裂缝性油藏单井渗流规律研究

在进行裂缝性油藏渗流理论研究时，用常规方法难以对随机分布在储层中且不与油水井相连通的天然裂缝进行处理。为此，根据等值渗流阻力原理，将天然裂缝表征成果应用到油田开发研究中，考虑天然裂缝表征参数对渗流特征的影响，建立了裂缝性油藏单井稳态渗流的理论模型。用实际油藏参数进行了实例计算，研究了裂缝长度、裂缝开度、裂缝数目、裂缝线密度及裂缝与油井的相对距离等参数对压力分布和产量的影响。结果表明，在距井约10m范围内天然裂缝对压力分布和产量的影响大，超过10m，对压力分布和产量的影响减小；裂缝开度、数量和线密度超过一定值后天然裂缝对压力分布和产量的影响程度减小。     

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。      

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。     

岩石裂缝参数及裂缝容积和渗流性质的关系

根据模拟实验，通过数学的推导，提出一种编制裂缝渗透率指示图的方法。根据在已知裂缝参数条件下编制的这种指示图，可确定地层条件下液体渗流的主要的方向，即裂缝发育方向。     

裂缝油藏三维油,水两相渗流的有限元方法

本文建立了一裂缝性油藏三维油，水两相的渗流模型。     

裂缝性油藏精细裂缝表征及渗流机理研究

针对裂缝性油藏渗流规律复杂,目前暂无有效的方法进行描述这一问题,以实际露头为原型开展裂缝精细描述,得到不同尺度裂缝符合幂函数分布规律,且裂缝尺度越小,数目越多。在此基础上建立裂缝精细表征地质模型,开展裂缝油藏渗流规律研究。结果表明：开采初期油藏中大裂缝优先得到动用,产油比例95%以上来自大裂缝,此阶段油藏含水率一般不超过20%,生产特征表现为产能高和递减快;随着注入水沿大裂缝窜流,油藏含水上升,中裂缝在大裂缝的带动下控制油藏整个渗流场和剩余油的分布,裂缝出油比例仍占70%以上,油藏含水率为20%～40%;当大、中裂缝水淹后,油藏含水率超过40%,在渗吸作用下小裂缝及基质成为产油的关键,占比达50%以上,这一阶段油藏采油速度低但持续时间长。根据不同阶段的渗流规律制定合理的注水开发策略,以减缓裂缝水窜和增大基质出油,具体为初期阶段降压开采延长无水采油期,中期阶段脉冲注水减缓裂缝水窜,后期阶段周期注水增加基质出油。该注水策略在渤海KAT油田现场应用,实践效果较好,单井含水率下降10%～60%,日增油10～90 m³,提高采收率超过6%,可为类似裂缝性油藏注水开发提供指导...     

裂缝油藏基质裂缝耦合渗流三维宏观物理实验

裂缝性油藏水驱过程中,基质裂缝间存在渗吸耦合现象,物理实验方法是研究基质裂缝耦合渗流规律的重要手段。通过采用精细粘接造缝技术和有限真空饱和技术,分别实现了裂缝性渗流介质中裂缝物性分布和基质裂缝渗吸耦合参数的定量控制。运用该方法制作了三维物理模型,研究了基质裂缝渗吸耦合作用下的宏观渗流规律。该实验结果是基质裂缝渗吸耦合作用的宏观体现,为裂缝性油藏基质裂缝耦合渗流规律研究提供了参考。     

裂缝性油气藏渗流系统模型与应用研究综述

介绍了研究裂缝性油藏的渗流特征的意义.针对裂缝油气藏中的渗流问题,总结和评价以往研究者提出的不同裂缝渗流模型和数值求解方法.着重介绍了裂缝性油气藏多重介质物理模型,包括等效孔隙介质、离散裂缝网络、双重介质、双重裂缝、三重介质和分形模型的特点、数学描述方法及应用,比较了各种模型的优劣及局限性.分析了裂缝性油气藏渗流力学存在的复杂性和面临的挑战,指出今后研究趋势,对裂缝性油气田开发过程中的渗流工作提供一定参考.     

裂缝性低渗透油藏单井渗流数学模型

利用平行板理论和张量理论,建立了裂缝性低渗透储集层的各向异性等效连续介质模型和考虑启动压力梯度的单井渗流模型。研究了天然裂缝表征参数对储集层渗透率和压力分布的影响。结果表明,天然裂缝的开度和密度对储集层平均渗透率和各向异性程度影响较大;压力分布及压力波及范围与裂缝发育方向有关;平行裂缝方向与垂直裂缝方向的流动存在干扰,裂缝越发育,垂直方向的波及范围越小;认清裂缝方向,采取合理的注采井网和井距排距是提高裂缝性低渗透油藏波及效率和开发效果的关键。     

水对含微裂缝页岩渗流能力的影响

页岩储层经水力压裂后,发育不同尺度的裂缝,返排液滞留在储层与裂缝中,改变了页岩储层的含水饱和度,从而影响了页岩气的流动。为研究微裂缝条件下水对页岩储层渗流能力的影响,选取四川盆地下志留统龙马溪组储层黑色页岩,经巴西劈裂造缝处理后开展岩心实验,并结合扫描电镜实验方法以及渗流力学理论对含水条件下页岩储层渗流能力的影响因素进行分析,结果表明:黏土矿物含量以及缝网发育程度决定了页岩储层渗流能力;黏土矿物含量越多,储层渗流能力下降越大;主裂缝的开度及缝网形态控制着水在裂缝系统中的作用范围。通过拟合实验数据建立渗流能力下降幅度与面积密度方程,并对微裂缝条件下水对页岩渗流能力的影响情况做出细致分析。     

Investigation of Low Frequency Elastic Wave Application for Fluid Flow Percolation Enhancement in Fractured Porous Media

In recent years, some numerical models have been proposed to investigate the effects of the elastic wave such as ultrasonic on fluid flow behavior in porous media. Nevertheless, none of these models are applicable to the fractured reservoirs, especially when the fluid is a Bingham plastic. In this work, the model proposed by P. P. Iassonov and I. A. Beresnev (2003) Iassonov, P. P. and Beresnev, I. A. 2003. A model for enhanced fluid percolation in porous media by application of low-frequency elastic waves. J. Geophys. Res., 108: 2138–2146. [Crossref], [Web of Science ®] , [Google Scholar] for flow under exposure of elastic wave in nonfractured porous media is considered and used for development of a new model of steady state flow of a Bingham plastic fluid in fractured reservoirs. The Kazemi's “block and fracture” model assuming negligible vertical permeability in blocks is considered for modeling. In addition, two-phase flow behavior under elastic wave in fractured system is investigated. The results showed that, at higher pressure gradients, vibration amplitude cannot highly influence the fluid percolation, in contrast at lower pressure gradients, the fluid flow through the fractured porous media can considerably be improved by increasing vibration amplitude. Also, it has been found that in two-phase flow systems, wave can increase the produced oil-water ratio in the fractured media. The results of this study can be applied to the fractured reservoir simulations and can be a path breaking to the future studies on the prediction of flow enhancement under elastic wave in the fractured reservoirs.     

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本文研究了适合带渗透性井壁的偏心环空非牛顿流体二维运动微分方程式。提出了牛顿流体与宾汉流体在该偏心环空中流动的流场解析解及幂律流体流场的数值解。文中还导出了计算牛顿流体与宾汉流体在实际井眼内流动的压降与流量计算公式。     

基于多孔介质加氢裂化反应器多相流数值模拟

采用欧拉多相流模型,通过建立多孔介质能量守恒模型、热量传递模型和质量传递模型,对加氢裂化反应器内的多相流动、传热和传质进行了数值模拟计算,得到了反应器内多孔介质床层的速度场、温度场、浓度场和压力分布。结果表明,多相流模型的选取、传热传质模型的建立、油品物性的计算和边界条件的设置能够较准确地描述三相流动状态及其分布状态。反应器入口处的流动状况将直接向内部传递,壁面流随流动而发展,其宏观描述为：在出口床层处径向体积分率曲线出现拐点,进而使流体在催化剂床层径向和轴向分布不均匀,气化率得到提升。为了获得反应介质与催化剂充分混合的流体分布状态,有效利用催化剂,反应器入口处的流动状态必须得到优化。     

Investigating the performance of hot water injection in geostatistically generated permeable media

The study investigates the performance of hot water flooding compared to conventional water flooding in recovering heavy oil from heterogeneous reservoirs through fine-mesh numerical simulations. A total of 16 permeability maps were generated geostatistically to cover a wide range of reservoir heterogeneity. Two measures of heterogeneity were used to characterize the permeability maps: the Dykstra–Parsons coefficient and the spatial correlation length. Extensive three-dimensional, fine-mesh simulation runs were performed to study the functional relationships between several design parameters and the oil recovery obtained during hot water flooding. These results were then compared to those obtained by conventional water flooding. Parameters which were investigated include: (1) degree of reservoir heterogeneity (2) injected fluid temperature (3) well configurations, and (4) viscosity ratio. Results showed that these parameters play important roles in the displacement behavior of heavy oil, with reservoir heterogeneity having more significant effects. It is proven that hot water flooding can be more effective than conventional one by considering the critical values of the above studied parameters. The paper also shows the conditions that can be detrimental to hot water flooding.     

两种聚合物在多孔介质中的渗流特性

疏水缔合水溶性聚合物(HAWP)是大分子链中含有少量疏水基团的水溶性聚合物，在模拟某一油藏条件下，研究了HAWP和ASG两种不同类型聚合物溶液在多孔介质中的渗流特性。研究结果表明，由于HAWP分子疏水基团发生分子间缔合作用，形成动态物理交联网络，HAWP溶液表现出很强的流度控制能力；在远离注入端的多孔介质中，HAWP溶液比ASG溶液具有更高的抗冲刷性和降低孔隙介质渗透率的能力。两种聚合物溶液在多孔介质中表现出的不同渗流特性与聚合物的分子结构有密切关系。     

压裂水平井多裂缝系统的试井分析

压裂水平井技术是实现油气田经济开发的重要手段之一,而试井分析技术是压裂水平井的关键技术。在分析国内外压裂水平井试井模型和试井解释方法发展现状基础上,研究了压裂水平井多裂缝系统试并模型和解释方法,并分析了其压力动态特征。采用解析解与数值解相结合的半解析法构造渗流数学模型,并针对边界复杂情况,在模型中引入裂缝离散化机制。     

识别水力裂缝参数的自动拟合模型和方法

为认识和了解地层、分析和评估压裂施工质量,分别考虑裂缝导流能力随生产过程变化和不变化的情形,提出了以生产过程中实测的产量或井底压力为拟合目标,识别水力裂缝参数的生产历史自动拟合模型和方法,用逐步二次规划法进行了数值求解。最后通过文献对比和实例计算说明模型和方法的可靠性和适用性     

两性疏水缔合聚丙烯酰胺(AHAPAM)溶液孔隙介质流动行为研究

研究了AHAPAM溶液孔隙介质内流动过程的宏观与微观运移,及其在该过程中的聚集态变化和孔隙内溶液分布及变化特征;对流动过程中影响溶液黏弹性的因素进行分类和讨论.压力变化趋势表明,AHAPAM溶液孔隙介质传播分阶段进行,有效黏度前锋流速远低于体积流速;孔隙内溶液的波及效率和深度大于传统PAM溶液,且在剪切变稀区仍可提高波及效率.孔隙流动前后的溶液性质研究表明,入口效应、吸附和剪切作用是溶液黏度降低的主要原因,其中吸附逐渐达到饱和,剪切和入口效应稳定存在.孔隙内聚合物分布研究表明,溶液在孔隙介质中的微观运移不受压力影响,虽然速度缓慢,但可进一步提高波及能力.     

A Computational Scheme for Fluid Flow and Heat Transfer Analysis in Porous Media for Recovery of Oil and Gas

A finite-element scheme has been formulated, which is capable of solving transient analysis of both conductive and convective heat transfers due to fluid flow in porous media. The model also includes the latent heat effect to consider the phase change aspect of a frozen medium. To test the validity of the model, it was applied to six cases for which analytical solutions are available. The test cases cover (i) single-phase fluid flow through porous media, (ii) radial conduction with and without phase change, (iii) conductive and convective heat transfer in an aquifer, and (iv) two-phase immiscible flow in porous media. In all these cases, good agreement with analytical solutions are observed validating the computational scheme. This computational scheme should be useful in solving frozen ground problems, thermal stimulation technique for natural gas recovery from hydrates, and single-phase and two-phase convective heat transfer problems in enhanced oil recovery scheme in petroleum engineering.     

双相孔隙介质中动电效应定量研究

首先介绍了描述动电现象的Ｓｔｅｒｎ双电层模型,接着由一般通量－－力关系导出了动电效应的声电耦合关系,然后用实际地层资料计算了动态耦合系数,分析了耦合系数与和地层参数的相关关系,最后发现,动电效应可用于解决强水淹油层的识别问题。