一种复杂介质中渗流描述的广义方法

实验研究和现场实践表明,流体渗流的非线性和流态的多变性是复杂介质储层中的主要特征。根据实验渗流曲线的非线性特征,并结合微分原理,提出了一种广义的渗流描述法。文中详细地介绍了该方法的原理和一般步骤,以及使用过程中应当注意的问题。该方法不但可以描述流体渗流的非线性,而且还能方便地确定出流体在任一流速或者任一压力梯度下的渗流方程,从而可以有效地描述渗流过程中流体流态的多变性。     

一种自适应渗流模型的推导与建立

大量研究和生产实践表明,达西定律能较好地描述天然微裂缝等中、高渗透介质内的流体渗流现象,但很难反映低渗透介质中流体流动需要启动压力梯度的特殊渗流特征,而且也很难描述天然大裂缝和人工大裂缝等特高渗透介质中的高速非达西渗流现象。针对上述问题,本文在前人的研究成果基础上,推导并建立了一种自适应渗流模型,该模型可以根据渗流介质的渗透特性,自动选择相应的渗流规律来描述相应介质内的流体渗流特征,从而弥补了达西定律的不足。     

缝洞型油藏离散数值试井解释方法研究

塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏主要是裂缝和溶洞组成的缝洞型储层,非均质性极强,基质系统不具有储渗能力,地层流体以管流或管流一渗流耦合流动为主。传统试井解释方法基于多重连续介质模型和解析渗流理论,难以对储层特征和流体流动规律正确描述。离散数值试井解释方法通过连续性特征分析,把溶洞和裂缝视为离散介质进行处理,把缝洞型储层等效为粗细溶洞相间的组合模式,并对粗细溶洞中的流体流动进行管流公式和等效渗流公式描述,建立8种试井地质模型,对径向流、线性流和储罐流分别进行有限差数值方法求解,绘制典型曲线并分析各流动阶段压力特征。通过T762井实例应用分析,其解释结果能更好地描述缝洞型油藏特征并指导开发。     

低渗透复杂介质中的渗流描述方法研究

杂乱的天然裂缝和因增产措施而诱发的人工压裂加剧了低渗透储层介质的复杂性。实验研究和现场实践表明，渗流的非线线性和流态的多变性是低渗透复杂介质中的主要渗流特征，也是当今渗流力学界普遍关注的难题。本文根据实验并结合微分原理，提出了低渗透复杂介质系统内非线性渗流的微分线性描述方法，比较详细地介绍了该方法的原理、步骤和使用过程中应当注意的问题。该方法不但可以描述流体渗流的非线性，而且还能描述流体流态的多变性。     

三元复合体系在多孔介质中的渗流特性

通过渗流实验,分析了影响三元复合体系及其乳状液在多孔介质中渗流特性的因素,建立了三元复合体系在多孔介质中表现为粘弹流体的本构方程,分别推导出了三元复合体系表现为粘性和粘弹性流体的渗流方程。结合实验,对其渗流方程计算结果进行了检验。结果表明,用粘弹流体的渗流方程可以较准确地描述三元复合体系的渗流特性。此研究结果对油田开展三元复合驱技术具有指导意义     

低渗透储层原油边界层对渗流规律的影响

通过大量的室内实验,探讨了原油边界层厚度与毛管半径、压力梯度、流体粘度和组分的关系。边界层反映了储层、流体物性条件(储层孔隙度、渗透率、流体粘度、组分)和开发条件(压力梯度)的综合影响,认为边界层厚度随着毛管半径的增大而减小;在毛管半径相同的情况下,边界层厚度随压力梯度的增大而减小,最后达到一个临界值;毛管半径一定时,边界层厚度随粘度增加而增大;极性组分含量越大,吸附越明显,边界层厚度越大;边界层厚度越大,非达西渗流特征越明显。最后通过毛管束模型给出了描述低渗透油藏单相流体非达西渗流特征的经验方程。     

低渗透油田非达西渗流规律研究

室内试验研究表明,流体在低渗透多孔介质中渗流时表现出非线性特征,流体的粘度和地层温度对渗流规律都会产生影响。渗透率越低,粘度的影响越明显。随着温度的升高,渗流曲线愈发接近于直线,拟启动压力随着温度的升高而减小。通过理论分析,建立了描述低渗透多孔介质非线性渗流的运动方程,给出了出现非线性的临界条件,从边界层角度对低速非达西渗流的产生进行了理论分析,认为边界层的厚度随着压力梯度的增加而减小,当压力梯度增大到一定值后,不动层为固化层,进入线性非达西流阶段。     

低渗透油藏流体渗流的数学模型及算法研究

在低渗透油藏开采过程中,流体在油藏中的渗流特征常表现为非线性渗流特性,渗流方程已不符合达西定律。通过分析油水两相的渗流特征规律和影响流体非线性渗流的因素,建立了低渗透油藏油水两相非线性渗流模型;然后用全隐式差分格式将渗流方程离散化,构造了非线性渗流的数值模型;进而利用拟牛顿法讨论了数值模型的计算方法,并给出了算法的收敛性定理。     

异常渗流油藏油水两相渗流特征研究

异常渗流油藏往往因为或是流体性质异常、或是多孔介质异常、或是流动状况发生变化．从而造成流体渗流不符合达西渗流规律。通过室内试验．确立了异常渗流油藏油水两相渗流特征的研究方法，测试了其油水两相相对渗透率曲线，并由无因次采液(油)指数的变化规律和计算预测曲线研究了异常渗流油藏的油水两相渗流特征。     

变温条件下弹塑性油藏中多相渗流的流固耦合数学模型与数值模拟

传统的多相渗流数学模型和数值模拟没有考虑流体渗流与岩石变形之间相互作用,然而生产实践表明,基于这种简化和近似来描述流体渗流是不准确的。为了准确模拟油气藏中流体流动,必须将经典的渗流力学、岩石力学、热力学结合起来,全面考虑流体渗流、岩石变形、温度场变化之间的耦合过程,建立耦合模型。     

特低渗透储层油水相对渗透率实验研究

利用能够描述特低渗透储层岩样水驱油渗流规律的两相渗流公式 ,对榆树林油田低渗透岩样进行了相对渗透率实验研究 ,并与原计算方法测定的结果进行了对比分析。实验证明 ,该方法能够正确描述榆树林油田油水渗流特征。     

特低渗透扶杨油层可动用储量评价研究

榆树林油田扶扬油层储层类型为低孔特低渗透储层,储量的动用程度很低,同一区块Ⅰ类探明储量较Ⅲ类探明储量不仅大幅度减少,而且低效井比例增高。对榆树林扶杨油层的探明储量进行了复算,进一步落实了不同渗透率级别储层储量所占的比例以及分布状况;根据渗流机理研究了特低渗透扶杨油层可动用储层渗透率极限,分析了无法动用储量所占的比例。结合该油田自身开发的特点,选择合适的评价方法,对未开发区按储量的可动用状况进行了分类评价,并优选了有动用潜力的区块。     

交联酸酸化压裂在低渗透气田的应用

对目前交联酸的研究及应用情况作了一个系统地阐述。随着低渗透气田的进一步开发,现有的酸压工艺对开发一些岩性特殊、复杂,物性极差,低渗透的气藏效果不是很理想。而交联的酸基压裂液因其具有粘度高、滤失低、摩阻低、易泵送、酸岩反应速度慢、造缝效率高、返排容易、流变性好,能携沙等一系列优点,从而可以实现酸液体系深穿透、提高酸蚀裂缝导流能力、延长压后有效期、提高单井产能的目的,因此交联酸很有希望成为改造裂缝性复杂岩性油气藏的有效手段。     

胜利郑411区块超稠油单相渗流特征试验研究

郑411区块沙3段超稠油性质复杂、开采难度大。为了提高沙3段的采收率,研究了其超稠油渗流特征与常规稠油的差别。采用旋转黏度计和原油渗流流变特性测试装置,测定并分析不同温度下超稠油的流变特征,得出郑411区块超稠油牛顿流体与非牛顿流体转化的临界温度为104℃。利用室内试验装置,模拟单相渗流过程,研究了不同温度下超稠油的渗流特征,计算了不同温度下的启动压力梯度。结果表明:超稠油在低于临界温度下表现为非达西渗流特征,分为3个渗流阶段,不同阶段有不同的压力梯度特征和渗流特征;在高于临界温度时表现为达西渗流特征。     

低渗透油藏拟启动压力梯度

对大庆外围和长庆西峰油区低渗透油藏岩心进行了恒速压汞、核磁共振和渗流实验,从不同角度研究了低渗透储集层拟启动压力梯度形成原因及影响因素.由于储集层中固液作用形成的边界层的存在,且低渗透油藏喉道非常微细,因而低渗透油藏流体流动需要克服启动压力梯度.在低压力下,参与渗流的喉道少,岩心断面上的渗流截面小,随着驱动压力增加,参与渗流的喉道数量增加,岩心断面上的渗流截面增大.储集层的孔隙结构特征、可动流体饱和度对拟启动压力梯度有显著的影响.主流喉道半径及可动流体饱和度越大,拟启动压力梯度越小.拟启动压力梯庹是储集层渗流非线性程度和渗流能力的表征参数,是孔隙结构、固液作用的综合体现.图6参14     

考虑启动压力梯度的低渗透气藏不稳定渗流模型

低渗透气藏气体渗流存在启动压力梯度,为准确描述存在启动压力梯度的低渗透气藏的不稳定渗流问题,在前人研究成果的基础上,根据存在启动压力梯度的低速非达西渗流的特点(流体流动边界不断向外扩展),建立了一个考虑启动压力梯度的低渗透气藏非线性渗流数学模型.采用格林函数法与数值逼近法相结合的方式对低渗透气藏的非线性渗流数学模型进行求解,建立了单井控制半径的求解方程,同时制作了计算控制半径的图版,利用该图版可以方便地计算出单井的控制半径.实例计算表明,采用考虑启动压力梯度的不稳定渗流模型能够正确地反映低渗透气藏的渗流机理和开采动态.     

低渗透储层油、气、水三相渗流特征

为了合理地开发外围低渗透油气田，建立有效驱动体系，提供可借鉴的实验分析和渗流解释，通过室内实验研究分析了低渗透储层岩样在单相油驱、两相水驱油以及气驱油条件下的启动压力特征;系统地研究和评述了大庆外围油田油水、油气两相流体渗流特征，利用STONE标准化概率模型预测了低渗透储层油、气、水三相共存时油相渗流变化特点和规律。结果表明，对于低渗透岩样，无论是单相还是两相驱替实验都存在着启动压力，两相流体渗流启动压力大于单相流动时启动压力，三相流动时要比两相渗流阻力大，任意两相渗流系统的共渗透范围均大于三相渗流时共渗透范围，在低渗透油气田开发时应避免三相流动的发生。     

低渗透异常高压气藏数值模拟研究

气体在低渗透异常高压气藏中的渗流为偏离达西规律的非线性渗流,常规气藏数值模拟技术基于达西定律,无法对这种非线性渗流予以准确描述.基于以前的研究成果,通过分析启动压差、变形介质对低渗透异常高压气藏渗流的影响,建立了低渗透异常高压气藏的三维气、水两相非线性渗流数学模型,模型可以考虑多种非线性渗流对气藏开发动态的影响.利用该模型对四川某低渗透异常高压气藏典型井进行了数值模拟研究,模拟单井增压与不增压开采方案,对比结果表明,低渗透异常高压气藏采用增压开采,生产效果可得到明显改善.模拟单井采用增压开采后,当产气量为11×104 m3/d时,稳产期为8.5 a,采出程度为60.06%,与不增压开采相比,稳产期延长1 a,采出程度提高8.37%.     

低渗透油田油层伤害机理及保护措施研究

低渗透性油田储量广泛，在油田开发中起着举足轻重的作用。运用矿物分析及流动试验对低渗、特低渗储集层损害机理进行分析，认识到水敏是这类油藏开发中的主要伤害因素，并针对不同的伤害情况，给出了屏蔽暂堵、防膨技术、水锁解除技术、其它解堵技术、入井液精细管理等不同的预防和治理措施，并对国内此类油田的开发起到一定的借鉴作用。     

鄂尔多斯盆地西峰油田压裂液对储层伤害的微观机理研究

为了搞清压裂液引起低渗储层伤害的主要因素,优化压裂液体系,以最有效手段减小或消除这些伤害,采用真实砂岩模型进行了压裂液伤害机理的实验,并对照储层地质特征、流体性质和储层敏感性分析,对压裂液伤害储层的微观机理进行了分析研究。结果表明,压裂液引起的水锁伤害率为46.6%,储层压力系数低和压裂液引起残渣对储层伤害率为25.7%,对裂缝伤害率为60%。通过筛选合适的表面活性剂,改变岩石润湿性,来降低压裂液的水锁伤害;开发和研究低残渣压裂液体系,来降低压裂液残渣伤害,提高储层向裂缝渗流能力。这为开发适用于低渗油田的新型低伤害压裂液体系及相关技术提供了理论支持。