連續型巖性油氣藏油氣運聚模型的製作方法
2023-10-30 06:24:47 1
專利名稱：連續型巖性油氣藏油氣運聚模型的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種適用於連續型巖性油氣藏運移聚集理論研究的模型，該模型適用於相對穩定的構造背景下的油氣聚集，闡述了可動水和浮力與油氣聚集的關係。
背景技術：
/
石油地質學的勘探開發領域不斷擴大，從以構造油氣藏為主進入到目前構造與巖性地層油氣藏並重，從常規油氣資源延伸到非常規油氣資源，從常規單ー閉合圈閉油氣藏擴展到連續型非常規圈閉油氣藏。為建立ー種區分常規和非常規油氣藏的隨意性更小，更符合地質依據的方法，美國地質調查局在1995年在油氣資源評價中引入連續型油氣藏的概念，但缺乏相關油氣藏形成機理的合理解釋。連續型非常規油氣藏與常規圈閉油氣藏本質區別在於圈閉界限是否明確、範圍是否穩定、是否具有統ー油氣水界面與壓カ的系統；前者是「無形」或「隱形」圈閉，以大規模儲集體形式出現，後者是「有形」或「顯形」圈閉，圈閉邊界明確。連續型油氣藏概念更能準確反映油氣形成機理、聚集條件、分布特徵和技術方法，具有科學性和規範性。連續型非常規油氣藏與傳統單ー圈閉油氣藏的本質區別是油氣聚集形式和賦存狀態。傳統油氣藏內涵是基於單ー圈閉概念，即圈閉是油氣聚集的最小単元。連續型油氣藏是基於分布大範圍連片的儲集體系內，易於形成連續的大油氣區。國外很早就注意到連續型油氣藏,最早認知的連續型氣藏屬於緻密砂巖氣藏,20世紀70年代，研究者提出孤立(孔隙)體圈閉氣藏、地層-成巖圈閉氣藏、水動カ圈閉氣藏、水封型圈閉氣藏等。1976年，在加拿大西部艾伯塔盆地發現Elmworth巨型深盆氣藏，隨後的多年裡，國外科學家提出深盆氣概念。1995年，美國地質調查局正式使用連續型氣藏這個概念，並把深盆氣、頁巖氣、緻密砂巖氣、煤層氣、淺層砂巖生物氣和天然氣水合物等六種天然氣統稱為連續型氣。連續型油氣藏往往是浮力對這類油氣藏運聚不起主要作用的大面積含油氣區域，一般具有一定的區域規模。本發明涉及的一種適用於連續型巖性油氣藏運移聚集理論研究的模型，適用於相對穩定的構造背景下的油氣聚集。模型的設計カ求易於操作、可信性高，實用性強。
發明內容
本發明涉及一種適用於連續型巖性油氣藏運移聚集理論研究的模型，該模型適用於相對穩定的構造背景下的油氣聚集。其特徵在於，連續型巖性油氣藏是最基本的成藏模式，油氣水分異較好的常規油氣藏才是經過運動和改造的油氣藏。進行實驗室模擬時，將粘土、粉砂、細沙、中砂按照不同比例進行混合，實現從底部向頂部由低滲透到高滲透的連續物性變化，砂層飽含水，之間為粘土隔層。在油氣運移過程中，所受的カ有四種，即驅動カA P、毛細管カPc、浮力F和界面阻力f阻，油氣從下部低滲區注入時，首先在近注入點實現飽和度增長或聚集，並沿有限的前緣向前運移。當油氣充注過程結束後，油氣即使是在高滲透層中也不能靠自身的浮力上浮，這時原生連續型巖性油氣藏進入保存期；若將上部水層與中上高滲區連通，在下伏可動水的作用下，油氣浮力克服了界面阻力，向儲集層的頂面運移，可在高滲儲集層頂面圈閉中形成常規油氣藏；若將上部水層和底部低滲區連通，由於滲透性地層的界面阻カ大，可動水產生的浮力只能促使油氣在已經存在的水道區向上傾方向發生緩慢的運移，並受到物性非均質性影響而滯留部分油氣。整個模擬過程表明，原生連續型巖性油氣藏形成後，進入改造與保存期，活躍的水動カ擾動，也會使連續型巖性油氣藏發生調整， 形成水溶氣或游離油氣相向上運移，可以形成新的常規油氣藏，可見常規油氣藏是在連續型巖性油氣藏的基礎上演化而來的，分布於連續型巖性油氣藏的上傾部位的圈閉或有斷裂或裂縫相連的上覆圈閉中。實驗表明，連續型巖性油氣藏應是石油地質學中最基本的成藏模式，從成因機制來看是「常規的」、「原生的」，而我們所熟悉的常規油氣藏才是經過運動和改造的油氣藏。
圖I連續型巖性油氣藏油氣運聚模型(a)將粘土、粉砂、細沙、中砂按照不同比例進行混合，實現從底部向頂部由低滲透到高滲透的連續物性變化，砂層飽含水，隔層為粘土層；(b)油氣從下部低滲區注入吋，驅動カA P大於毛細管カPc和界面阻力f阻，首先在近注入點實現飽和度增長或聚集，並沿有限的前緣向前運移，隨著油氣的注入，模型中水被排出，並且前緣點和注入點距離越長，所需的壓差AP就越大；(C)隨著油氣注入，前緣點向儲層頂面延伸，水被繼續排出，直到停止注入後，油氣停止向頂面運移；(d)油氣繼續注入,天然氣進入高滲透儲集區,繼續向上傾排水，當油氣充注過程結束後，油氣即使是在高滲透層中也不能靠自身的浮力F上浮，這時原生連續型巖性油氣藏進入保存期；(e)將上部水層與中上高滲區連通，在下伏可動水的作用下，油氣浮力F克服了界面阻力f，向儲集層的頂面運移，可在高滲儲集層頂面圈閉中形成常規油氣藏；(f)將上部水層和底部低滲區連通，由於低滲透性儲集層的界面阻力f大，起初可動水產生的浮力只能促使油氣在已經存在的水道區向上傾方向發生緩慢的運移，隨後波及範圍増大，但由於受到物性非均質性影響而滯留部分油氣。
具體實施例方式以下，參照附圖詳細說明本發明的模型實施方式，但是本發明並不限定於此。實施例一在下傾部位為低滲透儲集層，而上傾部位為高滲透儲集層組成的「地層」中，油氣開始從下傾部位末端注入。由於油水界面處的油氣壓カ大於界面阻力，所以油氣沿上傾方向取代了孔隙系統中的水。持續注入的油氣進一歩驅替更多的原始可動水，在不斷推進的油水界面前緣，油氣壓始終等於或超過水壓。當油氣運動前緣達到滲透性更好的砂體，高滲透儲集層的大孔隙喉道允許氣體快速通過，這裡驅動カ仍然是主要因素，當油氣充注過程結束後，油氣即使是在高滲透層中也不能靠自身的浮力上浮。這時原生連續型巖性油氣藏進入保存期，此時油氣的壓力梯度變小，油氣被圈閉於比區域水壓梯度小的低壓區。在連續油氣藏內從儲層頂部到底部不存在由可動水形成的連續水壓，所以浮力對油氣聚集不起作用，油氣藏處於平衡穩定狀態。
將上部水層與中上高滲區連通，在下伏可動水的作用下，油氣浮力F克服了界面阻力f，向儲集層的頂面運移，可在高滲儲集層頂面圈閉中形成常規油氣藏，可見常規油氣藏是在連續型巖性油氣藏的基礎上演化而來的。實施例ニ 在下傾部位為低滲透儲集層，而上傾部位為高滲透儲集層組成的「地層」中，油氣開始從下傾部位末端注入。由於油水界面處的油氣壓カ大於界面阻力，所以油氣沿上傾方向取代了孔隙系統中的水。持續注入的油氣進一歩驅替更多的原始可動水，在不斷推進的油水界面前緣，油氣壓始終等於或超過水壓。當油氣運動前緣達到滲透性更好的砂體，高滲透儲集層的大孔隙喉道允許氣體快速通過，這裡驅動カ仍然是主要因素，當油氣充注過程結束後，油氣即使是在高滲透層中也不能靠自身的浮力上浮。這時原生連續型巖性油氣藏進入保存期，此時油氣的壓力梯度變小，油氣被圈閉於比區域水壓梯度小的低壓區。在連續油氣藏內從儲層頂部到底部不存在由可動水形成的連續水壓，所以浮力對油氣聚集不起作用，油氣藏處於平衡穩定狀態。將上部水層和底部低滲區連通，由於低滲透性儲集層的界面阻力f 大，可動水產生的浮力F很難促使油氣向上傾方向發生明顯的運移，在低滲透儲集層形成了透鏡狀含水帶。
權利要求
1.本發明涉及一種適用於連續型巖性油氣藏運移聚集理論研究的模型，該模型適用於相對穩定的構造背景下的油氣聚集。
2.根據權利要求I所述的模型進行實驗室模擬，將粘土、粉砂、細沙、中砂按照不同比例進行混合，實現從底部向頂部由低滲透到高滲透的連續物性變化。
3.根據權利要求I所述的模型，油氣從下部低滲區注入，當油氣充注過程結束後，油氣即使是在高滲透層中也不能靠自身的浮力上浮，這時原生連續型巖性油氣藏進入保存期。
4.根據權利要求I所述的模型，其特徵是水分異較好的常規氣藏才是經過運動和改造的非常規氣藏。原生連續型巖性油氣藏形成後，進入改造與保存期，活躍的水動カ擾動，也會使連續型巖性油氣藏發生調整，形成水溶氣或游離氣相的向上運移，可以形成新的常規油氣藏。
全文摘要
本發明提出了一種針對連續型巖性油氣藏油氣運移聚集的原理模型。首先，將粘土、粉砂、細沙、中砂按照不同比例進行混合，實現從底部向頂部由低滲透到高滲透的連續物性變化。油氣從下部低滲區注入時，首先在近注入點實現飽和度增長或聚集，並沿有限的前緣向前運移。當油氣充注過程結束後，油氣即使是在高滲透層中也不能靠自身的浮力上浮，這時原生連續型巖性油氣藏進入保存期。將上部水層與中上高滲區連通，在下伏可動水的作用下，油氣浮力克服了界面阻力，向儲集層的頂面運移，可在高滲儲集層頂面圈閉中形成常規油氣藏；若將上部水層和底部低滲區連通，由於滲透性地層的界面阻力大，可動水產生的浮力很難促使油氣向上傾方向發生明顯的運移。
文檔編號E21B47/00GK102654050SQ20121015445
公開日2012年9月5日 申請日期2012年5月18日 優先權日2012年5月18日
發明者任偉偉, 張金亮, 張鵬輝, 謝俊 申請人:北京師範大學