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利用显微红外光谱技术表征非均质油气储层裂缝特征——以任丘潜山蓟县系雾迷山组碳酸盐岩储层为例: 2016年; 油气储层裂缝既是重要的储油空间,又是油气运移的主要通道,因此,裂缝表征非常重要。然而储层岩石具有强烈的非均质性,如何精确表征非均质储层裂缝是需要亟待解决的问题。利用显微红外光谱技术可以对矿物分子的光谱曲线进行分析,得到不同的峰值特征,精确获得岩石介质成分、裂缝的大小、裂缝充填物特性等。以任丘潜山型碳酸盐岩非均质储层为例,基于显微红外光谱技术,通过分析岩心光片显微红外成像光谱图和不同特征区域的光谱曲线,获得了目标样品岩石介质的物化特性和空间分布特征,预测了裂缝可能发育的区域,并分析了裂缝的有效性。结果表明,岩心样品主要介质为白云岩;储层裂缝中含有烃类有机物和盐水包裹体,它们主要赋存于白云岩介质中;裂缝充填物中盐水包裹体所占比例为51.7%,烷烃有机物所占比例为26.0%,裂缝发育从岩心样品左上方区域延伸至右下方区域,表明该延伸区域可能是流体运移的通道;盐水包裹体会阻碍油气的运移,导致裂缝的渗透率降低;实验测得岩石裂缝宽度为1~1.5mm,属于大裂缝,油气可以顺利通过,因此,裂缝的有效性好。研究表明利用显微红外光谱成像技术表征非均质储层裂缝特征是切实可行的,为非均质油气储层精确表征提供了一种新方法。; 周汉国郭建春李静刘思萌彭成乐侯江朋; 关键词：非均质储层碳酸盐岩流体包裹体

多参数表征储层岩性及其对储层物性的影响被引量：10: 2016年; 火成岩岩石种类多、岩性复杂、储层非均质性强,精确表征火成岩岩性特征、分析岩性对储层物性的影响,对火成岩油气藏的勘探开发意义重大。利用测井资料、岩石力学参数、岩石物理特征等多种参数相结合的方法,对Hsh2井区二叠系火成岩岩性及其对储层物性的影响进行了探讨。研究表明:岩性是火成岩储层物性其他影响因素的基础;凝灰岩和安山岩的渗透率、孔隙率较大,裂缝发育,为有利的储层岩性,其次是玄武岩;多参数综合分析法可以较准确地识别岩石岩性。; 李静韩晨周汉国郭建春范作松; 关键词：岩石力学参数火成岩岩性储层物性交会图

渤海湾盆地冀中坳陷大柳泉构造不整合输导油气能力的定量表征被引量：8: 2016年; 在不整合输导模式研究的基础上,定量表征了不整合输导油气能力。不整合主要通过水进层的连通孔隙系统和半风化岩石层的孔—缝系统输导油气,平面上存在发散运移和汇聚运移2种模式,垂向上则存在顺层运移和窜层运移2种模式。不整合输导油气能力主要受不整合类型、不整合结构及其物性、不整合面倾角、不整合交会叠置程度、不整合发育规模、源储距离、油气黏度以及油气运移动力等因素的共同影响。基于达西定律,综合各项影响因素,建立了具有实际地质意义的不整合输导油气能力定量表征公式,并利用该公式对渤海湾盆地冀中坳陷廊固凹陷大柳泉构造古近系沙三段与沙四段之间不整合的输导能力进行了评价。结果表明,该不整合输导油气能力具有自大兴断层至牛北斜坡带逐渐增强的变化规律,且存在3个优势运移路径,这些路径上的地层圈闭可作为有利的勘探目标。定量评价结果与实际地质情况具有较好的吻合性,表明所建立的不整合输导油气能力定量表征方法具有较好的适用性。; 高长海查明陈力赵贤正金凤鸣; 关键词：不整合输导能力

基于数字图像处理的非均质岩石材料细观尺度应力分析被引量：2: 2016年; 以冀中坳陷碳酸盐岩储层为例,利用碳酸盐岩微观结构的图像信息,确定地应力数值模拟计算网格的合适尺寸,将数字图像处理技术引入非均质碳酸盐岩岩石材料细观尺度的应力分布计算中,将表征岩石细观结构特征的量与岩石物理力学参数等宏观的量有机结合,精确预测碳酸盐岩非均质储层裂缝发育及分布的区域。结果表明:研究区域最大水平主应力为-59.51^-95.09 MPa,最小水平主应力为-34.05^-52.58 MPa;Mises等效应力为56.84~83.15 MPa;研究区域最大总应变为2.097×10-4,最小总应变为1.392×10-4;岩心样品在左上区域和右下区域均出现应力集中和变形不协调的情况,预测为裂缝主要扩展和分布的区域;基于数字图像处理技术能够更真实、有效地表征储层岩石的非均质性。; 李静周汉国刘思萌郭建春彭成乐侯江朋; 关键词：碳酸盐岩非均质数字图像处理数值模拟

裂隙特征对岩石渗流特性的影响规律研究被引量：10: 2017年; 裂隙是油气储层主要的储集空间及流体渗流通道,影响油气的运移规律,是油气勘探开发的重要指标。以冀中坳陷任丘油田任10井为例,运用数值模拟方法研究了裂隙开展宽度和裂隙面粗糙度对岩石渗流特性的影响规律。研究结果表明,(1)裂隙开展宽度较小时,孔隙内流体压力仅在入口处小范围内呈扇形分布,裂隙中压力分布曲线呈正切函数型,流体流速在裂隙和孔隙中都较小;随着裂缝开展宽度的增加,孔隙内流体压力逐渐增大,裂隙中压力分布曲线逐渐向直线型转变,流体流速在入口处先减小后稳定,在裂隙中先增加后稳定;(2)裂隙面粗糙度对裂隙岩石渗流特性的影响与裂隙开展宽度有关,在裂隙开展宽度较大时,裂隙面粗糙度对流体压力的分布影响较大;随着裂隙面粗糙度增大,孔隙内流速逐渐增大,而裂隙中流速逐渐减小;(3)随着裂隙开展宽度的增大,影响裂隙流体流动的主控因素逐渐由裂隙开展宽度转变为裂隙面粗糙度。; 周汉国郭建春李静范作松高帅王昌刘振; 关键词：裂隙岩石渗流特性

准噶尔盆地中部4区块致密砂岩有效储集层物性下限被引量：8: 2018年; 以准噶尔盆地中部4区块中侏罗统头屯河组致密砂岩储集层为例,利用测井解释、试油等资料,采用经验统计法、分布函数曲线法、试油法、孔渗关系法、正逆累计法和泥质含量法,综合确定了研究区有效储集层物性下限。研究结果表明,研究区有效储集层孔隙度下限为4.52%,渗透率下限为0.14 m D;孔隙度和渗透率呈幂函数关系;有效储集层物性下限随深度增加呈减小的趋势。根据各种方法可靠性加权平均确定研究区有效储集层物性下限,有效避免了单一方法的随机性和不确定性。; 王建东王昌曹海防李静马骥郑金凯; 关键词：准噶尔盆地侏罗系头屯河组致密砂岩物性下限

储层岩石微观孔隙结构对岩石力学特性及裂缝扩展影响研究被引量：22: 2019年; 储层岩石是一种具有复杂孔隙结构的天然非均质材料,微观结构影响岩石的宏观力学特性和破裂特性,认识储层岩石微观孔隙结构及其对岩石力学特性的影响对油气开采和储层改造具有重要意义。为此,利用CT扫描试验和数字图像处理技术,定量表征储层岩石微观孔隙结构;据此建立微观孔隙结构的三维模型,根据单轴压缩试验获取模型的细观参数,并在PFC3D中进行单轴压缩模拟,分析微观孔隙结构对岩石力学特性和裂缝扩展的影响。结果表明,储层岩石微观孔隙结构概率分布满足对数正态分布,几何形状复杂,孔隙分布具有分形特征;微观孔隙的存在造成单轴抗压强度的降低,分形维数越大,单轴抗压强度越小,两者呈近似线性关系;孔隙结构对裂缝起裂位置、扩展及贯通方向具有决定性作用,裂缝起裂位置多出现在孔隙尖端处;在平行于加载方向的平面内,裂缝多沿孔隙尖端近30°方向和平行于加载方向扩展;在垂直于加载方向的平面内,裂缝沿裂隙轴线方向延伸或使孔洞直径增大;加载过程中裂缝易造成孔隙之间的贯通。; 李静孔祥超宋明水汪勇汪勇刘旭亮; 关键词：CT扫描微观孔隙结构离散元岩石力学特性

岩层厚度对碳酸盐岩构造裂缝面密度和分形分布的影响: 2015年; 碳酸盐岩构造裂缝在其发育中,受到岩层厚度的影响非常大。据有关研究和统计结果表明,对于碳酸盐岩构造的裂缝面的密度以及岩层的厚度具有负相关关系,其关系是岩层的厚度越大,其碳酸盐岩构造裂缝面的密度往往越小,其碳酸盐岩构造裂缝的规模越大。相反,如果岩层的厚度越小,其碳酸盐岩构造裂缝的密度就越大,其裂缝的规模也就越小。构造裂缝的分数维和裂缝面的密度具有密切的关系,他们对构造裂缝发育的程度具有影响作用。; 刘思萌韩晨

基于有限元方法的储层地应力修正研究被引量：7: 2019年; 地应力是油气储层评价的基础参数,传统常用的单井地应力求解往往只依托于测井数据及岩石力学实验,未考虑整体力学模型中地层岩石非均质性对地应力的影响。研究以准噶尔盆地中部4区块董11井为例,采用整体力学模型分析的方法对目的储层地应力进行修正。根据地层岩石的物理性质及岩石力学参数对井场周围地区进行划分及整体三维建模,并用ANSYS有限元软件对其整体模型进行力学分析,从而对地应力计算结果进行修正,得出研究区目的层地应力分布情况。研究结果表明,修正后的地应力值与修正前的地应力值在地层薄弱(坚硬)层段水平最小主应力值相差16%~17%左右,水平最大主应力值相差22%~23%左右。修正后的地应力可以很好地体现地层在沉积过程中造成的岩石物理性质非均质性对地应力非均质性的影响,反映了储层地应力的真实变化特征。; 王金铎孙鲁宁王军王敏李静刘旭亮刘晨; 关键词：声波测井数值模拟油气储层

多场耦合作用下致密储层地应力场变化规律研究——以准噶尔盆地某区为例被引量：11: 2019年; 地应力是储层改造方案设计、提高油气勘探开发效率的重要指标。致密储层所处环境复杂,需要综合考虑温度-应力-渗流多场耦合作用的影响。为此,以准噶尔盆地中部4区块某三维区致密储层为例,基于COMSOL Multiphyics软件,建立了温度-应力-渗流耦合控制方程,研究了多场耦合作用下研究区致密储层地应力场的变化规律。研究结果表明:研究区最大水平主应力范围在113~134 MPa之间,最小水平主应力范围在106~124 MPa之间,均表现为压应力;在油气开采过程中,最大水平主应力先增大后趋于稳定,随着油气开采的深入,应力变化范围逐渐由井口周围向附近断层延展,并且优先沿着断层的开裂方向发展;在断层的破碎过渡区应力值最小,断层核部应力值介于破碎过渡区与连续地层之间;随着油气开采的深入,致密储层会发生竖向变形,储层最大竖向变形出现在井口附近,位移量超过10 cm,随着距离变远,沉降量不断减小。; 孟宪波徐佑德张曰静商丰凯李静孙鲁宁郑海东; 关键词：多场耦合侏罗系致密储层地应力场数值模拟

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国家自然科学基金(41272141)

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