盐湖卤水蒸发过程中的稳定氯同位素分馏

在28±2℃下进行了察尔汗盐湖卤水的蒸发实验,实验设计为2组,分别为阶段固液相全分离蒸发和固相连续沉积蒸发.在蒸发过程中采集了79件固液样品,并利用基于检测Cs2Cl+的高精度正热电离质谱法进行氯同位素组成测定.根据盐类沉积中Na+,K+,Mg2+的含量变化,整个蒸发过程可分为石盐、光卤石和水氯镁石3个析盐阶段,各析盐阶段固液相间的氯同位素分馏表现出如下特征:在整个析盐过程中均表现为正分馏特征,即37Cl在析出相中富集,引起固液相37Cl的逐渐降低;石盐具有最高的氯同位素分馏系数(h),光卤石(c)次之,水氯镁石(b)最低;实验中曾发现,析出相转变的瞬期,有异常的反分馏现象出现,即35Cl在析出相中富集,但是卤水和固相37Cl值均未出现Eggenkamp等人推算的在光卤石及六水镁石阶段升高的趋势.实验结果表明残余卤水是35Cl的"汇".实验结果与天然钻孔样品观察到的现象一致,这些结果启示37Cl值是一个反映卤水演化阶段的良好指标,对于钾盐勘探工作具有重要意义.     

深部咸水层二氧化碳沿断层泄漏的运移规律研究

以深部咸水层二氧化碳地质封存为背景,基于多组分多相流运移理论,对咸水层储存二氧化碳沿断层泄漏的运移规律进行研究。建立二维多岩相结构模型,通过数值方法分析二氧化碳在断层通道和上覆岩层中的运移规律,以及运移过程中二氧化碳相态的变化特征,并对断层的渗透率进行敏感性分析。结果表明,深部咸水层二氧化碳在浓度差和压力差作用下沿断层通道向上覆岩层运移。二氧化碳的密度比水小,重力差使二氧化碳受到向上的浮力,因此在岩层中二氧化碳的分布特征整体上呈类似漏斗的形态。随着泄漏的进行,二氧化碳不断驱替断层通道中的水分,密度减小;随着两相流变成单相流,断层通道逐渐被蒸干。此外,断层渗透率是整个泄露过程中流体运移的重要影响因素。     

CO2驱与埋存中流体运移监测方法与结果

针对吉林油田开展的大规模二氧化碳捕集与埋存(CCS)示范工程,设计并实施了油藏流体运移及驱替前缘监测项目,为后续方案的优化提供依据。监测内容包括储层物性测试、CO2分布监测、生产井监测三方面。储层物性测试方面,使用了气相示踪剂、压裂裂缝监测、试井方法,有效地反映了井间连通性及裂缝分布。CO2分布监测方面,使用了微地震前缘监测、大地电位监测,准确地描绘了CO2在储层中的分布状况。生产井监测方面,通过油、气、CO2产出量监测,直观地反映驱替前缘运移情况。不同的监测方法得到的结果基本吻合,验证了监测结果的准确性。     

农田荒漠过渡带包气带土壤水盐运移规律研究

为实现农田区和荒漠保护区植被协同发展,通过石羊河流域下游某试验场原位试验研究农田荒漠过渡带包气带土壤水盐运移规律。结果表明：农田荒漠过渡带上,荒漠区土壤包气带水盐运移与农田区灌溉息息相关。灌溉后,农田区土壤盐分随灌溉水进入地下水中,继而流向荒漠区,引起荒漠区表层土壤盐分大幅升高。水位调控后,灌溉对农田区表层土壤脱盐效果更好,盐分随灌溉水向下运移更深。同时,不仅农田区侧向流入荒漠区盐分减少,而且减少了浅层咸水进入荒漠区包气带土壤中的盐分,有效缓解了荒漠区表层土壤聚盐效应。     

强化开采及油气重新运移聚集形成剩余油机理研究

运用流体势原理和油气运移成藏理论,研究了油田注水开发中强化开采及油气重新运移聚集形成剩余油机理和剩余油的分布规律。认为以储层非均质性和构造为主的静态因素与水动力、重力、浮力和毛细管力以及摩擦力等构成的动态因素共同控制剩余油的分布。其中水动力和浮力为油气重新运移聚集的主控因素。油藏内剩余油运移聚集遵循由高势区向低势区运聚的流体势原理。油藏内的低势闭合区是油气重新运移聚集的有利区域。研究结果表明,高含水后期剩余油分布总体上可以总结为"普遍分布、局部富集"。     

深部含水层二氧化碳运移的热流固耦合模型研究

应用混合物连续介质理论,考虑二氧化碳溶解建立了深部含水层二氧化碳运移的热流固耦合数学模型,利用该模型计算了深部含水层二氧化碳运移过程中二氧化碳饱和度、溶解质量分数和孔隙压力随时间的演化和扩散规律,对比了热流固耦合模型与传统渗流模型的计算精度。计算结果表明：二氧化碳在深部含水层运移过程中耦合效应十分明显且考虑二氧化碳溶解的热流固耦合数学模型具有较高的计算精度,可以满足实际工程需求。     

掘进工作面硫化氢涌出运移规律研究及COMSOL数值解算

使用Fick扩散定理来描述硫化氢在掘进工作面的运移规律,结合N-S方程构建的掘进工作面气体流动模型,建立掘进工作面硫化氢运移扩散物理模型。应用COMSOL软件进行多物理场耦合进行数值模拟,模拟结果结合现场数据加以验证。模型计算结果表明:从风筒流出的风流在掘进工作面会形成一个类似"U"型的流场;从掘进机钻头处涌出的硫化氢主要聚集在掘进机前方的回风侧;在掘进机前方的垂直方向上,随距底板距离的增加,硫化氢的浓度逐渐减少;从掘进机前方的进风侧到回风侧,在水平方向上,硫化氢的浓度逐渐增加;在距离底板1.55 m的水平方向上和掘进机司机的位置处,均有扩散后的硫化氢。结果表明:当硫化氢从掘进工作面端面涌出时,治理硫化氢的重点是掘进机的前方以及回风侧,同时兼顾掘进机司机以及其他工作人员的个人防护措施。     

主运移通道控烃论

在中国石油工业发展史上,"源控论"和"复式油气聚集(区)带理论"对提高勘探成效、增加油气储量和产量发挥过非常重要的作用,是陆相盆地低-中勘探程度区有效的油气勘探理论.但在中-高勘探程度区却有许多局限性和不适应性,而含油气系统理论虽然是现阶段石油地质学研究的热点,但还不能有效地指导陆相盆地的油气勘探.针对陆相盆地中-高勘探程度区油气勘探的特点,笔者提出了一种新的油气勘探理论--"主运移通道控烃论",即油气藏的空间分布位置和规模大小受连接有效烃源岩与圈闭的主运移通道类型、位置和输送能力等因素的控制.该文对"主运移通道控烃论"进行了较为系统地阐述,创立了油气主运移通道平面分布模式图,并建立了该理论的7种油气成藏模式.根据"主运移通道控烃论",只要查明油气主运移通道的空间展布,就可以找到位于主运移通道内或附近的油气藏,并优选目标--油气藏进行钻探,这样,可以最大限度地降低油气勘探风险,提高钻探成功率,从而迅速提高油气勘探成效.     

纳米颗粒防止储层颗粒运移室内评价及机理分析

塔里木油田塔中地区志留系柯坪塔格组储层速敏较强,速敏造成渗透率降低,进而引发该地区油井产量严重下降。区别于常规的防膨、防颗粒运移措施,提出了应用纳米颗粒技术解决该问题。用人造岩心评价了不同纳米流体浓度对于不同驱替速率下纳米流体防止颗粒运移的效果,并通过天然岩心验证了该结果,同时从理论上计算了由于纳米流体的注入孔道内储层颗粒受力的变化。实验结果表明:纳米颗粒在浓度为0.15%条件下具有较好的防止颗粒运移的效果。     

马朗凹陷芦草沟组页岩油流体压力与初次运移特征

通过源岩内流体压力特征分析、地球化学分析和岩心、岩石薄片观察等方法,对马朗凹陷芦草沟组页岩油的初次运移特征进行分析。结果表明:马朗凹陷芦草沟组虽然基质孔隙小,但孔隙度并不很低,是油气储集的主要空间,石油为源内自生自储,极好的源岩层又是产油层;芦草沟组页岩油是烃源岩在低成熟—成熟早期阶段生成的,由于源岩层渗透性较差,油气不具备大规模向外排运的条件而滞留在源岩层中未发生大规模排烃,仅断裂带附近芦草沟组烃源岩生成的石油向外排运明显,大部分地区页岩油只有源内小尺度的初次运移,并且其中的云质岩外来烃最明显;源岩内大量石油滞流是超压形成的主要原因。