幂律液体圆管螺旋流的解析解

本文从理论和实验方面研究了石油钻井泥浆常用的幂律液体在钻柱中的螺旋流动规律。推导出了幂律液体圆管螺旋流的视粘度分布、速度分布、流量的解析表达式;进而建立了压降方程和判别流动状态的稳定性参数K及其最大值K_max的解析表达式。通过CMC及聚丙烯酰胺水溶液的圆管螺旋流的实验,证明了理论研究的正确性,并确定了稳定性参数的临界值K_max,c可以取作400。     

非牛顿液体环空螺旋流的精确解

非牛顿液体环空螺旋流的水力计算在石油钻井中具有重要意义.理论分析指出螺旋流可由3个特征参数a、b和c完全描述,这些参数的大小由环空螺旋流的轴向平均速度V_cp、环空内圆旋转角速度ω₁和液体的流变常数决定;从液体流动的运动方程式和具有4个流变常数的本构方程式出发,引入应力函数的概念后导出了求解特征参数的新方法.该法实际上给出了石油工业中常见的宾汉液体、幂律液体、卡森液体、修正幂律液体及罗伯逊液体的环空流和螺旋流水力计算的统一程序,数值计算显示了新方法的优越性.     

幂律液体偏心环空螺旋流层流压降计算

本文依据柱坐标系下流体质点运动方程,推得了在倾斜的同心环空中幂律液体螺旋流层流流场的视粘度函数、速度函数及流动压降的解析式。并引入当量间距的概念,给出了偏心环空中幂律液体螺旋流层流压降的计算公式。最后讨论了偏心环空螺旋流流场中宽、窄间隙处的流速特征。     

动态水力旋流器圆管螺旋流场特性研究

对动态水力旋流器圆管螺旋流场结构及形成原理作了简要描述。在深入研究动态水力旋流器分离机理及分离性能的基础上,运用圆管螺旋流动方程式进行了动态水力旋流器内部螺旋流动分布理论研究,得到旋流器内部流场按强制涡、自由涡、组合涡及螺旋涡的分布特性。同时利用直圆管柱模型,模拟计算出了圆管螺旋流的理论分布结果。研究和掌握动态水力旋流器内部流体螺旋流的运动及分布规律,为今后深入进行其分离机理、流场测试及分离性能研究打下了一定的基础。     

球形颗粒在幂律液体同心环空螺旋流场中的运移

在分析幂律液体同心环空螺旋流场特性的基础上,分析了球形岩屑颗粒在流场中的受力情况,给出了幂律液体层流螺旋流视牛顿粘度的计算公式,推导了不同绕流状态下颗粒沉降、上升速度公式,并给出了划分绕流状态新参数J的表达式及分区值。本文所得理论公式的数值模拟曲线与前人所得实验曲线在性状上得到了较好的吻合。     

偏心环空层流螺旋流与同心环空层流螺旋流压降的比较

推导了幂律液体偏心环形空问堪流螺旋流的压降方程.介绍了由降方程计算幂律液体偏心环空间层流螺旋流的压降的方法并把由压降方程算得的偏心环空螺旋流的理论压降和同心螺旋的理论压降进行比较.     

幂律液体环形空间层流螺旋流的压降计算

本文推导了幂律液体环形空间层流螺旋流的压降方程,介绍了由压降方程计算幂律液体环形空间层流螺旋流的压降的方法。并通过CMC水溶液和聚丙烯酰胺水溶液的螺旋流实验,把由压降方程算得的理论压降和实测压降做了对比。对比结果说明,上述的压降方程和计算压降的方法是正确的。     

幂律-牛顿流体圆管分层层流的数值模拟

从流体力学中N－S方程出发，建立了幂律－牛顿流体圆管两相分层层流流动的数学模型。通过幂律－牛顿流体两相分层层流的相互作用的流体力学分析，提出了两相流动界面的耦合条件，从而得到了一组完整描述幂律－牛顿流体两相圆管分层流的数学方程，由于非牛顿流体的N－S方程是非线性，求解析解十分困难。通过巧妙的线性化方法，再通过数值求解幂律－牛顿流体分层流的数学方程，得到了对工程实际应用有重要价值的流动规律。应用幂律－牛顿流体圆管两相分层层流的流动规律，可以实现部分高粘幂律流体的高效输送，其节能效果十分惊人。     

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针对非牛顿流体的稳定性问题及其流态判别的研究，将整体稳定性理论及局部稳定性理论应用于塑性流体和幂律流体在同心环空的流动中，建立和推导出相对应的判别流动状态的稳定性参数表达式。这些参数的临界值与牛顿液体流态准数雷诺数的临界值，同样具有与液体流变性无关的特点。章还系统地阐述了非牛顿流体各种稳定性参数的含义，并应用献资料所提供的实验数据，说明了它们的精确程度和适用范围。     

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准确判别井内液体的流态，对钻井优化设计和施工，保证注水泥顶替质量是非常重要的。文中介绍了以层流稳定性现象理论为基础提出的5个使用较广的流态判别准则－雷诺数（Re)、稳定性参数Z、稳定性参数K、稳定性参数X和稳定性参数Y。通过对这5个流态判别准则的分析与对比，认为雷诺数、稳定性参数Z与K都存在不足，而稳定性参数X、Y更具合理性。建议将稳定性参数X、Y进行推广，使它们能够用于其它非牛顿液体圆管流、同心环空流，偏心环空流的流态判别。     

现代产量递减分析Blasingame图版制作之纠错

以Blasingame方法为代表的现代产量递减分析技术是近年来油气藏工程研究的热点之一。目前国内大多数产量递减分析文献都采用Blasingame方法制作典型曲线图版并据此分析相关参数的敏感性,但很容易出现两类问题:要么在生成典型曲线图版时出现错误.要么建立了某一储层类型的Fetkovich递减分析曲线.未进一步建立Blasingame曲线,从而失去了应用价值。为此,以圆形有界均质储层为例,剖析了产生上述问题的原因;以无越流双层储层为例,明确了B1asingame方法曲线图版制作的流程;给出了圆形有界均质、双重孔隙介质、三重孔隙介质储层现代产量递减分析无因次产量的拉氏空间解及典型曲线图版。研究结果表明:在进入边界控制流阶段之后,不管储层类型如何,Blasingame图版的无因次产量曲线(q_(Dd))都是一条斜率为"-1"的调和递减曲线,无因次产量积分曲线(q_(Ddi))、无因次产量积分导数曲线(q_(Ddid))逐渐汇集在一起;只有该图版才可用于变压力、变产量以及PVT变化的生产数据分析。     

应用典型曲线进行产量递减分析

基于Arps递减方程,建立了油气藏递减阶段无因次累积产量与无因次时间关系的典型曲线图版,提出了应用典型曲线拟合进行油气藏产量递减分析的方法。该方法可以快速地求得初始递减率D_i、递减指数N及递减前的稳定产量Q_i,避免了应用产量进行分析时,产量波动性及时间离散性对分析结果的影响。实例应用表明,本文提出的方法是实用有效的。     

用于段塞流数据分析的积分图版

建立了无限大均质地层用于段塞流数据分析的积分图版，图版有三张：一张为压力积分一时间半对数图版，类似于Ramey典型曲线；另一张为积分导数一时间半对数图版，类似于Ostrowski等人的压力导数典型曲线，但实际数据的积分导数比压力导数曲线光滑，易于分析；第三张为积分导教一压力图版，它的优点是无需进行任何移动即可实现拟合，从而确定出几乎是唯一的Cde2s值，再使用压力积分一时间或积分导数一时间图版拟合，可获得更加准确的分析结果。应用此方法，对于测试时间较短的数据也可由其获得准确的地层参数。     

页岩气产量递减典型曲线的不确定性分析方法

为降低页岩气产量评价风险,指导和优化页岩气开发,研究了页岩气产量递减的不确定性分析方法。利用双曲递减理论,基于某页岩气区块19口井的生产动态数据,建立每一口井的典型曲线,用P90,P50和P10表示典型曲线的实现概率,提出了页岩气产量递减典型曲线的不确定性分析方法。利用该方法得到该区块P90,P50和P10典型曲线参数,计算的最终可采储量分别为0.26×108,0.91×108和2.11×108 m3,而采用确定性方法得到的最终可采储量为1.01×108 m3。结果表明,确定性分析方法得到的典型曲线较接近于P50典型曲线。利用不确定分析方法评价页岩气产量递减典型曲线,可以为产量评价风险提供参考,指导开发方案设计和优化。      

水驱油田的驱替特征与递减特征

推导了Ａｒｐｓ递减指数ｎ＝０，即指数递减对应的水驱特征曲线表达式。与ｎ＝０．５和１．０的递减曲线，即ｎ＝０．５的双曲递减和调和递减对应的水驱特征曲线一起，首次建立了完整的递减曲线与水驱曲线的联系。利用含水率（ｆｗ）－可采储量采出程度（Ｒ）关系上的递减指数ｎ＝０，０．５，１．０的理论曲线，研究了水驱油田的驱替特征与递减特征。研究表明，我国绝大多数层状油田的ｆｗ－Ｒ关系在ｎ＝０到１．０的理论曲线范围内     

应用童氏水驱曲线分析方法解决国内外一些油田动态分析问题

天然或人工水驱油田水驱机制起主导作用后,所绘制的甲、乙型水驱特征曲线,其直线段出现的旱、晚、曲折和相关程度对不同油田情况各异。运用直线段及其变化或样板曲线,可以衡量容积法求得的地质储量的准确性,判别水驱状态、措施效果和预测最终采收率等重要生产指标,并可以指导同类型油田的开发。
将童氏水驱曲线分析法编制TX微机软件,只要输入有关数据,即可得到需要的水驱曲线和有关指标。本文以柴达木盆地L—5油田、克拉玛依油田和苏联几个大油田为例,进行了水驱曲线分析,作了较为详尽的比较和探讨。     

低渗透储层产量递减模型的渗流机理及应用

从相对渗透率曲线和物质平衡原理出发,根据不同的相对渗透率形态推导出注采平衡条件下Arps广义递减模型,即指数型、双曲型和调和型产量递减方程,分析了广义模型简化为常规模型的条件,指出油相相对渗透率曲线特性对产量递减类型和递减模型参数的重要影响。实际应用结果表明,Arps广义模型能有效描述低渗透油田的产量递减规律。油相相对渗透率曲线形态决定产量递减类型,油相相对渗透率递减越快,产量递减率越大。     

中国新版《石油可采储量计算方法》标准中 存在的主要问题及建议

新版《石油可采储量计算方法》是由国家能源局于2010年12月15日发布实施的行业标准,至今已3 a有余,它是评估石油可采储量的重要规范。石油可采储量计算方法是该标准的核心部分,它将影响到评估结果的可靠性、可利用性和投资的风险性,因此,应当重视标准中计算方法的选用。新版标准的石油可采储量计算方法包括:类比法、经验公式法、驱油效率法、产量递减法和水驱曲线法,对于这些计算方法存在的若干不确定性和不可靠性问题进行了评论,并提出了有关的具体建议。建议删除可信度较低的经验公式,引用通过实际应用证明有效的国外经验公式,修正部分经验公式和产量递减法的公式,在判断递减类型和确定递减参数时,不要忽略线性试差法、曲线位移法和典型曲线拟合法的应用,删除由甲型和乙型水驱特征曲线派生的水驱曲线,增加预测模型法等内容。     

应力敏感性致密气藏压裂井动态反演新方法

针对致密砂岩气藏的储层特征及渗流机理,建立并求解了考虑储层应力敏感性和裂缝导流能力的致密砂岩气藏压裂井不稳定渗流数学模型,进一步开发出应力敏感性致密砂岩气藏压裂井产能递减典型曲线图版,利用图版拟合可以求取致密砂岩气藏应力敏感储层参数及压裂工艺参数,形成一套快速有效的致密砂岩气藏压裂井动态反演技术及动态产能确定方法。通过苏里格气藏压裂井实例分析,验证了该应力敏感性致密砂岩气藏压裂井动态反演技术方法的可靠性,有助于致密砂岩气藏的高效开发。