黏弹性流体在油藏孔隙中的流动特性

针对油藏孔隙中黏弹性流体的流动特性，选取了黏弹性流体中的上随体Maxwell本构方程描述以第一法向应力差为主要特征的聚合物溶液的流变性，同时使用计算流体有限元分析软件Polyflow对收缩流道内的黏弹性聚合物溶液流动过程进行等温数值模拟分析。从理论上研究了不同雷诺数（Re）和韦森博格数（We）条件下聚合物溶液黏弹性对孔隙内速度场和应力场的影响规律。确定当成数和耽数较大时，流体在收缩流道中流动时，流体的流速和应力随韦森博格数的增大而增大；第一法向应力随耽的增大而增大，且在出口窄流道内最大，而在入口宽流道处最小；越靠近壁面，耽数对第一法向应力的影响越大；黏弹性对流速的影响在靠近中心线处较大，靠近壁面处影响较小。     

聚合物溶液黏弹性驱油微观机理

采用力学分析方法,针对被毛管力束缚在孔喉处的残余油,突扩孔隙空间的残余油以及盲端残余油,理论上分析了聚合物溶液黏弹性驱油微观机理,分别得到了聚合物溶液黏弹性作用下微观残余油动用增量表达式。当考虑黏弹性时,孔喉处可动油的临界半径要大于单考虑聚合物溶液黏性时的临界半径,这使得一部分原来不流动的孔喉残余油滴会发生流动,原来可动的油滴更容易动起来,提高了残余油动用程度。分析结果表明,单依靠聚合物溶液的黏性几乎不可能把盲端残余油驱替出来。当考虑聚合物溶液黏弹性的挤出胀大效应时,会进一步将突扩孔隙空间内、盲端残余油驱替出来。提出了表示毛管力和重力相对大小的无量纲量,当该无量纲量越大时,理论推导的突扩孔隙空间及盲端残余油动用量表达式就越准确。     

黏弹性聚合物溶液对盲端类残余油的微观作用机理

通过实验研究了黏弹性聚合物溶液对盲端类残余油的微观作用机理,得出了在油湿状态下,随着聚合物浓度的增加,即随着聚合物溶液弹性的增加,盲端类残余油的驱油效率有所提高;在水湿状态下,聚合物溶液不能提高不可动残余油的驱替效率,但能够提高可动油的驱油效率,即亲水岩心盲端状残余油若要流动,它必须先转变为可动油.     

聚合物溶液在油藏孔隙中的流动及微观驱油机理

研究了粘弹性聚合物溶液在盲端孔隙模型中的流动与驱替特性。微观流动实验和数值计算结果均表明，随着事物溶液粘性弹增强（Weissenberg数增大），在孔隙盲端及喉道中的粘弹性涡流加剧，涡流区域也随之扩大；计算得到的粘弹涡特征与Cochrane等给出的实验结果在定性规律上是一致性。这种粘弹涡可将孔隙盲端和喉道中的部位科油分散成油滴或油丝并携带至主流区，使之成为可驱动原油。所以，这种粘弹涡流效应是聚合物溶液提高微观驱油效率的重要机理之一。     

聚合物溶液在缩扩孔隙模型中流动的弹性粘度

将多孔介质视为缩扩孔隙模型,对聚合物溶液在这种模型中的流动总压降等于剪切压降和拉伸压降之和的假设下,用微元分析方法建立了表征聚合物溶液在缩扩孔隙模型中拉伸流动弹性粘度公式.用3种不同相对分子质量的聚丙烯酰胺(HPAM)溶液在人造岩心中的流动实验数据绘制了弹性粘度与Deborah数的关系图,关系曲线表明,当Deborah数大于0.02～0.03时,弹性粘度显著增大.由此推导的弹性粘度公式可用来表征聚合物溶液在多孔介质中拉伸流动发生的程度.     

SPTT黏弹性流体在突缩流道内的流动

采用Simplified Phan-Thien-Tanner(SPTT)本构方程描述黏弹性流体流变特性,利用数值计算方法模拟了SPTT黏弹性流体在突缩流道中的流动特征.建立了由连续性方程、运动方程和SPTT本构方程、流函数、涡量函数及边界条件组成的完整数学模型.绘制了黏弹性流体在突缩流道中的流场和速度场的等值线图.分析了黏弹性流体的黏弹性对流场的影响.在突缩流道中,随着黏弹性的增强,即威森博格数的增大,流体的波及体积增加,波及效率增大.     

安塞油田长6层低渗透油藏端部脱砂压裂机理与实例分析

给出了描述聚合物溶液通过滤饼和油藏的不稳定流动的模型，并用它来说明端部脱砂压裂过程中压裂液的滤失规律。滤失速率取决于压裂过程中的压力分布，而压力分布又是压裂液性能和油藏地层特性的函数。展示了在压裂过程中停止裂缝延伸的时机。研究了安塞油田长6油藏构造应力场和裂缝导流能力，设计了端部脱砂压裂并评价了压裂液性能及端部脱砂压裂的效果。     

一种改善油藏模拟求解效果的新方法

在实际应用中发现,对高速气渗,水气锥进等非线性渗流问题进行了数值模拟时,迭代求解往往难以收敛,造成物质平衡误差偏大,有时甚至会使模拟失败,为此,提出了迭代解的物质平衡校正法。实际应用表明,此方法可以大大降低油藏模拟的物质平衡误差,提高迭代求解的收敛速度。     

涠洲11-4油藏聚合物驱聚合物性能评价及优选

针对涠洲11-4油藏温度和流体性质特征,通过收集国内外现有高性能抗盐和耐高温聚合物产品,对聚合物溶液的增粘性、稳定性、耐温性、抗盐性和抗剪切特性、阻力系数和残余阻力系数等进行了测试,并引入模糊综合评判方法,借以对不同品质聚合物溶液改善流度比或扩大波及体积能力做出全面和客观评价。实践证明,模糊综合评判是进行聚合物溶液优选的一种简洁和有效方法。通过对实验结果综合分析表明,在初选的几种聚合物中,“法国SNF”在综合评价中性能居优。     

考虑井筒变质量流动的溶解气驱油藏水平井流入动态特性研究

目前,国内外研究学者应用数值模拟方法研究溶解气驱油藏水平井流入动态时未考虑井筒流动的影响,对于高产、小井径水平井会产生较大的计算误差.针对存在的问题,使用Eclipse油藏数值模拟软件中考虑井筒变质量流与油层中渗流耦合的多段井模型,研究了井筒变质量流动对溶解气驱油藏水平井流入动态的影响.模拟结果表明:当油藏压力较高时,不同油藏衰竭程度时水平井无因次IPR曲线基本重合;但当油藏压力较低时,溶解气析出,油相饱和度减少,油相相对渗透率降低,油藏内两相渗流阻力和水平井筒内两相流动阻力增大,水平井无因次IPR曲线上凸趋势迅速增大.     

Investigation and quantifying effect of dispersion on oil recovery in the process of viscoelastic polymer flooding using numerical method

In this study an existent mathematical model was implemented to investigate the effect of dispersion on oil recovery of core-flood experiments in process of viscoelastic polymer flooding as a tertiary stage of enhanced oil recovery. Discretized forms of equations of pressure, saturation, and concentrations were obtained and solved by implicit in pressure and explicit in saturation and concentrations with considering effect of time step on solution. Furthermore, a new procedure was presented to solve polymer concentration equation by trial and error. The results showed that dispersion phenomenon reduces displacement efficiency of viscoelastic polymer flooding.     

高含盐油藏聚合物驱油实验研究

在目前国内通用的聚丙烯酰胺干粉制备工艺中，聚合物分子量的降低率达５０％以上。采用分子量较高的低水解度水溶胶型聚丙烯酰胺配制聚合物驱油剂并使用聚合物稳定剂，可以将高含盐聚合物溶液的粘度提高一倍以上，并使聚合物的抗盐性能、热稳定性能及抗机械剪切性能得到明显改善，从而为在高含盐地层中使用聚丙烯酰胺驱油提供了依据。     

直流导叶式旋风分离器内气相流动的数值模拟

利用Fluent软件对直流导叶式旋风分离器内气相流场进行了数值模拟研究.结果表明,在分离空间内,气流流动比较稳定,切向速度呈兰金组合涡分布;在排尘环隙内出现气流分层,一部分气流携带颗粒进入灰斗,而另一部分气流在此处进行二次流动;在排气管内,在变径的开始区域存在二次涡流,而在后边段流动比较稳定.     

分形双孔介质油气藏的试井分析模型解

针对分形双孔介质储层模型，对于裂缝介质和岩块介质分别引进了反映分形体几何特征的分形维数及分形渗流网络连通状况的分形指数；建立了外边界无穷大且考虑井筒储存和表皮效应下的变流率问题的试井分析数学模型；对一类具有广泛应用的特例，求得了无因次储层压力和井底压力的Laplace空间解，归纳出了一个通用公式，并对其进一步应用进行了讨论,对油藏数值模拟具有指导意义。      

连续循环系统压力腔流场数值模拟分析

利用CFD软件建立了连续循环系统主机压力腔内部流场数值模型,对不同因素引起的压力腔内部流场变化和扰动进行了分析和比较。在泥浆循环流量达到3000 L/min时的计算结果表明：压力腔内的泥浆对接头螺纹的冲刷作用明显,最大冲刷速度接近10 m/s;当闸板关闭时,泥浆对闸板下端面的最大冲刷速度可达到8 m/s;当闸板和钻杆运动速度控制在合适范围时,因流域形状改变引起的压力变化幅度约为0.05 MPa,不会引起明显的压力扰动;钻杆水眼尺寸越大,通流能力越强,部件运动引起的流场扰动越小。上述分析结果为优化压力腔内结构设计以及闸板和钻杆运动控制等提供了依据。     

CO2气藏开发中几个关键问题的探讨--以高53块CO2气藏为例

优化CO2气藏的开发方案可获得最佳经济效益。以胜利油区高53块CO2气藏为例,分析了CO2的相态特性及其生产特征;利用数值模拟方法,探讨了该类气藏合理的开发方式。研究发现,在采气速度低的初期,地质及开发因素及开发效果的影响较小;水的产出可影响气井的产能;在开采中,应密切监视气井动态,以防水过早突破。该项研究结果为同类气藏的合理开发提供了依据。