网络模型在非线性渗流模拟中的应用

从微观孔隙结构出发,将微观孔隙网络模型和宏观数值模拟模型有机结合,求取低速非线性渗流启动压力梯度.在多层长岩心水驱油实验基础上,对实验结果分别进行考虑启动压力梯度和不考虑启动压力梯度的拟合,结果显示考虑启动压力梯度的拟合结果更好.选择考虑启动压力梯度的数值模型给出的网格压力、饱和度数据进行水驱油渗流场变化研究.研究结果表明:高中低渗层的压力、含油饱和度分布随注入速度的提高分别有所提高和降低,且高渗层变化均不明显;不同工作制度下低渗层压力变化很大,提高驱替速度时低渗层的压力会在高渗层开时下降,而关闭高渗层会大幅增加低渗层的压力.     

低渗透油藏启动压力梯度新算法及应用

针对目前大多数低渗透油层的渗流研究都是通过岩芯驱替实验得到渗透率与启动压力梯度的关系,不仅费时费工,而且考虑的因素比较单一的问题.通过对中国西部某低渗油田不同渗透率岩芯室内驱替实验,从流体在低渗透多孔介质渗流机理出发,对实验数据进行处理和回归分析,建立了新的物理模型,提出了一种求解启动压力梯度的新方法,得到求解低渗透油藏启动压力梯度数学模型.由数学模型可以得到启动压力梯度的主要影响因素是驱动压力梯度、流体的流度,启动压力梯度与前者成正比关系,与后者成反比关系.利用求解启动压力梯度的数学模型,结合低渗透油田实际,研究了启动压力梯度对单井产量、极限注采井距和含水上升率的影响.     

启动压力影响下注采井间有效驱替规律

低渗透储层具有明显的启动压力梯度,导致注采井间的渗流场分布与常规条件存在一定差异.基于典型注采条件下的渗流特点和驱替过程分析,在产量方程中引入启动压力梯度,构建出考虑启动压力影响下一注一采定产渗流模型.通过推导得出注采井间压力场、速度场分布的数学表达式,并建立计算注采井间有效驱替面积、有效注采井距的方法,得到不同开发条件下井间渗流场分布和注采单元中有效驱替范围变化的规律.结合典型低渗透油藏参数进行的研究表明,根据有效驱替要求确定有效注采井距,并以此为基础部署开发井网,能在更大程度上有效驱动注采单元内的流体,进而提高低渗透油藏的开发效果.     

低渗透油藏微乳液驱启动压力梯度研究

利用微流量计量仪,通过“压差⁃流量”法,精确测定了低渗透油藏水驱和微乳液驱的启动压力梯度,深入分析了低渗透油藏非线性渗流特征,重点研究了微乳液对低渗透油藏启动压力梯度的影响和作用机理。结果表明,低渗透油藏的“压差⁃流量”曲线是一条上凹型曲线,具有非达西渗流特征。启动压力梯度与渗透率呈乘幂关系,启动压力梯度随渗透率的减小而增大,水驱平均启动压力梯度为0.050 MPa/m,微乳液驱平均启动压力梯度为0.039 MPa/m。微乳液之所以会有效降低启动压力梯度,是因为它能够显著降低界面张力,减小了边界层的渗流阻力。微乳液界面张力越低,启动压力梯度也就越小。     

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。     

低渗透油藏微乳液驱非线性渗流规律研究

以低渗透油藏为研究主体,分析低渗透岩心微观渗流特征,对比低渗透油藏水驱和微乳液驱条件下启动压力梯度的变化,从引起低渗透油藏存在启动压力梯度的边界层性质出发,研究低渗透油藏表面活性剂微乳液驱条件下的低速非线性渗流规律,建立相应的非达西渗流方程,并通过模拟已实验过的低渗透油藏岩样的实验结果来验证所建立非达西渗流方程的准确性。     

基于分流理论的低渗透油藏CO_2泡沫驱渗流模拟

泡沫驱油体系在多孔介质中的渗流机理十分复杂,为准确认识CO_2泡沫驱油机理,揭示其渗流规律.本研究基于低渗透油藏CO_2泡沫驱渗流特征,考虑启动压力梯度及泡沫中表面活性剂的吸附,根据分流理论和物质平衡原理,将表面活性剂分别溶于水或CO_2,并在不同注入条件下,分别建立低渗透油藏CO_2泡沫驱一维渗流模拟模型.运用图解法进行求解,确定驱替过程中含水饱和度的剖面分布.油藏数值模拟结果验证了所建模型的有效性.对不同泡沫质量、表面活性剂分布情况下的曲线进行分析,结果表明,泡沫中含水率提高,泡沫质量变差,泡沫驱替前缘移动速度先增后减,存在最佳的含水饱和度使得驱替效果最好;泡沫混相驱替前缘移动速度随气相与液相中表面活性剂质量浓度之比的增大而增加,当其趋近于无限大时,驱替效果达到最优.     

启动压力其实并不存在

低渗透储层存在许多研究误区，启动压力梯度便是其一。低渗透储层孔隙欠发育，渗透率低，产能也较低，压力在其中的传播速度较慢，施以压力梯度之后，产量的响应需要较长时间。实验过程将微弱的流量误认为是0，因而导致了启动压力梯度的实验假象。实测的启动压力梯度数值太高，对油气生产没有任何指导意义。中高渗透储层没有启动压力梯度，低渗透储层也不应该有。固体和流体都不存在启动压力，油气也不可能存在。     

低渗透油田驱替机理研究

在考虑启动压力梯度的基础上,建立了低渗透油层中一维两相驱替的数学模型,并进行了数值求解.结果表明:在低渗透油藏开发中,启动压力梯度的存在,造成地层压力的增加和平均含水饱和度的降低,不同的驱替方向,对低渗透油田有不同的开发效果,启动压力梯度是一个影响低渗透油田开发特征的重要因素.     

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.     

疏松砂岩油藏流固耦合流动模拟研究

现有商品化黑油数值模拟器的数学模型未考虑疏松砂岩油藏因适度出砂导致油层孔隙度和渗透率大幅度提高的特征,忽略了介质形变对油藏开发动态的影响,导致疏松砂岩油藏开发方案设计和开发指标动态预测可能存在不可靠性.基于渗流力学和岩石力学理论,建立了一个疏松砂岩油藏耦合多相流渗流数学模型,模型考虑了应变引起的渗透率和孔隙度随地层压力变化的影响,采用显式耦合方法进行流固耦合处理.对耦合数学模型进行有限差分数值求解,改写了BOAST Ⅱ程序源码,并对某疏松砂岩油藏进行了流固耦合模拟实例研究.模拟计算结果表明:①考虑流固耦合和不考虑流固耦合计算预测开发指标存在较大差别;②前者预测的原油采出程度高于后者预测的原油采出程度;③由于疏松砂岩油藏普遍为高渗储层,使得两种模拟计算在前期差别比较显著,在后期差别逐步不明显.该理论和研究方法较好地解决目前常规油藏数值模拟对疏松砂岩油藏的不适应和局限性问题,为该类油藏合理开发提供一定的借鉴和指导作用.     

Experimental investigations on the fluid flow mechanism in porous media of enhanced oil recovery by alkli/surfactant/polymer flooding

Nowadays, most oil fields in China are in the later period of production, and the water cut increases rapidly with even over 80 percent. It is hard for the water flooding tech- nique to meet the needs of oil fields production. Thus, it is inevitable to develop new oil production techniques to replace water flooding. ASP flooding is a new technique which is developed out on the basis of alkali flooding, surfactant flooding and polymer flood- ing in the late 1980s. ASP flooding synthetically m…     

低渗透各向异性地层合理井排距比研究

以长庆油田某区块为例,从低渗透油藏流体地下渗流机理出发,根据低渗透油田开发地质特征,建立了102个不同的地质模型.通过102种方案的设计,在相应的地质模型基础上,运用数值模拟方法,对合理井排距比进行了研究,得到确定低渗透油藏合理井排距比理论图版,利用图版可以确定对低渗透油田不同各向异性程度下合理井排距比,低渗透油藏的经济有效地开发具有重要的理论意义和实用价值.     

特低渗透油藏启动压力梯度研究

针对单相和油水两相流体启动压力梯度的产生机理和对渗流规律的影响问题,通过稳态"压差-流量"测定启动压力梯度法,分别用模拟油、地层水、注入水和蒸馏水对我国某油田119块典型特低渗岩芯进行驱替实验,得到了单相和油水两相渗流的启动压力梯度值,分析了启动压力梯度的变化规律.物理模拟和理论研究都表明,不同渗流介质测得的启动压力梯度与渗透率均成幂函数关系,并且幂指数近似为-1.同时,由于毛管力和贾敏效应作用,油水两相启动压力梯度远远大于单相渗流的启动压力梯度.结合油田实际,说明了启动压力梯度在特低渗透油气藏开发中的应用.     

缝洞型碳酸盐岩孤立溶洞注水替油实验研究

缝洞型碳酸盐岩油藏储层具有多重介质特征,储集体在空间分布上具有不连续性,油水关系复杂,流体渗流机理与砂岩油藏有本质的区别,造成油田开采难度大.注水替油是在油藏依靠自身能量无法达到自喷,并且在机抽都无法举升原油至地面的情况下,通过井口注入地层水,使得油藏能量提升,重新具有自喷能量的一种技术.针对缝洞型碳酸盐岩油气藏的注水替油开发技术还处于探索阶段,尚无普遍适用的成熟技术可以直接应用.从大量的开发实践看,对油田的动态预测和分析,应当在将油藏进一步细分为缝洞单元的基础上进行.为了研究缝洞型油藏流体流动机理及注水替油开采机理,找到一个适合缝洞型油藏合理开发的方法,针对孤立溶洞实际特征,建立物理模型,实验研究其生产动态特征,结合现场注水替油生产,从无因次产量、无因次井底流压、含水率变化曲线得出注采动态变化规律.     

砾岩油藏微观水驱油特征可视化研究：以克拉玛依砾岩油藏为例

多孔介质渗流的微观规律研究，又称为细观研究，指对不可见的孔隙孔道水平上的流动研究，它对揭示宏观渗流规律的本质，深入探求渗流过程的机理具有重要意义。由此研制出仿真可视化微观地层模型对砾岩油藏微观水驱油机理进行了较为深入的研究，得出了一些初步的认识。     

低渗透气藏气体渗流速度修正式

渗流的基本规律达西定律,是100多年前法国水利工程师达西提出的,他是通过液体实验得到的.对于气体渗流来讲,存在着滑脱效应,特别是在低渗、低速和低压时,滑脱效应更为显著.在考虑了气体渗流的特点后,结合分子扩散理论得到了考虑滑脱效应的气体渗流速度方程,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.     

变形介质气藏渗流理论研究的发展及研究意义

变形介质气藏的开采过程是流固藕合渗流过程。常规气藏渗流理论由于没有考虑气藏开采过程中岩石骨架的变形，因此不能准确分析气藏中流体的运动状态。变形介质气藏渗流力学理论正为了解决这一问题而发展形成的。早期主要以研究储层岩石的孔隙度、渗透率与压力之间的关系为主要目的，引入有效应力概念后，建立了线弹性变形下的渗流模型，后又发展到考虑非线弹性变形和塑性变形下流固耦合渗流力学模型，到目前为止，已开始综合考虑渗流、应力和温度场三者之间的关系，并建立了相关的耦合模型。我国变形介质渗流力学理论的研究起步较晚，是在国外理论研究的基础上发展起来的，20世纪90年代以来，随着油气田开发理论的发展，许多国内学者开始对变形介质渗流力学理论进行了深入的研究，并取得了一些研究成果，对我国现阶段主要气藏的开发具有重要的指导作用。     

一类变形双重介质渗流模型解的存在性分析

以Warren-Root模型为基础,引入分形参数和压缩系数,考虑了压力对具有分形特征的渗透率和孔隙度的影响,验证了变形双重介质分形油藏非线性渗流数学模型.利用离散泛函分析方法,引入不动点原理,就该模型一般形式的差分方程探讨了其解的存在性.研究认为:分形几何理论及方法在正确认识复杂非均质油藏及应力敏感地层油气藏方面具有独到优势.     

孔隙介质中滞留聚合物粘弹性的测定方法研究

本文为关于孔隙介质中滞留聚合物粘弹性研究的第四篇论文[1-3]。基于HPAM和xanthan gum分子结构柔性的对比,从理论上证明了柔性滞留分子的粘弹回复使孔喉的有效流动面积呈指数减小,故流量也呈指数衰减。本文提出了一个利用孔隙介质测定聚合物松驰时间的新方法,在岩心流动试验的基础上,计算出描述粘弹性的另一种参数——德博拉数(Deborah number)。岩心流动试验证明,用降压法测定滞留分子的粘弹性时[1],HPAM显示了良好的粘弹性,xanthan gum则基本不显示粘弹性。当用稳压法测示时,HPAM的粘弹性无法测出,证明文献[1]提出的降压法是测定粘弹性的一种行之有效的方法。岩心试验中还研究了岩心渗透率和溶液含盐量对粘弹流动的影响。