用毛管压力曲线解释原始含水饱和度

对毛管压力曲线采用逐点法建立含水饱和度解释模型;首先建立含水饱和度与孔隙度、渗透率和油藏高度之间的关系式;利用重叠法与J函数法求平衡毛管压力曲线。然后与测井数字化处理有机地结合,计算出孔隙度、渗透率,给定油水或油气界面深度,从而获得连续的含水饱和度曲线。通过现场资料解释成果对比分析,表明利用毛管压力曲线解释的含水饱和度是合理可信的。     

用分形几何法预测毛管压力曲线

利用分形几何学的原理和方法,实现了利用常规岩心分析资料如孔隙度和渗透率等反演毛管压力曲线(建立孔喉体积分布预测模型),通过实际资料验证,该方法预测结果精度较高。而毛管压力曲线中包含了大量储集层信息,有一系列的地质应用,包括:计算储集层的相对渗透率;计算任意区间渗透率的贡献值;分析评价储集层的非均质性;确定流动孔喉半径下限值;划分储集层与非储集层并对储集层进行定量评价;对油层流动空间的有效性定量评价;计算储集层原始含油饱和度等,为非取心井段的孔隙结构研究及储集层研究与评价开辟了新途径。     

考虑动态相对渗透率曲线的油藏数值模拟方法北大核心CSCD

中国海上油田在高含水期遇到了很多新问题,生产动态反映出开发效果对采油速度敏感。本文开展了流体流动速度对油水相对渗透率的影响研究,采用非稳态法测试得到了不同流速的非稳态相对渗透率曲线,分析发现:当流速小于1mL/min时,随着驱替速度的增加,水相相对渗透率和油相相对渗透率增加,残余油饱和度降低;当流速大于1mL/min时,随着驱替速度的增加,水相相对渗透率和油相相对渗透率降低,残余油饱和度增加。建立了动态相对渗透率计算模型,将动态相对渗透率计算模型引入到传统方法中,对油水两相数值模拟模型进行了修正,结果表明,水井附近和油井附近考虑动态相对渗透率曲线的数值模拟器计算得到的含水饱和度数值高于传统数值模拟方法计算得到的含水饱和度,注采连线方向上润湿相饱和度曲线会出现漏斗形态。利用中国海上某油田实际数据,验证了本文提出的新方法的准确性。     

考虑动态相对渗透率曲线的油藏数值模拟方法

中国海上油田在高含水期遇到了很多新问题,生产动态反映出开发效果对采油速度敏感。本文开展了流体流动速度对油水相对渗透率的影响研究,采用非稳态法测试得到了不同流速的非稳态相对渗透率曲线,分析发现:当流速小于1 mL/min时,随着驱替速度的增加,水相相对渗透率和油相相对渗透率增加,残余油饱和度降低;当流速大于1 mL/min时,随着驱替速度的增加,水相相对渗透率和油相相对渗透率降低,残余油饱和度增加。建立了动态相对渗透率计算模型,将动态相对渗透率计算模型引入到传统方法中,对油水两相数值模拟模型进行了修正,结果表明,水井附近和油井附近考虑动态相对渗透率曲线的数值模拟器计算得到的含水饱和度数值高于传统数值模拟方法计算得到的含水饱和度,注采连线方向上润湿相饱和度曲线会出现漏斗形态。利用中国海上某油田实际数据,验证了本文提出的新方法的准确性。     

低渗透砂岩油藏油水相对渗透率曲线特征

摘要方法综合分析我国十余个低渗透油藏的毛管压力曲线和相对渗透率曲线,Ｊ（Ｓｗ）函数及Ｗｙｌｉｅ和Ｇａｒｄｎｅｒ公式,求出不同渗透率油藏的理论相对渗透率曲线。目的总结低渗透砂岩油藏油水相对渗透率曲线特征,为其开发提供理论依据。结果低渗透油藏中孔隙度、束缚水饱和度、残余油饱和度及共渗点与储层渗透率有一定的关系,即随着渗透率的增大,孔隙度、束缚水饱和度增大,残余油饱和度减小,油水两相共渗区的范围变窄。结论低渗透砂岩油藏的油水相对渗透率曲线具有一定的特征,即随着含水饱和度的增加,油相相对渗透率急剧下降,水相相对渗透率变化不大。利用本文所采用的方法可为理论模型模拟计算（动态预测和储量计算）提供输入数据     

基于物性预测相对渗透率的改进神经网络方法

油水两相相对渗透率曲线对油藏含水上升规律和产量变化规律有重要影响,是油藏开发的基础数据。为更准确预测相对渗透率曲线端点值、建立储层物性和相对渗透率曲线端点值之间的关系、提高油藏数值模拟精度,以149条相对渗透率曲线的渗透率和孔隙度为输入变量,以相对渗透率曲线端点值(束缚水饱和度、残余油饱和度、残余油饱和度下的水相渗透率)为输出变量,建立了一种基于储层物性预测相对渗透率曲线端点值的BP神经网络预测模型。经未参与建模的14条相对渗透率曲线数据检验,新模型预测绝对误差在0. 03以内,相对误差小于9%,满足相对渗透率曲线计算要求;利用该模型预测的BZ油藏不同物性级别下的相对渗透率曲线能够反映BZ油藏的渗流特征。该研究成果对相对渗透率预测及提高数值模拟精度具有一定借鉴意义。     

岩性油藏含水上升规律预测新方法

处于油水过渡带上的岩性油藏初始含水饱和度大于束缚水饱和度,传统油水相对渗透率曲线推导的含水率预测模型不能准确揭示油藏实际生产过程。利用储层压力、温度、初始含水饱和度条件下的油水相渗曲线,得到新型油-水渗流规律关系式,建立含水率、含水上升率与采出程度理论曲线。根据油田生产测试资料,结合典型甲型、丙型水驱特征曲线模型,验证了新方法的适用性和有效性。研究结果表明:新方法预测的含水上升规律符合研究区块开发全过程,弥补了水驱特征曲线适用范围的局限性;新方法预测的含水上升率值为0.25~2.95,含水率达到95%时预测水驱采收率为23.8%。研究成果为岩性油藏含水规律预测提供了一种不依赖于生产数据的新方法,对该类油藏高效注水开发具有指导意义。     

泡沫渗流机理及渗流模型研究

利用稳态法测量了气、液流速对泡沫渗流的影响及气液两相相对渗透率曲线,结果表明:液相渗透率不因泡沫的存在而改变;存在临界含水饱和度,当含水饱和度小于临界饱和度时,泡沫不能稳定存在,气相渗透率与无泡沫时相同,当液相饱和度大于临界含水饱和度时,泡沫稳定存在,气相渗透率大幅度降低;泡沫具有剪切变稀的特性。基于分离压力和毛细管压力对气液相对渗透率规律进行了合理的解释。考虑发泡沫剂质量分数、油相饱和度、渗流速度及临界含水饱和度的影响,建立了泡沫作用下气液两相相对渗透率数学模型,利用该模型对试验结果进行了拟合,并与文献中的模型进行了对比,结果表明,所建模型可以很好地拟合试验结果,实用性强。      

用岩心饱和度分布的核磁共振成象得到低渗透白垩岩的毛管压力曲线

本文介绍一种从注入岩心饱和度分布的核磁共振成象得到油水毛管压力曲线的新技术。在该技术中，通过以恒定流速注入岩心得到平稳状态的流体饱和度分布，在平稳状态下饱和度分布不变化，润湿相和非润湿相间的局部压力差代表毛管压力。用ＮＭＲ技术测量饱和度分布，在排泄情况下，通过数学计算得到非润湿相的压力。本文介绍了ＮＭＲ技术及计算样品中压力分布的方法。非均质样品产生无规律的饱和度分布，可从渗透率、孔隙度和毛管压力变     

注水开发油藏润湿性变化及其对渗流的影响

为提高水驱开发油藏采收率预测精度,研究了油藏岩石润湿性与相对渗透率之间的变化规律及其对两相渗流的影响。采用室内润湿性实验测定方法,对水驱开发油藏润湿指数与含水饱和度的关系进行了定量表征,导出了适合润湿性变化型油藏的两相渗流方程,建立了变润湿性水驱开发油田的采收率预测方法。润湿实验结果表明:所测岩心的润湿指数的对数与取心油层的含水饱和度呈近似线性关系。相对渗透率实验所测的代表低含水期到高含水期岩心的油水两相等渗点对应的含水饱和度由41%增加到53%,亲水程度增强。一维模型计算结果表明,含水率达到98%时,油润湿和强水润湿性油藏的预测采收率分别为52.7%和73.3%。研究揭示的水驱油藏岩石润湿性变化规律和建立的数学模型,可为更加准确地预测水驱油采收率提供参考。      

确定孔隙结构分形维数的新方法

储层岩石的孔隙空间具有良好的分形特征。将分形几何学的原理运用于储层岩石的孔隙结构研究,能建立毛细管压力曲线、相对渗透率、孔喉大小分布等的分形模型。但这些模型只有在求取了孔隙结构分形维数D的基础上,才可能对孔隙结构作出预测。本文提出了在建立毛细管压力分形模型的基础上,运用毛细管压力资料预测分形维数D.通过实测检验证明,该方法不仅简便易行、精度高,而且能直接得到三维空间的信息,值得研究和推广应用。      

基于孔隙分形特征的低渗透储层孔隙结构评价

储层孔隙结构对低渗透储层的渗流能力和油气产能有重要影响,是低渗透储层研究的热点。 目前,急需一种在储层宏观尺度上反映强非均质性储层孔隙结构优劣的储层孔隙结构定量评价方法。 以塔南凹陷白垩系低渗透储层为例,在薄片观察、孔渗测试和毛管压力测试的基础上,将分形算法应用于储层孔隙结构评价,建立了利用压汞测试求取孔隙分形维数,进而定量评价储层孔隙结构的方法。 研究认为,该区发育粗态型、偏粗态型、偏细态型和细态型 4 种类型孔隙结构。 利用毛管压力对数与润湿相饱和度对数的线性关系可求取孔隙分形维数,且分形维数越小,孔隙结构越好。 结合薄片和试油资料建立了该区孔隙结构分类的分形维数标准,同时发现该区储层非均质性强,部分样品整体分形特征不明显,储层中的大孔隙和小孔隙均具有良好的分形特征,但是具有不同的孔隙结构特点,表现为毛管压力与润湿相饱和度关系的分段性。     

低渗透油藏毛细管压力动态效应

通过实验测定和数值模拟研究,分析低渗透油藏油水两相渗流毛细管压力动态效应,以明确其对水驱油特征的影响规律。建立了动态毛细管压力测量实验装置,对动态毛细管压力和含水饱和度变化率之间的关系进行了测定,并求得低渗透岩心的毛细管动态系数。基于测定结果建立了一维水驱油渗流数学模型,并用其研究了注水过程中动态毛细管压力对低渗透油藏水驱油渗流规律的影响。结果表明,低渗透油藏毛细管压力的动态效应非常显著,不能忽略;动态毛细管压力和湿相饱和度变化率之间近似为线性关系,且不同渗透率岩心的毛细管动态系数大小不尽相同,岩心渗透率越低,毛细管动态系数值越大,毛细管动态效应越明显,启动压力梯度越大。认为毛细管压力动态效应是造成低渗透油藏油水两相流动符合非达西渗流规律的原因之一,会对水驱油前缘的推进速度、沿程压力分布、见水时间、产油量、采出程度等开发指标产生影响。     

利用分形模型计算气水相对渗透率

相对渗透率曲线是有水气藏开发计算、动态分析、气水分布关系研究的基础资料，而气水相对渗透率曲线一般通过气水两相渗流实验得到，但实验周期较长，往往不能满足科研生产需要。为了快速获得气水两相相对渗透率曲线，通过岩石毛细管压力曲线测定，建立孔隙结构分形模型，并利用分形模型计算气水相对渗透率。实践证明，利用分形模型计算的气水相对渗透率曲线与岩心的实测气水相对渗透率曲线吻合较好，可以较好地用于有水气藏的开发实践中。     

利用毛细管压力计算低渗储层可动水饱和度

平湖油气田P11层是一高压低渗储层,试油及常规测井都不能很好地确定该层的产油产水比例,对该油藏的产出流体及生产预测带来了困难。为解决这一问题,提出利用储层流体浮力与毛细管压力平衡的原理求解储层初始含水饱和度。在求解过程中,利用J函数及储层孔、渗资料对毛细管压力参数进行了处理。通过与毛细管压力计算的束缚水饱和度比较,得到储层可动水饱和度,进而定性判断储层是否产水。利用相渗曲线及储层初始含水饱和度,可以计算储层的初始含水率。根据P11层毛细管压力实际资料,利用该方法计算出了储层可动水饱和度及含水率,与实际生产含水率相符,表明计算方法正确。此方法有助于提高低渗储层开发动态指标预测的精度。     

低渗砂岩气藏的孔隙结构与物性特征

根据毛细管束模型,在分形几何、表面与胶体化学和气体分子运动论的基础上研究了低渗砂岩气藏的孔隙结构与物性特征之间的定量关系。孔隙结构特征表现为孔喉半径及其高宽比小,分形维数,毛细管弯曲度和孔-喉径比大。物性特征表现为渗透率低并对应力敏感、毛细管压力和束缚水饱和度高,但原生水饱和度则可能很低,纵向气、水分布异常——气、水分界模糊和可能气、水倒置,自由分子流动与粘滞流动共存以及气高速非达西流动和水低速非达西流动显著。从已建立的理论关系式来看,各种结构参数对物性参数的影响不尽--致,如孔喉半径对渗透率的影响比对毛细管压力的影响大,而分形维数对毛细管压力比对渗透率的影响要大。水膜厚度不影响孔喉有效尺寸,仅通过改变润湿性影响气、水分布,从而影响气、水的相渗透率。在低渗气藏中因孔喉很小,分子自由流动明显,无论在室内或地下均需校正滑脱效应。     

低渗孔隙介质中流体流动的分形模拟研究

根据渗透率概率分布曲线和分数布朗运动曲线的相似性，用满足分数布朗运动的变量连续随机迭代法，建立分形预测模型以及低渗透油藏流体分布分形网络模型，并编制了计算程序。使用随机分形网络模型(FIM)，对国内某油田水驱过程中压力分布、驱替特征曲线和相对渗透率进行了模拟研究，建立了分形宏观渗流场，模拟计算获得油藏剩余油饱和度分布。该方法拓宽了渗滤理论的应用和精细油藏数值模拟的研究方法，对于确定粘度比较高情况下的剩余油分布和指进发育具有重要意义。     

致密气藏气水相对渗透率理论及实验分析

通过设计不同压差下的气水驱替实验,得到了不同驱替压差下的气,水两相驱替特征及相对渗透率曲线。并基于分形理论,考虑了束缚水饱和度及驱替压差的影响,建立了致密砂岩气水相对渗透率计算模型,求解得到了气水相对渗透率的解析公式。模型计算得到的相对渗透率与实验结果吻合度较高,从而验证了模型的正确性。研究表明,气,水相对渗透率曲线受到驱替压差和孔隙结构参数的影响。随着驱替压差增大,束缚水饱和度降低,两相区域变宽,水相相对渗透率升高。     

构造毛管压力曲线法在A油田储层评价中的应用

苏北盆地A油田的中低孔渗储层,由于受不同成岩作用的影响,孔隙结构复杂,且储层段存在不同流体时的电性关系复杂,基于电法测井的解释图版难于识别储层含油性,测井储层参数的计算精度也偏低。在现有研究成果的基础上,引入综合物性指数C分类选取毛管压力曲线的进汞压力初始点,分类构造相应每一个进汞饱和度下的进汞压力与孔隙度和渗透率之间的对应函数关系,再逐点构造新的毛管压力曲线。通过与实测毛管压力曲线对比可知,该方法所构造的毛管压力曲线可较好地适用于中低孔渗储层。采用该方法计算的含水饱和度与核磁共振计算的束缚水饱和度综合,建立了储层流体的识别图版,在苏北盆地A油田的中低孔渗砂泥岩储层评价中取得了较好效果。     

Comparative Study of Hysteresis Models in Immiscible Water Alternating Gas (WAG) Process

Abstract

To simulate multiphase flow in complex recovery processes such as water alternating gas (WAG), it is essential to consider the influences of saturation history on relative permeabilities and capillary pressures of the present phases. This effect, which is known as hysteresis, is generally handled by use of empirical models, and deciding which combinations of hysteresis options and parameters are appropriate for a specific study is required.

This study investigates how reservoir simulation results are influenced by the use of different modeling options for hysteresis effect in three-phase flow. Hysteresis models were categorized for wetting and nonwetting phases, and they were applied to relative permeability and capillary pressures. In addition, sensitivity analysis was performed on effective parameters on hysteresis behavior of relative permeability.

Laboratory hysteresis data were used in simulation of an immiscible WAG process. It was observed that including hysteresis options in simulation influenced the outputs significantly, mainly on oil recovery and breakthrough times (water and gas). Changing the type of nonwetting model had a negligible influence on the results, whereas the type of wetting hysteresis option had a considerable effect on prediction of recovery and breakthrough times. Furthermore, using hysteresis, capillary pressure was found to have a very weak effect on the outputs. Finally, it was observed that the significance of the hysteresis effect is very sensitive to imbibition residual saturation of oil in the presence of water.