中国石化无锡石油地质研究所实验地质技术之三元体系流体互溶度测定技术

<正>研究油、气、水在地下沉积岩中的物理化学性质及其随温度、压力的变化特征,对于认识油气生成、运移、聚集与分布;对于油气勘探评价和油、气储量计算;对于油气田合理开采与开发,以及提高石油采收率等方面都有极其重要的作用。然而现有技术极少考虑在地层温度压力下,以及有地层水参与的条件下,油、气、水三相在多孔介质中共存时的相互溶解与相     

流压低于饱和压力时油井开采制度

用于计算油-水、油-气两相混合流体运移参数的方法虽可以用于计算油、气、水三相流动过程，但所得计算结果与实际相差甚远。非均匀介质中多相流体渗流参数计算具有不准确性，不能用于确定油井工作制度及选择油井设备。目前用于选择近井地带压力低于饱和压力情况下油井工作制度的方法，没有考虑地层系统中发生各种过程的复杂性，这将最终导致在预计开发期限内明显达不到预计的采油量。     

基于非等温三相流模型的欠平衡钻井井底压力预测

考虑欠平衡钻井中钻屑的影响以及由于地层和钻井液之间热量传递导致的温度变化,应用气-液-固三相流模型来模拟井筒流体,计算井筒温度和压力分布,分析不同参数对环空内流体压力和温度分布的影响.研究表明,与两相流模型及其他考虑地温梯度的三相流模型相比,考虑传热的非等温三相流模型能够更加准确地预测欠平衡钻井井底压力.井筒内黏性耗散...     

基于三相渗流机理的自然递减模型研究--以温米油田为例

为了掌握当地下存在三相渗流时的油田开发规律,有效控制自然递减,从分析地层流体渗流机理入手,结合油气水三相渗流时产量积分表达式,系统分析含水、地层压力、生产压差、气油比、剖面动用对产量的影响,并利用Visual Basic编制开发程序,建立了基于三相渗流机理的自然递减率多因素计算模型。实践证明该模型计算结果与实际数据相对误差在5％之内,吻合程度较高。利用该模型可以量化评价含水、地层压力、生产压差、气油比、剖面动用的变化对自然递减的影响,提高制定技术政策的合理性和科学性,有助于提高油藏管理水平。     

带气顶油藏油气同采条件下流体界面移动规律

带气顶油藏气顶、油环同采过程中气顶与油环间的压力容易失衡,为实现气顶与油环的协同高效开采,以哈萨克斯坦让纳若尔气顶油藏为例,基于油气水三相相似准则建立了三维可视化物理模型,并结合物质平衡原理建立了带气顶油藏流体界面移动速度评价模型。计算结果表明,油藏工程评价模型得到的流体界面移动速度与物理模拟实验和油田动态测试结果均吻合较好。同时,依据该油藏工程评价模型分别建立了衰竭、屏障注水以及屏障+面积注水等不同开发方式下带气顶油藏流体界面移动速度变化规律图版,确定了带气顶油藏油气同采时影响流体界面稳定的主控因素:衰竭开发方式下的主控因素为采油、采气速度;屏障注水开发方式下的主控因素为采油、采气速度及注采比;屏障注水+面积注水开发方式下的主控因素为采油、采气速度、注采比及屏障注水与面积注水比例。     

基于IPR曲线拐点的杏南油田最小流压界限

针对油井流压较低时油层内为油、气、水三相渗流的情况,考虑油、气、水三相渗流速度差别,建立了油、气、水三相流动能力系数的计算模型,并以此为基础修正了经典的Vogel方程,建立了新型油井流入动态模型.模型具有拐点特征,即当流压较低时会出现油井产液量随流压降低而下降的现象.仿真结果表明,在油藏参数一定条件下,含水率是影响最小...     

流-固全耦合新模型研究

在油藏开采过程中,储层岩石体变形与流体的流动是相互耦合作用的,并且流体渗流时的压力、饱和度也是不断变化的。假设岩石体变形为弹性小变形,建立其变形方程。由达西定律,考虑油、水两相流体耦合渗流时的饱和度变化,经过推导变换,得到了油、水两相流体的耦合渗流方程,从而得到了以岩石质点位移、流体压力和流体饱和度为未知量的流-固耦合数学模型,并给出了求解数学模型所需的定解条件。新模型拓宽了以前以岩石质点和流体压力为未知量的流-固耦合数学模型,实现了岩石变形和流体渗流的真正意义上的耦合,丰富了流-固耦合理论,为考虑流-固耦合影响下的油藏数值模拟奠定了理论基础。     

多孔介质中气-液-吸附三相相平衡计算

在提出多孔介质中气相、液相与吸附相的三相相平衡假设条件之后，应用空穴溶液气体吸附FHVSM模型建立了气相、液相与吸附相之间的三相相平衡计算热力学模型。在等容衰竭试验模拟计算中，分别研究了有多孔介质和无多孔介质、考虑毛细管压力和不考虑毛细管压力、以及考虑吸附现象作用和不考虑吸附现象作用时，地层流体高压物性参数的变化和差异，并得出研究结论。在对研究所得结论的合理性进行解释之后，给出了一个指导制定凝析气藏开发方式的重要技术性要点。     

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文章在提出多孔介质中气相、液相与吸附相的三相相平衡假设条件之后,应用空穴溶液气体吸附FHVSM模型建立了气相、液相与吸附相之间的三相相平衡计算热力学模型。并针对某个气藏Case 2,在确定的平均气层岩心参数的条件下,生成该气藏在给定气层温度下所有组分的吸附等温线;在等容衰竭实验模拟计算中,分别研究了有多孔介质和无多孔介质、考虑毛细管压力和不考虑毛细管压力、以及考虑吸附作用和不考虑吸附作用时,地层流体高压物性参数的变化和差异,并由此得出相应的研究结论。     

油,水二相流固耦合渗流的数学模型

为了正确模拟油藏中流体流动的动态过程，必须考虑由于注水和开采而引起的多相流体的流动、应力状态的变化和储集层变形之间复杂的相互作用。但由于这种问题的控制方程是三维非线性耦合方程，因此，很难模拟这种耦合作用。利用广义的Ｂｉｏｔ理论建立了一个完全耦合的数学模型，它描述可变形油藏中岩石变形和油水流动的这种相互作用。模型中假设岩石骨架具有弹塑性特性，流体是可压缩的。以岩石骨架位移和油水压力为未知变量所建立的控制方程，包括岩石骨架的平衡方程和流体（油、水）的连续性方程。所建立的流固耦合模型在石油工程，特别是在油藏数值模拟中有广泛的应用。参８（陈志宏摘     

The Heat-flux-solid Coupling Model of Heavy Oil During Steam Flooding

A THM governing equation of temperature field coupled with seepage field, and strain field during thermal recovery process was derived and the solution method was given. Considering the effects exerted by pressure, temperature, and rock frame stress during the derivation, the model is applicable for different types of constraints. The deduced governing equations are applied to analyze examples, and the result is basically the same with that of the numerical simulation, which indicates the heat flow penetrating coupling equation is effective to calculate the temperature field model. Examples show that thermal coupling model can be used to quantitatively analyze the dynamic variation of formation temperature, pore fluid pressure, and rock frame stress data near borehole wall during thermal production in heavy oil reservoir.     

储层流固耦合的数学模型及其有限元方程

利用有限元方法,建立了一个描述可变形饱和储层中流体流动的数值模型。该模型由一组完全耦合的控制方程组成,包括岩石骨架的平衡方程和流体在多孔介质中流动的连续性方程,模型中采用了基于Mohr-Coulomb屈服面的弹塑性本构关系。利用有限元方法得到了控制方程中未知的位移和流体压力在几何域上的耦合解。用全隐式数值格式对上述方程在时间域上进行求解,得到了完全耦合的有限元离散方程,并研究了该数值模型的稳定条件。该模型在石油工程中有广泛的应用,为可变形饱和油藏流固耦合渗流的数值模拟奠定了理论基础。     

PETROPHYSICAL CHARACTERISTICS OF THE MIDDLE EOCENE LAUMONTITE TUFF RESERVOIR, SAMGORI FIELD, REPUBLIC OF GEORGIA

In the Samgori field, near Tbilisi in the Republic of Georgia, changes in reservoir properties caused by alteration of middle Eocene volcanogenic rocks control the amount of oil and gas these rocks will yield. These changes, which include fracturing, development of vugs, and laumontite zeolitization, impart a vertical and lateral variability, thus giving rise to irregular petrophysical properties of the rock such as filtrational capacity, elastic deformational properties, and productivity. Indicative of such differences is the large variation in initial recovery from one well to another.
According to the reservoir model proposed here, productivity at Samgori is dominantly controlled by fracture porosity and permeability. Fractured bodies of oil-bearing laumontized tuffs are enclosed within a thick layer of andesite-basalt tuffs and tuffites, which act as a seal. As a result, the fractured tuffs are relatively isolated from the action of geostatic and geotectonic loads, which would otherwise result in closure of the fractures and microfractures. In addition, the fluid pressure of the reservoir tends to maintain open fractures. As fluid pressure declines over the producing life of the field, effective stress increases and the fractures close. This results in the isolation of producing zones and the consequent development of reservoir heterogeneity. An understanding of this effect is essential to proper management of the reservoir so as to ensure optimum recovery of oil.
The contribution of matrix porosity to productivity is also recognized. Fluid injection analysis has established that matrix porosity and permeability vary according to lithology, with the highest values in laumontized tuffs: laumontite inter-crystalline voids can also be observed, using scanning electron microscopy.     

黑油油藏模拟模型选择及有关资料处理

油藏模拟结果能否反应油藏实际动态,主要取决于油藏描述及油藏模拟模型的选择是否准确可靠。而油藏描述关健所在是油田地质参数和岩石及流体性质参数的确定。本文从应用角度出发,着重讨论了黑油油藏模拟模型选择和网格系统选择问题。给出了每种模型的使用范围及作用。并且对油藏模拟研究所需要的资料数据及其处理方法作了一般性的论述。其目的是为了更好地掌握和运用数模技术,有效地解决油藏工程中各种问题。     

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为了搞清异常高压气藏岩石渗透率应力敏感特性，通过克拉2气田的岩心渗透率应力敏感性实验，得到了不同物性岩样的渗透率随有效覆压变化的规律，建立了以地面条件下空气渗透率为基准的不同有效覆压下渗透率的模型——幂函数模型，获得该气藏岩石空气渗透率与应力敏感性系数的关系式。该模型简单实用，其中应力敏感性系数的大小与岩石物性有关；该关系式克服了前人根据岩石物性范围分组表示岩石应力敏感性而导致不连续的缺点。实测结果还表明：克拉2气藏岩样应力敏感性高于大庆油田气藏的岩样，具有异常高压气藏岩石应力敏感性强的特点。     

弹性油藏中多相渗流的流-固-热耦合数学模型

基于对油藏中三大物理场（流体力场，固体力场及温度场）的系统分析，综合运用渗流力学，岩石力学，热力学理论，建立了一个全新的油藏渗流的流－固热耦合模型，该模型假设岩石骨架是可变形的，油藏内热量按热力学定律自由传递，孔隙流体压力和热应力会导致岩石骨架的变形；反之，岩石骨架的变形又会导致储渗特性和孔隙流体压力的改变，还会导致温度场的改变。建立了安全耦合的流体渗流方程、岩石变形方程和温度场方程，三者之间互含耦合项，互不独立，只能联立求解。给出了模型的数值求解思路。该文所建立的模型实现了油藏中渗流、变形，变温三者间真正意义上的耦合，较之已有的油藏渗流模型更能反映油藏的实际，是对油藏传统渗流理论和流固耦合力学理论的发展，能广泛运用于石油工程许多领域，该模型同时也为编制流－固－耦合应用软件提供了理论依据。     

超低渗浅层砂岩油藏储层非线性渗流模型

以鄂尔多斯盆地渭北地区延长组浅层超低渗砂岩油藏为研究对象,基于储层岩石的应力-应变关系及应力敏感性实验研究认为,流体在渗流过程中,启动压力梯度是动态变化的。利用介质变形、应力敏感性及动态启动压力梯度等参数,采用实验方法、线性回归方法和对比法,根据非达西渗流方程,建立了超低渗浅层砂岩油藏渗流模型。结果表明:超低渗浅层砂岩油藏应力敏感模型与正常埋深储层的应力敏感性模型相似;相对于考虑静态启动压力梯度的超低渗砂岩油藏渗流模型,考虑动态启动压力梯度的超低渗砂岩油藏渗流模型,在同一泄油半径内日产油量小,并且随着泄油半径的增加,日产油量减小幅度越来越大,生产井"压降漏斗"变小、变缓。此结果与油田生产实际相吻合。     

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综合应用渗流力学、岩石力学、热力学理论，建立起以气体压力、岩石固相质点位移、绝对温度为基本变量的全新的气-固-热耦合数学模型。该模型假设气藏岩石骨架是可变形的，气藏内热量按热力学定律自由传递，模型包括完全耦合的气体渗流方程、温度场方程和岩石变形方程。章所建立的模型实现了气藏中渗流、变形、变温三间真正意义上的耦合，较之已有的气藏渗流模型更能反映气藏实际，是对气藏传统渗流理论和流固耦合力学理论的发展，能广泛应用于气藏工程许多领域。     

地震波能量的衰减及其影响因素

在实验室内用频谱振幅比较法模拟测试了储集层岩石在高温高压下的弹性波振幅衰减值.弹性波振幅在岩石中的衰减程度受其温压、所含流体性质、流体饱和度、岩石组分、结构等因素的影响.岩石中地震波振幅的衰减量随着压力的增大而减小,随着流体饱和度的增大而增大;弹性波振幅在沉积岩的衰减量大于在火成岩中的衰减量;含气砂岩的弹性波振幅衰减量大于饱含油样品的衰减量,饱含油样品的弹性波振幅衰减量大于饱含水样品的衰减量.这些差异为使用地球物理资料进行油、气、水检测提供了依据.