亲水多孔介质残余油滴的微观运移机理

为分析高含水期剩余油微观分布特征,以毛细束渗流模型为基础,建立油滴状残余油微观渗流模型,推导毛细管中油、水微观运动方程,进而导出基于微观渗流模型条件下油、水相对渗透率表达式;分析毛细管半径、驱替压力梯度、油滴与水滴的长度比、油滴半径和原油黏度对油、水相对渗透率的影响.结果表明:随着毛细管半径增大,相对渗透率曲线向右平移;随着驱替压力梯度增大,油、水两相相对渗透率增加;随着油滴与水滴长度比的减小,水相相对渗透率曲线陡峭上升;随着油滴半径减小,油相相对渗透率提高;原油黏度越大,油相相对渗透率下降越快.该结果为分析高含水期残余油渗流机理及提高采收率提供指导.     

杏六区薄差储层水驱油特征

通过对杏六区薄差储层典型相对渗透率曲线进行筛选,采用流动系数作为权重系数对单层归一化后的曲线进行复合,得到复合相对渗透率曲线。由复合相对渗透率曲线可知,杏六区薄差储层具有残余油饱和度、束缚水饱和度小,驱油效率低,共渗区范围较窄的相渗特征。根据相对渗透率曲线计算含水率和采出程度,得出含水率与采出程度的关系曲线分为“凸”型和“S”型两种。通过研究杏六区薄差储层的驱油效率与渗透率、原油黏度、驱替压力梯度的关系曲线可知,驱油效率随渗透率、驱替压力梯度的增加而增加,随地层原油黏度的增加而降低。对驱油效率与微观结构孔隙参数进行相关性分析。结果表明,孔隙半径与驱油效率之间的相关系数最小,仅仅为0.090,驱油效率和喉道半径之间的相关性最大,相关系数为0.437;另外,微观孔隙结构参数中孔隙半径对驱油效率的影响较小,喉道半径与孔喉比对驱油效率的影响较大。     

滑移边界条件下的渗流基本微分方程

首先根据牛顿流体的应力和应变的关系,以及在层流条件下,在固壁附件滑移长度和滑移速度的线性关系,得到了在层流条件下,具有滑移边界的圆管中的速度公式和流量公式;然后采用毛细管束模型,推导出了在多孔介质中具有滑移效应的渗流速度方程,和滑移渗流的基本微分方程.方程中的渗透率由非滑移渗透率和相对滑移渗透率组成,相对滑移渗透率的数值取决于毛管半径R和滑移长度b.     

致密油藏边界层厚度优化校正新方法

鉴于目前称重法测量边界层厚度的缺陷,建立了一种新方法,并测定了不同孔喉尺寸下的致密岩心在不同黏度、不同压力梯度条件下的边界层厚度。研究结果表明,在相同的孔喉半径和压力梯度下,流体黏度与边界层所占比例成线性关系,且黏度越大,边界层比例越大;在相同的黏度和压力梯度下,随着孔喉半径的增大,边界层比例迅速减小;在相同的黏度和孔喉半径下,随着压力梯度增大,边界层比例逐渐减小并趋于稳定。另外,通过绘制边界层厚度比例图版,分析黏度和驱替压力梯度对非线性渗流的影响,进一步证实边界层是导致致密油藏岩心出现非线性流动特征的本质原因。     

储层中菌体微观调剖驱油效果分析

为说明菌体在储层孔道中的滞留对微生物驱油效果的贡献,借助微观仿真孔隙透明模型观察了菌体在多孔介质孔道中滞留聚集现象,测定了岩心中菌体滞留引起的油水两相相对渗透率的变化,分析菌体在储层孔道中的滞留聚集规律,及其对储层中油水两相流体流动能力的影响.研究发现,微观仿真孔隙透明模型中的驱动压力随菌体在储层孔道中的滞留量增加呈阶梯状渐升,驱出液中的菌体含量下降到一定值后趋于相对稳定;岩心中菌体的滞留造成油水两相的共渗区域扩大,油相相对渗透率曲线后移,水相相对渗透率曲线下降.表明储层孔道中滞留的菌体降低了水流沿大孔道渗流的能力,扩大了注水波及体积,起到了微观调剖作用,有助提高原油采收率.     

非线性渗流连续模型力学原理及适用性

从低渗透油藏产生非线性渗流的微观机理出发来推导该模型,并进一步分析得出当静态下边界层的厚度大于孔隙半径的1/4时,该模型不再适用。微管渗流实验表明:当渗流孔隙半径为1μm时,静态下的边界层厚度超过0.25μm,占孔隙半径的25%以上,因此非线性渗流连续模型适用于孔隙半径大于1μm的储层,当孔隙半径小于1μm时,不再适用。     

聚合物驱相对渗透率曲线及影响因素微观模拟

结合逾渗理论,在油水两相三维网络孔隙模型的基础上,考虑了聚合物的流变特性、吸附特性及衰竭层效应,建立了油/聚合物溶液两相流的三维准静态孔隙网络模型.通过模型计算结果与室内实验结果的对比验证了模型的有效性.在此基础上,研究了不同孔喉比、吸附量、流变特性及衰竭层厚度时聚合物相对渗透率曲线的影响.结果表明:随着孔喉比增大,残余油饱和度增大,油相相对渗透率变小,水相相对渗透率增大.随着幂率指数的增大,油相的相对渗透率基本不变,而水相的渗透率随着幂率指数的增大而变小.衰竭层厚度的大小对油相渗透率的影响较小,但随着衰竭层厚度的增加水相渗透率不断上升.随着吸附量的减小,残余油饱和度减小,两相区变大,水相渗透率增大.与其他理想模型相比,本文中的模型可以更真实地研究油/聚合物两相流动特征.     

洪湖油田低渗透油藏渗流特征研究和应用效果

洪湖油田为中低孔隙度低渗透率油藏,根据油田特征,经过室内实验研究了单相、两相渗流规律,确定流体在多孔介质中的流动特征,并分析了水驱油实验成果,确定了最佳驱油效率.单相油渗流实验证明了洪湖油田低渗透岩心存在启动压力梯度;两相实验测试了油水两相相对渗透率曲线,对油藏开发后期的含水规律进行了预测.     

边界层对低渗透非达西渗流规律影响的实验研究

针对低渗透油藏中渗流规律偏离达西定律的问题,利用微毛管进行了边界层实验,研究了单一毛管中边界层厚度与压力梯度的关系,并在低渗岩心中进行了边界层对渗流规律影响的研究。同时分析了毛管半径、驱动压力梯度、粘度等影响边界层厚度的因素,并对他们的具体影响方式做了说明。研究结果表明:吸附边界层对低渗多孔介质中流体的渗流特征有着极其重要的影响,边界层越厚,渗流规律越偏离达西定律。     

平行水平裂缝系统油水相对渗透率计算新模型

根据基本流体运动方程,结合达西定律和黏度牛顿定律,利用油藏岩石渗透率合成法则,建立了平行水平裂缝系统油水相对渗透率的计算新模型。结果表明:每条裂缝含水饱和度相等时,平行水平裂缝系统相对渗透率与单条水平裂缝相同,并且与裂缝高度无关;水的相对渗透率随着水油黏度比增加而逐渐增加;油的相对渗透率随着水油黏度比增加而逐渐减少。     

低渗透砂岩石油渗流的微观模拟实验研究

采用天然低渗透砂岩微观模型,通过与实际地质状况较为相似条件下的油驱水实验,模拟石油在低渗透砂岩孔隙内的渗流,分析和探讨了低渗透砂岩孔隙介质中石油的微观渗流机理.研究结果表明,石油在低渗透砂岩中渗流路径曲折复杂,运移渗流模式有稳定式、指进式和优势式3种;石油在低渗透砂岩中渗流存在启动压力梯度,启动压力梯度与砂岩孔隙度关系复杂,而与砂岩渗透率有很好的相关性;石油的渗流速度与驱替压力呈很好的相关性,石油以相同速度在不同渗透率级别的砂岩内渗流时所需要的驱替压力随砂岩渗透率的增大而降低.     

相对渗透率曲线归一化方法的改进

目前矿场岩心相对渗透率曲线归一化的两种常用方法存在一定的局限性,有必要对其进行有效的改进.幂函数数学模型在归一化岩心的相对渗透率曲线时不能拟合所有类型的相对渗透率曲线,而通过相对渗透率曲线形态影响因素分析,不能拟合的曲线是客观存在的,因此,需要寻找一种适宜所有类型相对渗透率曲线拟合的数学模型方法.同时,也不能用空气渗透率和相对渗透率曲线的束缚水饱和度、残余油饱和度、束缚水饱和度下的相对渗透率之间建立的线性回归关系来对样品筛选后再进行相对渗透率曲线的归一化处理,造成归一化相对渗透率曲线不能客观反映油藏的渗流特征.运用多项式数学模型能够精确拟合有效厚度井段内的所有类型相对渗透率曲线,而且推荐的归一化相对渗透率曲线方法能够隐含参与归一化的每个样品相对渗透率曲线的中间过程点的权重关系,矿场运用后认为多项式数学模型归一化岩心相对渗透率曲线是一种行之有效的方法.     

多孔介质中不混溶两相渗流的本构关系

针对描述多孔介质渗流的传统关系模型中毛细压力与饱和度之间关系的不唯一性,基于宏观连续介质理论以及体积、质量、动量守恒定律,以残余饱和度作为状态变量,建立了多孔介质中两相不易混溶不可压缩流体毛细压力、相对渗透率、饱和度之间新的关系模型.与传统方法相比,建立的模型更具一般性,且需要的参数量更少,而且模型中毛管压力以及相对渗透率函数是以一个闭合的显式表达式来表示的;实验结果表明,模型可以很好地描述不混溶两相流体的驱替过程,而且可以解释毛管压力对过程的依赖性以及滞后现象,获取相关参数后,模型可以用来预测残余饱和度的时空分布特征.     

聚合物驱相对渗透率曲线的特征研究

本文在研究聚合物溶液流经多孔介质时的流变性基础上，确定了聚合物溶液在多孔介质的有效粘度与分流量和相饱和度之间的关系式。从而解决了聚合物吸附／滞留及非牛顿流效应的影响，建立了稳定法测定聚合物驱相对渗透率曲线的实验技术和方法。成功地测得了油／聚合物溶液体系的相渗曲线和注聚合物段塞后的油／水体系的相渗曲线，并确定了适当的相渗曲线经验方程。讨论了聚合物驱相渗曲线的特征，分析了水相中的自由聚合物分子和岩石中吸附／滞留的聚合物对相渗曲线的影响，真实地反映了聚合物驱过程中的多相渗流规律。     

考虑微观孔喉结构的相对渗透率计算方法

随着常规油气资源的枯竭,超低渗透油藏已成为我国能源增储上产的主要物质基础.其中相对渗透率曲线对油田开发起到至关重要的作用.而微观孔喉结构对相对渗透率影响巨大.但是目前的相对渗透率的计算方法无法体现微观孔喉结构的影响.因此利用通过室内物理实验的结果,通过修正Brooks-Corey模型建立了考虑边界层、贾敏效应和微观孔喉分布的相对渗透率计算方法.结果表明,相同渗透率的长庆超低渗透油藏孔喉分布范围更大,导致长庆超低渗透油藏两相区更宽,油相相对渗透率更大,高含水阶段相渗变化更剧烈.对于大庆和长庆超低渗透油藏的成功开发奠定了坚实的理论基础.     

基于微流控芯片模型的渗流实验与数值模拟

基于微流控芯片加工技术，采用显微镜-微观模型实验装置，通过制作准二维微流控芯片模型来模拟多孔介质内部的骨架及孔隙结构，开展多孔介质渗流实验.通过测量芯片模型两端的压降并进行修正，计算芯片模型的渗透率.采用计算流体力学方法 (CFD)对渗流过程进行数值模拟，并与实验结果进行对比分析.结果表明：在相同条件下，相对于微柱方形排列的芯片模型，微柱错开排列的芯片模型在微观上表现为迂曲度增大，增大的幅值为5.1%～7.9%；在宏观上表现为流阻和压降更大，渗透率更低，降低的幅值为4.5%～7.4%.芯片模型渗透率不仅与内部孔隙通道结构和孔隙率有关，还与颗粒直径和颗粒排列方式相关.当模型孔隙率为0.327～0.900时，数值模拟方法所得的微流控芯片模型的渗透率与实验所测结果接近，误差为9.78%～28.43%. Kozeny-Carman (KC)公式不能准确预测实验结果，并且最大误差为73.97%.提出修正平行板间导管流（平板流）渗流公式预测准二维微流控芯片模型渗透率，预测渗透率曲线与数值模拟和实验数据具有很好的一致性.     

温度和测试方法影响相同油水黏度比相渗曲线的实验研究

取西部某油藏T1层位的岩心,按不同温度下油水黏度比相同的原则配置模拟油和地层水,进行稳态法和非稳态法油水相渗实验.不同温度、测试方法所测相渗曲线对比结果显示：对于该油藏岩心,排除了润湿性、油水黏度比和孔隙结构等因素对相渗曲线的影响,两种测试方法所得相渗曲线差异较大,岩石本身性质及测试原理不同可能是造成曲线差异的根本原因;在油水黏度比一致的情况下,随着温度的升高,两种方法测得的相渗曲线残余油饱和度均降低,束缚水饱和度和驱油效率增大,油相相对渗透率曲线略升,水相相对渗透率曲线变化无一致规律.     

水淹层测井评价之产水率方法研究

油田综合含水越来越高，利用常规测井解释方法进行水淹层评价越来越难。针对这一问题提出确定泥浆滤液电阻率、残余油饱和度和油、水相对渗透率来计算水淹层产水率的方法。把渗流理论引入到测井评价中来；对自然电位曲线影响因素进行分析和校正，利用校正后的泥浆电阻率来求泥浆滤液电阻率；对储集层的电阻率影响因素进行校正，建立精度较高的含水饱和度与束缚水饱和度综合解释模型。建立新的油、水相对渗透率图版，并可利用测井资料求出方程中的有关参数(例如残余油饱和度)，为利用测井资料求准产水率打下基础。     

粘土胶驱油机理及渗流扩散规律实验研究

利用平板填砂物理模型，在初步探讨粘土胶（SMD）体系驱油机理的基础上，重点研究粘土胶在不同渗透率模型中的渗流扩散规律，研究指出SMD体系驱油机理包括：大小孔道压力均衡机理、压力波动机理、乳化-携带机理等；SMD体系在多孔介质中运移时前缘呈扇形推进，扇形边缘出现SMD体系稀释和扩散带，在低渗透层中会产生周期性向前突进现象，粘土胶体系能有效改善油水流度比，扩大波及体积，尤其对中高渗透层的调驱效果。通过改变SMD体系配方，SMD体系可以适应不同渗透率的地层。     

毛细管数效应对碳酸盐岩凝析气井产能的影响

反凝析现象对地层污染严重,而毛细管数效应则弱化了凝析油的堵塞作用.随着国内塔中I号碳酸盐岩凝析气田投入开发,迫切需要开展相关研究,从而指导气田的开发.介绍了毛细管数效应的定义及其对相对渗透率曲线的影响,通过建立双重介质单井径向模型,研究了毛细管数效应在不同流体性质、地层渗透率、地层压力降落速度情况下对产能的影响.结果表明,毛细管数效应使气井产能明显得到了改善.当地层压力高于露点压力时,毛细管数效应对产能没有影响;地层压力低于露点压力以后,毛细管数效应的影响最为明显,之后对产能的影响逐渐变小.基本规律为初始生产气油比越大、地层压力降落速度越快、岩块系统和裂缝系统渗透率越低,毛细管数效应对产能的影响越大.