二次运移途中油气损失量估算方法研究及应用

在二次运移的过程中，相当数量的烃类滞留于运移路径内，这部分残留烃量影响到圈闭内的油气聚集及运移的方向，是采用物质平衡原理评价勘探资源潜力必不可少的参数。因此，建立二次运移途中烃损失量估算方法已成为油气资源评价乃至油气成藏动力学定量研究中必须解决的前沿科学问题，对于油气资源评价、勘探目标选择及剩余油气资源开发等都具有重要的实际应用价值。但目前二次运移途中油气损失量的估算方法只考虑了砂岩输导层为宏观均匀、其厚度接近特征厚度的理想情况，在实际盆地中应用时遇到很多困难，甚至出现较大偏差。本课题针对损失量估算方法在油田应用时所遇到的困难，梳理出完善该方法的关键科学问题，拟通过系统的物理实验和数值模拟，分析油气在不同厚度输导层及烃源岩下伏输导层中运移时的路径特征、变化规律及其异同，分别提出相应的损失量估算模型，确立关键参数的函数表达式，建立二次运移途中烃损失量估算方法，并在实际含油气盆地中进行应用。

在二次运移的过程中，相当数量的烃类滞留于运移路径内，这部分残留烃量影响到圈闭内的油气聚集及运移的方向，是采用物质平衡原理评价勘探资源潜力必不可少的参数。本项目围绕二次运移途中油气损失量估算方法这一基础问题开展研究，通过设计、改进和研制石油二次运移物理模拟和数值模拟模型，系统地开展物理模拟和数值模拟实验，分析了不同条件下石油运移路径的形态、尺寸和变化规律，获取了二次运移途中烃损失量估算的路径宽度、厚度、含油饱和度等关键参数，完善了二次运移途中烃损失量估算方法，并在实际含油气盆地中进行应用，全面完成了项目的研究目标和内容。通过本项工作，主要取得以下几项重要成果：（1）通过解剖我国碎屑岩盆地油气二次运移的地质特征，设计和改进了适用于石油二次运移模拟的物理和数值实验模型，研制了二维可视化平面玻璃烧结实验模型，并引入核磁共振技术，实现了对石油运移路径形成过程和分布特征的动态观测和参数定量分析。（2）在早期石油运移路径形成后，晚期充注的油将沿早期的残余路径运移，运移过程中的烃损失量主要发生在早期运移路径中，晚期石油运移的烃损失量较少。（3）石油运移路径具有明显的分形特征，不同模式运移路径的分形维数和路径宽度存在差异，活塞式的分形维数（平均1.89）通常最高、路径宽度最大，指进式次之（平均1.80），优势式运移路径的分形维数最小（平均约1.71），路径宽度最窄，运移路径分形维数和路径宽度均与毛细管数、Bond数呈幂指数减少关系，可以利用毛细管数、Bond数预测路径宽度。（4）向上和向下排烃单层输导模型中侧向运移路径的厚度一般变化在1.5～2.5cm，平均2cm，砂泥岩互层模型有效排烃范围外侧向运移路径厚度为单层模型的1.5～2.5倍；（5）石油运移路径上残余油饱和度与孔隙度呈负相关关系。（6）基于物理和数值模拟实验获得的认识和参数，完善了二次运移途中油气损失量估算方法。（7）应用损失量估算方法估算了松辽盆地大庆长垣以西姚一段和牛庄洼陷沙三中亚段的运移损失量，结果表明，姚一段损失量为7.158×108t，约占总供烃量的7%，牛庄洼陷沙三中亚段损失量约1.6×108t。共发表文章11篇，其中国际SCI论文3篇，国内SCI文章1篇，中文EI论文4篇，其它中文文章3篇。已投稿在审国际SCI文章1篇。申请专利1项，登记软件著作权1项。