旋流器分散相液滴受力分析——液-液水力旋流器速度场研究之五

通过对液-液水力旋流器速度场的测试与理论分析,指出分散相液滴在径向所受的力主要有切向加速度产生的离心力,其方向远离轴心;径向压力场产生的径向力,其方向指向轴心;径向运动阻力——斯托克斯力,其方向指向器壁;旋转流场产生的马格纳斯力,其方向在外涡流区指向轴心,在内涡流区远离轴心。此外,分散相液滴在切向速度梯度影响下还受切向应力作用,使液滴破碎和乳化。依据给出的计算公式,可以计算各力的大小和方向,进而分析其对分离性能的影响。     

旋流器分散相液滴受力分析──液─液水力旋流器速度场研究之五

通过对液一液水力旋流器速度场的测试与理论分析,指出分散相液滴在径向所受的力主要有：切向加速度产生的离心力,其方向远离轴心;径向压力场产生的径向力,其方向指向轴心;径向运动阻力──斯托克斯力,其方向指向器壁;旋转流场产生的马格纳斯为,其方向在外涡流区指向轴心,在内涡流区远离轴心。此外,分散相液滴在切向速度梯度影响下还受切向应力作用,使液滴破碎和乳化。依据给出的计算公式,可以计算各力的大小和方向,进而分析其对分离性能的影响。     

油水分离器中水洗流场液滴破裂特性初探

对水洗流场中液滴的界面膜剪切破裂机理进行了分析和初步探讨,认为水洗流场中控制着液滴产生变形和剪切破裂的无因次群有3个,其中韦伯数群控制着液滴的破裂;在紊流状态的水洗流场中,导致液滴破碎的水力学因素可归结为由于时均的速度梯度而产生的粘性剪切力和由于紊流而产生的瞬时剪切力和局部压力波动等;当流场动压力所提供的流场能量较小时,主要以粘性剪切力为主控制着液滴的变形;当连续相提供的能量达到使液滴破裂的能量时,瞬时剪切力和局部压力波动将控制着液滴的破碎。当液滴振动的动能Ek≥液滴的表面自由能Es,液滴发生破裂。     

动边界其实并不存在

由于启动压力梯度概念的引入,渗流力学便有了动边界的概念。为了深入了解动边界的性质,该文根据理论分析方法对启动压力梯度存在时的地层压力传播问题进行了研究。研究发现,启动压力梯度存在时地层被分成流动区和非流动区,二者之间的界限为动边界。但是,由动边界概念出发,可以得出非流动区的流体既流动又不流动的悖论,因而理论已不能自洽。动边界由启动压力梯度引起,启动压力梯度并不存在,是一个实验假象,因而,动边界也不存在。消除动边界,渗流力学理论则能够自洽。     

雷诺数3900时三维带齿圆柱流场特征

采用k-ω SST湍流模型对雷诺数为3 900时的三维带齿圆柱展开数值模拟研究,包括升阻力系数、压力系数时均流场特性,以及速度分布、涡量分布等瞬时流场特性。模拟结果表明：绕流流场产生旋涡脱落,在靠近结构壁面的尾流区,流场速度分布呈现V形,在稍远处V形底部趋于平缓,呈现U形,且在带齿圆柱后产生与流动方向相反的速度回流区;在同一时刻下,沿结构展向不同位置处的流动呈现明显的三维特性。     

超声速旋流天然气分离器研究

超声速旋流分离是天然气处理工艺技术的一大突破。超声速旋流分离器依靠喷管膨胀形成低温超声速流动，依靠超声速翼形成旋流实现水及重烃分离。利用计算流体力学（CFD）技术研究了超声速旋流分离器内的流体物性及流场特性，分析了超声速旋流分离器内温度、压力、速度等特性参数的变化规律，研究了凝析液滴在超声速旋流分离器内的运动轨迹及不同粒径尺寸的液滴在分离器内的停留时间。研究表明，超声速旋流分离器水分及重烃分离效率高，能够替代传统的低温分离工艺。     

旋流器分散相液滴受力分析

通过对液－液水力旋流器速度场的测试与理论分析,指出分散相液滴在同和主要有：Ａ发向加速度产生的离心力,其方向远离轴心;径向压力场产生的径向力,其方向指向轴心;径向运动阻力－－斯托克斯力,共方向指向器壁;旋转流场产生的马格纳斯力,其方向在外涡充区指向轴心,在内涡流区远离轴心。此外,分散相液滴在切向速度梯度影响下还受到切向应力作用,使液滴破碎和乳化。依据给出的计算公式,可以计算和力的大小和方向,进而分析     

壁面吸附作用对低渗透油藏渗流的影响

分析了吸附作用对流体粘性的影响，提出附加粘性随压力梯度增加而变小的观点，较好地解释了压力梯度较小时，渗流速度随压力梯度成非线性增加的现象。计算了微裂缝中考虑吸附作用和不考虑吸附作用时的速度分布。     

低渗透地层水平井的产能公式分析

用等值渗流阻力法研究了低渗透油藏含启动压力梯度时的普通直井和水平井的产量公式，将水平井三维流场近似分解为近井区域的垂向平面径向流动和远井区域的水平平面径向流动两个部分。计算时引入无量纲启动压力梯度Gr，将渗流阻力归结在一起对公式进行了简化处理，得到一个较简单的产量公式。同时，确定了水驱见效时直井和水平井的技术极限井距的确定方法，分析了水平井段长度、泄油半径和生产压差在不同启动压力梯度下的影响，对实际应用有一定的指导意义。     

大尺度物理模型特高含水期流场转换实验研究

整装油藏在长期注水开发中,强注强采导致油水井间逐步形成优势流场,即水驱油流动的主流线。在特高含水期,主流线方向上水洗程度较高,剩余油饱和度较低。因此在开发后期只有打破原来的固定优势流场,使得注入水向弱势区流动,才能有效驱动原油,提高地层原油采收率。通过大尺度物理模型实验,改变特高含水后期注水流场方向,分析剩余油分布情况及原油驱替效率。确定在同一井组,相同井距,相同采液速度条件下,九点井网是特高含水后期井网调整的最佳选择。     

致密储层采出程度影响因素

针对致密储层基质块衰竭开采问题,通过数值模拟方法比较了岩心尺度对单个因素影响的敏感度。结果显示:(1)在岩心长度较短时,原油最终采出程度随原油黏度、岩心渗透率等因素的变化不明显。(2)对渗透率相同的岩心而言,岩心长度越大,原油最终采出程度越低,说明随着岩心长度的增加,启动压力梯度的差异发挥了作用,原油黏度、岩心渗透率等因素对原油采出程度的影响越来越大。(3)针对长岩心,将不同变量组合起来进行正交试验分析,通过极差分析法得出了长岩心采出程度的影响因素排序为:压力长度渗透率时间黏度。     

中东地区孔洞型碳酸盐岩油藏非线性渗流机理

中东地区部分碳酸盐岩储层类型以孔洞型为主,裂缝不发育,具有高孔低渗的特征,与中国塔河油田缝洞型碳酸盐岩存在较大差异。为了提高对孔洞型碳酸盐岩油藏低速渗流规律的认识,通过对伊拉克HFY油田碳酸盐岩岩样开展单相油、单相水渗流实验和岩心压汞实验,分析基质型碳酸盐岩与孔洞型碳酸盐岩的低速非线性渗流特征。实验结果表明:孔洞型碳酸盐岩具有低速非线性渗流特征且与常规低渗砂岩不同,拟启动压力梯度与渗透率不存在线性关系。同时,由于孔洞型碳酸盐岩渗流孔道半径的多极化,导致其渗流通道在低速渗流区间存在逐级启动的现象,得出孔洞型碳酸盐岩存在拟启动压力梯度,但不存在真实启动压力梯度,并提出孔道全流动压力梯度的观念。所得实验结果对正确认识孔洞型碳酸盐岩低速渗流机理以及合理开发碳酸盐岩油藏提供了技术支撑。     

基于有限元的压裂水平井渗流场分析

为直观反映低渗透油藏压裂水平井的渗流过程,建立了压裂水平井不稳定渗流的数学模型。考虑启动压力梯度的影响,利用有限元方法进行离散求解,得到不同时间地层中的渗流场,并对渗流场特征进行了分析。结果表明:压裂水平井的渗流分为裂缝附近的线性流、裂缝附近的拟径向流、复合地层的线性流、地层的拟径向流和边界流5个阶段;水平井最外侧2条裂缝附近的流体动用最好,裂缝之间存在干扰作用,2条裂缝中间沿着井筒方向存在死油区;随着裂缝条数的增加,区域的整体流线密度增加,裂缝之间死油区的面积减小,区域整体动用情况更好。     

启动压力梯度等效数值模拟的应用

目前启动压力梯度的数值模拟技术尚不成熟,虽能进行机理分析,但由于运算量过大还未广泛应用于实际油藏开发。鉴于启动压力梯度设置的复杂性,在Eclipse软件的基础上,针对特低渗透油藏启动压力梯度变化大的特点,在不同渗透率级别下应用"THPRES"关键字设置平衡分区,研究了启动压力梯度等效数值模拟的应用方法。该方法能够大大地减少整体工作量和计算量,可大规模应用于实际区块油藏数值模拟,为合理预测特低渗透油藏开发提供了有力的依据。     

Improvement of Whitson algorithm for chemical/gravity equilibrium calculations to compute compositional gradient in petroleum reservoirs

This work concerns to improve accuracy and convergence speed of Whitson algorithm, applied for calculating compositional changes in petroleum reservoirs. These improvements are implemented by choosing the proper calculated value of the parameter λ and using the more proper way to choose the pressure estimation in algorithm. In this method both liquid and gas phase calculations use just one reference point in calculations. Reference point is a point where certain compositions and pressure are set for a certain depth. Results of this improved numerical algorithm are matched well with the results of commercial software that validate this method. Results show that calculations would be more accurate by inserting some modifications into algorithm.     

塔里木油田气举井压力及温度梯度测试工艺研究

塔里木油田气举井压力及温度梯度的测试存在很大的难度,气举压力大,压力计下井困难,钢丝容易打扭造成生产事故。采用停反梯、电缆车直读测试等方法,可大大提高测试资料的质量,为油田开发方案的调整提供可靠依据。     

非线性渗流启动压力梯度确定方法研究

非线性渗流的研究已成为人们关注的重点,其中对于启动压力梯度的确定方法尚没有统一的标准与规范,为了能够改善这一现状,并且能够为以后的启动压力梯度研究提供更可靠的依据,通过分析近些年来国内外非线性渗流启动压力梯度的确定方法和技术的基础之上,总结了在此过程中存在的问题,并提出了初步的解决方案。其中,分别以最小启动压力梯度与拟启动压力梯度这两种不同定义下的启动压力梯度进行分析和总结其确定方法,包括室内的物理模拟直接测量与建立数学模型间接求解等。这为以后研究非常规油藏渗流规律研究奠定了基础,进一步为提高油藏采收率做出贡献。     

压力、温度梯度测试资料处理软件的开发及应用

压力、温度梯度测试数据读取和处理没有专用的商业化软件，对压力、温度台阶的读取不能自动完成，也没有相应的记录、存储功能，需要手工记录，效率低，易出错。自行研究开发的梯度数据处理软件解决了上述问题。该软件的使用使工作效率和资料解释质量大大提高，该软件已成为日常试井资料解释工作的必备软件。     

裂缝性低渗透油藏三维两相黑油数值模拟研究

大量实验和现场数据表明,低渗透油藏中普遍存在启动压力梯度,并且裂缝对应力的敏感比基质更强,文中在双孔、双渗达西渗流的数学模型基础上引入启动压力梯度和应力敏感,建立了裂缝性低渗透油藏双孔、双渗渗流模型,并对其进行了全隐式联立求解以及实例计算。     

缝洞型潜山稠油油藏合理单井产能计算方法

针对缝洞型潜山稠油油藏储集空间存在多样性和复杂性以及稠油流动存在启动压力梯度的问题,考虑原油可流动性和缝洞发育特点,利用等效连续介质理论、等值渗流阻力和水电相似原理,引入等效渗透率张量,推导出缝洞型稠油油藏单井产能公式,并结合区块实际地质参数进行了产能主要影响因素分析。通过敏感性分析认为,油井产能随原油黏度的增加而递减,最终趋于定值;随着启动压力梯度的增加,原油流动难度增加,合理增大压差可使原油的可流动性增加;随裂缝开度和线密度增加,油井产能增长幅度由小变大;随孔洞直径和面密度增加,油井产能呈指数型增长。实例研究结果表明单井产能计算方法可靠,可为确定缝洞型潜山稠油油藏合理产能提供理论依据。