聚合物驱相对渗透率曲线计算方法研究

在修正Blake-Kozeny方程的基础之上推导出了非牛顿幂律型流体驱油的分流量方程、前缘运动方程,并根据推导的驱替前缘运动方程建立了视黏度与注水倍数关系以及平均含水饱和度与末端含水饱和度的关系式,考虑了聚合物溶液稠度系数H、幂律指数n、不可波及体积、岩石物性以及实验驱替速度等因素的影响,得到了新的聚合物驱相对渗透率计算方法。算例结果表明,油相的相对渗透率值与传统JBN方法计算的结果基本一致,而水相相对渗透率值则大于传统的JBN方法的计算结果,聚合物溶液的有效黏度在驱替过程中随着饱和度的增加先变小、后增大。     

多层非均质油藏注聚合物井吸水指数预测模型研究

吸水指数是注入井注入能力的主要表征参数,是影响聚合物驱油效果好坏的重要因素之一,准确预测注聚合物井的吸水指数尤为重要。基于聚合物驱溶液的非牛顿流体性质和非活塞驱替特征,将注采井间的区域划分为聚合物溶液区、油墙区、油水混合区,确定聚合物溶液前缘和油墙前缘的含水饱和度方程;结合等值渗流阻力法,得到注采井间的渗流压差;考虑纵向多层非均质性的影响确定各层的分流量,根据吸水指数的表征形式建立不稳定渗流条件下的多层聚合物驱吸水指数预测模型。利用室内实验数据和渤海油田注聚合物井资料对该模型进行了对比验证,结果表明,该模型具有较高的准确性,平均计算误差为10%。该研究可为聚合物注入量的合理设计及现场注聚合物井的生产管理提供指导。     

DETECTING METHOD FOR THE RELATIVE PERMEABILITY CURVE OF POLYMER FLOODING

基于非牛顿流体渗流理论,推导并建立了聚合物溶液非牛顿流体体系驱油的分流量方程和前缘运动方程,考虑了体系流变性、储层物性以及驱替速度和不可及体积对聚合物驱渗流特征的影响,得到了新的聚合物驱相对渗透率计算模型.通过对实验流程和方法的改进,实现了恒速驱替,使实验过程与理论模型所要求的假设条件一致,建立了测定聚合物驱相对渗透率的新方法.新方法测定结果与常规水驱相对渗透率曲线的对比分析表明:聚合物驱两相跨度范围增大,残余油饱和度降低;同一含水饱和度下的水相相对渗透率偏低,油相相对渗透率偏高;在等渗点右侧,随含水饱和度的增加,水相相对渗透率上升幅度相对较缓.     

纵向非均质大型平面模型聚合物驱油波及系数室内实验研究

利用室内建立的一套测定聚合物驱油水前缘和波及系数的方法,结合大庆油田的非均质特征,在纵向非均质大型平面模型上进行了聚合物驱油物理模拟实验,并对层间和层内两类非均质模型的动态驱替特征进行了对比分析。结果表明,聚合物驱后,层间模型的中、低渗透层波及系数分别能达到0.92和0.67,而层内模型中、低渗透层的波及系数仅为0.83和0.34,且相对层间模型受效较为滞后。这表明与层间非均质地层相比,在聚合物驱后,通过进一步提高驱替相的波及体积来挖潜层内非均质地层顶部剩余油的潜能更大。     

真武油田微观水驱油模拟实验研究

利用微观光刻模型和图像分析技术，研究了真武地区水驱油特征、剩余油分布形态及驱油效率。均质和非均质模型在相同的实验条件下，水驱前缘特征、剩余油分布、驱油效率有明显差异。驱油效率与驱替压力有关，一般情况下，驱替压力大，驱油效率高。     

低渗透油藏中水驱前缘参数特征

在低渗透油藏中,水油两相渗流有其特有的规律：束缚水饱和度和残余油饱和度大,共渗区小,水相相对渗透率低。由于油水相渗曲线和油水粘度比对水驱产生较大影响,本文就低渗透油藏的油、水相渗曲线和油、水粘度比对水驱前缘参数的影响的影响进行了分析。前缘参数表征水驱效果的一般原则是：前缘含水饱和度大,含水率导数小的时侯,驱替效果好,无水采出程度高,经计算分析,得出结论：水相相对渗透率越大,驱替效率越差,无水采出程     

利用试井技术确定低渗透油藏CO2驱替前缘的方法

为了认识CO2驱替过程中压力响应特征,确定驱替前缘位置,进行了CO2驱替前缘试井解释方法研究。考虑CO2驱油机理、低渗透油藏启动压力梯度、储层非均质性等因素的影响,建立了低渗透油藏多组分CO2驱试井模型。采用非结构化网格进行网格剖分,基于有限体积方法,利用牛顿迭代进行全隐式求解。根据流动形态特征,将试井曲线划分为井筒存储段、过渡段、CO2区平面径向流动段、CO2波及区流动段和CO2未波及区流动段等5个主要阶段。通过追踪流体性质变化对试井曲线的影响,进一步研究了CO2浓度变化对压力的影响,建立了驱替前缘确定方法。矿场应用实践表明,该方法可分析CO2驱替前缘位置,预测前缘推进状况,为认识低渗透油藏CO2驱开发规律和优化开发方案提供了有效手段。     

聚合物驱油过程中不同粘度比情况下波及系数计算方法

在分析聚合物驱油机理的基础之上,建立了考虑吸附因子和不可入孔隙体积的聚合物驱油的五点井网模型。应用流管法将二维平面模型简化为若干个一维驱替模型,从而建立了聚合物驱油的一维数学模型。利用前缘驱替理论,通过求解每根流管中的驱替动态,然后叠加至整个五点井网,从而模拟二维平面上完整的聚合物驱油过程。将该计算过程编制成VBA程序,绘制了不同含水率条件下,聚合物驱油波及系数与流度比的关系图版,为矿场实施聚合物驱提高采收率项目时,对聚合物溶液粘度的配制提供了理论依据。将计算得到的聚合物驱油动态参数和实验结果对比,发现两者具有较好的一致性。文章建立的流管模型的优点在于输入参数较少,计算快捷,适应性强,同时克服了传统矩形网格油藏数值模拟带来的数值弥散作用,为使用聚合物驱油的油田早期筛选及油藏动态管理提供了一种有效工具。     

基于最大净现值的水驱多层油藏均衡驱替方法

由于储层物性及开发条件的差异,注入水在多层油藏各小层的驱替并不均衡,层间矛盾突出,直接影响油田的开发效果。传统基于均衡驱替的生产指导多为定性的经验认识,无法定量化描述驱替均衡强度,为此,提出了基于最大净现值的水驱多层油藏均衡驱替开发理论。从指数型渗流表征方程和达西渗流定律出发,根据物质平衡理论推导出注采平衡条件下注水开发动态描述方程,在此基础上,建立了注水开发动态数据与油田开发净现值的关系式,以最大净现值为目标,求解得到水驱多层油藏达到均衡驱替的条件,并进行了注水方案研究。研究表明,实现均衡驱替时,注入水驱油效率最高,净现值最大。在渤海海上油田F3井组进行了成功应用,井组日产油平均增加20m³/d,含水率平均下降3.5%,起到了较好的增油降水效果。研究成果为油田均衡驱替评价提供了定量标准,对水驱油田开发具有一定的技术指导价值。     

基于最大净现值的水驱多层油藏均衡驱替方法

由于储层物性及开发条件的差异,注入水在多层油藏各小层的驱替并不均衡,层间矛盾突出,直接影响油田的开发效果。传统基于均衡驱替的生产指导多为定性的经验认识,无法定量化描述驱替均衡强度,为此,提出了基于最大净现值的水驱多层油藏均衡驱替开发理论。从指数型渗流表征方程和达西渗流定律出发,根据物质平衡理论推导出注采平衡条件下注水开发动态描述方程,在此基础上,建立了注水开发动态数据与油田开发净现值的关系式,以最大净现值为目标,求解得到水驱多层油藏达到均衡驱替的条件,并进行了注水方案研究。研究表明,实现均衡驱替时,注入水驱油效率最高,净现值最大。在渤海海上油田F3井组进行了成功应用,井组日产油平均增加20m3/d,含水率平均下降3.5%,起到了较好的增油降水效果。研究成果为油田均衡驱替评价提供了定量标准,对水驱油田开发具有一定的技术指导价值。     

水驱油理论解析法

在精度较高的新型油水相对渗透率研究的基础上,建立了新的油水相对渗透率比值与含水饱和度关系式,结合Leverett函数式和Welge方程,推导出水驱前缘含水饱和度、前缘后平均含水饱和度、见水后平均含水饱和度、驱油效率等方程的解析式,便于注水开发指标的计算和经典图形的自动绘制。经丘陵油田实例应用,水驱油理论解析法不仅可用于确定水驱前缘含水饱和度等注水开发指标,而且还能绘制出驱油效率与无因次累计注水量、含水率与无因次累计注水量等经典开发规律曲线。     

蒸气吞吐井产能预测方法

目前研究蒸气吞吐的解析模型主要有前缘驱替模型和重力超覆模型两类。文章根据蒸气吞吐井的生产特征，建立了两区复合油藏拟稳态数学模型；根据注入地层的热量为热损失与地层吸收的热量之和，计算出加热半径；注蒸气导致原油粘度下降是热力开采的重要机理之一。很多非牛顿流体的流变行为可以由幂律关系表征，文章用负幂指数形式来处理粘度在热区径向的变化，推导出一个新的考虑表皮系数产能公式。利用Marx Langeheim计算加热区半径，对公式中的参数取值作了说明，并进行了实例研究。     

基于Level Set有限元方法的微观水驱油数值模拟

在微观水驱油实验的基础上,建立了二维微观孔隙模型;引入Level Set数学方法,结合N-S方程,建立了微观两相渗流数学模型,借助有限元方法,进行水驱油两相数值模拟,研究微观水驱油动态特征。研究了孔喉非均质性、润湿非均质性、油水两相黏度以及驱替压差对驱油效果的影响;通过对模拟结果中孔隙内流体的波及效率、两相界面的运移速度以及优势渗流通道的分析发现,Level Set方法能很好地处理各因素下油水两相界面的拓扑变化,为微观水驱油机理的研究提供了一种新的技术方法。     

预测水驱油田含水率的一种方法

基于西帕切夫水驱曲线和 HCZ累积产量预测模型 ,建立了水驱油田含水率随油田开发时间变化的关系式。该方法克服了甲、乙型水驱曲线的不足 ,适用于含水率低于 5 0 %的情况下水驱油田含水率的预测。矿场实例运用结果表明 :该方法计算简单、方便 ,预测的含水率精度较高 ,比较符合油田的开发实际 ,可作为水驱油田制定中、长期开发规划的依据     

携液气井产能方程研究

产能方程能够直接描述产量与压力之间的关系，在油田生产中发挥了极其重要的作用。目前气井的产能方程（包括压力、压力平方以及气体拟压力形式等）大多是针对单相气体而言，由于其自身的局限性，已不再适用于油水同产气井。文章提出了一种计算携液生产气井的数学模型，分别得到达西渗流、非达西渗流以及考虑表皮效应时的携液生产气井产能方程，并针对纯气井、油气同产井、气水同产井等几种特殊情况进一步讨论了产能方程的表达形式。推导显示，在引入油气水三相拟压力函数以后，携液气井的产能方程与单相气体产能方程相同；将单相气体体积流量和压力用多相总质量流量和油气水三相拟压力替换后，单相气井产能方程可以应用于该条件下的携液气井产能的计算。该方法拓展了单相气体渗流产能方程的适用范围，实例计算证明方法是切实可行的。     

粗糙毛细管通道中油水驱替数值模拟与分析

油水运移和聚集研究,对认识油气藏的成藏规律和指导油气勘探具有重要意义.表面张力是油水运移的重要影响因素,在不同几何形状的运移通道中,表面张力可能是驱替的动力或阻力.采用表面规则的突起台阶模拟粗糙元,使用非定常的Navier-Stokes方程和流体体积函数(VOF)界面追踪方法,使用连续表面张力(CSF)模型考虑表面张力的影响,对毛细管通道中的油水驱替进行了数值模拟.计算结果表明:粗糙元的形状和尺寸是影响油水界面形态和流量的重要因素;由表面张力驱动的流体通过粗糙元形成的喉道时会发生水相被油相包裹的现象;在入口压力驱动下,油水发生分段流动现象.      

应用逾渗理论计算非稳态法油水相渗曲线

测定油水相对渗透率曲线的方法有稳态法和非稳态法,由于后者能好地模拟油藏开发动态,而且测定简单,需时较短,所以实验室一般采用该法,但是非稳态法计算较复杂,而且用各种方法计算出的相对渗透率曲线能否真正反映实际情况,至今仍有争议,油于有些实验不能满足JBN法的许多限制条件,计算出的相渗曲线形状极不规则,所以提出了历史拟合法,自动历史拟合法一般行假定相对渗透率与饱和度符合某函数关系,再通过拟合各时廖的累积产油量或压差来求解函数式中的有关参数,因此,显然该法总能量出光滑的相渗曲线,但储集层岩石（尤其是非质岩石）的实际相渗曲线并一不定光滑,还存在润湿性也不均匀的情况,不仅用某个单一的函数关系来描述过于简单,而且拟合出的参数物理背景不明确,此外,在方程的求解过程中若要考虑毛管压力,一般也是近似地使用某函数,而该函数式往往由其它岩样的毛管压力测试资料求出,不一定能代表所研究的岩样。     

基于位移相关法的重复压裂裂缝尖端应力场研究

重复压裂技术是低渗透油田、非常规油气藏增产增效的重要措施,利用再加压打开储层的油气通道,可获取更高的开采量。新裂缝的起裂及延伸规律对重复压裂效果评价至关重要。从力学角度分析,裂缝的起裂及延伸与裂缝尖端应力强度息息相关。在饱和多孔介质固体骨架的平衡方程、流体力学和地质力学控制方程的基础上,考虑初始流体密度和孔隙度、地应力、初始孔隙压力等因素的影响,建立了适用于目标油井的储层流固耦合数学模型。以单元节点位移和单元节点孔隙压力为未知量,对该模型进行时间域有限元离散,导出了储层流固耦合的非线性有限元增量方程。根据求解的位移值、应力和应变,基于有限元软件平台利用位移相关法求解裂缝尖端应力强度因子,进行实例分析,验证了所建模型的有效性。     

Logistic旋回计算油层饱和度的方法

基于油田开发过程中含水率、油层含水饱和度不断上升的规律，首次将Ｌｏｇｉｓｔｉｃ旋回模型引入油层饱和度的计算。该方法建立在实验室中岩心水驱油实验的基础上，对于含水率大于９０％的特高含水期不适用。     

Three-phase flow in water-wet porous media: gas/oil relative permeabilities for various spreading conditions

This paper addresses the impact of oil-on-water spreading energy (which governs the ability of the oil phase to spread on water in the presence of gas) on three-phase gas/oil relative permeabilities and residual oil saturation.Experimental tests, including simultaneous injections of oil and gas in porous media (steady state) as well as displacements of oil by gas (unsteady state) in the presence of connate water, were performed in two different rocks, Fontainebleau and Clashach sandstones.Gas and oil relative permeabilities were calculated directly from the steady-state data or evaluated by history matching of the experimental displacement production curves. The values obtained by the two methods often differ significantly; the relative permeabilities obtained by the steady-state method cannot represent a displacement.Oil recovery and relative permeabilities are higher for spreading than for non-spreading conditions for gas drainage displacements. Gas relative permeabilities at low oil saturations seem to be lower for non-spreading than for spreading conditions due to an important gas blocking effect caused by the oil/gas menisci. In this case, the measured relative permeabilities include a capillary effect.Oil relative permeabilities are compared to theoretical curves derived from an analytical model that takes into account, through the fractal dimension, the surface irregularities of a real porous medium; the model presented in this paper can be used to calculate the relative permeability of the intermediate phase (oil) during gas injection in a porous medium in the presence of water, for low oil saturations where film flow predominates; very good agreement is obtained for spreading conditions.Gas and oil relative permeabilities obtained by fitting the displacement curves for experiments performed with the reservoir rock and fluids under representative conditions may thus be used for prediction or modeling purposes on a reservoir scale.