缓坡型小生物礁体的精细雕刻与“一井双礁”高产气井的突破——以川东地区长兴组小生物礁群为例

缓坡型生物礁具有侧向迁移、礁体规模小、离散状分布的地质特征,生物礁体精细雕刻难度大、生物礁气藏难以实现效益开发。为了破解上述难题,在深入认识缓坡型生物礁地质特征的基础上,提出了井震结合识别生物礁体的新方法并成功指导了四川盆地川东地区大猫坪Y012-X16井“一井双礁”的钻探,测试获得113.65×10^(4)m^(3)/d的高产工业气流,取得了生物礁气藏勘探的重大新进展。研究结果表明:①缓坡型生物礁台缘斜坡坡度仅2°~4°,礁体迁移演化规律主要受古地貌及海平面变化的控制,形成多排、多期的小礁体且缓坡型生物礁气藏气水界面不统一,具有“一礁一藏”的特征,礁体顶部含气性好,上二叠统长兴组二段早期礁体整体含气性较差,长兴组三段晚期礁体整体含气性较好;②创新形成以地震“双高”一体化处理技术、数据驱动的“盒状体”透视技术、残厚法沉积古地貌恢复技术和三维可视化技术为核心的生物礁识别新方法,实现了缓坡型小礁体三维空间精细雕刻;③应用生物礁识别新方法落实了大猫坪区块生物礁展布细节,建立了长水平段“一井双礁”开发模式,Y012-X16井刷新了中石油生物礁储层钻遇长度的纪录,为小生物礁群的效益开发开辟了新途径;④大猫坪区块预计可新增多个礁体开发区,可为气藏开发提供近100×104 m3/d的补充产能,具有较大天然气勘探开发潜力。结论认为,缓坡型小生物礁体的精细雕刻技术有助于对四川盆地缓坡型小生物礁群的识别和生物礁气藏的有效勘探开发。

深海缓坡型脐带缆干涉分析研究

对深海缓坡型脐带缆设计参数敏感性及管线之间干涉进行了研究。随着油气开采向深海加速迈进,脐带缆的结构变得更加复杂,重量不断增加,致使顶端张力越来越大,采用缓坡构型可有效减小顶端张力,然而浮力块的引入使得其非线性动力特性更加显著,容易与其他构件发生碰撞造成内部光纤等构件破坏,导致通信中断并影响到整个油气安全生产,因此有必要对深海缓坡型脐带缆进行干涉分析。对环境载荷作用下缓坡型脐带缆位构型的方位角、拖曳力系数及浮力块半径等影响参数进行分析,分析结果表明脐带缆位置构型与这些参数之间有很大相关性,并对SPAR平台上脐带缆之间及张力腿平台中脐带缆与张力腿之间的干涉问题进行了分析,所给出的结论便于设计人员更好理解缓坡型脐带缆干涉动力特性。

缓坡型堆浸场锯齿式场地平整的探讨

针对缓坡基础上的堆浸场,采用传统的场地平基方法土方工程量大,施工难度大,探讨采用锯齿式场地平整方法,根据堆浸场按单元生产的特点,场地平整后每个单元内坡度达标,整体坡度满足溶液导流的要求,有效地减少了土方工程,获得较好的经济效益。

欢喜岭油田南部沙一-二段缓坡型扇三角洲沉积特征及演变规律

欢喜岭油田位于辽河坳陷西部凹陷的南部,沙一-二段期发育缓坡型扇三角洲。通过对岩心、录井资料分析,认为该区所发育的缓坡型扇三角洲具有细粒沉积物含量高、牵引流沉积较发育和扇三角洲前缘亚相发育的特征;同时通过对研究区不同时期沉积相展布特征的分析,对扇三角洲的演变特征进行了总结,得出沙一-二段期间扇三角洲前积能力逐渐减弱,沉积物粒度逐渐变细,其长轴方向也由北西-南东向向南北向转变。在此基础之上对有利砂体分布进行了预测;认为在锦130井、锦132井以南及双203井与锦307井附近为有利砂体较集中发育区,可作为油气勘探的重点区带。

基于抛物型缓坡方程模拟近岸波流场

波浪向近岸传播的过程中由波浪破碎等效应所形成的近岸波流场是近岸缓坡区域重要的环境动力因素之一。本文基于近岸波浪传播的缓坡模型对近岸波浪场及近岸波浪斜向入射破碎后所产生的沿岸波流场进行了数值模拟。考虑到波浪向近岸传播中局部复杂区域波向不易确定,计算时直接从波浪辐射应力定义出发,采用抛物型缓坡方程所给出的辐射应力公式来计算波浪产生的辐射应力,在此基础上耦合近岸波流场数学模型对近岸波浪破碎形成的波流场进行了数值模拟研究,结果表明本文的数值模型是有效的。

结合抛物型缓坡方程计算波浪辐射应力

将波浪辐射应力与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，提出了一种计算辐射应力的新方法，并用有限差分法对控制方程进行了数值求解．数值结果表明这种方法精度高、编程简单、求解快速，可用于实际大区域波浪辐射应力的计算。

基于抛物型缓坡方程模拟近岸植被区波浪传播

植被对波浪传播运动有重要影响。考虑近岸波浪在植被区传播中的折射、绕射、破碎及植被引起的波能耗损效应,基于抛物型缓坡方程建立了模拟近岸植被区波浪传播的数学模型,对模型进行了数值模拟验证,采用数值模拟试验分析了植被对波浪传播的影响。数值模拟结果表明,波浪在近岸植被区传播时,随着植被密度和植被高度的增加,波浪传播中的波高衰减增大,波能耗损增加;不同周期波浪在植被区传播中的波高衰减过程也明显不同。

应用非线性色散关系数值求解双曲型缓坡方程

在经典双曲型缓坡方程的基础上 ,通过引入非线性色散关系 ,使其能够有效地考虑波浪的非线性影响 ,数值格式的改进使方程的数值求解快速高效 .将非线性色散关系和改进后的数值格式用于经典的椭圆形浅滩上的波浪变形计算 ,取得了比较满意的结果 .

考虑风能输入的抛物型缓坡方程

在Radder和Kirby发展的波浪折射绕射缓坡方程抛物型模型基础上,对这种模型进行了改进,改进后的模型除可以考虑波浪传播过程中的底摩阻损耗、非线性作用外,加入了风能输入对波浪传播的影响。基于风能输入项的波浪模型数值计算结果表明,在纯风浪情况下的计算结果与传统的风浪计算方法结果一致,在波浪传播过程中由于风的作用,将导致波高比无风作用下计算的波高大。

修正型缓坡方程的有限元模型

与缓坡方程相比,修正型缓坡方程增加了地形曲率项和坡度平方项,从而提高了数值求解的复杂性。本文将计算域划分为内域和外域,内域为水深变化区域,使用修正型缓坡方程,其中的地形曲率项和坡度平方项可用有限单元各节点的水深信息和单元插值函数表示,外域为水深恒定区,速度势满足Helmholtz方程,通过内外域的边界匹配建立有限元方程,并用高斯消去法求解。进而分别模拟了波浪传过Homma岛和圆形浅滩的变形,其结果与相关的解析解和实验数据吻合良好,证明了本文有限元模型的正确性。同时,通过与实验数据的对比也明显看出,在地形坡度较陡的情况下,修正型缓坡方程较缓坡方程具有更高的计算精度。

双曲型缓坡方程的数值求解

双曲型缓坡方程是研究波浪在近岸缓坡区域传播变形的一种有效波浪数学模型。对Madsen和Larsen提出的双曲型缓坡方程进行了数值模拟,数值模拟中采用时间层同步空间层交错的有限差分格式对双曲型缓坡方程进行数值离散,并结合两个典型算例对所采用的数值模型进行验证。数值计算的结果表明,该数值模型可有效地应用于双曲型缓坡方程的数值求解。

缓坡坳陷型盆地层序界面识别标志——以松辽盆地下白垩统扶杨油层为例

以松辽盆地下白垩统扶余油层为例,综合运用岩心、测井和地震等资料探讨了缓坡坳陷型沉积盆地的层序界面识别标志,建立了缓坡坳陷型沉积盆地高频层序地层对比方法。研究表明以河流-浅水三角洲沉积为主体的缓坡坳陷沉积盆地具有如下识别标志:①层序界面底部发育一定规模的河道带;②层序界面附近发育钙质结核、古土壤层等暴露沉积标志;③在层序界面处测井曲线由进积准层序组变为退积准层序组;④在地震剖面上表现为地层不协调关系的地震反射终止类型。在此基础上对松辽盆地下白垩统扶杨油层进行了层序地层划分,建立了该区层序地层格架,总结了缓坡坳陷型沉积盆地层序对比方法。

基于扩展型双曲缓坡方程波浪传播模型

在时域缓坡方程中,引入非线性修正项、高阶地形影响项以及能量耗散项,推导得出扩展型双曲缓坡方程。基于该方程,利用ADI格式建立波浪传播数学模型,并应用于椭圆形浅滩、Bragg反射正弦沙涟地形以及斜坡地形的波浪传播计算,计算结果与试验数据均吻合良好,表明该模型能够对近岸波浪的折射、绕射、反射、浅水变形、弱非线性、陡变地形影响以及破碎进行较好地模拟。

非线性抛物型缓坡方程的数值模拟

参考Lo对MNLS方程中非线性项的处理方法,但不转换到频域求解,同时采用Li修正的非线性弥散关系,对非线性抛物型缓坡方程在复数域进行数值模拟,并分别在Berkhoff椭圆地形及淹没圆形浅滩地形验证了该模型,得到了较好的结果。此模型可以有效地模拟非线性波浪问题。此非线性项的处理方法使得数值计算过程中不需迭代求解,同时减少了边界周期性的限制,易于操作编程,提高了计算效率。

基于抛物型缓坡方程的某码头泊稳问题研究

从理论出发介绍了抛物型缓坡方程的特点,并阐述了抛物型缓坡方程的使用限制条件;根据实际工程的需要,运用基于抛物型缓坡方程的REF/DIF模型对大连将军石码头改进后的两种方案的波高进行了模拟和研究,模拟结果表明经改进后方案1和方案2均能满足港内泊稳条件,方案1要更优于方案2。

抛物型缓坡方程的数值模拟

对抛物型缓坡方程使用矩阵求解．将复型方程实部、虚部分离，并在实数域求解．使用Ｃｒａｎｋ－Ｎｉｃｏｌｓｏｎ格式将方程离散，进行矩阵迭代求解．结合地形对非线性方程的折射绕射问题进行研究，并与文献进行了比较，得到满意的结果．

抛物型缓坡方程的变分及数值模拟

对线性水波的折射一绕射问题应用变分原理，对非等深、具有缓坡和不连续的底被导出了一种修改的抛物型缓坡方程近似模型，可预测三维地形上波浪的折射一绕射．同抛物型缓坡方程的线性方程进行了对比．通过数值模拟方法进行数值求解，表明本方法可用于地形条件下的波浪折射一绕射问题．

应用修正型缓坡方程模拟圆台浅滩上的波浪传播变形

修正型缓坡方程被广泛应用于研究近岸波浪的传播变形。本文采用混合元方法,建立了求解修正型缓坡方程的数值模型。应用该模型,首先计算了抛物浅滩地形对波浪的折射与绕射,并通过与三维线性全绕射理论的对比,验证了模型的正确性。进而模拟了波浪在不同圆台浅滩上的传播变形,结果表明,波高的分布规律总体上与抛物浅滩的相似,但随着圆台上底面半径的增大,浅滩末端的最大波高随之增大,浅滩对波浪的反射作用也更加明显。

坳陷湖盆缓坡层序地层及沉积体系研究——以准噶尔盆地陆西地区为例

由于坳陷缓坡型湖盆层序地层的研究尚不成熟和完善,因此应用层序地层学原理和方法,在充分应用岩心、测井、录井、地震等资料的基础上识别出4个III级层序,并建立层序地层对比格架,在等时层序地层格架内开展沉积体系研究。在对各方面资料分析研究的基础上总结出坳陷缓坡型湖盆的层序充填特征,最终利用层序地层学体系域的理论预测出K—SQ1上升半旋回、J—SQ3上升半旋回及J—SQ5上升半旋回沉积地层为有利层段;基东鼻凸、石西凸起及3个泉凸起是岩性地层油气藏发育的有利部位。

适用于中等水域波浪的高精度数值模型

为了较好地模拟中等水域的波浪传播变形,采用Copeland(1985)的双曲型缓坡方程,在非交错网格下建立数值模型.模型中时间导数项采用混合4阶Adams-Bashforth-Moulton格式,空间一阶导数采用5点4阶精度格式.利用模型模拟圆型浅滩和椭圆型浅滩上的波浪传播变形,数值再现了波浪传播中的变浅、折射、绕射以及反射等现象,将波浪发展稳定后的2个周期内的全场数值波面升高进行统计,可得计算域内所有点的均方波高值.比较实验中给出断面的波高与对应的数值波高,可见二者的吻合程度较好.这说明高精度格式可精确地应用于数值求解双曲型缓坡方程,其数值模拟效果合理.适用中等水域波浪场的实际模拟.