鶯歌海盆地底辟區(qū)超壓熱流耦合模擬及分析2300字

1、鶯歌海盆地底辟區(qū)超壓熱流耦合模擬及分析2300字 摘 要：根據(jù)鶯歌海盆地底辟區(qū)壓力沿井深分布特點，將超壓類型分為突變型，漸變型和深部超壓三種類型。基于多孔介質(zhì)的滲流溫度耦合理論，建立熱流耦合計算模型，對底辟超壓機理進展模擬分析。結(jié)果顯示，對于目前該地區(qū)不同超壓類型可能是流體充注不同時間段的產(chǎn)物；對突變式超壓系統(tǒng)區(qū)塊，可以通過泥漿溫度梯度的變化來預判高壓層的可能性，提早做好技術(shù)措施。 畢業(yè)關(guān)鍵詞：底辟，超壓，熱流耦合，模擬位于南海的鶯歌海盆地具有廣闊的天然氣勘探前景，在右旋走滑剪切的構(gòu)造應(yīng)力作用及異常溫壓影響下，盆地中央形成了規(guī)模宏大的底辟構(gòu)造帶1-3，是南海鶯瓊含氣區(qū)重要組成局部。底辟區(qū)油氣資

2、源豐富，但底辟地層孔隙流體壓力超壓嚴重，高溫高壓井段長，給鉆井施工及后續(xù)開發(fā)帶來了很大的困難。一、鶯歌海盆地底辟區(qū)超壓類型及特點鶯歌海盆地底辟形態(tài)上多樣，超壓系統(tǒng)在各構(gòu)造單元變化較大、在底辟體及底辟體外部差異明顯，但總體上有一定的規(guī)律性。結(jié)合已鉆井資料，可以將超壓系統(tǒng)分為深部超壓型、漸變型、突變型三種類型。在東方1-1等區(qū)塊，從常壓系統(tǒng)向強超壓系統(tǒng)的過渡過程中，過渡帶厚度較薄，壓力系數(shù)很快達能到2.0 g/cm3以上，同時伴隨著地層溫度的突然增加，為突變式超壓系統(tǒng)。在樂東8-1等區(qū)塊，在常壓系統(tǒng)到強超壓系統(tǒng)的過渡中，過渡帶的厚度通常較大，地層最高壓力也不如突變式超壓類型的高，稱為漸變式壓力系統(tǒng)

3、。在昌南構(gòu)造區(qū)等區(qū)塊，超壓頂界面1.2g/cm3一般都較深，在3000m以下，為深部超壓型。二、多孔介質(zhì)熱流耦合計算模型在鶯歌海盆地泥底辟區(qū)，高壓一般都伴隨著高溫，較高的溫度與強超壓有一定聯(lián)絡(luò)。建立溫度場與滲流場的耦合模型，可以分析流體從下部地層向上充注過程中對地溫梯度的影響，對現(xiàn)場施工提供幫助。根據(jù)巖石滲流力學及傅里葉傳熱定律，推導出的多孔介質(zhì)滲流場-溫度場耦合的控制方程如下：式中：為多孔介質(zhì)的孔隙度；為流體壓縮系數(shù)；為流體熱膨脹系數(shù)為；、分別為流體密度，g/cm3；為地層浸透率，um2；為流體的粘度，Pa?s；為等效熱傳導系數(shù)，W/m?K；為等效熱源，W/m3。對模型采用COMSOL軟件中

4、的General Form偏微分方程形式進展求解。三、底辟區(qū)流體充注模擬1.物理模型描繪建立的物理模型如圖1所示，其中2、4、6求解域為浸透層，1、3、5、7求解域為蓋層，8求解域為底辟區(qū)。圖1 流體充注物理模型2.流體充注模擬不同時期壓力分布特點分析流體充注模擬前期，淺部地層的壓力系數(shù)迅速升高，甚至超過2.0g/cm3，壓力過渡帶較薄。深部地層，孔隙流體壓力釋放，流體的壓力系數(shù)降低，底辟體以外地層壓力根本未受影響。流體充注中期，底辟體內(nèi)部的壓力下降最高壓力降至1.7 g/cm3左右，上部地層的壓力系數(shù)相對增加，過渡層變厚，孔隙壓力可到達1.4-1.5 g/cm3。充注后期，底辟體中的壓力逐漸

5、向周邊地層擴散掉，超壓逐漸釋放，底辟區(qū)顯示為常壓。流體充注對底辟體附近地層橫向上影響范圍較小，一般不超過底辟體橫向尺寸的30%，本文曾選擇不同模型的寬度進展模擬，模擬得出的結(jié)果相似。鶯歌海盆地上部地層的封閉條件并不理想，對于底辟區(qū)目前仍具備的強超壓現(xiàn)象，說明這種流體充注現(xiàn)象仍然正在發(fā)生。目前遇到的三種超壓類型，可能是流體幕式充注某個時間段上的表現(xiàn)。3.流體充注對地層溫度影響流體向上部地層的充注，把下部地層的高溫流體帶到上部，使上部地層的溫度增加。這與人們認為底辟體內(nèi)為一個“高溫超壓包的認識是相符的。淺部地層，地溫梯度大，但實際上地層的溫度并不是太高，在鉆井過程中，對地層較淺的層位，并不用考慮采

6、用抗高溫的泥漿。底辟體頂部附近的地層，實際地層溫度比擬高，對于底辟體內(nèi)部，本身的高溫強高壓是鉆井施工需要強烈關(guān)注的危險地區(qū)，最好可以防止直接在底辟體內(nèi)部及其鄰近地層的進展施工。另外，一般情況下，地層中的熱傳導系數(shù)的差異性沒有浸透率的差異性那么大，假如在底辟體上部存在蓋層的話，溫度的擴散要比壓力的擴散更為明顯。尤其對于突變式超壓系統(tǒng)，可以通過泥漿溫度梯度的變化來預判高壓層的可能性，提早做好技術(shù)措施，減少施工風險。四、結(jié)論1.根據(jù)底辟區(qū)已鉆井資料分析，將超壓系統(tǒng)分為深部超壓型、漸變型、突變型三種類型。2.底辟體三種超壓類型的壓力分布特點與流體充注模擬不同時間段壓力分布特點相似；三種超壓類型可能是流

7、體幕式充注不同時間段上的表現(xiàn)。流體充注過程中，對底辟體附近地層的影響范圍較小，一般不超過底辟體寬度的30%。3.通過對溫度分布的分析，認為超壓與高溫的分布存在著一致性，對于突變式超壓系統(tǒng)區(qū)塊，可以通過泥漿溫度梯度的變化來預判高壓層的可能性，提早做好技術(shù)措施，減少施工風險。參考文獻1 單家曾，張啟明.鶯歌海盆地泥底辟的成因機制J. 石油勘探與開發(fā)，1994，212：106-107.2 Secor D.T. Role of fluid pressure in jointing J. American Journal of Science，1965，263： 633-646.3 張樹林，黃耀琴，黃宏偉