强非均质（共3篇）
强非均质 篇1
摘要：通过动态监测分析法、动边界无网格油藏工程计算法、数值模拟法对锦A块油藏纵向和平面储量动用状况和剩余油分布状况进行分析和研究。
关键词：锦A块,剩余油分布,动用程度,计算与模拟
1 区块基本概况
锦A块的油层地质结构属于三角洲前缘亚相沉积, 主要表现在纵向上砂体发育较差, 横向分布范围小且变化大, 非均质性强。储层平均孔隙度为24.3%, 渗透率是108×10-3μm2, 泥质含量是4.7%50℃的脱气原油粘度是660m Pa·s, 20℃的原油密度是0.969 g/cm 3凝固点是-13℃。地层水属于Na HCO3型, 矿化度是3080mg/L。
锦A块发现于1993年, 并于1994年正式投入开发, 迄今为止已超过20年, 先后经历了干抽、吞吐和水驱三种开发方式。本次研究主要通过产液、吸汽剖面等动态监测资料分析油层纵向上的动用程度, 再应用动边界无网格油藏工程计算法和数值模拟法对各油层的剩余油分布进行计算。
2 纵向动用情况研究
根据收集到的锦A块3口井的4条吸汽剖面资料分析, 吸汽较好的油层占总射开厚度的58%, 吸汽较差和基本不吸汽的油层约占总厚度42%。从几口井的吸汽剖面分析, 蒸汽吞吐阶段, 油层的纵向动用情况受蒸汽超覆、油层厚度和油层物性影响, 射孔井段上部、单层厚度大于1m且渗透率级差小于3的油层吸汽较好, 动用程度较高, 见表1。
吸水剖面测试是目前注水开发油藏中常见的用来评价纵向上水驱储量动用程度的方法。根据锦A块注水试验井组2口注水井的4条吸水剖面资料的统计, 吸水厚度占射开厚度的75.6%, 计算该块水驱储量动用程度为75.6%, 见表2。
3 平面动用情况研究
3.1 动边界无网格计算法
根据本次研究建立的油藏地质模型, 结合油田实际生产数据和吸汽剖面等测试数据, 分别对研究单井在各层的产量情况进行了分析计算。目前各层的采出程度均较高, 尤其是兴Ⅰ、兴Ⅱ油组各小层采出程度基本都在20%以上, 兴Ⅲ油组动用相对较差, 个别小层采出程度尚不足10%, 分析原因主要是这些层储量规模小, 分布零散, 生产井相对较少, 而生产井也往往与其它高渗层合采, 导致小层整体动用较差。
3.2 数值模拟法
通过油藏历史拟合, 全区整体与单井相关指标与实际点接近, 变化趋势一致, 说明依据生产历史拟合而建立的地质模型能够比较真实的反映地下实际情况, 及剩余油饱和度场比较可靠。根据数值模拟及动态剩余油分布研究结果现将各小层剩余可采储量特征分析如下:
3.2.1 Ⅰ油组剩余油分布
该油组储量规模小, 主要集中在锦A-273井周围, 其中Ⅰ12小层动用程度较高。该油组油藏分布局限, 调整挖潜潜力小。
3.2.2 Ⅱ1砂岩组剩余油分布
该砂组剩余油主要集中在Ⅱ12、Ⅱ13小层。Ⅱ11小层剩余油分布较为分散, 加之该小层原始地质储量不足4.5×104t, 因此调整潜力不大;Ⅱ12小层在东北部高部位及Ⅱ13小层北部高部位锦A-9、锦A-11井附近动用程度低, 且两套小层原始地质储量均在9.0×104t以上, 因此这两个小层应作为调整挖潜的重点, 考虑采取完善注采井网、部署调整井等措施, 改善区块开发效果。
3.2.3 Ⅱ2砂岩组剩余油分布
该砂组各小层动用程度较高, 剩余油主要集中在Ⅱ21小层和Ⅱ22小层。Ⅱ21小层动用程度较低, 北部断层附近及锦A-7井附近均存在较大的未动用区, 加之该小层原始地质储量在10×104t以上, 因此具有较大的调整潜力;Ⅱ22小层动用程度相对较高, 剩余油分布较为分散, 但原始地质储量近30×104t, 在北部断层附近及西部油砂体边部存在未动用区, 可作为调整挖潜的重点, Ⅱ22小层原始地质储量小, 目前动用程度较高, 调整潜力不大。
3.2.4 Ⅱ3砂岩组剩余油分布
该砂组各小层动用程度较高, 组剩余油主要集中在Ⅱ31小层油砂体边部井网不完善部位, 这些局部部位由于动用程度低, 原始储量大, 具有较大的调整挖潜潜力;Ⅱ31小层由于原始地质储量不足10×104t, 加之总体动用程度很高, 目前含油饱和度多在45%以下, 调整潜力不大。
3.2.5 Ⅲ1砂岩组剩余油分布
砂岩组剩余油主要集中在Ⅲ11小层高部位, 原始储量大, 剩余油分布范围广, 具有较大的调整挖潜潜力;Ⅲ12小层由于原始地质储量不足10×104t, 但总体动用程度较低, 具有一定的调整潜力。
3.2.6 Ⅲ2砂岩组剩余油分布
该砂组各小层动用程度较高, 剩余油主要集中在Ⅲ21小层, 该小层平面上动用程度不均衡, 东北部断层附近动用程度低, 南部低部位水侵严重, 由于局部地区动用程度低, 原始储量大, 具有较大的调整挖潜潜力;Ⅲ22小层整体动用程度较高, 局部地区如锦A-17井东北部剩余油较为富集, 具有一定调整潜力。
3.2.7 Ⅲ3砂岩组剩余油分布
该砂组总体动用程度较高。锦A-43井所在砂体动用程度较低, 但由于单个小层原始地质储量不足3×104t, 调整潜力不大。
4 剩余油分布规律总结
从锦A块纵向动用程度研究可以看出, 受储层纵向上非均质性影响, 各层的动用存在一定的差异, 储层物性较好、渗透率较高的层段相对动用较好, 射孔井段内不吸汽或吸汽差的油层主要分布在射孔井段下部储层物性较差、油层厚度较薄的层段。平面上剩余油分布在构造高部位、断层遮挡部位、蒸汽未波及部位和生产井未射开部位。
参考文献
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保持油藏非均质性粗化方法 篇2
1 区域地质概况
研究区位于大庆油田采油一厂北一区断东西块，面积1.3 km2，井数225口，井网密度为173口/km2，其中葡I21为研究区重点解剖层位，属泛滥平原相的高弯曲大型复合曲流带沉积，总体上看河流规模比较大，砂体的连续性好，平面上组合成宽大的复合曲流带，发育22条夹层。该层划分的网格块数目为332×320×200=21 248 000个，即2 000万个节点，分别对应于x,y,z轴方向，z轴方向，共有200层网格，夹层分布于顶部40层网格中，按5 m×5 m×0.1 m节点规模计算，数据体几何尺寸为1 660 m×1 600 m×20 m。
2 粗化过程
因为孔隙度、含油饱和度等标量粗化过程比较简单，可利用算术平均方法进行数据处理，故本文只研究渗透率的粗化。模型第80层以下，属性值基本为零值，因此只需要对1至80层，约800万个节点进行粗化处理。
2.1 方法简介
简单平均方法未考虑储层渗透率各向异性，只能计算标量，求解流动方程等解析方法计算量比较大，而重整化渗透率粗化方法充分考虑储层非均质性，对于保持模型地质特点具有重要意义。重整化基本思想是将从精细网格到粗网格一步合并计算转换为一系列多步合并，是一种递归算法。宏观网格块等效渗透率可以通过对微观网格块的一系列合并得到，在D维空间中，计算由2D个微观网格块组成的宏观网格块的等效渗透率，在2维和3维空间中等效渗透率的计算采用近似计算。在实际计算时，由于地层中层与层之间连通性很弱，而层内连通性相对较强，所以在三维空间计算等效渗透率时时，，首首先先在在二二维维空空间间((按按层层))计计算算，，利利用用公公式式((11))解解得得该层粗化结果，然后把层与层之间算术平均值作为最后粗化结果。
Kbxx—x方向宏观块渗透率，k1、k2、k3、k4—水平面4个微观块渗透率。
2.2 模型粗化调整和约束
通常情况下，判断相邻网格属性值差，差值大网格不合并，差值小网格多合并，这样有助于非均质性保留，但由于受矩形网格三维模型数据体格式和软件复杂度限制，实际应用时，对非均质性较强、不适宜粗化区域，采取网格回填方法保留其非均质性。
曲流河道砂体建筑结构三维地质模型中，泥岩夹层分布是有规律的(图1)，灰色为泥岩夹层，渗透率属性值为零值，周围正常储层渗透率属性值大于零，其细网格在4×4粗化网格中占有一定比例。根据泥岩夹层渗透率属性值特点以及网格分布特点，设计流程(图2)，通过计算机程序自动识别夹层，并输出其位置，做细网格加密处理。
图3为4×4粗化后未回填图，图4为第40层渗透率4×4粗化后网格自动回填效果图，对比可知，回填保留了原模型非均质性特点。此算法不仅可以实现夹层识别和回填，而且对非均质性较强网格也可以实施细网格回填。
3 粗化模型评价
3.1 粗化模型平面视图对比
利用平面视图可以直观分析模型非均质性特征，方便指导粗化方案制定，从图5、图6可以看出，利用重整化方法4×4粗化后，粗化模型与原模型比较，夹层保留情况、储层参数(渗透率)变化趋势一致，即非均质性特点基本不变。
3.2 频率分布色差图
频率分布色差图是对同一层中属性值分布概率的表示，横坐标为属性值大小分布，纵坐标为属性值所占总量百分比，通过柱状图或者线形图来表示出来。粗化前后属性值大小分布最为接近，粗化模型很好地表达了原模型的属性值分布趋势。
3.3 非均质参数
由表1 1—10层渗透率变异系数及其平均值来看，粗化模型与原模型很接近，说明粗化模型对原模型的非均质性信息保留程度还是令人满意的。
利用重整化方法4×4×2粗化后，非夹层区域的非均质性特点保留较好，粗化后网格数为25万个左右。夹层区域所占网格数在150万个左右，对夹层区域用2×2×2粗化网格进行加密，增加的网格数为14万个左右，总网格数为39万个左右，去除边界无关网格数据，总网格数低于32万，数据量可以满足数模应用条件。对纵向进行2倍粗化后，纵向属性分布特征保留较好，因此无论从数模应用角度或是非均质性特征保留角度，以上粗化方案粗化都是可以满足要求的。
4 结论
重整化方法及网格回填技术在北一区断东西块地成功运用表明，该方法具有一定推广价值。
参考文献
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强非均质 篇3
关键词：软岩,松动圈,锚注,锚索,二次支护,O型棚
1 围岩地质赋存状况及石门翻修过程
耿村煤矿西区石门埋深约320 m, 全长180 m, 穿过9种不同岩性的煤岩层 (3层石英砂岩, 2层泥岩, 2层煤层, 1层石英粉砂岩, 1层粉砂岩) , 其中有1层岩层含有3条断层。西区石门围岩赋存特点:①贯穿岩层的岩性构成复杂;②贯穿岩层中强度较低的岩层占大多数;③巷道所处的构造应力环境十分复杂, 有3条较大断层。
西区石门首次掘进时采用锚网喷+U型钢棚支护, 但是巷道刚掘进后就变形剧烈, 变形量大, 不能使用, 随后进行了翻修。①第1次翻修。翻修后由于石门侧压较大, 变形速度快, 很快不能正常使用。②第2次翻修。采用锚喷+砌碹支护, 但经过2 a的使用, 巷道发生了严重变形, 直接影响了煤矿安全生产的正常进行。③第3次翻修。设计巷道断面为马蹄形, 采用了11#工字钢做成的U型钢棚支护, 翻修后巷道初期变形并不明显, 但经过一段时间后巷道再次表现出明显变形, 不能满足煤矿正常的安全生产, 需再次翻修。
2 支护方式
由于石门巷道围岩地质条件复杂, 受地质构造的影响石门围岩的强度显著降低, 在采动影响下石门围岩产生了很大变形, 表现出了工程软岩大变形的特征。因此, 将耿村矿非均质西区石门巷道围岩视为软岩范畴。为了准确判定西区非均质大断面石门围岩类别, 采用了YZT-Ⅱ型岩层钻孔探测仪对非均质大断面石门松动圈厚度进行现场观测。从观测结果上分析, 根据大松动圈软岩巷道的分类标准, 判定非均质大断面石门围岩属Ⅵ类碎胀型大松动圈软岩巷道;根据对软岩巷道及大松动圈软岩工程的支护原理的分析, 提出耿村矿西区石门第4次翻修采用联合支护方案。翻修时, 在石门扩面后, 首先用锚注锚索联合支护对巷道进行初次主动支护;滞后一段时间, 架O型棚对巷道进行二次被动支护。
3 二次支护的最佳时段
在软岩巷道支护中, 初次主动支护与二次被动支护的间隔时间对支护的效果影响特别大。该类巷道的独特之处, 就是巷道巨大的塑性能 (如膨胀变形能) 必须以某种形式释放出来, 所以二次支护时间过早和过晚对支护效果都十分不利。过早, 巨大的软岩膨胀变形能不能得到充分释放, 二次支护强度难以抗拒围岩巨大的塑性变形, 导致支护体被破坏;过晚, 膨胀变形能虽然得到充分释放, 但围岩支护强度大部分丧失, 转加到支护体上的是失去支撑能力的巨大围岩载荷, 支护体因支撑不了巨大围岩载荷而遭到破坏。理论和实践表明, 二次支护最佳时间的确定是软岩控制的关键之一。
3.1 软岩巷道支护优化原理
软岩巷道支护原理可以表示为:Pr = Pd + PR +PS。其中, Pr为挖掉岩体后使围岩向临空区运动的合力, 包括重力、水作用力、膨胀力、构造应力和工程偏应力等;Pd 为以变形的形式转化的工程力, 对于软岩来讲, 主要是塑性能以变形的方式释放;PR 为围岩自撑力;PS为工程支护力。
巷道开挖后引起的Pr并不是完全由PS承担, 而是由3部分共同分担。除PS外, Pr由软岩的弹塑性能以变形的方式会释放一部分, Pr的另一部分由岩体本身自承力承担。如果岩体强度很高, PR>Pr-Pd, 则巷道可以自稳。对于软岩, PR较小, 一般PR
3.2 二次支护最佳支护时段
为了确定出西区非均质石门翻修二次支护最佳支护时段, 在该巷道安设了3类监测仪, 分别是锚杆工作阻力监测、围岩表面位移监测和深部位移监测, 通过现场实测, 对一次支护后的巷道围岩运动变化规律进行研究, 实测结果 (图2、图3) 表明, 巷道在翻修施工过程中, 应在一次支护施工完成60～70 d时作为二次支护最佳支护时段。这样可以最大限度地发挥围岩的自承能力, 从而使支护体对围岩的支护力降到最小, 有利于巷道的稳定。
4 技术参数
(1) 打锚索并采用36U型钢O型支架支护。锚索规格为Ø17.8 mm× 8 m, 3 m一组, 每组3根, 间距1.5 m。要求采用4节ZZ3590型树脂药卷, 先装快速再装中速, 药卷搅拌30 s以上, 凝固10 min, 锚索外露长度不大于300 mm, 托梁长1 m。锚索中间1根与顶板垂直, 其余2根与顶板方向呈30°角。架棚时须用双层冷拔丝网加一层彩条布背设, 空顶空帮部分用土袋充填。
(2) 向里扩 (穿煤层段) 约140m。扩巷中宽5.12 m, 净高 3.82 m。初次支护为锚网索支护, 二次支护采用36U型钢O型棚支护。
(3) 扩修巷道两帮采用Ø18mm、长1.8 m左螺旋麻花状钢锚杆, 每个眼装Z3550树脂药卷1节, 凝固时间≥10 min, 要保证锚杆锚固力大于50 kN。顶部锚杆使用Ø20 mm×2 250 mm, 顶帮锚杆间排距为700 mm×700 mm。
(4) 铺设冷拔丝网时, 搭接长度不小于150mm, 连网间距不大于300 mm, 并且顶帮必须护严, 顶帮距不得超过150 mm。
5 效果
为了掌握耿村煤矿西区石门在采用联合支护后巷道围岩变形规律, 同时为优化支护设计参数提供依据, 对巷道联合支护段进行了变形监测 (图4) 。
经过3个月的观测, 两帮收敛量为110 mm, 顶底板收敛量为86 mm, 并在40 d后趋于稳定。观测结果表明, 耿村煤矿西区石门软岩巷道在最佳二次支护时段采用O型棚支护, 可以控制围岩的强烈变形, 保证巷道稳定, 且技术经济效益显著。
6 结语
通过综合分析翻修巷道围岩条件, 采取分阶段主动加被动的联合支护方式来综合治理翻修巷道, 具有技术上先进可靠、施工安全系数大和施工难度低等优点。虽然一次投入大, 但是综合治理效果明显, 同时减少了频繁翻修对正常生产和通风等的影响, 其间接效益更为可观, 具有推广价值。
参考文献
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