深盆气成藏数值模拟

深盆气藏是一种有别于常规气藏的特殊气体聚集类型,在靠近盆地中心的下倾部位致密砂岩内聚气、而在上倾方向渗透性较好的砂岩中含水,并且具有异常压力特征。数值模拟结果表明,深盆气的聚集是一种动态的气、水驱替过程,深盆气藏的异常压力特征也是这一过程中不同阶段气、水流动关系的一种表现。当气体供应速率大于散失速率时为气排水的过程,气、水同向流动,此时气藏表现为超压异常;当气体供应速率小于散失速率时为水排气过程,气、水逆向流动,此时气藏表现为低压异常。供气速率的自然变化导致深盆气的演化过程表现为静压→超压→低压→静压的压力变化过程,伴随着这一压力变化过程的含水饱和度表现为高→低→高的变化过程。大面积致密砂岩的存在、砂岩的低渗透性以及充足的天然气供应都是形成深盆气藏的有利条件。     

深盆气藏的主要特征及形成机制

在国外深盆气地质理论的基础上,结合我国深盆气勘探开发实际,对深盆气的主要特征进行了分析,深盆气藏位于斜盆地轴部或坳陷深入,分布规模巨大,气水关系倒置,多具异常压力,主要储层虽为致密砂岩,但多含饱和气的渗透性储层,海陆交互相的煤系地层是深盆气藏的主要气源岩,储层与成熟成源岩的接触是深盆气形成的必要条件,在分析国外深盆气形成的动态圈闭机理和扩散运移方式存在问题的同时,提出了对深盆气藏形成机制的新认识,我国鄂尔多斯盆地和四川盆地都存在丰富的深盆气资源,其它类似结构的盆地都有可能存在深盆气,应进行勘探潜力分析。     

黑龙江省东部中生代含煤盆地深盆气成藏分析

深盆气属于非常规能源矿产。鸡西盆地具备了深盆气形成的基本地质条件,即煤系、暗色泥岩厚度大,有机质丰富,热演化程度高,生气强度大,气源丰富;致密砂岩储层发育,储层孔隙度平均值为3.00%～8.30%,渗透率绝大部分小于0.1×10-3μm2,具有低孔、低渗特点;构造匹配、保存条件较好。根据该地质条件,认为鸡西盆地深盆气可能的成藏模式为构造斜坡分布,北部鸡东坳陷区、南部穆棱坳陷为深盆气分布有利区,具有较好勘探前景。同时,探讨了气水倒置、压力异常、普遍含气等深盆气特征方面存在的有关问题。     

深盆气藏的主要特征及形成机制

在国外深盆气地质理论的基础上 ,结合我国深盆气勘探开发实际 ,对深盆气的主要特征进行了分析 ,深盆气藏位于向斜盆地轴部或坳陷深处 ,分布规模巨大 ,气水关系倒置 ,多具异常压力 ;主要储层虽为致密砂岩 ,但多含饱和气的渗透性储层 ;海陆交互相的煤系地层是深盆气藏的主要气源岩 ,储层与成熟气源岩的接触是深盆气形成的必要条件 .在分析国外深盆气形成的动态圈闭机理和扩散运移方式存在问题的同时 ,提出了对深盆气藏形成机制的新认识 .我国鄂尔多斯盆地和四川盆地都存在丰富的深盆气资源 ,其它类似结构的盆地都有可能存在深盆气 ,应进行勘探潜力分析 .     

深盆气圈闭判识方法与应用

判识深盆气圈闭一般有 3种方法 :地质条件叠合法 ,理论模拟计算法 ,探测结果推定法。在深盆气勘探开发的不同阶段 ,由于研究的内容不同 ,对深盆气圈闭的判识采用的方法也不同。利用这 3种方法识别深盆气圈闭 ,可以确定圈闭的分布和发育范围 ,同时认为 ,深盆气圈闭的形成存在一个地质门限 ,进入这一门限 ,深盆气才可在圈闭内聚集成藏。将实际资料分析与理论计算相结合 ,预测了鄂尔多斯深盆气圈闭的发育范围 ,可为该盆地深盆气的勘探与开发提供依据     

深盆气藏的界定及地质特征研究

国外已发现的深盆气藏储量巨大,且出现于盆地构造的向斜中心、构造深凹陷部位以及斜坡下倾带,在赋存方式上具有一系列特殊表现。解剖深盆气藏的成藏机理、建立其发育模式并预测其发育特征是对深盆气藏进行研究的基础。从深盆气藏的特殊性分析入手,将深盆气藏界定为致密储层中与源岩相连的有根状气水倒置关系气藏。深盆气藏的基本地质特征是：构造简单,断裂带、裂缝及微裂缝不发育;气源岩分别有海、陆相暗色泥、页岩、煤系地层、碳酸盐岩或其共同组合;无区域底水和边水存在及在此基础上形成的气水倒置;流体压力异常;内部结构不均一性。     

深盆气圈闭判识方法与应用

判识深盆气圈闭一般有3种方法：地质条件叠合法，理论模拟计算法，探测结果推定法。在深盆气勘探开发的不同阶段，由于研究的内容不同，对深盆气圈闭的判识采用的方法也不同。利用这3种方法识别深盆气圈闭，可以确定圈闭的分布和发育范围，同时认为，深盆气圈闭的形成存在一个地质门限，进入这一门限，深盆气才可在圈闭内聚集成藏。将实际资料分析与理论计算相结合，预测了鄂尔多斯深盆气圈闭的发育范围，可为该盆地深盆气的勘探与开发提供依据。     

致密砂岩气藏束缚水饱和度变化特征研究

利用岩心流动实验、毛细管及束缚水膜理论模型研究了不同温度、驱替压力条件下的束缚水饱和度变化特征。研究结果表明,温度、驱替压力对束缚水饱和度具有重要影响,温度越高、驱替压力越大,致密砂岩束缚水饱和度越低。忽略温度等条件可能导致束缚水饱和度测定值误差较大,因此,准确测定束缚水饱和度应考虑实际地层温度并选择合理的驱替压力。     

鄂尔多斯盆地北部上古生界深盆气成藏剖析

鄂尔多斯盆地北部上古生界气藏为一典型的深盆气藏,其成藏要素主要包括平缓的单斜、充足的气源、渐变的储层、低渗透储层与气源岩的紧密接触及良好的封闭条件.成藏事件的研究表明上古生界储盖配套、圈闭形成与油气生成和运聚匹配,具有较好的成藏基础.成藏模式的划分指出了该区今后油气勘探方向,即在气带范围内寻找大型地层圈闭及岩性圈闭是天然气勘探的关键,在水带内的背斜圈闭和背斜-岩性复合圈闭是天然气勘探的有利靶区.     

鸡西盆地与川西坳陷致密砂岩气成藏条件类比研究

在系统的介绍了“原生型”深盆气和“构造型”致密砂岩气两种致密砂岩气藏的基础上,对鸡西盆地源岩生排烃时期与储层致密化时期做出预测,并首次对鸡西盆地致密砂岩气藏类型做出判断,认为鸡西盆地致密砂岩气属“改造型”致密砂岩气。进而选择代表该类气藏的川西坳陷致密砂岩气藏与鸡西盆地的成藏条件进行类比。结果认为：二者气源条件都较为优越,能够大量生烃;而且储层都较致密。但鸡西盆地由于构造活动强烈,断裂大量发育,对气藏破坏作用大,保存条件要明显差于川西坳陷。因此,鸡西盆地难以形成类似川西坳陷的大型致密砂岩气藏,但在成藏条件优越的局部地区可形成具有经济价值的中小型的致密砂岩气藏。最后,通过排气强度、孔隙度、断层发育等主控因素的叠合对鸡西盆地致密砂岩气藏分布的有利区进行预测。     

深部倾斜巷道变形机理的数值模拟

文章综合考虑影响深部巷道围岩变形的各种因素,并以淮北临涣矿为工程背景,通过现场观测、调研、取样和煤岩力学参数的实验室测定,建立了临涣煤矿的深部巷道计算模型;采用大型有限元软件ANSYS,分析软岩影响下的巷道变形特点;论述了适合软岩巷道围岩变形控制的耦合支护理论,并结合该理论和软岩巷道应力破坏特点,对临涣煤矿软岩处进行了支护优化设计,并对支护设计的结果进行了数值模拟仿真分析,得出对后续现场支护工业实验具有指导意义的结论。     

基于陆相断陷盆地的油气运聚模拟

为解决陆相断陷盆地的油气运聚在地层、构造、输导层非均质性和驱动力等多种地质要素作用下的模拟问题,在保证模拟速度与效率的前提下,基于层面三维地质模型,研究了多地质要素作用下油气运聚快速模拟的机理,对地质要素进行了分析并分别建立了相应的模拟算法,形成了快速油气运聚模拟的数学模型与软件。通过胜利油田某区块模拟验证了该方法的正确性和模拟软件的高效性,模拟结果对该区块勘探具有较高指导价值。     

焦炉煤气制合成气反应器数值模拟

采用 CFD软件Fluent模拟计算焦炉煤气(COG)非催化局部氧化制合成气反应器,其中湍流模型选择标准k-ε模型,热辐射选择P-1模型,用非预混模型计算化学输运和反应.反应器内组分与温度场的数值模拟结果与实验测定结果基本吻合,说明模拟结果是可信的.通过模拟可预测,当氧气与焦炉煤气进气体积比达到0.14左右时,可以获得最好的焦炉煤气的转化效果.本数值模拟可为COG非催化局部氧化制合成气进一步的工程研究与应用提供可靠的理论参考依据.     

深部巷道围岩蠕变的数值模拟

煤矿深部开采时,针对高地应力下岩体蠕变导致的巷道围岩变形问题,分析了围岩变形破坏特征,并结合现场相关地质资料,采用FLAC^3D程序的Burgers蠕变模块,对不同围压条件下巷道围岩蠕变问题进行模拟研究。结果表明：围岩的蠕变存在着初始蠕变和稳定蠕变两个阶段;围岩的蠕变移近量、变形速率和应力均随时间的延长而增大,最终趋于稳定。该研究对高地应力条件下巷道施工有一定指导意义。     

基于CFX软件的瓦斯爆炸灾害气体扩散模拟

针对水利水电洞挖工程瓦斯爆炸后灾害气体扩散危险区域的确定问题,采用基于计算流体动力学理论的CFX模拟软件,结合向家坝水利水电站隧洞施工条件,假定第四层排水廊道内两个有代表性的地点作为瓦斯爆炸发生地点,对洞挖工程瓦斯爆炸后气体扩散进行模拟,分析隧洞各时间下不同区域的动态危险性。结果表明,竖井前瓦斯爆炸主要危险区域为第三层排水廊道及第四层排水廊道端头处,而竖井后为三层灌浆廊道及第四层排水廊道端头处,但对作业人员较多的主厂房和四号施工支洞影响均较小。数值模拟结果和理论分析吻合较好,证明所采用的数值模拟方法是有效和可行的。     

超压盆地内剩余压力梯度与天然气成藏的关系

多种动力影响了天然气成藏过程,但不同地下环境中控制天然气运移聚集的主要动力不尽相同.对超压盆地内天然气成藏过程中的动力进行了分析,并对我国30个典型超压环境中的天然气藏进行了剩余压力梯度统计,在此基础上建立了剩余压力梯度与天然气聚集效率的关系.分析结果表明,超压盆地内天然气成藏过程中的动力可由浮力梯度及剩余压力梯度的和来表示,至少有60%的成藏动力来源于剩余压力梯度.超压盆地中,不同级别的天然气聚集效率具有相应的动力(梯度)标准,中效天然气成藏过程中,源-储间剩余压力梯度须达到12kPa/m;高效天然气成藏过程的动力界限为18kPa/m.我国大中型超压盆地中气藏成藏期间的剩余压力剖面可划分为散失型、弱压差汇聚型和强压差汇聚型3种类型.其中散失型不具备指向储集层的运移动力,无法形成天然气藏;汇聚型可能形成天然气藏,其剩余压力梯度控制了成藏效率.     

超压盆地内剩余压力梯度与天然气成藏的关系

多种动力影响了天然气成藏过程,但不同地下环境中控制天然气运移聚集的主要动力不尽相同.对超压盆地内天然气成藏过程中的动力进行了分析,并对我国30个典型超压环境中的天然气藏进行了剩余压力梯度统计,在此基础上建立了剩余压力梯度与天然气聚集效率的关系.分析结果表明,超压盆地内天然气成藏过程中的动力可由浮力梯度及剩余压力梯度的和来表示,至少有60%的成藏动力来源于剩余压力梯度.超压盆地中,不同级别的天然气聚集效率具有相应的动力(梯度)标准,中效天然气成藏过程中,源-储间剩余压力梯度须达到12kPa/m;高效天然气成藏过程的动力界限为18kPa/m.我国大中型超压盆地中气藏成藏期间的剩余压力剖面可划分为散失型、弱压差汇聚型和强压差汇聚型3种类型.其中散失型不具备指向储集层的运移动力,无法形成天然气藏;汇聚型可能形成天然气藏,其剩余压力梯度控制了成藏效率.