大庆长垣西部地区油气运移动力学研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2010年2月第32卷第1期JournalofOilandGasTechnology(J．JPI)Feb．2010Vo1．32No．1大庆长垣西部地区油气运移动力学研究中"Or，大庆油田有限责任公司第九采油厂，黑龙江大庆163853、^I成都理工大学沉积地质研究院，[]111成都610059／[摘要]建立在物理实验基础上的数字模拟技术正成为油气运移研究的重要手段。在对前人关于油气运移室内实验进行系统分析总结的基础上，以大庆长垣西部外围地区为例，运用盆地模拟方法

2、恢复盆地演化过程，开展流体动力学研究。对大庆长垣西部外围地区各类输导体进行了定量表征，结合生、排烃研究成果，对油气运聚过程进行了模拟分析，并以黑帝庙油层为例阐述了油气运移路径及聚集范围，进一步指出了黑帝庙油层曾经遭受后期破坏作用。油气运聚模拟结果与实际地质情况比较符合。[关键词]大庆长垣西部；油气运移；侵入逾渗理论；流体动力学；输导体系[中图分类号]TEl22．1[文献标识码]A[文章编号]1000—9752(2010)01—0043—04大庆长垣西部地区地处松辽盆地大庆长垣以西，勘探开发范围包括齐家一古龙凹陷、龙虎泡一大安阶地

3、、泰康隆起带和西部超覆带4个二级构造单元。地质条件复杂，油藏具有小、散、差、杂、低、深的特点，成藏规律研究难度大，以往定性分析的成藏规律研究方法对该区探明储量快速上升起到了很大促进作用；但由于难以考虑众多地质因素的共同作用及其间的相互关系，无法解决研究结果尤其是油气运移路径及方向的多解性难题。因此，有必要建立各成藏主控因素之间的定量制约关系，开展定量的动力学研究。1方法理论Lenormand等Ⅲ和Ewing等[幻通过在玻璃管填充不同粒径玻璃微珠，孔隙内饱和水溶液，观察油在孔隙介质中驱替孔隙水的室内物理模拟实验，表明石油的二次运移

4、过程受颗粒粒度、表面润湿性、注入压力、原始油柱高度、流体性质等多种因素的影响。Dembicki等引、Catalan等、Tokunaga等引、张发强等研究发现，随实验条件的不同，石油运移大体上可分为活塞式、指进式和优势路径式3种运移模式。在实际地质条件下，各影响因素的变化范围很大，某单一因素对石油二次运移模式的影响难以确定，并且各因素之间的关系复杂引，而采用归一化方法是综合分析这些因素共同作用结果的有效途径。Wilkinsonc提出的两个流体排替动力无量纲数——毛管数(Ca)和Bond数(B。)，在互不相溶的两相排替动力学分析中被

5、广泛采用[1]。毛管数为排替流体的粘滞力与系统的毛细管力之比，可表示为：一：(1)acos7式中，。是排替流体的达西速率，s／m；。是排替流体的粘度，mPa·s；是流体界面张力，N；y是两相流体在固体表面形成的接触角，(。)。Bond数为排替流体在被排替流体中所受浮力与毛细管力之比，考虑到实验室难以获得模型的喉道直径，Tokunaga[5]等对Bond数进行了修改：[收稿日期]2009—09—10[基金项目]国家自然科学基金项目(40773030)。[t5者简介]么忠文(1976一)。男，2000年江汉石油学院毕业，工程师，博士

6、生，现主要从事油藏地质方面的研究工作。学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2010年2月=(2)盯COS，。西式中，p是水的密度，g／cm。；po是油的密度，g／cm。；g是重力加速度，m／s。；是油运移方向与水平方向的夹角，(。)；K是绝对渗透率，m。；盯是流体界面张力，N；是孔隙度，。由式(1)和式(2)可知，在排替流体为非润湿相的条件下，毛管数(Ca)分布范围主要取决于达西流速，Bond数分布范围主要取决于绝对渗透率与孔隙度的比值。侯平等L9以修改后的Bond数B。为横坐标、毛管数为纵坐标

7、绘出运移模式相图(见图1)。从图1可以看出，运移模式的改变受Bond数的影响较小，应该是由于各个模型的绝对渗透率和孔隙度变化较小，而达西流速变化较大的缘故。随毛管数变小，运移模式依次表现为活塞式、指进式和优势路径式。因为达西速率的大小与单位时间内新参与运移的油量成正比，而后者又决定于运移动力的大小，因而在运移条件相似的情形下，运移动力越大，运移的油气越趋向于以活塞式运移。Tokunaga等[5认为，若运移动力大，油气不仅可以突破大的孔隙，而且可能突破小的喉道，结果造成油柱整体向上运移，形成活塞式运移模式。当运移动力减小，油气突破

8、细小喉道的可能性较小，只能沿部分大毛细管向上运移，进而形成指进运移模式。侵入逾渗理论模型就是根据室内实验结果及理论分析构建的。在地质网格模型中，用节点代表孔隙和喉道，键长代表着平均喉道的长度(见图2)。当连续路径边界上某一喉道处的浮力大于毛细管力时，油气便进入与