多裂缝渗流场流线模拟方法

流线分布可以直观反映流体在多裂缝渗流场中的运动轨迹,有助于确定裂缝分布对多裂缝油藏泄油面积及渗流规律的影响。文中建立了复杂裂缝形态的均质油藏稳定渗流的数学模型;采用边界元方法,建立了数学模型的边界积分方程;利用高斯积分等方法求解,得到了边界单元的法向压力梯度,给出了地层中任意一点压力求解公式;提出了流线场生成方法,分别绘制了三分支裂缝、十字裂缝、迂曲裂缝、多分支裂缝等形态的流线。裂缝流线形态表明,当流体遇到有裂缝发育区域时,流体先流入裂缝,再由裂缝向井筒方向流动。该项研究对揭示库车前陆盆地裂缝性砂岩渗流规律具有重要意义。     

矩形油藏无限导流垂直裂缝井弹性开发产能分析

考虑到垂直裂缝井周边地层流体的流动为椭圆渗流的特点,将渗流区域分为单向流和径向流两个部分,在质量守恒条件下,运用逐次稳态法推导了压力波传播到边界之前垂直裂缝井的理论产能公式。认为垂直裂缝井的产能全部来自流入裂缝的流体,在裂缝边缘,流体速度方向与裂缝垂直。用数值模拟的方法计算了垂直裂缝井产能,产能理论公式计算值与数值模拟计算值变化趋势一致,但理论值略有偏小,产量初期递减较快,随着开发的进行,产量趋于平缓。     

高含硫裂缝性气藏流体渗流规律研究进展

针对高含硫裂缝性气藏存在硫沉积、相态变化、吸附、扩散、非达西流动效应等复杂渗流特征以及H2S具有高腐蚀性、剧毒性的特点，从吸附和扩散理论、非达西渗流、耦合流动规律、相态理论研究、硫物化沉积规律、酸性气藏模拟发展等研究方面对国内外研究现状进行了分析和评价。提出了高含硫裂缝性气藏渗流规律研究发展方向和研究热点：采用物模和数模相结合的方法，实验研究确定高含硫裂缝气藏气-液-固运移机制、硫沉积地层伤害机理、以及测试H₂S及天然气混合物吸附特征和流体相态变化规律；理论研究建立双重介质流体相变与气-液-固耦合综合模型，研究分析硫物化沉积、非达西流动效应、气体吸附和扩散等因素对流体流动的影响。     

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本文应用流体力学、渗流力学、输砂力学和流体热力学等理论,通过分析混砂液在裂缝中的流动运移规律,建立了预测水力压裂造缝大小的数值模型及方法和液体渗滤模型,建立了一套压裂裂缝中的速度场、压力场和温度场(包括井筒温度场)以及混砂液在裂缝中运移分布的数值计算模型和方法,并通过实例计算验证其实用性。     

页岩油藏裂缝网络多相渗流数值模拟研究

为了准确表征页岩油藏复杂裂缝中多相流体的流动,建立了嵌入裂缝多相流动模型和多裂缝交叉网络多相流动模型,采用数值模拟方法,研究了多相流体在多裂缝交叉网络中的流动规律。研究结果表明,裂缝网络多相渗流数值模拟方法解决了表征流体单一、裂缝尺度范围大、划分网格要求精度高、流体参数在裂缝界面处不连续等问题,能够判断水力压裂裂缝与天然裂缝沟通的规模及距离,数值模拟计算的地层压力可以表征页岩油藏裂缝网络附近区域内压力随生产时间的变化规律。裂缝网络多相渗流数值模拟,实现了数值模拟的高效计算,为评价页岩油藏储层提供了新的技术方法。      

基于LatticeBoltzmann方法的页岩张性裂缝渗流特征研究

为深入了解张性裂缝结构中流体渗流特征,采用物理实验和数值模拟相结合的方法,系统研究流体在页岩张性裂缝中的渗流特征。将Barnett页岩岩心劈裂成张性裂缝,并采集裂缝面数据,将其作为物理模型,同时采用LBM-BKG方法 D3Q19模型研究流体在张性裂缝中的流动。研究尺度依次为整体、截面、截线、离散单元体,考察各尺度下渗流场特征参数分布,并分析原因。研究表明:整体上,沿渗流横向和纵向上压力均呈线性分布,横向各截线上压力呈波动式线性分布,纵向截线上压力分布呈非线性;缝面端部局部区域会产生回流区,回流区与粗糙性及粗糙性变化程度有关;近平均速度的速度等值面间基本呈平行分布,速度较大时,等值面基本对应于端面相对平缓的区域;沿同一流线,渗流速度略有差别;整体渗流为稳态,不代表渗流场各处速度相等,离散的渗流单元体的渗流速度各不相同;三维粗糙性造成了渗流速度的三维分布,但主要以渗流方向和垂向上渗流速度为主。该项研究对深入理解页岩等裂缝发育储层的裂缝系统渗流具有重要意义。     

基于Lattice Boltzmann方法的页岩张性裂缝渗流特征研究

为深入了解张性裂缝结构中流体渗流特征，采用物理实验和数值模拟相结合的方法，系统研究流体在页岩张性裂缝中的渗流特征。将Barnett页岩岩心劈裂成张性裂缝，并采集裂缝面数据，将其作为物理模型，同时采用LBM-BKG方法D3Q19模型研究流体在张性裂缝中的流动。研究尺度依次为整体、截面、截线、离散单元体，考察各尺度下渗流场特征参数分布，并分析原因。研究表明：整体上，沿渗流横向和纵向上压力均呈线性分布，横向各截线上压力呈波动式线性分布，纵向截线上压力分布呈非线性；缝面端部局部区域会产生回流区，回流区与粗糙性及粗糙性变化程度有关；近平均速度的速度等值面间基本呈平行分布，速度较大时，等值面基本对应于端面相对平缓的区域；沿同一流线，渗流速度略有差别；整体渗流为稳态，不代表渗流场各处速度相等，离散的渗流单元体的渗流速度各不相同；三维粗糙性造成了渗流速度的三维分布，但主要以渗流方向和垂向上渗流速度为主。该项研究对深入理解页岩等裂缝发育储层的裂缝系统渗流具有重要意义。     

煤层气两相流阶段的热流固耦合渗流数学模型

我国煤层气资源相当丰富，如何有效地开发是当今面临的一个难题。由于煤岩的特殊性，煤层气在煤层中赋存的状态和流动机理与常规砂岩储层中不同，其开采过程是一个流体渗流、多孔介质弹塑性变形与温度场耦合作用极强的过程。考虑煤层气渗流场、温度场、变形场耦合关系，根据多相流体达西渗流定律、质量守恒定律、多孔介质弹塑性理论、有效应力原理、传热学理论建立了煤层气的气、水两相流阶段渗流方程、变形方程及温度场方程，给出了数值求解渗流方程的定解条件，从而得到煤层气在气、水两相流阶段热流固渗流数学模型，为改进和完善煤层气开采方法、技术提供了理论依据。     

渗流电势对长裂缝生产井动态的影响

渗流电势现象是原油由油层向油井渗流过程中水动力场与岩石─流体界面双电层相互作用而产生的一种伴生界面现象。研究渗流电势现象有助于揭示低渗油层中流体渗流规律的本质和机理,对探索新的提高采收率的途径具有潜在意义。文中从理论上讨论渗流电势的产生及其对油层中原油渗流的影响,建立了考虑渗流电势影响时长裂缝生产井动态的简单数学模型;通过理论计算来分析渗流电势对原油渗流、对长裂缝生产井产量、采油指数、裂缝压力分布等的影响。结果表明:渗流电势对油流的阻滞逆流作用随渗透率的减小而增大;渗流电势作用下,长裂缝生产井产量、生产指数和裂缝压力分布呈下降趋势。在讨论分析的基础上,提出了通过减弱渗流电势的影响来探索增产和提高采收年新途径的思路。     

低渗透气藏产水压裂水平井产能评价

低渗气藏自然产能低,通常需要水力压裂等有效的储层改造手段才能正常见产,同时地层水的产出对气井产量的影响也不容忽视。基于对压裂水平井影响下流体的渗流规律分析,充分考虑流体渗流时产生的达西效应和非达西效应,划分流体的流动为地层内椭圆流以及裂缝到井筒间的线性流和径向流。引入椭圆坐标系下的标度因子和两相拟压力函数,对椭圆坐标系和直角坐标系进行换算,并利用当量井径理论和势的叠加原理,推导出地层内和裂缝内流动的综合产能方程。实例计算表明,该方程能较为准确地计算气井的无阻流量,具有较强的矿场实用性。从敏感性分析可知,裂缝的应力敏感和裂缝的技术参数对产能影响较大,其中裂缝参数存在一个最优设计值,在发挥气井产能同时也能带来最优的经济性;气井产水会严重影响气井产能,需要做好防水及治水措施。     

Evaluation of the coking resistance of catalysts of steam conversion of hydrocarbons

Translated from Khimiya i Tekhnologiya Topliv i Masel, No. 10, pp. 9–10, October, 1991.