[发明专利]水动力油藏物理模拟实验装置及实验方法

说明书

本发明涉及一种水动力油藏物理模拟实验装置及实验方法，该装置包括水动力油运聚模拟箱，水动力油运聚模拟箱通过水注入系统和水输出系统与供水池相连，形成闭合的环路；水动力油运聚模拟箱包括箱体，箱体内设有地层体模拟器和位于地层模拟器两侧的两个蓄水箱；地层体模拟器的两侧面、蓄水箱与地层体模拟器连接的侧面均为防砂渗滤网；地层体模拟器的下端设有注油孔，第一蓄水箱的下端设有与水注入系统连接的注水孔，第二蓄水箱的下端设有与水输出系统连接的出水孔，在箱体上的相应位置分别设有注油孔、注水孔和出水孔。本发明以实现模拟水动力对油藏的影响过程，分析水动力油藏形成机制及控制因素，深化对水动力油藏成因的认识，为含油盆地的油勘探提供依据。

技术领域

本发明涉及油运移与聚集的实验装置及实验方法，具体地说，涉及一种水动力油藏物理模拟装置及实验方法，用于模拟水动力对油藏的影响作用。

背景技术

沉积盆地地下水动力的形成、演化与油运移、聚集关系非常密切，而水动力受流体动力及其驱动机制支配。近些年来很多学者从不同角度研究了流体动力、流体驱动机制与油成藏的关系。陈荷立等(1988，1990，1993)利用泥岩压实研究流体压力，认为油一般分布在剩余压力较低部位。康永尚等(1998)提出了油成藏流体动力系统的概念，并提出重力驱动型、压实驱动型、流体封存型及滞留型油气成藏流体动力系统类型的划分方案。在此基础上，成藏动力学概念得到强调，认为需要将流体动力的研究与其他地质条件和作用过程综合起来研究油气运移过程和聚集规律(龚再升等，1999；郝芳等，2000；罗晓容，2008)。在流体动力学研究中，有观点认为流体势场中分隔槽的位置可以划分含油气系统或油气运聚单元(王震亮等，1999，2000，2002)，也有认为水动力体系与油气藏的形成密切相关，含油气沉积盆地经历的水文地质旋回决定在一个独立的水动力体系中油气的分布规律(楼章华等，2005)。庞雄奇等(2007)认为体现流体动力的“势”与反映储层输导能力的“相”耦合，对陆相断陷盆地的油气具有较好的控制作用，并提出相势控藏理论。陈中红等(2003，2010，2011，2013)利用水动力场的概念，讨论了准噶尔盆地西北缘和腹部地区以及渤海湾盆地东营凹陷和沾化凹陷水动力的分布和演化，在此基础上分析了水动力对油气运移、聚集的影响。

含烃水动力场的演化与构造演化、地下油气的演化紧密相关。以准噶尔盆地克-百地区为例，该区构造运动活跃，地下水动力演化及油气成藏比较复杂。从水动力场分布看，在靠近凹陷的斜坡带，为泥岩压实排水形成的离心流区，流体主要为来自源岩的含烃流体；在盆地边缘的超覆尖灭带是大气水下渗形成的向心流区，对油气藏有破坏作用；处于中间的断阶带，是下部的离心流和上部的向心流的汇合区，也是深部流体向上运移的越流-泄水区。以东营凹陷为例，研究表明，东营凹陷(沙三段)为以典型的、“年轻”的压实流盆地，压实流驱动的离心流是决定油气侧向运移的主要因素，在离心流作用下，油气主要向生油洼陷的周缘地区，最后形成环(带)状油气聚集。

以四川盆地为例，川西坳陷上三叠统须家河组储层中水溶气丰富，溶解气资源至少超过富集于气藏中的天然气资源的1～2个数量级(安凤山等，1995；杨克明等，2006)。川西坳陷自晚三叠世以来，在喜马拉雅期构造隆升之前，平均1m3水中可溶解甲烷18.1m3。在含气饱和度为5％、地层压力90MPa条件下，弥散气含量将超过40m3，水溶气总量达到58.1m3/m3，可见水动力驱动的水溶气成藏具有重大意义。

水动力油气藏在油气勘探中不断有新的发现，显示出水动力作用对油气成藏的重要性。水动力油气藏的形成与水动力的封闭作用密切相关。水动力油气藏一般形成于地层产状发生轻度变化的构造鼻和挠曲带、单斜储集层岩性不均一和厚度变化带以及地层不整合附近。在这些部位，当渗流地下水的动水压力与油气运移的浮力方向相反、大小大致相等时，可阻挡和聚集油气，形成水动力油气藏。