简介:随着许多优质油藏的有效开采变得难以为继,注水、CO2和蒸汽驱油就成为如今常用的增采手段。在这类油藏中优化采收率的工艺很多都涉及到井网布署和生产控制。一旦出现驱替流体前缘过早突破,要想提高油藏的开采经济价值,可供选择的措施一般只能是近井筒控制,以此降低非烃流体的开采、分离和处置成本。然而,这类控制措施往往只能短期有效,导致个别产层甚至整口井过早报废。在油藏深部调整注水前缘通常会更加有效,而且能够更长期地控制非烃类流体的产出。如果能够在油藏深处成功地改变注入流体的波及形态,就可以提高驱油效率,降低运营成本,并提高最终的开采量。本文介绍了一种新型完井方式,在活跃水驱油藏中通过近井筒控制与油藏深部控制相结合改变流体流动状态。对采取和不采用这两种控制措施的完井方法分别进行了数值模拟,对模拟结果进行对比分析发现,前者具有明显的优势。文中介绍了在两种注采井网下对这些控制措施所作的优化,一种注采井网是单口水平采油井和一口垂直注水井,另一种是一对水平采油井和一口水平注水井。
简介:我们介绍澳大利亚库珀和伊罗曼加盆地区域性盆地倒转、反应力体系变化和微裂缝形成之间成因联系方面的证据。垂向上叠置的库珀和伊罗曼回盆地分别形成于石炭纪-二叠纪和株罗-白垩纪,是澳大利亚主要的陆上油气产区。盆地在渐新世以来的倒转,导致部分地区数百米沉积岩厚度被剥蚀。在库珀-伊罗曼加盆地的微观岩心展示明显的、近水平方向的微裂缝(模型1)。这些天然裂缝均有粘土矿化作用,并且只出现在颗粒支撑的砂岩中,这暗示了颗粒边界的应力集中利于裂缝的形成。在大多数情况下,水平裂缝是封闭的,可能对岩石渗透率没有多大的作用。(sH>sv>sh)和逆断层(sH>sv>sh)之间的过渡型。最小水平应力(sh)和垂直应力(sv)大小相等,但是最大水平应力(sH)明显大于sh和sv。水平裂缝的形成需要有逆断层的应力体系(sH>sv>sh)。水平微裂缝的出现大致与最大倒转区一致。这种现象显示了,水平微裂缝的形成是由远场应力之间的反馈机制所驱动,这引起局部的陆内倒转并导致覆盖层的剥离,这翻过来又减低垂直应力的强度。与倒转有关的覆盖层的剥离可能足以助长逆断裂应力条件(sH>sv>sh)的形成,从而在盆地的倒转部分形成水平微裂缝。
简介:位于阿拉斯加北斜坡的Kuparuk河油田是北美洲最大的油田之一。大约有三分之一的原始石油地质储量在它的C砂岩中,该砂岩是浅海相砂岩,具有强烈的生物扰动和复杂的成岩作用特征。菱铁矿的含量变化很大,导致渗透率、孔隙度和毛细作用变化很大。C砂岩中的矿物学、孔隙度和含水饱和度的电缆测井解释是相对简单的,它提供了粘土、菱铁矿和海绿石含量,并说明了岩心的非均匀性。由于孔隙度一渗透率交会图中点的分布极端分散,要计算实际的渗透率曲线是非常困难的。在用测井孔隙度估计渗透率的地方,关键的孔隙度-渗透率转换关系是糟糕的,因为其结果没有再现岩心分析数据中存在的极端分散状态。油藏描述的最新研究,要求重新估价渗透率模型,以便用一种简单的方式按比例放大来预测需要的特性,并输入到地质孔隙模型中使用。现在已经开发出一种预报渗透率的新方法。它以密度测井(RHOB)和岩相为基础,随机选择数据子群的岩心体积密度值。对每隔半英尺的测井深度点,岩心体积密度值是随机重复选择的,多次重复直到滑动时窗内的平均密度值,在标称的0.05g/cc的预置容限内,与RHOB测井曲线匹配为止。然后,把与选择的岩心体积密度值对应的岩心孔隙度和渗透率值当作为每个深度点选定的最后结果。这个方法复制了岩心孔隙度和渗透率值的统计分布,获得了各半英尺深度点的数值。我们把测量深度转换为SSTVD,并将0.5ft取样间隔按比例放大为1ft和2ft取样间隔。按比例放大的渗透率值与逐井分析的岩心塞得到的kH相匹配,也与从观察许多井的最大流量得到的kH一致。在提供与其他测量的渗透率值匹配情况下,按比例放大的渗透率值也可用在地质孔隙模型上。
简介:为了识别三维地震数据和生产测井数据之间的非线性关系和映射,开发出了的一种综合方法。该方法在一个在产油田得到了应用。它采用了诸如地质统计和传统的模式识别等常规技术,并结合现代的软计算(softcomputing)技术(神经计算学、模糊逻辑学、遗传计算学和概率推理学等)。我们的一个重要研究目的,是在三维地震数据和现有的生产测井数据的基础上,利用聚类(clustering)技术确定最佳的新井井位。采用三种方法进行分类:(1)k-平均聚类;(2)模糊c-平均聚类;(3)识别相似数据体的神经网络聚类。在井筒周围可以识别聚类组(duster)与生产测井数据的关系,所得结果用于在远离并筒方向上重建和外插生产测井数据。这种先进的三维地震和测井数据分析与解释技术可用于:(1)确定生产数据和地震数据之间的映射;(2)在多属性分析的基础上预测油藏连续性;(3)预测产层;(4)优化井位。
简介:煤层气的商业性开采在阿巴拉契亚(Appalachian)盆地北部开始于上世纪30年代,而在圣胡安(SanJuan)盆地开始于50年代初。然而,直到70年代和80年代初经美国矿务局、美国能源部、天然气研究所和油气作业者共同努力,证明可用垂直井对煤层气进行商业性开采时才认识到煤层气资源的重要性和经济意义。勘探和开发工作在80年代末和90年代初得以扩展,部分是由于非常规燃料的税收减免法。到2000年,煤层气已占美国干气储量(15.7万亿立方英尺[4400亿m^3])的8.8%和年产量(1.38万亿立方英尺[400亿m^3)的9.2%。从1989到2000年,美国煤层气的累积产量为9.63万亿立方英尺(2720亿m^3)。目前,煤层气的开发已扩展到美国12个盆地左右,而勘探工作则发展到全世界。煤层是自生自储的气藏,它们可含有热成因气、运移来的热成因气、生物成因气或混合气。煤层气主要呈吸附状态储集在煤基质的微孔隙中,其次呈游离气储集在微孔隙和裂缝中,或者呈水中的溶解气。控制气资源量和生产能力的主要参数是热成熟度、显微组分组成、气含量、煤层厚度、裂缝密度、地层应力、渗透率、埋藏史和水文环境。这些参数在美国和世界的生产气田中有很大差异。在2000年,圣胡安盆地占美国煤层气产量的80%以上。这个盆地有个巨大的煤层气成藏层发育区,即弗鲁特兰富集区带(FruitIandfairway),它已采出7万亿立方英尺(2000亿m^3)以上的气。弗鲁特兰煤层含气系统及其基本要素和保德河(PowderRiver)盆地的尤宁堡(FortUnion)煤层气成藏层形成显明对比。尤宁堡煤层气成藏层是美国开发最快的天然气成藏层之一,其产量由1997年的140亿立方英尺(4亿m^3)迅速增加到2000年的1473亿立方英尺(41亿m^3),占当时美国煤层气产量的10.7%。到2001年,年产量为2447亿立方英尺(69亿m^3)。
简介:页岩动态弹性的应力相关性和各向异性对于许多物探应用手段都非常重要,比如地震解释、流体检测和4D地震监测等。采用Sayers—Kachanov&式建立了一个横向各向同性(TI)介质的新模型,采用四个具有物理意义的参数来描述所有五个弹性系数的应力敏感性特征。利用该模型对从实验室测量结果和文献中获取的约20个页岩样品的弹性进行了参数化。四个拟合参数,即单裂缝的比切向柔量、法向柔量与切向柔量之比、特征压力、裂缝定向各向异性参数,显示与页岩样品的埋深呈中等到良好的相关性。随着深度增加,切向柔量呈指数下降。就多数页岩而言,裂缝定向各向异性参数普遍随深度增加而增强,说明裂缝在层面上的定向排列更加明显。在2500m埋深以浅,法向柔量与剪切柔量之比以及特征压力随深度增大而降低,而在2500m~3600m埋深之间,它们转而呈上升趋势。本文提出的模型有助于评价横向各向同性介质的5个弹性柔量的应力相关性,即便它们中仅部分参数是已知的。例如,根据测井数据可以重建页岩5个弹性柔量的应力相关性。
简介:运用等厚图、井眼或横剖面资料推导出的深度和时代数据,可重建沉积盆地的时空沉积历史。根据井眼和横剖面可以确定局部的沉积史,而根据等厚图则可确定沉积物的空间分布。设定一些简单的假设条件,如地层的相似性以及局部分析结果的区域适用性等,便可重建固相(或颗粒)体积的平衡图,进而确定古近纪以来若干时间段沉积的沉积物质量。将这种方法用于塔里木和准噶尔盆地(中国西北),我们估算出了整个新生代两者的固相体积和蓄积的沉积物质量分别为1358±520×10^3km^3(36.7±14×10^17kg)和172±56×10^3km^3(4.6±1.5×10^17kg)。在重建过程中我们发现了沉积作用的两大脉冲期。第一个出现在17Ma左右,只影响天山脚下的塔里木盆地北部(亦称库车坳陷),从而证实了该山脉现今仍活跃的缩短作用当时已开始的现点。第二个发生于5~6Ma期间,影响了该地区大多数沉积区域,而且其地理分布可能更广泛。假定当地处于地壳均衡状态,我们估计由于塔里木地块相对于西伯利亚旋转而产生,且在该山脉和近邻盆地中积蓄的缩短量介于1.15×10^6和4.23×10^6km^3之间。这相当于顺时针旋转了2.5°~8.7°。在与东天山情况大致符合的二个简单的金字塔状地形自相似的生长模型中,我们运用了这些结果。
简介:在北海许多古近系深水砂岩的附近都发育了大规模的砂贯入复合体,它们可以模拟为是通过单期的砂子液化体贯入裂缝中并在海底挤出的。大规模岩墙贯入和挤出所涉及的能量至少为10^13J数量级,而这些能量主要用于推升巨大数量(3.1×10^11kg)的颗粒物质和流体。还有少部分能量是作为摩擦效应而消耗的。据计算,海底出口点的流动最初是紊流,速度大约为每秒十分之几米,并且随时间而减小。对这个过程进行的动力学评价可以分析可能的触发机理,并为母岩砂体初始液化的功能提供支持。地震有可能释放埋藏期间这些砂复合体液化和贯入所需的能量,但在古近纪北海这样的热沉降盆地并不常见。因此,这一过程所需的孔隙流体很高超压可能是由流体流入造成的。
简介:阿帕拉契亚盆地北部煤层气的工业生产始于19世纪30年代,SanJuan盆地煤层气的工业生产始于19世纪50年代早期。但是直到19世纪70年代和80年代早期,当美国矿藏办公室、美国能源部、天然气研究院和油气开发公司一起致力于利用垂直井对煤层气进行工业开发的研究时,人们才真正认识到煤层气的储量和重大经济价值。在19世纪80年代晚期和90年代早期,煤层气的勘探和开发得到发展,一部分原因归于非传统燃料税贷。到2000年,煤层气的储量(15.7tcf[0.44Tm^3])占美国干气总储量的8.8%,年度产量(1.38tcf[40Gm^3])占美国干气年度总产量的9.2%。从1989年到2000年,美国煤层气累积产量为9.63tcf(272Gm^3)。如今,美国有约十多个盆地在开发煤层气,煤层气的勘探正在全世界范围内展开。煤层气层是包含热成因气体、经运移的热成因气体、生物成因气体或混合成因气体的自源储层。煤层气主要以吸附状态贮存于煤质基岩的微孔隙中,其次以自由气体或溶于水的溶解气的形式储存于微孔隙和裂缝中。控制煤层气的资源量和生产能力的关键参数是热成熟度、显微组分、气体含量、煤层厚度、裂缝密度、地层应力、渗透率、埋藏历史和水文环境。在美国和世界上的各个正在生产中的油田的这些参数变化很大。在2000年,SanJuan盆地的煤层气产量占美国煤层气产量的80%以上。该盆地蕴含了一个大型的煤层气远景带Fruitland油气通路,至今已产出超过7tcf(0.2Tm^3)的煤层。Fruitland与在PowderRiver盆地中的FortUnion煤层气远景带的煤层气系统及其关键因素有所不同。FortUnion远景带是美国开发最迅速的远景带之一,它的煤层气产量从1997年14bcf(0.4Gm^3)提高到2000年的147.3bcf(4.1Gm^3),占美国煤层气总产量的10.7%。到2000年为止,远景带的年平均产量为244.7bcf(6.9Gm^3)
简介:页岩层段是石油公司和/或废物管理组织资助的很多研究计划和合作项目的重要内容。考虑到页岩层段可以成为油气藏的封盖层或者地下处置废料的岩层,其完整性(例如存在含水裂缝的可能性)是风险评估的一种关键因素。为了模拟其流变性随时间的变化,可以将观测到的碎屑贯入岩用作其力学演化的标志。法国东南部瓦孔申(瓦控申)盆地阿普第阶(Aptian)至阿尔必阶(Albian)的泥灰质层段是这次研究的基础。在比较特殊的露头中描述了与大规模碎屑贯入岩网络有关的块状浊积层系。根据现场数据可以确定有关的母岩层段(hostformation)存在早期破裂作用。砂子的贯入是一个早期事件,与块状砂体的沉积发生于同时。文中计算了古压实曲线,并恢复了从海底到大约500m埋深的沉积物孔隙度演化。在此基础上可以重建岩墙的原始形态。根据这一丰富可靠的数据集推导了各种数值模拟的边界条件。对泥灰质层段的特性进行了静态数值模拟,由此验证了非均质岩性、层状岩石几何形态或因突发性大规模砂质沉积所产生的负荷作用的可能影响。有关结果表明,在所涉及的状态下实际上有可能发生早期破裂作用。下一步要在动态条件下模拟某些水力裂缝的开启和充填过程。