变形介质地层低渗非达西渗流的油藏数值模拟

低渗油藏液体渗流存在一定启动压差,即只有当压力梯度超过某一阀值后液体才开始流动,其渗流规律不满足达西定律。通常存在着启动压力梯度阀值和地层绝对渗透率随地层压力动态变化的现象,为此建立了变形介质地层低渗非达西渗流的数学模型与数值模型;研制出了变形介质低渗非达西渗流的油藏数值模拟软件,它能模拟其他油藏数值模拟软件不能有效模拟的地层绝对渗透率动态变化和渗流规律不满足达西定律的油水两相三维渗流问题。     

具有启动压力梯度的油水两相渗流理论与开发指标计算方法

现有的油水两相渗流理论和注水开发指标计算方法是基于达西定律的，而低渗油层和某些稠油油层的渗流不符合达西定律，存在启动压力梯度。鉴于此，建立了具有启动压力梯度的油水两相渗流数学模型，推导出了其分流量方程、等饱和度面推进速度方程、水驱油前缘饱和度和位置计算公式，进而研究了具有启动压力梯度的注水开发指标计算方法，导出了井排见水前后开发指标计算公式（中高渗油层达西流情形下的注水开发指标的计算是其特例），并进行了实例分析。结果表明：启动压力梯度对低渗油田注水开发指标有较大的影响，见水前产油量按达西流计算，随时间增大而递增，按非达西流计算则随时间增大而递减；按达西流计算的初始产油量、见水后产油量及产液量均比按非达西流计算的高。建立的计算方法为低渗油田注水开发指标计算提供了理论依据，对于宾厄姆型稠油油田注水开发的理论及计算的研究也很有意义。图４参９（陈志宏摘）     

低渗气藏考虑启动压力梯度的单井数值模拟

在已发现的天然气储集层中，低渗透、特低渗透储集层占相当大的比例，且这类储集层中流体渗流较为复杂，具有独特的渗流特征（即存在启动压力现象），流体在多孔介质中的流动不再符合达西定律，因此重视并研究启动压力现象对低渗气藏的开发有着十分重要的意义。而目前的大型油气藏数值模拟商业化软件中都没有考虑启动压力梯度的影响。为此，在渗流力学基础上建立了考虑启动压力梯度的三维气、水两相流数值模型，并编写了相应的数值模拟软件。通过与商业化软件CMG的计算结果对比分析认为本软件是合理、可靠的。然后通过本软件对气井在不同启动压力梯度情况下的模拟计算结果表明，启动压力梯度对低渗透气藏气井的生产动态的影响非常显著，如果不考虑启动压力梯度将导致预测的产量等开发指标明显偏高。因此，在进行生产动态的方案预测时应充分考虑启动压力梯度的影响，以使编制的开发方案能更加准确地指导低渗气藏的开发。     

启动压力梯度对低渗油田注水开发的影响

目前油田注水开发理论是基于达西定律，但低渗油层的渗流规律研究及开发实践表明，其渗流不符合达西定律，存在启动压力梯度。考虑启动压力梯度时在等流量条件下的低渗油田注水开发指标计算方法，导出了井排见水前后开发指标计算公式，并进行实例分析，结果表明：启动压力梯度对注水开发指标有较大的影响。这个结果，为低渗油田注水开发计算提供了理论依据，对于宾厄姆型稠油油田注水开发的理论及计算的研究也是很有意义的。中高渗油     

DEVELOPMENT AND APPLICATION OF 3D THREE-PHASE NON-LINEAR FLOW NUMERICAL SIMULATOR FOR ULTRA-LOW PERMEABILITYOIL RESERVOIR

根据特低渗透油藏流体渗流特征,建立了非线性渗流油藏数学模型.在黑油模型基础上,开发了特低渗透油藏非线性渗流数值模拟器.以五点井网单元为例进行算例分析,将不同类型的非线性渗流曲线与达西渗流模拟结果进行对比分析.模拟结果表明:与达西渗流相比,考虑非线性渗流规律的油井产油量低,产量递减快,注水见效缓慢,油井见水时间滞后;水井吸水能力差,注水沿垂直裂缝方向上的推进速度变慢;相同注采压差条件下,水驱效果差;水井附近憋压面积大,流体在地层中的流动消耗更多的驱动能量,降低了水驱效率;特低渗透油藏在开发过程中,除井筒附近地层压力梯度较大外,地层中大部分区域压力梯度较低,非线性渗流占据了地层渗流的主导地位,以非线性渗流规律为基础的数值模拟软件能够更准确地预测特低渗透油藏开发的动态特征.     

微裂缝性特低渗透油藏单相流体渗流特征

微裂缝性特低渗透油藏具有特殊的渗流运动规律。通过对不同渗透率的微裂缝性特低渗透率岩心进行越流压力实验测试，发现岩心的导流能力基本由微裂缝提供，基质贡献极其微弱，基本没有窜流现象发生，其越流压力曲线形态接近于单一介质越流压力曲线形态。利用不同粘度的流体对不同渗透率的微裂缝性特低渗透率岩心进行单相渗流动态测试，结果表明，渗流曲线呈下凹型非线性曲线形态，但真实启动压力梯度比较大，且在渗透率较小时，启动压力梯度剧增，弯曲段比较长，拟直线段出现时间比较晚，流体的密度和粘度、油藏渗透率及启动压力梯度等均应考虑为压力的函数。在分析对比越流压力曲线和渗流曲线特征的基础上，建立了描述微裂缝性特低渗透油藏渗流特征的运动方程，该方程综合考虑了启动压力梯度和压敏效应等影响因素，是达西定律的推广形式。     

有限差分法在低渗油藏数值模拟中的应用

在低渗透油藏中存在着启动压力梯度,其渗流不再符合达西定律。本文考虑启动压力梯度及毛管力的影响,建立径向水驱油两相渗流微分方程,并利有限差分法进行数值模拟。对于低渗油藏由于启动压力梯度及毛管力的作用,不仅增大了原油的开采难度,而且降低了原油的最终采收率。因此,低渗透油藏强化注水以扩大生产压差,从而改善开发效果。     

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。     

深层低渗油层渗流规律及水驱油特征研究

深层低渗油藏的渗流规律及水驱油特征具有特殊性。通过中原油田文13北块的岩心试验资料的分析、研究，认为深层低渗油藏单相流体渗流表现为非达西流特征，渗透率越低，启动压力梯度越大；油水两相渗流特性反映束缚水饱和度高，油水两相流动范围窄；具有垂直于流动方向裂缝的储层采收率最高。为该块及同类型油藏分析剩余油分布规律、制定合理的提高采收率方案提供了依据。     

启动压力梯度对特低渗油藏开发的影响

特低渗油藏渗流具有非达西特征，只有搞清非达西渗流的特征及规律，才能制定有效的开发技术政策。本文分析了启动压力梯度产生的机理，研究了启动压力梯度对特低渗透油藏主要开发指标——采出程度、采油速度、地层压力、井底流压和含水率与采出程度关系的影响。并且计算出了应用启动压力梯度计算合理井距、见水时间、产量递减规律的图版，对特低渗油藏的开发具有很好的指导意义和应用价值。     

低渗透变形介质气藏压裂井产能分析

低渗透变形介质气藏压裂井生产过程中,气体渗流一般不遵循达西定律,而是存在启动压力梯度和介质变形影响的低速非达西渗流.变形介质的渗透率随有效应力的增大而降低,一般与压力变化呈指数关系.为此,基于压裂井三线性渗流模型,建立并求解了低渗透变形介质气藏考虑启动压力梯度和介质变形影响的有限导流垂直裂缝井不稳定渗流的数学模型,来研...     

高速气体非达西渗流数学模型

对达西行为的描述出发点是基于 1901年Forchheimer 提出的一个经典方程,即 Forchheimer 方程,利用该方程来弥补流体高速流动时达西定律的不足。在该方程中增加了一个非达西项到达西方程中以考虑达西方程的缺陷。非达西项是非达西系数流体密度和流速平方的乘积。在确定非达西效应时一个最重要的方面是尽可能准确地估计非达西系数。为此,在大量文献研究的基础上,在对高速气体渗流时非达西行为的产生原因和目前各种非达西效应的数学描述进行分析的基础上,建立了非达西系数的求取通式。并且该通式适用的储集层类型、渗透率范围较大。进一步建立了一个新型的全隐式三维气藏渗流数学模型.该模型能有效地考虑高速气体渗流时的非达西现象。模型采用正交极小化方法求解代数方程组。速度快稳定性好,     

高速气体非达西渗流数学模型

对达西行为的描述出发点是基于1901年Forchheimer提出的一个经典方程,即Forchheimer方程,利用该方程来弥补流体高速流动时达西定律的不足。在该方程中增加了一个非达西项到达西方程中以考虑达西方程的缺陷。非达西项是非达西系数、流体密度和流速平方的乘积。在确定非达西效应时一个最重要的方面是尽可能准确地估计非达西系数。为此,在大量文献研究的基础上,在对高速气体渗流时非达西行为的产生原因和目前各种非达西效应的数学描述进行分析的基础上,建立了非达西系数的求取通式,并且该通式适用的储集层类型、渗透率范围较大。进一步建立了一个新型的全隐式三维气藏渗流数学模型,该模型能有效地考虑高速气体渗流时的非达西现象。模型采用正交极小化方法求解代数方程组,速度快,稳定性好。     

低渗透砂岩储层酸化增产规律分析

针对低渗透砂岩储层不符合达西渗流规律、其酸化增产规律与常规储层存在差异的情况,引入含启动压力梯度的低速渗流方程。在考虑储层酸化改造后,酸化半径内启动压力梯度减小甚至消失的前提下,推导出了径向稳态渗流下污染井酸化前后的产量公式,并进一步推导出了在酸化半径内完全和部分解除污染时分别对应的增产率表达式。用一算例对比分析了达西渗流与非达西渗流下低渗透储层污染井及未污染井酸化增产规律的差异。某低渗透油藏两口井酸化后的生产数据分析表明,达西定律不适用于低渗透储层酸化增产效果分析,其与广义达西定律导出公式存在较明显的差异,为低渗透储层未污染井也适宜进行酸化增产提供了理论和实践依据。     

普通稠油油藏渗流特征实验研究——以新疆油田九4区齐古组油藏为例

稠油油藏原油粘度高,流体渗流不符合达西定律,其流动时存在启动压力。根据稠油油藏渗流特点,设计了合理确定稠油启动压力的实验测试方法。通过对新疆油田稠油油藏不同原油粘度、不同渗透率、不同温度条件下天然岩心的渗流实验,研究了束缚水饱和度下油相启动压力梯度及流速-压差关系,并对实验数据进行回归,得到了启动压力梯度、流速-压差曲线参数与岩石气测渗透率、流体粘度关系的经验公式。实验结果表明,利用该测试方法能快速、准确地测定稠油油藏的启动压力。原油粘度对稠油启动压力梯度的影响大于储集层物性的影响。稠油启动压力梯度及描述流速-压差曲线的参数和岩石气测渗透率与流体粘度比值有很好的相关性。     

低渗油田低速非达西效应模拟研究

在低渗油田中,由于驱油能量的不足,流体的渗流速度较低,流体中的一些表面活性物质在岩石孔隙壁面发生吸附,形成不动层.该不动层降低了地层的渗透率,在流体渗流时,产生了一个阻碍流体流动的附加压力梯度.这时,流速与压力梯度不再呈线性关系,流体表现为非达西流动.本文中,在引入非达西因子的基础上,建立了油水两相在地层中的低速非达西流动数学模型,采用有限差分法得到了模型的数值方程和求解方法,模拟计算了非达西因子和地层各参数对生产动态的影响.在渗透率越低,流体粘度越大,生产压差越小的情况下,影响越显著.该模拟和方法可用于低渗油田的动态预测和产量调整以便确定最优开发方案.     

启动压力测定对吉林油田低渗透油藏开发效果的影响

存在启动压力梯度意味着流体的渗流偏离达西定律,为非线性渗流。通过对吉林油田部分区块的启动压力测定及测试结果分析,得出结论:在低速渗流条件下,流体的流动为非线性渗流;流体在低渗透岩心中渗流时,存在启动压力梯度;启动压力受样品渗透率的影响,相对气测渗透率来说,岩心的渗透率越低,水测和油测渗透率的下降越显著,其启动压力越高;驱替速度对低渗透油藏采收率有较大的影响,有一个最佳的驱替速度。     

低速非线性渗流试井分析理论研究

低渗透油气藏存在不符合达西定律的渗流，从大量实验和产生低速非达西渗流的影响因素分析，低渗透油气藏确定存在启动压力。鉴于此，提出了准确描述含启动压力梯度非达西渗流的试井分析数学模型及模型的解，研究制作了非达西渗流的内、外边界条件下的典型样板曲线，该样板曲线对试井分析解释提供了可靠的帮助，为正确认识和研究低渗透油气藏的特殊规律提供了一个好的方法。