岩心尺度对三元复合体系渗流特性的影响

针对室内岩心尺度的局限性造成岩心中注入的三元复合体系无法完全真实地模拟其在实际油藏中渗流特性的问题,采用长度分别为30、100和240 cm的填砂管开展了三元复合体系渗流实验,研究了岩心长度对三元复合体系在渗流过程中发生的色谱分离规律和体系中各组分滞留损失的影响,分析了复合体系渗流前缘浓度和黏度的沿程变化。结果表明:岩心长度对三元复合体系在渗流过程中发生的色谱分离现象影响明显,各组分产出时间的先后顺序依次为聚合物、碱、表面活性剂,稳浓时间先后顺序依次为碱、聚合物、表面活性剂。与填砂管长度为30 cm时相比,填砂管长度为240 cm时复合体系中碱、表面活性剂和聚合物的产出时间均滞后约0.3 PV,碱和聚合物的稳浓时间分别滞后约0.2 PV和0.4 PV,而表面活性剂的稳浓时间提前约0.5 PV;填砂管长度由30 cm增至240 cm时,碱和表面活性剂在填砂管中的滞留损失率变化较小,聚合物的滞留损失率由23.29%增至55.74%;随着复合体系渗流前缘向前延伸,渗流前缘上游区域浓度(黏度)升高并逐渐达到饱和,前缘浓度(黏度)逐渐降低,渗流前缘上游区域同一位置处各组分相对浓度大小顺序为:碱>表面活性剂>聚合物。

不同尺度条件下的渗吸实验研究

低渗透油藏中水驱难度大，渗吸是主要的作用机理之一。从微尺度和常规岩心尺度条件下，分别进行了不同管径下的液体自吸实验和不同渗透率岩心中的渗吸实验。实验结果表明，管径较小的微圆管中的自吸能力强于管径较大的；渗透率越低，渗吸相对能力越强，低渗透油藏中渗吸采收率贡献率大于中、高渗油藏。

流体力学数值模拟方法在增强型地热系统的应用分析

增强型地热系统(EGS)作为地热资源重要的开发形式,储量十分丰富,开发利用前景广阔,所以EGS的开发利用引起国际社会和研究领域的广泛关注。本文从孔隙尺度(PSM)、岩心尺度(CSM)到场地尺度(FSM)3种流体力学模拟方法展开分析,阐述了不同数值方法在增强型地热系统的应用现状、技术优势和存在的问题。认为可将PSM方法作为基础模型,3种不同尺度的数值模拟方法有机协同地联系在一起,为基于增强型地热系统的数值模拟方法研究指明了方向。

特低渗油藏注CO_(2)吞吐适应性评价及规律模拟

CO_(2)驱油是常规油藏提高采收率有效方法。为了分析研究在特低渗储层注CO_(2)的适应性及作用规律,分析研究了注入CO_(2)后原油体系相态变化特征,通过建立岩心尺度的基质裂缝基本渗流单元模型,研究不同吞吐介质CO_(2),N_(2)和H_(2)O在单簇缝中的渗流规律,定性表征CO_(2)在扩散效应、降黏作用、改善流动性以及抽提富集作用中区别于其他2种介质的优越性。研究结果表明:考虑CO_(2)扩散效应作用体现在基质网格中摩尔分数分布差别,最大相差约10%;CO_(2)降黏和改善油相渗透率作用明显,在相同注入压力下CO_(2)注入性弱于N_(2)优于H_(2)O;经过5轮次吞吐后注CO_(2)采出程度为23%,注H_(2)O为20%,注N_(2)约为18%,这为特低渗油藏注CO_(2)提高采收率提供了依据。

致密储层采出程度影响因素

针对致密储层基质块衰竭开采问题,通过数值模拟方法比较了岩心尺度对单个因素影响的敏感度。结果显示:(1)在岩心长度较短时,原油最终采出程度随原油黏度、岩心渗透率等因素的变化不明显。(2)对渗透率相同的岩心而言,岩心长度越大,原油最终采出程度越低,说明随着岩心长度的增加,启动压力梯度的差异发挥了作用,原油黏度、岩心渗透率等因素对原油采出程度的影响越来越大。(3)针对长岩心,将不同变量组合起来进行正交试验分析,通过极差分析法得出了长岩心采出程度的影响因素排序为:压力>长度>渗透率>时间>黏度。

页岩油气赋存特征及相态理论应用基础研究进展

刘月亮博士一直致力于致密油气藏流体相态模拟技术研发及基础理论和分子尺度页岩油气吸附解吸机理的基础研究。在微纳米尺度油气相变特征、超临界CO_(2)页岩油气高效开发技术以及多尺度空间页岩油气吸附解吸规律方面开展了全面系统的研究工作。克服传统相平衡测试弊端,研发了油藏流体相平衡的原位测试技术,由体相大空间相特征测试突破为页岩多尺度空间内流体原位相变的精细表征技术,发展了考虑油藏复杂空间特征、流体超临界特性、储集空间与流体复杂相互作用的多相多组分相平衡计算数学模型,大幅度提高了苛刻油藏条件流体相变参数计算的准确性,为形成非常规油气采收率技术提供了理论指导。

渗透率模型构建方法综述

阐述了国内外渗透率模型在不同尺度下构建方法的研究现状,总结了构建渗透率模型的几种基本方法,介绍了孔隙尺度、岩心尺度和油田尺度等三个尺度下渗透率模型的具体构建方法。结合实际分析了各尺度下渗透率模型的应用效果,展望了渗透率模型构建方法的发展趋势。综合分析认为,不同尺度下新方法和新技术的出现会促进对应尺度新的渗透率模型构建方法的出现。

三元复合体系渗流特征及其动态损失规律研究

针对以单一岩心尺度作为实验介质研究复合体系渗流特征及各组分损失规律不能完全真实地模拟其在实际油藏中的渗流特性的问题和评价各组分的损失规律仅以静态损失量作为评价指标存在局限性的问题,在优化各组分检测方法的基础上,开展了多个岩心尺度的三元复合体系渗流实验,研究了复合体系各组分的渗流特征及其动态损失规律。实验结果表明:随着岩心尺度的增大,碱和聚合物浓度曲线均呈逐渐滞后的趋势,且二者受吸附、滞留作用的损失率逐渐增大,而表面活性剂则变化不明显;各组分渗流前缘上游区域同一位置处各组分相对浓度大小顺序依次为:碱>表面活性剂>聚合物;同一岩心尺度下,复合体系注入不同阶段,吸附、滞留作用和多孔介质的剪切作用对聚合物黏度损失的贡献有所不同。

二氧化碳地质封存与增产油/气/热利用技术中关键热质传递问题研究进展

碳捕集、利用与封存技术(carbon capture,utilization and storage,CCUS)是指将CO_(2)从能源利用、工业生产或大气中分离出来,经过提纯运送到可利用或封存场地,以实现被捕集的CO_(2)与大气长期分离的技术。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)近期在报告中指出:CCUS技术是碳减排与碳中和的“foundation”技术。在我国碳达峰碳中和的“双碳”目标大背景下,CCUS技术被认为是我国实现碳中和目标不可或缺的关键性技术之一。该文对国际、国内主要研究团队和作者研究团队近年来在CO_(2)地质封存、增产致密油/页岩气/深层地热开采过程中的关键热质传递问题研究进行了综述,通过理论分析,利用分子动力学、格子Boltzmann、计算流体力学等模拟方法,和微观孔隙尺度可视化实验、岩心尺度核磁共振实验、超临界压力流体对流换热实验等实验手段,从不同尺度阐述了储层条件下超临界CO_(2)在微纳多孔结构中多相多组分流动与热质传递机理,分析了矿物反应、降压析出、流体变物性、尺度效应等对CO_(2)地质封存和驱油、驱气、采热过程中的影响规律,从而为CO_(2)地质封存和利用的应用提供理论和技术支撑。