世界油气田规模分布的分形研究

油气田规模分布对油公司及政府油气勘探策略意义重大.本文从数学规律的角度,应用分形理论对油气田规模与数量之间的规律进行研究.油气田规模分布的分数维D及分形拟合线可通过最小二乘法拟合得到.D定义为勘探成熟度,代表某区域勘探成效.其值越高,表明这个特定区域已发现的油气田越多而未发现的越少.分形拟合线包含有大量信息,包括:某一地区油气田的最大规模;大于某一储量级别油气田的累积总数等.这些信息将有助于分析某区域油气资源丰度、可能发现的油气田规模及其数目.通过对比世界不同地区油田规模分布的D值及分形拟合线,可以得出:美国勘探成熟度最高,新发现大型油气田的可能性也就最小;中东地区油气资源最为富集,发现大型油气田的可能性也最大:规模大于1000MMBoe的油田达50个,大于10000MMBoe的达12个(设定所有存在的油田都被发现).     

构造裂缝的分形研究

从数学规律的角度,应用分形理论,对构造裂缝的分布发育规律进行研究.分数维D值越大,说明构造裂缝分布越均匀,各向异性较强,构造裂缝的分布发育较好.与走滑断裂属同一构造应力场的构造裂缝,随着距离走滑断裂距离的增大,分数维D值呈指数减小;随构造裂缝面密度的增大,分数维D值呈线性增大.分数维D值大小更能体现构造裂缝分布的均匀程度和各向异性,同时考虑构造裂缝面密度和分数维,引用发育程度f来表征岩石破裂程度.对裂缝油气藏来说f,越大表明岩石破裂程度越高,储层裂缝越发育.靠近断裂岩石破裂程度高,有利于油气的运移.     

分形几何方法在复杂裂缝系统描述中的应用

探讨了利用分形几何方法来定量描述复杂非系统裂缝的分布.以高精度岩心扫描图像为基础,首先计算了岩心复杂裂缝的分数维D值,然后进一步分析了这些复杂裂缝的分数维与裂缝的面密度、孔隙度、渗透率之间的关系,发现复杂裂缝系统的面密度、孔隙度、渗透率随裂缝分数维D值呈指数函数增大的规律.裂缝的分数维D值不仅可以表征复杂裂缝系统的发育程度,而且还能够表征复杂裂缝系统对致密低渗透储集层的储集性能和渗流能力的贡献.     

油气藏分形特征形成的动力学机制及适用条件

利用成藏动力学与非平衡态热力学相结合方法,对油气藏分形特征形成的动力学机制及适用条件进行研究。结果表明:在弱油气运移有效驱动力作用下,油气藏分布具有分形特征;而强油气运移有效驱动力作用下,油气藏分布则不具有分形特征。油气藏储量分布的分形维数D值,近似反映油气运移有效驱动功率。油气运移有效驱动功率越大,分形维数D就越大,而油气运移有效驱动功率越小,分形维数D也越小。基于弱油气运移有效驱动力作用下的油气运移最小能耗率原理,是盆地油气藏分形特征形成的动力学机制及适用条件。     

煤尘粒度分形特征的研究

以分形理论为工具,系统研究了煤尘的分形特征,提出了客观定量表征煤尘粒度特征的指标——粒度分形维数D。研究表明,煤尘的粒度是分形的,粒度分形维数D客观定量表征了煤尘粒度分布的结构特征。粒度分形维数D与平均粒径Dav之间是负相关的关系,并且各粒级的频率分布对粒度分形维数影响较大,样品中细微颗粒占的比例越高,粒度分形维数越大,颗粒系统相对越复杂。     

基于分形理论的岩体原生节理分布特征研究—以长河坝水电站为例

由于岩体内部结构面的分布规律具有随机性、复杂性的自相似的特征,可以运用分形理论对其进行研究。通过现场节理调查,描绘了待爆破区域原生节理的分布网络,并统计分析了节理迹长和倾角的概率分布模型;运用盒维数计算方法得出了结构面分布的分形维数D,讨论分形维数D与岩体的工程质量以及结构面分布之间的关系,实现了对岩体的工程性质以及不同尺度结构面的定量对比分析。结果表明:节理面的倾角和迹长分别服从正态和对数正态分布;江咀料场节理分布的分形维数D=1.315,响水沟料场节理分布的分形维数D=1.275,河口料场断层系的分维数D=1.164,可见分形维数D越大,结构面越发育,岩体的工程质量就越差;另外随着调查尺度范围的增大,分形维数D反而减小。研究结果可对分形理论在岩土工程质量评价及节理岩体的爆破块度预测等方面提供参考价值。     

混凝土中孔结构的分形维数研究

建立了分形模型来模拟水泥浆体的空间结构,在此基础上推导出了孔体积分形维数D和孔隙率P、孔径分布的关系式;根据所得公式预测混凝土的孔体积分形维数D在0到3之间,并且D值随孔隙率减小和孔径分布范围变宽而增大.同时运用压汞法(M IP)测定普通硅酸盐混凝土的孔结构,进行孔体积分形维数计算,发现孔体积分形维数与强度之间有比较好的相关性.     

分形理论在多孔介质流动分析中的应用

对多孔介质分数维流动的研究进展加以综述和讨论,并提出了进一步深入研究的方向,主要讨论了分形油藏渗流理论及其在油气田开发和地热开发中的应用,分数维广义流动理论及其在地下水力学中的应用和广义分形介质流动理论研究,多孔介质中分数维多相流动理论及其应用和分形油藏试井分析进一步研究,将是值得重视的一个方向.     

PP/硅藻土复合材料断口分形维数及其与冲击强度的关系

制备了硅藻土含量(体积分数)为0~15%的聚丙烯/硅藻土复合材料,在室温条件下测量了复合材料的冲击强度,采用扫描电镜观测了试样的冲击断口形貌,以投影覆盖法测算了断口的分形维数,并考察了它与冲击强度之间的关系.结果表明:试样断口分形维数的测算值在2.4754~2.5230之间,分形维数与冲击强度之间强的相关性表明断口分形行为显著;断口分形维数与冲击强度之间大致符合指数关系.     

低渗透油田岩石微观性描述及对开发效果影响

为了研究分形维数与低渗透油田岩石微观非均质性的关系及其对开发效果的影响。从理论上研究了常用的4种分形模型之间内在的联系,并利用压汞毛管压力数据计算了L低渗透油田储层岩石的分形维数,并将分形维数与其它描述岩石非均质性的参数进行了对比。在此基础上,研究了平均分形维数对宏观开发效果的影响。结果表明:平均分形维数越大、非均质性越强、产量越低、含水率越高。分形维数对工程师分析油藏岩石微观非均质性有一定参考价值。     

油气储集层孔隙表面结构的分形特征研究

本文认为油气储集层的孔隙表面结构是一种分形结构,它具有自相似性和无标度性两重分形特征。定量描述孔隙分形表面复杂程度的有力工具是分维D。D值越接近于2,表面越光滑;D值越接近于3,表面越不规则。本文将孔隙铸体和电镜扫描技术与分子吸附法结合起来研究和测定孔隙表面的分形特征。研究孔隙表面结构的分形特征,对油气储集层的评价、研究残余油气饱和度和提高油气采收率有重大的指导意义。     

渝东南下志留统龙马溪组不同岩相页岩的孔隙结构与分形特征

下志留统龙马溪组是中国重要的页岩气勘探开发层位.其中页岩气主要产自下部含黏土硅质海相页岩.为探究渝东南地区各井段勘探效果差异性,压裂段产气不均等问题,以YC-6井为例,通过矿物组分将页岩样品划分为含硅黏土质页岩和含黏土硅质页岩,结合有机碳含量(total organic carbon,TOC)测试,镜质体反射率测试,X射线衍射分析(X-ray diffraction,XRD),低压氮气吸附及高压压汞(mercury intrusion capillary pressure,MICP)实验,分析了YC-6井龙马溪组两种不同岩相页岩的孔隙结构特征.并基于Frenkel-Halsey-Hill(FHH)模型计算了不同岩相页岩的孔隙分形维数.结果表明:YC-6井龙马溪组整体含气量低.下部含黏土硅质页岩平均TOC为4.31％,高于上部含硅黏土质页岩(1.13％),同时总孔体积和比表面积也高于后者.不同岩相页岩的分形维数D2均大于D1,表明孔隙结构复杂程度大于孔隙表面.分形维数与总孔体积和比表面积均呈正相关关系,表明具有大比表面积,大孔容的孔隙结构更复杂.TOC和矿物组分含量是页岩孔隙分形维数的重要影响因素.TOC与分形维数呈正相关关系,有机质含量越高,在热演化过程中将生成更多微小的孔隙,从而使孔隙结构更加复杂;黏土矿物含量越多,分形维数越低,黏土矿物在成岩过程中受到压实作用,使得黏土矿物颗粒排列更为紧密,孔隙更加规则,均质性更强,分形维数更低;海相页岩中的石英多为生物成因,其自身的不规则性将使孔隙结构复杂,分形维数变大.     

济阳坳陷桩西古潜山储层裂缝的分形特征

依据分形理论,以岩心裂缝密度和裂缝容量维关系研究为桥梁,利用断裂的分形特征,对济阳坳陷桩西古潜山碳酸盐储层裂缝进行定量分析,并结合研究区钻井的油气显示情况,确定桩西潜山的裂缝分维值门槛,据此对桩西古潜山储层的裂缝有利区域和含油气范围进行预测。结果表明:桩西潜山Tg1地震反射层断裂构造分维值为1.3174,相关系数R2超过0.99,下古生界16块岩心上裂缝的容量维线性回归相关系数大于0.97,可用分数维D值来比较与评价桩西古潜山裂缝性储层中裂缝的发育程度和裂缝系统的复杂程度,定量计算该区下古生界裂缝性储层中裂缝的密度;裂缝分维值大于1.4的区域为桩西潜山裂缝发育有利区,具有较好的储层物性,是油气聚集有利区,裂缝分维值大于0.8且小于1.4的区域为裂缝发育较有利区,裂缝分维值小于0.8的区域为裂缝发育不利区。     

鄂尔多斯盆地宜川地区煤储层孔隙特征及其分形规律研究

利用Quadrasorb SI自动低温氮吸附仪测试了宜川地区煤储层孔隙特征。实验表明:该区煤储层孔隙类型以微孔为主,且微孔大多为一端封闭的不透气性II类孔,小孔主要以开放型I类孔和"墨水瓶"型孔为主。同时,根据低温氮吸附实验数据,分析了宜川地区煤储层孔隙的分形维数与吸附参数之间的关系。结果表明:分维数D与VL和PL具有一定的相关性,即分维数D与VL和PL在一定程度上呈现正相关关系。宜川地区是深煤层煤层气的重要勘探区,本次研究将对该区煤层气的勘探开发具有重要意义。     

辽河油田欢喜岭太古界潜山裂缝分形预测研究

为研究太古界潜山储层分布特征、储层分布规律及油藏形成机制,针对辽河油田欢喜岭太古界潜山裂缝储层,采用分形方法进行了预测研究,计算了各级裂缝的分维数,确定了各级裂缝分布特征,分析了油气分布结果与裂缝分布特征关系.实际勘探结果与研究结果较吻合,表明分形分维方法对欢喜岭潜山油气预测有较强的适用性.     

大庆扶余油层致密储层孔隙结构及非均质性研究

扶余油层是大庆油田的主力产油层之一,发育的致密储层为非常规油气聚集的重要场所,但是孔隙结构较为复杂,非均质性极强。为了研究扶余油层不同类型致密砂岩储层的孔隙结构及其非均质性,本文应用分形几何理论,在高压压汞实验资料的基础上,结合物性测试以及矿物分析对矿物组分的测定,选取扶余油层K1q3、K1q4的8块样品进行分析,根据压汞曲线形态的差异、孔喉半径及排驱压力特征划分出3类储层：低排驱压力微-微细喉道型、中排驱压力-微喉道型、高排驱压力-吸附喉道型。计算致密砂岩储层孔隙结构的分形维数并讨论其地质意义。结果发现：各类储层均呈现两段式分形特征,得到两个分形维数：D1范围为2.9908～2.9956,平均为2.9933,D2范围为2.5738～2.6664,平均为2.6101。大庆扶余油层孔喉结构的复杂程度及非均质性对致密储层的储集空间和储层的渗流能力具有较强的控制作用,分形维数越大,孔喉结构越复杂,非均质性越强。     

三维地震识别及其应用

三维地震识别就是一个以三维迭后地震资料为对象的多储层、多目标、多(矢量)特征参数的灰色油气识别。首先对目的层地震数字序列提取灰色、模糊、分维、振幅、自相关5类19个地震特征参数向量,然后在地质建模的基础上,进行灰色模式训练与识别,获得整个评价区的油气检测结果。其输出结果,是以形象、直观、醒目的彩色图形形式显示输出的各储层、每个目标的空间识别分类结果及各测线识别结果的精细描述图,便于结果的地质解释和评价。该方法在辽河某油田油(气)勘探潜力评价研究中取得了好的效果     

Advanced Platform Techniques for Chinese Offshore Marginal Oil Fields

1Introduction　Chineseoffshoreoilexplorationanddevelopmentstartedfrom 1 96 0 s,andhavebeencarriedoutformorethan 4 0years.Large scalecooperatedandself operatedexplorationinBohaibay ,SouthYellowsea ,EastChinaseaandSouthChi naSeastartedafter1 982 .Bytheendof2 0 0 0 ,4 4oilandgasfieldswerefoundamong 1 79oil and gas bearingstructuresbasedonnumerousdataofmaritimeseism ,drillingwellandevaluationwell.Calculationofreserveswascarriedouton1 1 3oil and gas bearingstructuresandresultsshowedthatthenumb…     

裂隙连通性研究的重正化群方法——以一个二维裂隙模式为例

文章提出一种二维裂隙网络模式，依据标度不变性原理，运用重正化群技术求取了裂隙网络模型连通概率的临界值为０．２９２８９３３，对应的单条裂隙导通的临界概率Ｐ０ｃ为０．３５８１２０９。当单条裂隙的导通概率Ｐｂ小于Ｐ０ｃ时，网络连通仅是局部的；而当单条裂隙的连通概率Ｐｂ大于Ｐ０ｃ时，则整个裂隙网络是连通的。同时求取了关联长度指数值和分维。