低渗透非达西渗流研究

达西定律是渗流的基本规律,但是在低渗透油藏中,渗流表现出对达西定律的偏离,这就使我们有必要对非达西渗流进行深入的研究,从低渗透非达西渗流特征、低渗透非达西渗流模型、造成非达西渗流的原因、低渗非达西渗流的判据以及非达西渗流的计算方法等几个方面的研究进展进行了总结,并对非达西渗流的发展提出展望,为从事相关工作的研究人员提供参考。     

煤中瓦斯运移的非达西渗流机理研究

通过煤体中瓦斯渗透性能测试,采用渗流理论分析瓦斯在煤体中的渗流机制,结果表明:在高压阶段,瓦斯渗透流量Q与压力项△~2p/L线性相关,在低压时,渗流曲线Q-△~2p/L表现为对Darcy定律线性关系的偏离;瓦斯在煤体中的渗流由非线性转变为线性,即瓦斯在煤体中的渗流由非达西渗流转变为达西渗流,存在转变的临界点。瓦斯在煤体中的渗流与雷诺数相关,雷诺数大时渗流属达西渗流,雷诺数小时渗流为非达西渗流。理论计算分析揭示了瓦斯分子自由程和煤体孔隙结构共同作用导致了非达西渗流现象。     

低渗透油气田渗流规律研究

随着石油工业的发展,低渗透油气田的重要性越来越大,低渗透油气藏的概念是相对的,其界限随开采技术的发展而发生变化。它具有油藏压力系数小、溶解气量低、原油粘度高、孔喉小等特点,油藏开发面临困难很大。通过调研国内外相关资料,按照渗透率标准,把低渗透油气藏分为三类,同时较为详细的分析了低渗透油气田的渗流规律,总结出了渗流特征,得到了低渗透油气田的开发特征。     

承压状态下破碎砂岩气体渗透率试验研究

考虑破碎岩体中气体渗流的非达西效应,依据气体渗流的非线性动力学方程,推导了破碎岩体中的一维稳态气体渗流的压力场分布规律,即沿着渗流方向,气体压力的平方呈线性下降。结合气体渗流试验数据,计算了不同粒径、荷载条件下的破碎砂岩气体渗透率。结果表明:岩石破碎程度越高,其对气体的传输能力就越弱,气体渗透率越低。     

应用灰色模型的超低渗油藏产能评价

灰色模型是一种有较高预测精度、所需要的原始数据少、并且计算过程简单的方法,这种方法是对现有的数据进行生成、开发、并找出有价值的信息,达到对所研究系统的生产动态、规律等的正确评价和有效监控。超低渗油藏的渗流过程与一般油藏有很大的不同之处,低渗油藏在实际生产时的压差只有大于某一个数值的时候,流体在储层中才能流动,这说明低渗油层具有启动压力,其渗流过程是属于低速非线性渗流。通过对岩芯分析表明,这种现象与储层岩石的物性有关系。收集华庆地区元284井区长6储层基础数据进行初步分析,在全面认识储层的基础上,建立产能评价灰色模型。再应用Matlab和灰色模型相结合对特低渗储层进行产能评价计算,并对计算结果进行分析。     

营11低渗透油藏调整井钻井液密度优化设计

调整井钻井中,正确合理地进行钻井液密度设计,对于安全钻井和保护油气层至关重要。为解决低渗透油藏实际钻井生产难题,保证安全钻井,以胜利油田营11断块低渗透油藏为实例,针对低孔、低渗特性的地质特点,考虑低渗透油藏启动压力的基础上,根据达西径向流理论,探索出一套适合低渗透性油田调整井钻井液密度设计的压力传导公式。通过采用压力传导经验公式,在构造断层认识的基础上,采用动静态综合分析,预测出低渗透油藏待钻井处的地层压力增值,成功地解决了油田调整井钻井液密度的设计问题,在钻井生产的实践应用中取得了较好的经济效益。     

低渗油藏水平井水泥浆体系及施工技术

水平井技术作为提高采收率、降低开发成本的一条有效途径已经在国内外得到广泛应用。水平井开发低渗透油藏能数倍的扩大油藏的泄油体积,减小生产压差,增加原油产量,但低渗油藏水平井固井一直是固井领域的难题。本文重点分析了胜利低渗油藏水平井固井技术现状、难点及攻关思路, 优选了零自由水、低失水、流变性好、直角稠化、微膨胀、防窜性能强的水泥浆体系,选用了与水泥浆体系、钻井液相容性好的冲洗前置液,采用了相应的固井技术措施,从而提高了胜利低渗油藏水平井的固井质量。     

低渗透均质油藏地层压力的计算方法

利用物质守恒原理，建立地层压力线性变化趋势下考虑启动压力梯度和注水强度影响的渗流数学模型。给出了考虑注采比和启动压力梯度的平均地层压力和边界压力的确定方法。通过实例计算对比表明，在低渗透均质油藏的地层压力计算中，应该考虑注采比和启动压力梯度因素的影响，以提高地层压力评价的可靠性。     

变形介质低渗透油藏的产能影响因素分析及合理压差的确定

实验表明低渗透油藏在渗流时存在启动压力梯度,有些低渗透油藏还具有介质变形的性质。因此在开发低渗透变形介质油藏过程中,启动压力梯度和岩石的强应力敏感性是必须考虑的基本特征。结合具有变形特性的低渗透油藏的产能公式分析产能的影响因素,并为高效地开发低渗油藏确定合理的生产压差。     

高陡边坡地下水渗流场三维有限元分析及其实例研究

复杂多变不均匀介质中各向异性地下水渗流是非线性的，采用三维有限元数值分析是处理实际多介质复杂边界条件的渗流问题的有效方法，导出了三维渗流数值模型，实现了三维渗透流动问题任意渗出面的迭代求解，通过对高陡边坡三维渗流问题的实例计算，得到了计算水平各个剖面的浸润线图，结果表明与实际情况相符，为边坡安全设计、工程处理提供依据。图6，参11。     

确定溶解气驱油藏压力与饱和度关系的新方法

针对溶解气驱油藏渗流方程的强非线性,在前人定义两相拟压力函数基础上,采用Boltzmann变换对方程进行求解,得到一种形式简单而精度较高的压力与饱和度的近似关系式。此方法虽然是从一维线性渗流模型导出的,它同样适用于一维径向渗流、应力敏感储层及其他渗流情形。该模型为油气两相渗流方程的解析或半解析求解提供了计算基础。     

低渗煤样CH_4非线性压力分布与渗透率演化

为研究低渗煤岩全应力-应变过程中的渗流特性,基于COMSOL Multiphysics数值模拟软件,结合达西定律与固体力学理论对张集矿的标准煤岩试件内部气体渗透特性进行数值模拟。结果表明:甲烷气体在煤样中的非饱和渗透过程中,气体压力非线性分布现象十分明显,但随着渗透时间推进,其气体压力分布规律逐步趋于线性;围压与屈服强度存在正相关的关系,与渗透率呈负相关的关系,此外,低渗煤岩的流固耦合渗流效应更加明显。     

气体在煤层中渗流的稳定性分析

基于瓦斯突出本质在于气体在煤层中渗流失稳的假设，建立了气体渗流的一种非线性动力学模型，讨论了系统平衡态的存在性。用Chebyshev配点法将系统的控制方程简化成含12个相变量的常微分方程组，计算了系统的动力学响应，得到了系统失稳的条件。研究表明，由于气体的压缩性，煤层中气体非Darcy渗流系统平衡态的绝对压力的平方成线性分布；系统存在跨临界Hopf分岔和切分岔。     

颗粒堆积型多孔介质非线性渗流的试验研究

采用SLB-1型应力应变式三轴剪切渗透试验仪对颗粒型多孔介质试样进行了恒围压与恒轴压不同孔隙压力条件下的渗流试验,考虑到颗粒型多孔介质渗透系数依赖于孔隙改变的特点,提出渗透系数的非线性数学模型。研究结果表明,渗流过程分为非稳定与稳定渗流两个阶段;渗透系数随着轴压和围压的减小由非线性逐渐趋于线性;一维稳定渗流问题的理论推导表明试样内部孔隙压力梯度具有非均匀性。结合试验数据,采用最小二乘法确定了渗透系数理论模型的待定参数,利用非线性数学模型与Darcy定律计算得到的渗透系数之比约为2.5倍。     

地下水非达西渗流分析

非达西渗流分析是地下水资源分析与评价的重要内容。系统地分析与总结了岩土体中地下水非达西 (非线性 )渗流的理论与试验规律 ,采用解析分析和数值分析相结合的研究方法 ,对一维、二维非达西渗流进行了求解 ,并与相应的达西 (线性 )渗流解进行了比较。可以看出 ,不能采用线性渗流规律来近似代替非线性渗流规律     

低渗透油田水平井超前注水研究

直井超前注水是低渗透油藏的一种重要开发方式。水平井的广泛应用为水平井超前注水奠定了基础。通过建立一个低渗透油藏注采井组模型,利用黑油模拟器对直井和水平井的同步、滞后、超前注水进行了模拟对比。研究表明,低渗透油藏不适合采用水平井滞后注水开发;水平井超前注水较直井超前注水效果更好;水平井超前注水时间小于3个月,地层压力保持在原始地层压力的110%~115%为宜。     

注水水质对低渗油藏注采井开发指标的影响

基于水质对低渗透油藏储层渗流物性影响实验的研究,结合渗流力学理论,建立了注水水质与相对渗透率的关系.在此基础上,采用油藏工程的理论和方法,分析了水质对低渗油藏注采井开发指标的影响,包括水质对采油井采液、采油指数和注水井吸水指数等指标的影响.     

低渗透油藏两层合采油井层间干扰分析

多层系油藏高效开发的前提是开展层间干扰分析,确定层间干扰程度,在此基础上选择合理的开采方式。对于高渗透油藏多层合采油井层间干扰分析有人提出了正交因素分析方法,而对低渗透油藏多层合采层间干扰分析研究较少,鲜有文献报道。在多层合采油井层间干扰原因分析的基础上,提出了低渗透油藏两层合采层间干扰分析方法:基于低渗透油藏两层合采油井产能预测方程的建立,通过理论计算两层合采产量、单采产量的变化进行层间干扰分析,探索建立了低渗透油藏两层合采油井层间干扰分析方法,对于低渗透油藏多层开采具有一定的指导意义。     

高温作用后岩石裂隙渗流试验及其模型分析

在油、气能源地下存储、高放核废料地质处理中,岩石的温度和裂隙渗透压力会显著地影响岩石裂隙的渗流性质。当渗透压力梯度逐渐增加时,渗流流量随之增大,使得Darcy流转变为非线性渗流。为研究高温致裂岩石裂隙渗流的基本规律,采用自行研制的温度-应力-渗流多场耦合仪(该系统由围压、轴压和渗透水压3套相互独立的加载部分组成),在1 MPa的围压作用下,对高温作用后的岩样进行不同渗透压下的渗流试验,研究渗流流量与压力梯度的演化规律,并基于三维CT扫描技术对渗流试验后的岩样内部裂隙开度进行逐层检测,获得岩石裂纹开度统计分析以及岩石逐层孔隙率统计分布,能清楚的观测到岩石内部裂隙的网络结构,可为研究岩石多裂隙渗流提供依据。通过Forchheimer方程描述渗流流量与渗透压力梯度的关系,将渗流过程分为Darcy流与非线性渗流2个阶段,并引入非线性因子E,在实际岩体工程中大多定义E=0.1作为线性流和非线性流的分界点,从而求解出临界Darcy流的阈值和临界雷诺数。为了研究不同渗透压力下动量相对损失率的大小,采用欧拉数来计算岩石裂隙渗流的动量相对损失率。结果表明,随着渗透压力的增加,动量相对损失率呈现出先减小后增加的趋势。在某一渗透压力下,欧拉数达到极小值,表明在其压力作用下流体流动的变化率最小,对实际工程中研究高温致裂岩石裂隙渗流具有指导意义。     

胜利油田低渗透油藏低成本开发技术

低油价下,低渗透油藏的效益开发迫切需要低成本开发技术。胜利油田通过多年的技术攻关与矿场实践,形成了周期注水、间歇采油、水质优化等低渗透油藏低成本开发技术。明晰了周期注水提高采收率机理及优化了周期注水技术政策;确定了间歇采油选井标准,计算了间歇采油开关井时间;明晰了影响注水能力的主控因素,建立了注水水质指标的"三步计算法"。研究发现低渗透油藏含水率在30%时转变为周期注水,开发效果最好,单周期注入水量越大以及短注长停不对称注水方式,开发效果较好;连续生产点的所对应的产量低于经济极限产量时,建议油井间歇生产;建立注水水质指标应首先求取储层原始静态喉道半径,再考虑动态压力敏感性、流体边界层对喉道半径的影响。研究成果对低渗透油藏的效益开发有重要指导意义。