低渗透气藏中气体低速非达西渗流特征实验研究

近年来，随着低渗透油气藏的不断开发，对低渗透油气藏中流体渗流规律的研究越来越引起人们关注。本文针对低渗气藏中气体低速非达西渗流进行了大量的实验研究。通过对实验现象的探讨认识到：低渗储层岩石中单相气体低速渗流具有非达西渗流特征，表现为渗流曲线直线段的延伸与流速轴相交，即存在一个“拟初始流速”；低渗储层岩石在一定含水饱和度下，气体低速非达西渗流特征更为明显。残余水饱和度存在所产生的毛管阻力，使气体渗流曲线低速段的形态与单相气体渗流时相反，呈现上凹形态。在相应的克氏回归曲线上，存在着明确的临界点。临界点以下，气体渗流受毛管阻力影响，表现为气体(视)有效渗透率随压力增大而增大；临界点以上，气体渗流受滑脱效应影响，表现为气体(视)有效渗透率随压力增大而减小。气体低速渗流曲线特征与储层岩石渗透率和残余水饱和度密切相关，随渗透率增大和残余水饱和度的降低，气体低速非达西型渗流逐渐向达西型渗流过渡。     

气体低速非达西渗流特征参数分析与计算

低渗透气藏气体渗流特征参数的研究是合理开发低渗透气藏的基础和出发点,而目前对于低渗透气藏气体渗流特征参数的研究还只是停留在定性分析的水平上,还没有形成一整套建立在理论分析之上、能够完整描述气体渗流规律的特征参数数学模型。文中将理论分析和数学推导相结合,建立了包括“滑脱动力”、“启动压差”、“综合渗流速度”及“临界压力”和“临界压力”平方梯度”在内的能够完整描述气体渗流特征规律的数学模型。论文的研究将有利于认识低渗透气藏的渗流规律,为低渗透气藏的合理开发提供理论依据。     

低渗透致密储层气体低速非达西渗流地层压力分布及产能分析

低渗致密储层中含水条件下气体流动呈现低速非达西渗流特征。基于此认识,建立了低渗致密储层气体低速非达西渗流压力特征方程,推导了定压力边界和定产量边界条件下的径向流解析解,给出了低速非达西渗流条件下产能公式。计算分析表明:低渗致密储层气体低速非达西流动不同于有激励即有响应的达西流动,低速非达西流动必须克服启动压力梯度后才能流动;低渗致密储层气体低速非达西流动时,近井地带能量递减远快于达西流动的情况,储层波及范围小,存在合理的动用半径;给定不同配产情况下,可以确定井筒压力以及对应的有效动用半径;在给定压力条件下,不同的渗透率和气藏储量丰度对应不同的气井产能。     

考虑气体滑脱效应的低渗透气藏非达西渗流数学模型

对室内物理模拟气体驱替岩心实验数据进行处理，研究了一种确定低渗气藏气体渗流克林肯贝尔常数和非达西系数的新方法。通过回归分析实验数据，得到克林肯贝尔常数与地层平均渗透率关系式，并绘制了求解其大小的理论图版，由此建立了气、水两相非达西渗流数学模型。     

低渗透油层非达西渗流规律的研究

运用无因次分析法对岩心渗流实验数据进行了分析和研究,按雷诺数由小到大依次分为三段：超低速区,低速区及达西流区,并给出各段的数学表达式。综合应用边界层等理论给出这些特殊渗流现象的物理和力学解释。最后分析出不同渗流运动形态对油田开发过程的影响。其研究的结果对于油田的开发具有一定指导意义。     

分形油藏非达西低速不稳定渗流的研究

根据分形几何学并结合非达西渗流力学，建立了分形油藏低速非达西渗流的数学模型，根据拉氏变换和Stehfest数值反演求得了有限半径井的实空间解，并分析了分形参数，非达西渗流指数对压力动态的影响，研究分形油藏非达西低速不稳定的渗流的动态特征，对低渗透油田的开发具有指导意义。     

含水低渗气藏低速非达西渗流数学模型及产能方程研究

在低速非达西渗流实验研究基础上,对含水低渗气藏气体流动特性进行了分析,并建立了含可动水、不动水和束缚水影响下的3类低速非达西渗流数学模型,推导出了气体滑脱效应和启动压力梯度分别存在和同时存在条件下的系列气井产能公式。通过实例计算证明数学模型符合现场实际,气井产能公式可为确定不同含水条件下低渗气藏气井合理的产能提供必要的理论依据。     

低渗透油田非达西渗流规律研究

室内试验研究表明,流体在低渗透多孔介质中渗流时表现出非线性特征,流体的粘度和地层温度对渗流规律都会产生影响。渗透率越低,粘度的影响越明显。随着温度的升高,渗流曲线愈发接近于直线,拟启动压力随着温度的升高而减小。通过理论分析,建立了描述低渗透多孔介质非线性渗流的运动方程,给出了出现非线性的临界条件,从边界层角度对低速非达西渗流的产生进行了理论分析,认为边界层的厚度随着压力梯度的增加而减小,当压力梯度增大到一定值后,不动层为固化层,进入线性非达西流阶段。     

油水两相径向非达西渗流理论与开发计算方法

现有的油水两相渗流理论和油田注水开发指标计算方法是基于达西定律的。而对低渗透油层和某些稠油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。鉴于此,建立了低渗透油层中油水两相径向非达西渗流数学模型,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,进而研究了两相径向非达西渗流开发指标计算方法,导出了径向非达西渗流井排见水前后开发指标计算公式,进而研究了两相径向非达西渗流开发指标计算方法,导出了径向非达西渗流井排见水前后开发指标计算公式,并进行了实例分析。结果表明：启动压力梯度对低渗透油田开发指标有较大的影响。所建立的计算方法为低渗油田注水开发计算提供了理论依据。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。     

气体低速非达西渗流机理及渗流特征研究

为明确气体在低速渗流状态下的渗流规律以厦产生低速非迭西渗流的实质性原因，运用分子动力学、热力学和渗流力学等相关知识，基于滑脱效应和阈压效应两方面分析了气体在低速渗流状态下的渗流机理及渗流特征。研究认为，气体滑脱效应是毛细管壁处气体分子滑流和毛细管内部气体分子扩散的综合效应，是浓度场和压力场作用叠加的结果。     

高速非达西流气井产能方程的新形式

在计算平面径向非达西流动附加压降时,将上积分边界定为供气边界这一做法与实际情况不符,因为一般情况下,非达西流动只在井筒近井地带存在,而在远离井筒的地区仍为达西流.根据实际情况,对附加压降的计算公式给予修正,并以修正后的附加压降计算公式重新推导产能方程,得出了更符合实际的服从非达西流动的产能方程的新形式.     

气体低速非线性渗流研究

通过设计的实验方法,测定了气体通过一定束缚水饱和度下的多孔介质中的真实启动压力梯度值,并测定了一系列压力梯度下对应的流量.借助于视渗透率和真实启动压力梯度,来描述气体通过多孔介质时的综合阻力系数,结合雷诺数和综合阻力系数的半对数图的渗流曲线形态和渗流机理,把渗流过程划分为3个渗流阶段,即线性渗流区、过渡区及低速非达西流区,由此得出气体由线性流到过渡流区的临界雷诺数值,得出气体临界雷诺数为1×10-5.为了便于工程技术人员的实际应用,绘制了便于应用于实际生产中的渗透率与临界流速的图版.     

低渗透油藏非线性微观渗流机理

针对目前很多学者对低渗透油藏微观渗流机理方面的认识仍存在分歧及未认识到非线性渗流根本原因的现状,从低渗透油藏多孔介质特征、微尺度流动效应和边界层理论等方面,阐述了低渗透油藏非线性微观渗流产生的机理.结果表明,低渗透油藏孔喉细微、孔喉比大、孔道半径在微米级别、比表面大及微小孔道比例显著增加是低渗透油藏渗流规律不同于中高渗透油藏的客观物理条件;微尺度流动效应是低渗透油藏存在启动压力梯度和非线性渗流的根本原因,同时吸附边界层的存在加剧了微尺度效应,使得启动压力梯度和渗流横截面积随驱替压力梯度增加而增加,参与渗流的流体随驱动压力的增加而变稠.     

优势渗流通道中的高速非达西渗流动态特征分析

正韵律厚油层发育优势渗流通道,经实例计算表明其渗流规律不符合达西线性规律,与高速非达西渗流规律具有一致性。针对优势渗流通道特征参数,采用理论分析的方法,对优势渗流通道中的高速非达西渗流模型进行求解,计算了优势渗流通道中的压力分布和产能等指标,并与相应的达西线性渗流时的指标进行了比较,表明两种渗流规律下的指标差别较大,在有关优势渗流通道的指标计算和动态分析中不能采用线性渗流规律来近似代替高速非达西渗流规律。     

低渗透油藏油水两相非线性渗流规律

随着低渗透油气藏的开发,有关启动压力梯度和应力敏感的渗流问题逐渐得到了广泛关注.针对目前低渗透油水两相渗流压力分布规律研究较少以及油水两相产量计算不准确等问题,充分考虑水驱前缘突破油井后,含水饱和度沿油藏径向不均匀分布,建立了考虑启动压力梯度和应力敏感的油水两相径向稳定渗流模型,推导出了压力分布和产量方程.计算结果表明:在低渗透油水两相油藏中,地层压降随启动压力梯度的增大而增大,随应力敏感系数的增大而减小;油井产量随启动压力梯度和应力敏感的增大而降低.研究结果为低渗透油水两相油藏的开发提供了理论基础.     

低渗透气藏非达西渗流研究

达西定律是渗流的基本规律,但低渗透致密气藏的渗流还有其特殊性,启动压力和气体的"滑脱效应"同时存在,两种现象的研究又似乎相互矛盾.基于对低渗气藏渗流机理分析,利用渗流理论进行研究和推导,考虑启动压力和"滑脱效应"的双重影响,探讨和研究了二者对渗流规律的影响,得出当滑脱效应和启动压力影响相当时,低渗透气藏中非达西效应消失的现象.为进一步开展低渗透气藏渗流理论研究,油藏工程研究和动态分析建立了基础.     

低渗透气藏气水两相流井产能分析方法研究

对于存在边水、底水及层间水的低渗透气藏,当气井产水后,出现了气水两相流动。气井产能的合理 计算关系到各项开发指标的确定,有利于整个气田的高效开发。以质量守恒原理为基础,通过建立气水两 相同时流动的运动方程,在定义气水两相拟压力函数和气水两相拟启动压力梯度之后,推导出考虑启动 压力梯度和地层损害影响的低渗透气藏气水两相流井的三项式产能方程,并在此基础上阐明了该方程的 求解方法。通过实际应用,得到了受启动压力梯度和水气质量比影响的低渗透气藏气水两相流井的流入 动态关系曲线。研究表明,随启动压力梯度和水气质量比的增大,均导致气井无阻流量减小。该项研究为 存在边水、底水及层间水的低渗透气藏的产能及动态分析提供了一定的理论基础。     

低渗透储层非达西渗流机理探讨

从多孔介质的孔隙结构、孔隙介质与渗流流体之间的相互作用和渗流流体性质等方面阐述了低速非达西渗流产生机理的不同观点，探讨了孔隙大小、孔隙喉道的几何结构、比表面积与渗透率的关系及其对启动压力的影响。深入研究了地层水、界面张力、边界层、渗流流体性质等对非达西渗流形成的作用机制，并对进一步开展低渗透储层渗流研究提出了建议。     

低渗透储层渗流机理研究现状及展望

概括了低渗储层渗流机理的研究现状,总结了目前研究低渗储层渗流机理实验的方法,指出了现有渗流机理研究方法的不足,探讨了可视化物理模型及先进实验和孔隙级数字岩心结合的方法在油田开发领域内的应用前景。可视化模型实验可以清楚观察到驱替的详细过程,有利于弄清流体在驱替过程中的流动状况。应用有限的实验数据和孔隙级数字岩心相结合的方法,可以研究储层的微观渗流机理、模拟驱替实验、评价驱替效果等等。