基于Gompertz模型的相渗关系表征研究

针对特低含水饱和度和特高含水饱和度时相渗关系表征误差较大的问题,通过对大量岩心样品的相对渗透率测定实验数据进行详尽分析,发现油水相对渗透率比值的自然对数ln(k_(ro)/k_(rw))与标准化后的含水饱和度S_(on)的双重自然对数-ln(-ln S_(on))之间具有良好的线性关系,两者符合Gompertz函数关系。在此基础上,基于Gompertz模型提出了一种新的相渗关系表征关系式,并以此为基础改进了相渗分流量方程的拟合计算方法。该方法较传统油层物理学方法计算的分流量方程在特低-中含水期内能大幅度提高产水率的拟合精度,可为油藏动态分析、水驱油理论应用以及油藏数值模拟计算等提供基础,指导油田高效开发。     

高含水期油田水驱特征曲线关系式的理论推导

传统水驱特征曲线推导的理论基础是中含水阶段油水相对渗透率比(Kro/Krw)与含水饱和度(Sw)成半对数直线关系,而在高含水阶段Kro/Krw与Sw在半对数坐标中明显偏离直线关系,水驱特征曲线普遍存在上翘现象。为了准确预测油田开发后期开发动态和可采储量,对实际岩心相对渗透率曲线进行平均化处理,并借鉴文献中岩心数据资料,拟合出适合高含水阶段Kro/Krw与Sw关系的新型表达式;应用Buckley-Leverett前沿推进方程和Welge平均含水饱和度方程,推导出适合高含水期油田的新型水驱特征曲线关系式。应用分析表明,新方法预测水驱可采程度与产量递减方法计算结果吻合度较好,对于油田生产后期开发指标预测具有一定的实用性。     

特高含水阶段油藏水驱规律研究

传统水驱特征曲线模型建立在油水相对渗透率比值与含水饱和度半对数直线关系的基础上,一方面没有充分考虑高含水-特高含水阶段特殊的油水渗流规律,另一方面缺乏反映岩心驱替过程本质特征的理论根源。针对以上问题,通过微观驱油实验分析水驱特征曲线本质特征,绘制了描述岩心驱替全过程的新型油水相对渗透率比值与含水饱和度关系曲线,提高了拟合精度。应用Buckley-Leverett前沿推进方程和Welge平均含水饱和度方程,推导出新型水驱特征曲线关系式。实例应用表明,该新型水驱特征曲线预测的采收率更加准确,且在水驱特征曲线出现上翘趋势的初期就能有效预测采收率,突破了目前高含水期水驱特征曲线的局限,为高含水期油田开发决策提供依据。     

水驱油田油水相对渗透率曲线研究

采用水驱油实验计算油水两相相对渗透率的方法比较复杂,得到油水相对渗透率与出口端含水饱和度离散数据点较少,且主要集中在高含水饱和度末端。利用Willhite模型拟合求取油水两相相对渗透率与出口端含水饱和度曲线,偏差较大。对其进行改进后,经实际油田相渗数据应用,模型拟合精度高、偏差小,标准化后的油水相对渗透率曲线基本位于多条岩心实验数据中部,且形态与岩心数据趋势一致,值得参考推广。     

特高含水阶段新型水驱特征曲线

水驱油藏开发进入特高含水阶段之后,油、水相对渗透率的比值与含水饱和度的关系会偏离直线,常规水驱特征曲线也会偏离直线,此时再应用常规水驱特征曲线预测开发指标会产生较大误差。针对此现象提出了新型渗流表征关系即油、水相对渗透率比值与含水饱和度的关系表达式,该表达式能够对中后期的油、水相对渗透率比值与含水饱和度的关系进行高精度拟合。在此基础上,运用油藏工程方法推导了一种新型水驱特征曲线。利用油藏数值模拟结果和现场数据对新型水驱特征曲线与常规水驱特征曲线进行对比,结果表明新型水驱特征曲线对高含水期及特高含水期的数据拟合具有更好的适应性,很好地解决了特高含水阶段曲线上弯和预测误差偏大的问题,有较好的现场实用价值。     

油水相对渗透率比值变化规律及优选

油水相对渗透率比值与出口端含水饱和度关系是研究含水上升规律、确定水驱前缘含水饱和度和预测水驱采收率的基础。以最新油、水相对渗透率模型为基础,利用正交分析法,建立了可以转化为线形方程求解的最优油水相对渗透率比值关系式---Ｇａｏ－Ｊ 式,其拟合精度较高,两相流动区间曲线形态不出现异常,可用来准确描述油水相对渗透率比值与出口端含水饱和度变化规律,也为油田开发规律研究及指标预测提供了新的渗流理论基础。对油水相渗比值变化规律进行了分类与评价,为该领域深入研究指明了方向。     

水驱油理论解析法

在精度较高的新型油水相对渗透率研究的基础上,建立了新的油水相对渗透率比值与含水饱和度关系式,结合Leverett函数式和Welge方程,推导出水驱前缘含水饱和度、前缘后平均含水饱和度、见水后平均含水饱和度、驱油效率等方程的解析式,便于注水开发指标的计算和经典图形的自动绘制。经丘陵油田实例应用,水驱油理论解析法不仅可用于确定水驱前缘含水饱和度等注水开发指标,而且还能绘制出驱油效率与无因次累计注水量、含水率与无因次累计注水量等经典开发规律曲线。     

前沿推进理论的研究与应用

对前沿推进理论中的相关方程作了简要的回顾.在此基础上,结合油水相渗透率曲线,推导出了3个解析方程,可分别用来预测水驱前沿含水饱和度、前沿后平均含水饱和度与见水后两相区平均含水饱和度.对3个地区的实际应用表明,其预测结果与以往采用作图法预测的数值十分相近,从而使前沿推进理论更易为油藏工程人员所掌握与应用,并为实现计算机编程计算创造了条件.同时还推导出了油藏驱油效率与采收率预测公式,这些公式适用于一切水驱砂岩油藏,可用于油藏早期评价工作.     

注水开发油藏润湿性变化及其对渗流的影响

为提高水驱开发油藏采收率预测精度,研究了油藏岩石润湿性与相对渗透率之间的变化规律及其对两相渗流的影响。采用室内润湿性实验测定方法,对水驱开发油藏润湿指数与含水饱和度的关系进行了定量表征,导出了适合润湿性变化型油藏的两相渗流方程,建立了变润湿性水驱开发油田的采收率预测方法。润湿实验结果表明:所测岩心的润湿指数的对数与取心油层的含水饱和度呈近似线性关系。相对渗透率实验所测的代表低含水期到高含水期岩心的油水两相等渗点对应的含水饱和度由41%增加到53%,亲水程度增强。一维模型计算结果表明,含水率达到98%时,油润湿和强水润湿性油藏的预测采收率分别为52.7%和73.3%。研究揭示的水驱油藏岩石润湿性变化规律和建立的数学模型,可为更加准确地预测水驱油采收率提供参考。      

利用分形理论计算油水相对渗透率曲线

相对渗透率曲线是油藏工程和油藏数值模拟计算中的重要参数,该文在分流量方程的基础上,利用分形理论和生产数据,计算得到了油水两相相对渗透率曲线。通过油藏的具体实例,利用计算的相对渗透率曲线反推含水率,与实验室测定的含水率符合性好,表明可用该方法计算的相对渗透率曲线有较强的可靠性。     

阿姆河右岸酸性气田井口冲蚀及对策

中亚土库曼斯坦阿姆河右岸气田群为高含H_2S和CO_2的碳酸盐岩气藏,单井产量高,井口设备均出现了不同程度的腐蚀。初步分析认为其原因是生产过程中仅考虑酸性介质对气井井口的化学腐蚀,而没有考虑气体流速对井口的冲蚀作用,极大地影响了气田的安全生产。为此,通过对节流阀上下游阀道、法兰面均出现明显坑状腐蚀的进一步分析,明确了化学腐蚀和气体冲蚀的交互作用是井口磨损的主要影响因素,气流冲刷腐蚀坑的化学腐蚀产物会加速冲蚀损害;进而借鉴冲蚀与腐蚀运行环境下的多相管流管道的磨损计算理论,计算了该运行环境下的冲蚀极限速度,得到了不同生产工况下节流阀的抗冲蚀流量;最后,根据气田生产情况,针对性地提出了按气井配产要求来选择采气树类型、节流阀通径及类型冲蚀的技术控制策略。此举为气田安全生产提供了工程技术保障。     

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库的渗流规律

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏储层非均质性强,边底水选择性水侵,渗流规律复杂,为了提高地下储气库的建库效率,需要研究储层在改建地下储气库多周期强注强采过程中的多相流体渗流规律。在获取有代表性的裂缝发育碳酸盐岩岩心较为困难的条件下,通过对天然岩心进行剪切造缝和多轮次气水互驱实验,研究了地下储气库气水过渡带在注采过程中的多相渗流规律,分析了裂缝合气空间贡献率以及储气库含气空间动用效果。结果表明:裂缝模型的相渗曲线近似于"X"形,多次气水互驱后相渗曲线基本没有变化,基质岩心模型相渗曲线经多次气水互驱后气水两相共渗区间变窄,共渗点降低;微裂缝对储层含气空间贡献率较高,微裂缝发育储层的含气空间利用率保持在较高水平,徽裂缝不发育储层的含气空间利用率逐渐降低并趋向稳定。因此,在微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库过程中可以在徽裂缝不发育储层布置生产井,同时通过控制边底水运移范围降低注入气损失,从而提高地下储气库的建库效率。     

山前地区深井超深井套管防磨与减磨技术研究

针对山前地区深井超深井钻井过程中套管磨损严重的问题,在分析套管磨损机理的基础上,开展了山前地区套管防磨与减磨技术研究,基于技术研究成果及应用实践,得到如下结论:1应用Power V等垂直钻井系统控制井眼轨迹,特别是上部井段的狗腿度和井斜,可明显减小侧向力和磨损量,缩短套管磨损时间;2应综合考虑套管磨损率、磨损系数以及钻杆耐磨带本身的磨损量,优选出效果最优的耐磨带;在狗腿度严重的位置,可考虑采用一定数量的橡胶钻杆卡箍来减轻对套管的磨损;3山前地区钻井液采用CX-300减磨剂能够显著降低磨损速率,减轻套管磨损程度,但在不同钻井液体系使用之前应进行优化分析以确定最佳使用量;4在迪那204井使用高密度钻井液体系,全部采用优选的高密度重晶石粉代替铁矿粉作为加重剂,整个钻进过程中未出现钻具及套管磨损,迪那204井易损件消耗量仅为邻井迪那203井的左右,防磨减磨效果非常显著。     

Biodiesel Projects Helpful to Ease Energy Shortage

Nearly 7,000 hectares of biodiesel forest will take shape in the northern province of Hebei in 2008, part of a national campaign to fuel the fast growing economy in a green way. In no more than five years, the Pistacia chinensis Bunge, whose seeds have an oil content of up to 40 percent, will yield five tons of fruit and contribute about two tons of high-quality biological diesel oil, according to the provincial forestry administration.     

State Energy Base Proposed in Inner Mongolia

Experts recently suggested China set up a state energy base in lnner Mongolia Autonomous Region to ease its energy thirst. The survey was co-conducted by senior researchers from the National Development and Reform Commission, Development Research Center of the State Council, Chinese Academy of Sciences and the Ministry of Finance. To plan and establish strategic energy bases at state level is in line with the principle of ＂giving priority to energy saving and diversifying energy consumption with the utility of coal at the core.＂     

烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的气相色谱研究

利用气相色谱法测定了不同色谱柱温度和不同载气流速下,C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的保留时间,并利用相关公式对测试结果进行了线性回归分析,测得了吸附热力学参数和扩散系数;考察了色谱柱温度、烷烃碳链长度和载气流速对烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的影响。实验结果表明,回归分析的线性相关性良好,色谱柱温度越高,孔道对吸附质的吸附能力越弱;在不同载气流速下,轴向扩散系数不同;随烷烃碳链长度的增加,吸附焓变呈先增大后减小的趋势,轴向扩散系数呈线性增长;C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的吸附焓变在-1.264~-42.975 k J/mol之间;当载气流速为2.654~4.246 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.328 8~0.551 7 cm2/s之间;当载气流速为5.308~13.270 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.430 2~1.456 4 cm2/s之间。     

四川盆地前震旦系勘探高含氦天然气藏的可行性

目前,我国的氦气资源主要依赖进口,寻找大中型高含氦天然气田是改变这一现状最现实的途径。为此,对四川盆地威远地区高含氦天然气藏的成藏机理和氦气来源进行了分析,以探讨在该盆地前震旦系勘探高含氦天然气藏的可行性。首先根据盆地周缘12条野外露头剖面和4口钻穿震旦系单井的资料,系统分析了前震旦系的岩石学、沉积相、烃源岩等特征,认为前震旦系发育的沉积地层为南华系,东南缘露头剖面的地层序列为南沱组、大塘坡组、古城组和莲沱组,推测盆地内部可能发育相同的地层序列;南沱组、古城组和莲沱组主要为冰川沉积,为砂砾岩夹泥岩;而大塘坡组为间冰期沉积,发育一套砂泥岩地层,其下部泥页岩的有机质含量高,为较好烃源岩。进一步的研究表明:南沱组砂砾岩储层、大塘坡组烃源岩和地层中侵入的花岗岩"氦源岩"可形成较好的高含氦天然气藏成藏组合;前震旦系沉积岩的分布主要受早期裂谷控制,在裂谷内部充填厚层的沉积岩地层。结合地震资料预测了威远—资阳地区沉积岩和花岗岩的分布,结论认为在资阳地区对震旦系—前震旦系进行高含氦天然气藏的勘探是可行的。     

水平井多级压裂管柱力学、数学模型的建立与应用

水平井多级体积压裂技术是近几年国内外为有效开发页岩气藏和低渗透油气藏而发展起来的一项新技术,但随之出现了压裂管柱力学环境更加复杂的新问题。针对该复杂的力学、数学问题,根据水平井多段压裂工艺管柱受力特点,建立了悬挂封隔器以下,多封隔器坐封、开启压差滑套和开启投球滑套3种工况的力学模型,并根据各工况的受力特征,建立了这3种工况管柱力学计算的数学模型。根据弹性力学理论中厚壁筒的Lame公式和Von Mises应力计算公式,推导出了管柱受内压力、外挤力和轴向应力共同作用下油管柱安全性评价的等效应力计算数学模型,建立了多级压裂管柱力学强度安全评价的数学模型;根据已建立的水平井多封隔器管柱力学计算的数学模型,开发了水平井多级压裂管柱力学安全评价的实用软件。该研究成果已经在新疆塔里木盆地塔河油田某气井得到了应用和验证,取得了很好的效果,为水平井多级压裂管柱安全工作参数的优化设计和安全性评价提供了理论依据和简便可靠的技术手段。     

基于洛伦茨曲线评价水驱油藏驱替均衡程度

针对水驱油藏开发过程中无法有效定量描述驱替均衡程度的问题,利用高台子油层各井动态指标和小层纵向上的注采关系占总体的比重情况,绘制相应的洛伦茨分布曲线,得到用于量化评价油藏平面、纵向驱替均衡程度的“开发均衡指数”,该值小于0.4时驱替程度相对均衡。将研究成果应用于评价二次开发前后水驱油藏的驱替均衡程度,研究结果表明：目标区采出情况均衡指数降低了0.1615,含水情况均衡指数降低了0.0950,整体驱替均衡程度达到了相对均衡的水平,但纵向上仍差异悬殊。建立的洛伦茨曲线评价驱替均衡程度的方法,充分考虑了单井产能差异所造成的驱替不均衡情况,准确度高。研究成果为二次开发水驱油藏的驱替均衡程度评价提供了定量标准。     

复杂地质条件气藏储气库库容参数的预测方法

国内复杂地质条件气藏型地下储气库经过10余周期注采后工作气量仅为建库方案设计工作气量的一半,运行效率偏低。为此,利用气藏地质、动态及建库机理,建立了地下储气库注采运行剖面模型,根据气藏开发、气藏建库及稳定注采运行过程中纵向上流体的分布特征及其变化趋势,将地下储气库剖面分成4个区带(建库前纯气带、气驱水纯气带、气水过渡带及水淹带);按区带确定了影响建库有效孔隙体积的主控因素(储层物性及非均质性、水侵和应力敏感)及其量化评价方法,进一步考虑束缚水和岩石形变的影响,并引入注气驱动相,根据注采物质平衡原理建立了气藏型地下储气库库容参数预测数学模型。该模型涵盖了地质、动态及建库机理,从微观和宏观角度综合评价了影响建库空间的主控因素,大大提高了预测结果的准确度和精度,使建库技术指标设计更趋合理,目前已广泛应用于中国石油天然气集团公司气藏型地下储气库群的建设当中。