川西大邑气藏气田水化学特征及其动态运移

大邑气藏气田水与日俱增,严重影响该气藏的正常生产,为此,对该气藏气田水化学特征、类型、保存条件、分布特征及动态运移进行了研究。引用美国水文地质学家洛瓦克(Novk)相图分析法对大邑气田水进行了分析,与盆地标准剖面对比表明:大邑气藏气田水为须家河组原始沉积水和须下盆雷口坡组的海相水;采用钠氯系数、肖勒系数和脱硫系数判定了大邑气藏气田水保存条件,大邑气藏气田水为封闭性、保存条件好的原始沉积水,分别分布于须家河组和雷口坡组;同时,分析、对比气藏生产动态与气田水相应变化,结果表明:大邑气藏稳产期产出的气田水为须家河组原始沉积水,提产后产出的气田水为海相地层水;而大邑气藏气田水动态变化的过程中,控制大邑构造的断层(沟通了三叠系海相和陆相地层,但未切穿区域盖层)起到了非常重要的通道作用;最后总结了大邑气藏气田水动态运移特征;大邑气藏稳产期的特征表明:有效控水、合理生产压差下气藏可稳定生产。

含水层型地下储气库天然气动态运移规律

根据含水层型地下储气库储层高度与面积相比很小的特点,建立了含水层型地下储气库天然气动态运移的积分平均模型。利用该模型计算了国内某拟建含水层型地下储气库天然气动态运移过程中注气点含气饱和度和压力随时间的变化规律,对比了本文模型与传统二维渗流和三维渗流数学模型的计算精度,研究了天然气动态运移过程中储层厚度、储层渗透率、注气速率和排水量等参数对注气点压力的影响。结果表明:本文建立的积分平均模型具有较高的计算精度,可以满足工程计算要求;注气点压力随着储层厚度、渗透率和排水量的增加呈非线性降低,随着注气速率的增加呈非线性增加。

惰性气体作为垫层气的天然气地下储气库注采动态运移规律研究

考虑注采交变载荷作用下地下储气库储层的弹塑性变形特性,建立了地下储气库多组分气体动态运移的流固耦合数学模型。利用C++程序语言编制相应计算软件分析了地下储气库注采动态运行过程中回采气中氮气浓度随时间的变化规律。讨论了惰性气体作为垫层气替代比、储层渗透率、孔隙度和地应力等参数对回采气中氮气浓度的影响。计算结果表明:地下储气库天然气注采运移过程中耦合作用十分明显。回采气中氮气浓度随着惰性气体作为垫层气替代比、储层渗透率和孔隙度的增加而增加,随着地应力的增加而减少;但当储层渗透率和孔隙度分别大于300 md和0.2时,回采气中氮气浓度变化不明显。

聚合物凝胶溶液在岩心内动态运移及成胶形态的实验研究

为探索更多聚合物凝胶在岩心中运移和封堵的信息,设计不同工艺参数的物模实验,并采用核磁成像技术对实验过程进行扫描跟踪,获得了凝胶溶液进入岩心、在岩心中运移、成胶后注水等阶段模拟图像。结果表明:聚合物凝胶溶液进入高低渗岩心时不存在明显的先后顺序,其选择性主要表现为高低渗岩心进入剂量的差别;在岩心中运移推进时,凝胶溶液前端会出现一定程度的“指进现象”,指进发生位置受岩心非均质性和重力双重影响,合理的注入速度和凝胶溶液黏度可以有效减轻指进程度;凝胶溶液注入剂量越大,聚集性越好,抗稀释能力越强;凝胶在高渗部位成胶促使注入水转向低渗,其放置的深度和成胶后的强度决定了低渗岩心启动的程度。

煤矿综放工作面硫化氢动态运移规律研究

针对目前煤矿综放工作面的硫化氢(H2S)浓度分布规律研究多采用单一手段、难以验证研究结果的可靠性等问题,以陕西某煤矿工作面为研究背景,运用Fluent软件构建数值模拟模型,研究了该工作面H2S浓度分布及动态运移规律;在工作面进行测点布置,采用CD4型气体检测仪对工作面空间内的H2S浓度进行现场测定。数值模拟和现场测定结果均表明:在垂直方向,随着距底板高度增加,H2S浓度先增大后减小;在水平方向,随着与工作面煤壁距离增加,H2S浓度逐渐减小;在风流方向,随着与采煤机距离增加,H2S浓度逐渐减小。数值模拟结果与现场监测结果一致,验证了数值模拟方法的可行性,可为现场H2S运移规律研究提供参考。

低渗油藏CO_(2)地质封存矿物颗粒运移及注入堵塞机理

在低渗砂岩油藏中开展CO_(2)地质封存,是实现CO_(2)捕获、利用和封存(CCUS)的有效手段之一。随着CO_(2)持续注入吸收层,弱胶结砂岩颗粒会随CO_(2)流入孔隙和裂隙中运移,进而可能形成颗粒堆积,影响CO_(2)注入的稳定性。为揭示多形态颗粒在孔隙和裂隙中的运移、动态堆积及微观机理,建立了基于多形态矿物颗粒的离散元流固耦合堵塞模型。模型考虑了多级粒径、非规则形态、旋转、差异化流入孔隙模式等矿物颗粒参数及流体密度、流体速度等流体物性因素,模型可实现注入流体和矿物颗粒的瞬态堆积过程动态预测与可视化,并在此基础上揭示了CO_(2)物性、弱胶结非规则颗粒参数与注入堵塞间的量化关系。结果表明:(1)影响孔隙内矿物颗粒堆积数量和CO_(2)注入效果最高的因素为矿物颗粒质量分数,相对于颗粒质量分数3%,颗粒质量分数5%的孔隙内矿物颗粒堆积数量提升52.06%,孔隙内矿物颗粒堆积数量的提升比率与矿物颗粒质量分数增长比率呈负相关关系;(2)在注入CO_(2)和矿物颗粒总量一致情况下,当矿物颗粒平均尺寸为孔隙直径尺寸的1/3时,孔隙内矿物颗粒堆积数量最高,CO_(2)的注入效果最差,矿物颗粒密度变化对于CO_(2)注入的影响较低;(3) CO_(2)注入降低了砂岩孔隙内多相流体密度,减少了孔隙内矿物颗粒堆积数量,降低了矿物颗粒在孔隙内的堵塞,有利于CO_(2)往深部注入;(4) CO_(2)注入速度提升60%,孔隙内矿物颗粒堆积数量提升1.2%,注入速度提升增加了孔隙内的矿物颗粒堵塞比率,不利于CO_(2)的注入。

川西坳陷须二气藏气田水成因、运移及其成藏演化

西南油气分公司在川西建产的新场和大邑须二气藏投产后,气水关系复杂。为此,引用洛瓦克(Novk)相图分析法及气田水氘、氧同位素特征判别气田水产层及其成因类型,分析了气田水的动态运移,研究了川西须二气藏的成藏演化。结果表明:新场须二气藏气田水为须下盆雷口坡组的海相成因地层水,其形成时封闭较好,但因后期受构造运动影响使保存条件变差,下盆雷口坡组海相成因地层水运移至须二气藏,造成现今的气田水为海相成因地层水;大邑须二气藏气田水由须家河组原始沉积水逐渐变为须下盆雷口坡组的海相成因地层水,其形成时封闭性好,还原彻底,属于典型的古沉积水,但因提产致使须下盆雷口坡组的海相成因地层水沿控制大邑构造的断层运移至须二段,须家河组原始沉积水逐渐被须下盆雷口坡组的海相成因地层水替代,与大邑须二气藏现今气田水动态特征相吻合。成藏演化表明:新场、大邑须二气藏经历的成藏阶段不同,受裂缝系统影响不同,形成了不同类型的气藏。新场、大邑须二气藏气田水类型及动态特征不同是成藏演化的结果。

井眼清洁对长水平井井筒ECD影响分析

基于动态岩屑床模型,建立了考虑井眼清洁的长水平井井筒钻井液当量循环密度(ECD)计算方法,分析了机械钻速(ROP)和泵排量对岩屑分布的影响,以及岩屑堆积对井筒ECD的影响。结果表明,环空岩屑床厚度随着机械钻速的增大而增大,在环空返速不变的情况下,ECD会同步增大;增大泵排量能提高井眼清洁程度,井眼清洁程度较差时,小排量钻进也会导致环空ECD过大。

急倾斜煤层放顶煤开采火灾成因及防治研究

通过现场统计及相似模拟实验,对急倾斜水平分段放顶煤开采火灾成因进行了深入研究。研究表明:急倾斜煤层开采过程中的围岩动态运移与发火区域有关。综放工作面发火均集中在顶板侧煤层,工作面每次发火均不是本水平煤层自燃所致,而是由工作面上部靠顶板侧采空区首先发火,并随放顶煤过程进入工作面所致。围岩变形破坏生成的裂隙供氧通道是造成采空区靠顶板侧发火的主要原因。堵塞漏风供氧通道以便切断采空区残煤自然发火的外部因素是保证急倾斜煤层分段放顶煤安全高效开采的关键措施之一。

浅埋近距离煤层开采顶板活化结构及支架动载研究

为了揭示上煤层垮落顶板“活化”结构对间隔岩层关键层结构的载荷传递和支架动压机理,以陕北某矿北翼东区1-2与2-2煤层开采为背景,采用物理相似模拟、UDEC数值计算、理论分析及工程实例验证相结合的方法,研究了上煤层垮落顶板“活化”结构及向下煤层工作面的载荷传递特征,建立了“间隔关键层-上覆垮落顶板活化结构层”双结构力学模型,揭示了浅埋近距离煤层采场支架动载主要由上煤层垮落顶板“活化”结构引起。研究表明:下煤层开采后上煤层垮落顶板“活化”结构层呈现“砌体梁”结构,间隔关键层周期破断后形成“台阶岩梁”结构;上煤层垮落顶板“活化砌体梁”结构与间隔岩层“台阶岩梁”结构同步运动呈现大周期来压,非同步运动呈现小周期来压。通过建立顶板双结构力学模型,给出了支架动载计算公式,得出顶板双结构同步来压载荷作为工作面支架选型的依据,并通过实例分析验证了公式的可靠性。