研究,使油藏数值模拟的深度与广度都得以延伸.     

塔北哈拉哈塘—英买力地区深层油气运移与成藏地球化学特征

采用地质、地球化学分析对哈拉哈塘—英买力地区油气特征、烃源灶部位、油气运移与成藏特征进行了反演研究。结果表明:原油物理与化学特征差异显著但有序分布,原油成熟度差异显著但成因相近。油-油、油-岩成熟度对比显示英买力地区原油与研究区埋深相近的泥灰岩没有可比性,哈拉哈塘地区深部奥陶系原油与埋深6 500~7 500 m的烃源岩成熟度相当,指示烃源灶为相邻凹陷。油气运移与成藏具有:1准差异聚集特征,从斜坡低部位至高部位,油气相态从轻质油—中质油—稠油呈规律性分布;2断层控制油气运移与聚集,油气主要聚集在断层附近,烃类流体性质、储层质量显著受控于断层,高气/油比油气主要出现在断层泄压区;3风化壳显著控制油气聚集与分布,油气主要分布在准层状风化壳上、下的岩溶储层内,具有多期充注成藏特征;4油气成藏模式为异地源-断控运移-准差异聚集-风化壳储油-多期叠加成藏模式。     

油气运移和聚集的人工神经网络模拟

盆地演化、油气系统演化以及油气的运移聚集充满了混沌与非线性特征,单纯使用传统的地下流体动力学方程,无法实现油气运聚的模拟和评价。作者探讨了将传统动力学模拟与人工神经网络模拟结合起来的的途径与方法,即在三维构造地层体的动态模拟基础上,采用单元体模型使非均质的复杂通道体系转化为有限个简单均质体后,再利用传统动力学模拟来对相态和驱动力求解,然后运用人工神经网络技术来解决单元体之间的油气运移方向、运移速率和运移量等问题。利用所编制的软件对珠三凹陷的油气二次运移和聚集进行了动态模拟,有效地揭示油气运聚的复杂机理和过程。