中牟区块过渡相页岩气藏产能分析及压裂参数优选

南华北盆地中牟区块页岩气是海陆过渡相页岩气的典型代表,以地质模型为基础,结合理论分析和数值模拟手段,研究了不同储层参数对水平井开采页岩气的采收率、日产气量以及累计产气量的影响规律,通过正交设计与多指标分析方法确定了影响页岩气产能的主控因素,考虑各主控因素与页岩气产能的关系,建立了水平井压裂条件下的累计产气量和页岩气采收率方程。针对目标压裂层段,对比分析了不同压裂参数条件下的页岩气产能变化,指出水平井段长度和动用程度是决定产能大小的主要参数。在一定的压裂级数条件下,裂缝长度的增加可以有效沟通裂缝,从而提高产能。以净现值大于0和收益率达到8%～12%作为经济评价指标,优选了3类海陆过渡相页岩气压裂参数。      

芳6断块微生物驱油数值模拟

根据微生物在多孔介质中运移的规律，微生物在驱油过程中的生长与衰竭、深积、趋化性、扩散、对流弥散和培养基消耗以及微生物对原油的降解、乳化等特性，建立了适合微生物驱油的数学模型。利用该模型系统地研究了驱替过程中微生物浓度、注入段塞尺寸和注入方式对微生物驱油效果的影响。     

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对盐岩地层建设地下储气库的溶腔数学模型进行了研究。为了设计和形成稳定的溶腔形态，依据流体力学、化学动力学及物质平衡原理，对水溶建腔机理进行了分析，建立了盐岩溶腔溶质传输—流体流动数学模型；根据流体力学基本原理和对流扩散理论以及物理模拟基本规律，建立了盐岩溶解速度方程；并通过数值方法对腔体态进行了模拟研究。结果表明，在合理的工艺条件下，通过盐岩水溶开采可以获得稳定的腔体形态，以满足地下储气库的要求，从而为盐穴储气库的溶腔设计提供理论依据和决策手段。     

页岩气储层压裂稳态和非稳态渗流模型

页岩储层体积压裂改造以形成复杂裂缝网络是页岩气高效开发的关键,压裂改造体积和缝网导流能力是评价页岩气产能的主要指标。在分析页岩气体积压裂特点的基础上,将页岩储层划分为基质、裂缝网络两区,基于页岩气储层多尺度非线性特征对气体渗流规律的影响,建立了考虑扩散、滑移、解吸的页岩气储层基质—裂缝网络两区耦合稳态/非稳态渗流数学模型,应用MATLAB求解,绘制页岩气储层压力分布特征曲线和产气量递减曲线,并与实际生产数据进行拟合。研究结果表明：①多尺度非线性模型考虑了页岩气渗流的滑移和扩散,压力传播较快;②缝网区域越大,缝网渗透率越小,地层压力传播越慢;③产气量在200 d以内下降较快,300 d后产量趋于稳定;④随着缝网导流能力的增加,产气量增加较快,生产曲线趋于“L”型递减;④页岩气井产能模型与现场生产数据拟合精度高,验证了模型的准确性,能够用于页岩气产能分析与预测。     

考虑固液界面作用的表观渗透率分形模型

考虑微流动中固液界面作用,基于Navier-Stokes理论,推导牛顿流体在圆管中的流速分布及流量表达式,引入界面因子以表征固液界面作用的影响;利用分形渗流理论及界面因子,得到表观渗透率表达式,建立综合考虑微流动固液界面作用和复杂孔隙结构特征的渗流数学模型.结果表明:考虑固液界面作用时,微流动流速下降;其影响程度与管径有密切关系,微管直径越小,界面因子越大,表明固液界面作用的影响越大.存在着临界直径,当小于临界直径时,固液界面作用的影响随微管直径减小呈非线性迅速增加;大于临界直径时,流速趋于泊肃叶定律的预测.在分形多孔介质中,随着固液界面作用增大,表观渗透率首先呈非线性迅速下降,随后趋于稳定,说明固液界面作用对渗流影响不可忽略.该数学模型能清晰表征固液界面作用对渗流的影响,为低渗透和致密油藏开发提供依据.     

低渗透油藏纳微米聚合物颗粒分散体系封堵性能评价

为了使纳微米聚合物颗粒分散体系在低渗透油藏具有更好的控水稳油效果,从粘度特性、流变特性和封堵性能3个方面开展研究,并分析注入压力、渗透率、水化时间、颗粒质量浓度和注入速度对封堵性能的影响。实验结果表明,聚合物颗粒分散体系粘度较小,为剪切变稀的假塑性流体,具有良好的注入特性和封堵效果,注入压力呈波动性变化趋势。当水化时间、颗粒质量浓度和注入速度一定时,颗粒平均粒径与喉道平均直径比值小于0.16的区域为弱封堵区域,大于0.32的区域为强封堵区域,0.16~0.32的区域为中等封堵区域。若增加水化时间,弱封堵区域增大,强封堵区域减小。当水化时间、注入速度和岩心渗透率一定时,聚合物颗粒质量浓度小于1.0 g/L的区域为弱封堵区域,聚合物颗粒质量浓度大于2.0 g/L区域为强封堵区域。当水化时间、颗粒质量浓度和岩心渗透率一定时,注入速度小于0.1 mL/min的区域为弱封堵区域,注入速度大于0.5 mL/min的区域为强封堵区域。     

特低渗油层非达西渗流压裂水平井非定常渗流产能预测新方法

建立了反映特低渗透油层基质-裂缝非达西渗流条件下水平井耦合非定常流动的渗流数学模型,形成了非达西渗流条件下压裂水平井非定常渗流产能预测新方法。利用优化设计数值模拟研究裂缝长度、裂缝条数、裂缝分布、水平井长度、裂缝间距、裂缝导流能力等对压裂水平井开发效果的影响,揭示了压裂水平井基质-裂缝耦合两相流动开采变化规律。计算结果与试验动态数据变化规律相符,有效指导矿场压裂水平井优化设计。     

挥发性油田压力曲线特征及分析

方法 针对多孔介质中挥发性油渗流问题开展了研究，根据伴有相变过程的气液两相渗流的理论，建立了相应的压力特征方程；描述了挥发性油井在脱气渗流过程中压力随时间和的变化规律；给出了无限大油藏以定量生产情况下的解析解。目的 完善这一渗流力学的理论和试井分析方法。结果 气体挥发对多孔介质中流体的渗流有较大影响，挥发强度越大，压力曲线上翘幅度越大。结论 对于挥发性较强的油田和油井，有必要考虑这一相变渗流特征。     

采油技术研究与清洁生产关系的探讨

针对采油技术的研究现状以及引发的环境问题,提出在采油技术的研究中贯彻清洁生产的思想,对清洁生产的实施提出合理化建议.     

多相混合渗流理论研究

针对现有多相渗流理论假设各相均为连续相、无相间交换,不能表征相对渗透率端点附近出现非连续相,未能考虑多相混合、界面作用、相间传质传输等多相掺混复杂流动的问题,本文把多相渗流流体作为一个总体即混合流体,研究多相流体在多孔介质中传输,包含不相溶、相界面变化、相间传质传输、混合相,搞清各相间交换关系和流动机制,即多相混合流动规律.首先基于平衡热力学第一、第二定律,考虑渗流过程中的多相体系平衡条件,推导出了渗流过程中多相体系平衡热力学关系式,之后运用多相流体全质量守恒定律和渗流过程中多相体系平衡热力学公式,建立了多相流体混合渗流理论模型,分析了多相混合渗流理论与传统多相渗流理论的关系,提出了多相混合渗流的理论.指出多相体系流体总的渗流速度不仅与压力梯度成正比,还与多相体系混合渗流程度有密切关系,其中混合渗流程度是饱和度、界面张力、压力梯度和孔隙度的函数.研究结果表明,多相混合渗流理论深刻地反映了多相流体混合渗流的本质,揭示了多相流体混合渗流的内在作用变化规律,弥补了多相渗流理论用单相达西定律推广到了多相渗流中的不足,多相混合渗流理论涵盖了传统多相渗流理论,具有重大的理论意义和应用价值.