岩心油水两相渗流启动压力梯度实验研究

低渗储层油水两相渗流时存在启动压力梯度,充分认清水驱油时启动压力梯度的变化和影响因素对油藏水驱开发至关重要。为了搞清油藏储层油水两相渗流启动压力梯度特点及其影响因素,对不同渗透率、不同含水饱和度、不同润湿性岩心水驱油两相渗流的启动压力梯度进行了室内实验测定,根据实验现象和实验结果,分析了产生启动压力的岩心孔隙内部的阻力效应和微观成因。研究结果表明:气体渗透率小于50×10^(-3)μm^(2)的低渗岩心随含水饱和度增加,启动压力梯度增大;气体渗透率大于50×10^(-3)μm^(2)的中高渗岩心启动压力梯度随含水饱和度变化不大,总体呈下降趋势,且数值较小;对于低渗油藏,启动压力梯度随岩心渗透率降低而增大,随岩心润湿指数增加而减小;岩心边界层液体厚度越大,启动压力梯度越大。产生启动压力的附加阻力效应有油滴毛管力产生的摩擦阻力、静润湿滞后导致油珠变形产生的阻力及液阻效应产生的阻力,其大小和岩石孔喉半径、润湿指数、微观孔隙的油水分布状态、边界层厚度及固液界面张力有关。

可视化微观孔隙模型中气水两相渗流机理

采用激光刻蚀的均质微观孔隙模型对低渗透油气藏岩心进行了气水两相渗流试验。模型亲水,驱替基质为蒸馏水加甲基红,气体为氮气。研究结果表明:在驱替压差不大的情况下,无论是孔隙还是喉道,气水分布及流动方式主要为水包气,水沿管壁流动,气体在孔道中央流动;水驱气过程中封闭气的形成方式主要有绕流形成的封闭气、卡断形成的封闭气、孔隙盲端和角隅形成的封闭气、"H型"孔道形成的封闭气;同时,水锁也是多孔介质中两相渗流的主要特征,可以通过降低压力使气体充分膨胀和提高驱替压差来提高采收率,降低封闭气量。

龙岗地区储层微观鲕粒模型气水两相渗流可视化实验及分析

为了研究气水两相渗流在鲕粒灰岩中形成封闭气和残余水的机理,选取以四川盆地龙岗地区储层铸体薄片为模板制作的激光刻蚀微观鲕粒模型,进行了气水两相驱替实验。实验过程用高清数码相机对气驱水和水驱气现象进行拍摄和记录。对实验现象的分析结果表明:对于鲕粒模型,水驱气时卡断、绕流是形成封闭气的主要原因,盲端和不连通的孔隙也会形成封闭气;在气驱水时,细长孔道、狭窄喉道处以及卡断都有可能形成残余水。这些现象及其机理分析对于以鲕粒灰岩为主的气藏开发具有一定的参考价值。

裂缝性地层气水两相渗流机理研究

文章首先利用先进的激光刻蚀技术,将岩石的真实裂缝结构刻蚀在光学玻璃板上,制作成可供摄像用的透明微观物理模型,并加压让气水两相流过微裂缝,观察到气水两相在裂缝性地层中的流动分为三种现象,即水窜、绕流、和卡断现象。在此基础上,建立了气水两相裂缝渗流模型,将气水两相流动分为四个流动阶段,即静止、运动、卡住和卡断阶段。从微观渗流角度出发,利用能量守恒原理详细地分析了裂缝性地层中气水两相渗流机理,证明裂缝性地层中气水两相流动具有不连续性。该过程不能用Vogel方程进行分析计算,同时也说明裂缝性地层中的气水分布与压力分布无关,只与构造形态、水侵特征和产水历史有关。由此我们知道有水气井井底产水具有波动性,不能用井口产水来描述井底产水,从而提高了对裂缝性地层中气水两相渗流特征的认识,可以更好地指导裂缝性地层中有水气井的生产。

盲端孔道内黏弹性聚合物驱油两相渗流规律

已有的聚合物溶液单相渗流理论与实验研究均已证实聚合物的弹性特征能够扩大其在多孔介质内的波及效率。在黏弹性聚合物溶液单相渗流理论的基础上,针对黏弹性聚合物溶液、原油两相流动中弹性对两相渗流的作用机制问题,建立了黏弹性流体、牛顿流体的两相渗流控制方程,用VOF方法进行两相界面追踪,以Open FOAM为平台,运用有限体积法对控制方程组数值求解,研究了黏弹性聚合物溶液在盲端孔道内的流动规律。从饱和度分布、速度分布、驱替压差和第一法向应力差变化特征方面,揭示了黏弹性聚合物溶液的微观渗流机理。结果表明:随着松弛时间的增加,即聚合物溶液弹性的增大,两相界面向盲端内部扩展越深,驱油效率越高;当驱替时间达23. 0 s时,松弛时间为0. 100 s的聚合物溶液驱油效率,比松弛时间为0. 001、0. 010 s时分别高19. 0%、9. 2%;聚合物溶液的弹性越大,附加压降越大,其第一法向应力差也越大,在一定程度上可提高驱油效率。研究结果为油田三次采油聚合物驱油体系设计、筛选提供了重要理论支持,同时有益于丰富黏弹性聚合物溶液的驱油机理。

基于油水两相渗流的地层流体复合注水井试井模型

目前,注水井试井以单相渗流为基础,缺乏考虑含水率、水驱前缘半径等参数,以及缺乏分析地层性质与流体性质的变化对压力特征曲线影响。根据质量守恒原理,结合注水井岩心归一化相渗曲线,建立含水饱和度与相对渗透率关系,以油水两相流渗流理论为基础,建立地层流体复合注水井试井模型,通过Laplace变换,利用Stehfest数值反演得实空间解,绘制了压力和压力导数双对数样板曲线,分析水驱前缘半径、油水两相驱前半径缘、两相区含水率、两相区含水饱和度等注水油藏重要参数对试井曲线的影响,讨论流体性质与地层性质的变化对试井曲线的影响。研究结果对认识注水油藏的物性参数及注水情况起到重要作用,为注水油藏进一步合理注水开发提供依据。

低渗油藏油气两相渗流的理论模型

依据已有的实验结果 ,建立了低渗油藏油气两相渗流的理论模型 .分析表明 ,当启动压力梯度为零时 ,就得到中高渗流油气两相渗流表达式 ,因此统一了油气两相达西流和非达西流的渗流方程 .启动压力梯度的存在是影响低渗油藏开采率低的主要因素 。

低渗透油藏菱形反九点压裂井网两相渗流分析

依据低渗透油藏菱形反九点压裂井网不同流动区域的流动规律,建立了反映压裂开采过程物理本质的三区模型,推导出了考虑启动压力梯度的基质非达西渗流、椭圆渗流和裂缝非线性流动的三区两相渗流数学模型。研究表明:裂缝越长,累积产量越高,含水率增加越快;裂缝的导流能力越低,其累积产量越小,含水率也越小,随着导流能力的增加,累积产量的增加幅度变小;注水井排与裂缝的夹角对产量的影响不大;井排距对产量影响明显,对压裂井应采取较大的井排距。

非饱和土水气两相渗流有限元数值模型

根据非饱和土水气两相渗流理论,用Galerkin法建立了用以计算非饱和土水气两相渗流流场的有限元计算模型,编制了三维有限元计算程序,并介绍了该计算模型在可挥发污染物抽气曝气组合清除法中的应用。

气水两相渗流稳定与不稳定试井分析

为深入研究天然气田气水两相渗流理论及其试井分析、产能计算,建立和提出气水两相渗流基本理论与稳定、不稳定试井基本原理及产能分析方法。针对长庆榆林等气田建立了气水两相气井产能分析的理论和经验方程,对近10口产水气井进行资料处理,取得较好效果。

核磁共振技术在油水两相渗流特征研究中的应用

油水两相驱替实验主要从宏观角度描述渗流特征,但无法从微观层面对储层动用状况进行描述。为解决该问题,使用核磁共振技术从微观角度研究油水两相渗流特征,运用弛豫时间谱转换成喉道半径分布法和各喉道区间饱和度计算方法,研究饱和水状态下油驱水特征以及饱和油状态下水驱油特征,得出了不同驱替阶段油水在孔隙空间中的分布以及各喉道区间油相采出程度。该研究在一定程度上实现了对两相渗流机理较为全面的认识,对新区勘探和老油田开发技术调整具有重要意义。

分支水平井和直井井网油水两相渗流理论研究

根据拟三维原理,将理论分析方法和一维油水两相渗流理论相结合,求解分支水平井和直井混合井网三维两相非活塞渗流问题。采用适当的保角变换,将XY平面二维两相复杂渗流问题转化为一维两相问题求解,从而确定出水平井在油水两相流条件下XY平面内的渗流阻力,根据各部分的渗流阻力,确定出水平井的产液速度和无因次产液速度;根据一维渗流条件下见水前后的无因次时间和无因次见水时间,确定出井网条件下见水前后的无因次时间和无因次见水时间。根据水平井的无因次产液速度确定出直井的注水速度,无因次注水速度随时间的变化规律。该理论的建立为水平井整体注水开发油田的动态分析和预测提供了依据。

基于Buckley-Leverett方程的水气两相渗流理论

为了准确的研究降雨条件下的饱和-非饱和带地下水运动水气二相渗流过程,以Buckley-Leverett两相渗流方程为基础,从水气二相渗流的连续性方程和达西定律出发,推导了岩土饱和-非饱和带水气二相渗流的三维动力耦合模型,并利用伽辽金有限元法和隐式向后差分法给出了数值解法,编制了相应的三维有限元计算程序。以龙滩水电站工程为实例进行计算,结果证明了所提出的模型对饱和—非饱和渗流计算的有效性。

一个新的描述低渗透油藏油水两相渗流启动压力梯度的公式

采用压差-流量法确定低渗透油藏岩心的启动压力梯度,拟合回归得到启动压力梯度与气测渗透率的幂函数关系式。试验结果表明,由单相流试验拟合得到的启动压力梯度不能真实反映油水两相渗流时的启动压力梯度。在描述低渗透油藏两相渗流启动压力梯度时,应考虑相对渗透率的影响,而相对渗透率是含水饱和度的函数,建立了低渗透油藏两相渗流启动压力梯度与含水饱和度的幂函数关系式。根据该关系式计算了合理注采井距,与矿场真实井距符合较好。

低渗透油藏油水两相渗流研究

用无因次分析法对低渗透岩心的实验数据进行了分析,得出新的低渗透油藏非达西渗流方程,并建立了油水两相渗流的数学模型。通过实例计算,研究了低渗透油藏中储层参数、流体特性以及开采方式等因素对注水开发效果的影响。结果表明,由于非达西渗流的影响,注水开发时容易发生指进现象,而地层倾角的增大可以削弱指进;地层原油粘度的增大会增强开采难度,而地层渗透性能的改善会使油井产能提高。因此,低渗透油藏应加密井网,强化注水以扩大生产压差,从而改善开发效果。

用压力平方法解释煤层气藏气-水两相渗流试井

煤层气井在投产前,主要采用注入-压降法进行试井,以保证在测试期间不发生解吸,保持单相渗流。但煤层气藏在很长的排采期内,气-水两相将同时存在,因此,研究气-水两相渗流时的试井解释方法也具有重要意义。目前,直接使用油藏的多相渗流试井解释方法来解释煤层气井气-水两相渗流时还具有一定的局限性:综合流度法需要忽略压力及含气饱和度的梯度,拟压力法所需的相渗数据很难获取,压力平方法虽然可在没有相渗曲线的情况下完成试井解释,但不能直接用于煤层气藏试井解释。该论文参照油藏的压力平方法,建立了适合煤层气藏的气-水两相渗流试井解释方法。用该方法对煤层气数值模拟的试井数据进行了解释,得出的气、水相的渗透率和表皮系数等数值,与输入数值模拟软件的数值基本一致,表明该方法准确可靠。

非混溶饱和两相渗流与孔隙介质耦合作用的理论研究——数学模型

基于连续介质力学的一般理论，在黑油多相渗流理论模型的基础上，推导了非混溶饱和两相渗流与变形孔隙介质耦合作用的数学模型方程，并对流固耦合效应进行了初步的讨论。

含启动压力梯度油藏的两相渗流分析

在低渗透油藏中存在着启动压力梯度。根据ＢｕｃｋｌｙＬｅｖｅｒｅｔ不混溶两相渗流驱替理论，考虑启动压力梯度的影响，对水驱油两相渗流进行了分析，得到了含启动压力梯度油藏中线性水驱、径向水驱、垂直裂缝井水驱和水平井油水两相渗流的解析解公式。对于含启动压力梯度的油藏，两相渗流的效果受相渗曲线、注入速率、油水相启动压力梯度和重力的影响。启动压力梯度的存在，不仅增大了原油的开采难度，而且降低了原油的最终采收率。增大注入速率可以减少启动压力梯度对两相渗流的不利影响，提高原油的最终采收率。因此，开发低渗透油藏，应采用小井距、大流量、大压差的注水开发方案。对于倾斜地层，应尽可能采用从高位井注入。

非混溶饱和两相渗流与孔隙介质耦合作用的理论研究——方程解耦与有限元公式

通过对上文（ Ｉ）所推证数学模型方程的进一步处理与简化，得到解耦的流场系统压力方程。以 Ｇａｌｅｒｋｉｎ 弱积分解的形式，给出模型方程数值分析的有限元公式。

伴有相变过程的气-液两相渗流理论的研究

伴有相变过程的气-液两相渗流是一个变质量传输问题。本文考虑到物理实际和公式的简单化形式,通过理想的多孔介质模型和局部平均化方法的运用,由质量守恒和动量守恒方程,进行了量纲分析,得出了伴有相变过程的气-液两相渗流的运动方程简单形式和相对渗透率表达式。对比表明达西公式以及以往的相对渗透率表达式对该流体的渗流进行描述是不恰当的,它将对物理实际产生较大的偏离。研究得出的渗流方程对伴有相变过程的气-液两相渗流有着重要的实用价值,并具理论意义和实际意义,揭示了伴有相变过程的气-液两相渗流的规律,丰富了气-液两相渗流的理论。