低渗透油藏非线性渗流模式应用

采用分段函数模型描述低渗透油藏非线性渗流特征，推导了低渗透油藏稳定渗流的非线性渗流压力分布关系式及产量与生产压差的关系式。并进行了实例计算。结果表明，采用分段模型计算出的压力分布与拟线性的不同，并且在相同的产量下，采用分段模型计算出的生产压差要比拟线性渗流大。因此，对低渗透油藏，可适当加密井网，缩小井距，以减小非线性渗流区域，改善开发效果。     

煤层气藏单相气体渗流特征实验研究

本文利用低速渗流实验装置,研究了煤层气藏的应力敏感性和滑脱效应,比较了煤层气藏岩心和砂岩试样结果的差异.研究结果表明:裂缝发育的煤岩属于强应力敏感性介质,随着有效应力的增大,岩心渗透率下降,当围压增加到10MPa时,岩心无因次渗透率低于10%;煤层气藏单相气体渗流具有滑脱效应,并且确定了滑脱系数与渗透率关系式,但在渗透率相差不大的情况下,其滑脱效应弱于低渗透砂岩气藏.     

煤层气达西、非达西渗流理论和扩散理论的研究进展综述

大量实验与资料表明煤层气在开采中普遍存在达西、非达西渗流和扩散三种流态。通过调研国内外相关文献,对煤层气达西、非达西理论和扩散理论的研究进展进行了综述,其中包括达西渗流理论、非达西渗流理论、线性扩散理论、渗透与扩散理论、考虑多种因素的非线性扩散理论,并分析了这些理论的真实性与存在的问题,指出了其未来的发展方向。     

低渗透油藏油水赋存状态研究

为了得到低渗透油藏岩心水驱油以及油驱水过程中可动流体的分布情况,通过核磁共振技术实验,对不同渗透率水平的储层进行核磁共振T2波谱特征形态分析,观察T2波谱形特征与渗透率之间的关系,得到岩心的可动流体饱和度;通过对剩余油分布情况的统计分析,得出岩心中的剩余油主要分布在0.1~10.0 μm的孔隙中,占总分布量的85%以上,表明后期挖掘剩余油的主要空间主要是中小型孔隙。通过对不同渗透率级别的岩心进行水驱油实验,得出在1.8 MPa/m的压力梯度下进行驱油有较好的效果并确定出最佳驱油压力梯度,明确了压力梯度对微观赋存状态的影响。研究可为DB油田措施挖潜和稳产技术研究提供指导。     

低渗透砂岩储层裂缝分布的实验研究

通过对火烧山油田和吉林油田低渗透砂岩储层岩样进行破坏性和非破坏性实验，对不同岩性中裂缝的形成与分布进行了研究，对指导低渗透砂岩储层中裂缝发育规律的认识和预测具有重要的理论和实际意义。     

低渗透油藏水平井试井分析及应用

水平井试井分析是水平井渗流理论的一个重要应用。为了高效开发低渗透油藏,最大限度地提高低渗透油藏的采收率,在前人理论基础上对低渗透水平井试井进行了详细研究,详尽分析了水平井试井的物理模型、数学模型、流动段的划分及其曲线特征,最后用低渗油田实测资料进行了验证。     

井下煤层气抽采随钻注浆护壁浆液渗流模型

针对随钻注浆护壁浆液渗流过程进行了数学建模,首先建立关于注浆压力、渗透半径和渗透时间关系的偏微分方程,确定了初始条件和边界条件;然后采用隐式差分法得到浆液渗流的有限差分方程;最后判断了方程近似解的收敛性和稳定性,并进行了模拟计算。研究结果表明,浆液压力P0>1.0 MPa时,浆液扩散效果较好,能够达到护壁作用,但P0>1.0 MPa后浆液扩散效果相差不大,这也说明决定浆液渗透效果的关键因素是煤层的渗透率。     

应力场、温度场瓦斯渗流特性实验研究

本文采用自制的渗流实验装置，进行了应力场和温度场作用下瓦斯的渗流特性实验研究，通过实验得出：轴向压力对煤样渗透的影响比围压要小；温度增加煤样的渗透率增加；渗透率与轴向有效应力、有效围压、平均有效应力成负指数关系；通过实验得到了渗透率与应力、温度的表达式。根据达西定律推导出了在地应力场、温度场作用下煤层瓦斯的渗流方程，建立的渗流方程可以模拟井下瓦斯在高地应力、高温下的渗透性质。     

石油低渗透储层安全损害评价方法

目前评价石油低渗透储层安全损害状况时,缺少对流体渗流的分析,导致评价适用度较低。为此,提出石油低渗透储层安全损害评价方法。构建流体渗流模型,利用流体偏差因子以及流体黏度得出储层空隙间流体压力;预判储层是否存在损害,若存在则通过计算储层的真实表皮系数总和,即储层附加阻力总和,得出储层低渗透流体对底层的损害深度;利用表皮系数和渗透率间的关系进行描述,实现石油低渗透储层安全损害评价。实验结果表明,所提方法能够较全面地对石油低渗透储层进行安全损害评价。     

低渗透油藏油水渗流特性研究

通过油水实验,分析了陕西某油田低渗透砂岩储层微观孔隙结构特征及油水两相渗流规律。根据核磁共振扫描分析表明,储层具有较强的微观非均质性,局部大通道体积小,但对渗透率有很大的影响。相对渗透率曲线表明,随着含水饱和度的增加,油相相对渗透率迅速降低,砂砾岩、含砾砂岩和粗砂岩的水相相对渗透率略有增加。中细砂岩水相相对渗透率增加,含水率快速增加,剩余油饱和度高。在岩心驱替过程中,在水驱前缘突破之前,沿程含油饱和度大幅度降低。在水驱前沿突破后,含水量迅速增加,直接进入超高含水阶段。研究成果为油水渗流特性的研究提供了依据。     

泥岩非Darcy流渗透特性指标正负号探讨

Forchheimer关系是非Darcy渗流研究中经常使用的一种经验关系，一般认为非Darcy流β因子和加速度系数这两个渗透特性指标（参量）总是正值，在泥岩和砂质泥岩试样全应力-应变过程的渗透试验中出现其中一个参量为负或者两者均为负值的情况，这究竞是有价值的试验现象，还是测试方法不够合理？指出一些文献在引用Forchheimer关系时出现的非Darcy流β因子前正负号的错误，给出了非Darcy流β因子和加速度系数出现负值的泥岩和砂质泥岩试样全应力一应变过程中渗透特性试验结果，并对其原因进行了粗浅的分析。     

低渗透非达西渗流研究

达西定律是渗流的基本规律,但是在低渗透油藏中,渗流表现出对达西定律的偏离,这就使我们有必要对非达西渗流进行深入的研究,从低渗透非达西渗流特征、低渗透非达西渗流模型、造成非达西渗流的原因、低渗非达西渗流的判据以及非达西渗流的计算方法等几个方面的研究进展进行了总结,并对非达西渗流的发展提出展望,为从事相关工作的研究人员提供参考。     

低渗透煤层气注热开采热-流-固耦合 数学模型及数值模拟

为得到低渗透煤层气藏注热开采过程中煤层气渗流运移规律,探索原地煤层在注入蒸汽加热后对煤层气产量的影响,基于煤体渗透率、孔隙度随温度、应力,气体导热系数、杨氏模量、泊松比随温度变化的关系,综合运用渗流力学、岩石力学、传热学等相关理论,建立了低渗透煤层气注热开采过程煤层气渗流热-流-固多物理场耦合数学模型,采用多井开采方式进行了注热开采过程煤层气渗流规律的数值模拟。数值模拟结果表明：煤层注热10 d抽采100 d后,由于煤层的导热并伴有煤层气的对流传热,煤层平均传热速度为66.25 mm/h,注热开采造成储层压力降是无注热抽采压力降的2.45倍,在温度应力耦合作用下,煤层气注热抽采量是未注热抽采量的2.2倍,注热开采是低渗透煤层气增产的有效途径。     

破碎泥岩三轴渗流试验及其稳定性分析

为了探究破碎泥岩微观结构和渗流参数的实时变化对渗流系统结构稳定性的影响,采用自主研制的破碎岩石三轴渗透试验系统并结合稳态渗透法和轴向位移控制法,对级配破碎泥岩进行三轴渗流试验。结果表明:有效孔隙度、渗透率、非Darcy流β因子的变化均与轴向载荷和围压有密切关系,且得到了渗流失稳时渗透率和非Darcy流β因子之间的关系和发生渗流失稳的主要条件。     

高温作用后岩石裂隙渗流试验及其模型分析

在油、气能源地下存储、高放核废料地质处理中,岩石的温度和裂隙渗透压力会显著地影响岩石裂隙的渗流性质。当渗透压力梯度逐渐增加时,渗流流量随之增大,使得Darcy流转变为非线性渗流。为研究高温致裂岩石裂隙渗流的基本规律,采用自行研制的温度-应力-渗流多场耦合仪(该系统由围压、轴压和渗透水压3套相互独立的加载部分组成),在1 MPa的围压作用下,对高温作用后的岩样进行不同渗透压下的渗流试验,研究渗流流量与压力梯度的演化规律,并基于三维CT扫描技术对渗流试验后的岩样内部裂隙开度进行逐层检测,获得岩石裂纹开度统计分析以及岩石逐层孔隙率统计分布,能清楚的观测到岩石内部裂隙的网络结构,可为研究岩石多裂隙渗流提供依据。通过Forchheimer方程描述渗流流量与渗透压力梯度的关系,将渗流过程分为Darcy流与非线性渗流2个阶段,并引入非线性因子E,在实际岩体工程中大多定义E=0.1作为线性流和非线性流的分界点,从而求解出临界Darcy流的阈值和临界雷诺数。为了研究不同渗透压力下动量相对损失率的大小,采用欧拉数来计算岩石裂隙渗流的动量相对损失率。结果表明,随着渗透压力的增加,动量相对损失率呈现出先减小后增加的趋势。在某一渗透压力下,欧拉数达到极小值,表明在其压力作用下流体流动的变化率最小,对实际工程中研究高温致裂岩石裂隙渗流具有指导意义。     

煤样渗透特性及渗流稳定性的实验研究

为了验证煤样中渗流是否可能发生失稳,利用瞬态法对母体来自淮北矿区的4块煤样进行了破坏过程中渗透特性测试,计算出煤样在不同应变下的渗透率、非Darcv流β因子、加速度系数和渗流稳定性指数,并分析了各煤样渗透特性的变化规律。研究表明：①在煤样破坏过程中,渗透特性随着应变的增大而发生变化,非Darcv流β因子和加速度系数趋势相同。渗透率与渗流稳定性指数的变化趋势近似相同。②由于围压的作用,煤样的渗透特性变化不很显著。③非Darcy流β因子、加速度系数很少出现负值,渗流稳定性指数出现负值的概率更小。试验中未出现渗流失稳现象。但是．由于煤样的渗透特性与煤层的渗透特性存在几个量级的差异。不能断言煤层中渗流不会失稳。     

煤矸石非Darcy渗流的渗透特性试验研究

利用自行设计的岩石渗透试验系统,采用稳态渗透法测试了10件标准煤矸石试样非Darcy渗流时的渗透特性。通过最小二乘法对渗流速度和压力梯度进行回归分析,得到煤矸石的Darcy流渗透率、非Darcy流渗透率和非Darcy流β因子。研究结果可为工程中煤矸石做充填材料提供参考。     

断层滞后型突水渗-流转化机制及数值模拟研究

在系统研究王楼煤矿13301采煤工作面断层滞后突水特征的基础上,对断层滞后突水渗-流转化机制进行了深入分析,提出了"开采扰动-渗透弱化"双阶段理论模型,并进一步将断层渗透弱化阶段分解为非饱和渗流阶段、低速稳定饱渗流阶段以及快速饱和渗流阶段3个阶段;基于突水过程的流态变化的普遍特征,分别通过理查德方程、达西定律以及布里克曼方程建立了各阶段的数学物理模型;建立了煤层工作面回采有限元模型,实现了对断层组内部地下水由非饱和到饱和、由低速流动到快速流动、断层组渗透性由弱到强的过程的完整描述,其涌水量计算结果与实际基本吻合。     

侧限压缩下破碎矸石混合粒径非Darcy流渗透特性

房柱式及巷式矸石充填开采中,煤柱与矸石两两相隔,破碎矸石充填体处于侧限压缩状态,破碎矸石的密实程度、孔隙特征及渗透特性对于煤层瓦斯流动及地下水渗流的控制具有重要的价值。基于稳态渗透法及轴向位移控制法,利用一套自制的破碎岩体渗透试验系统,测定了破碎矸石在不同混合粒径下承压过程中的非Darcy流渗透特性,得到渗透特性(渗透率k和非Darcy流β因子)随孔隙率的变化规律。研究表明:1)雷诺数计算及孔压梯度与渗流速度关系曲线说明破碎矸石的渗透特征属于非Darcy流;2)孔隙率随着压缩位移的增加而减小,对于混合粒径试样,较小颗粒充填到较大颗粒的孔隙中,是使岩样的初始孔隙率减小的主要原因;3)在侧限压缩下,大颗粒受挤压破碎是产生0~2.5 mm粒径的原因,而渗流造成细小颗粒质量流失;4)侧限压缩下,渗透率总的趋势减小,而非Darcy流β因子增加,但在压缩过程中,渗透特性的变化趋势受颗粒粒径的影响会出现局部波折,说明破碎矸石的渗透特性与侧限压缩位移、颗粒粒径大小、压缩破碎、排列方式及孔隙结构(通道)有关。     

低渗透油田储层水淹机理研究

由于低渗透油层孔隙系统的微细孔道占总孔隙的比例大,平均喉道半径小,启动压力梯度对油水相对渗透率的影响大,并且低渗透油田普遍存在裂缝,裂缝对油层水淹影响大,从测井曲线上识别水淹层,并建立水淹层解释图版,必须搞清低渗透油田水淹机理。对于低孔渗岩样,注入水会缓慢地驱替低孔渗孔隙中的油,岩样的电阻率下降的速度慢,这时的含水饱和度值大,驱油效率低,油层见水慢,弱-中期水淹期的时间长,一旦水淹后,残余油饱和度较小,整个过程呈现"L"字型变化。