利用平面夹砂模型研究调剖剂对非目的层的损害

采用平面玻璃夹砂模型直观形象地研究了黄胞胶／Ｃｒ＋３调剖剂对非目的层的污染情况，讨论了注入速度、地层渗透率级差对调剖效果的影响。

填砂模型中天然气水合物合成及降压分解实验研究

模拟地层多孔介质的条件,在填砂模型中进行了天然气水合物的合成和分解实验研究。本实验条件下,设定温度为1℃,水合物合成过程大约需要4d时间,最后在压力为3MPa左右时水合物稳定合成。从水合物合成过程的压力变化曲线可分析水合物成核及生长的过程,水合物分解采用逐步降压的方式。实验证明,水合物分解具有阶段性,当压力降至水合物稳定存在的相平衡压力后,水合物就完全分解;之后继续降压,产出气体均来自自由气的膨胀;降压分解时累计产气量的变化规律同普通油气藏的开采规律相似。

稠油油藏热采出砂模型及物性参数动态预测研究

针对稠油油藏热采出砂问题,应用连续介质力学、热力学和传热学理论,在考虑温度变化、流体渗流、液化砂粒运移等因素的基础上,建立了热采出砂动态模型,应用IMPES方法对压力、温度、含砂浓度和孔隙度的变化进行了数值计算和模型验证。结果表明,模型较好地描述和预测了含砂浓度与孔隙度的动态变化过程,为防砂控砂、大孔道窜流描述和确定合理生产参数具有重要的指导作用。

高压气藏地层三维出砂预测模型及方法

根据有效应力定律和气体非线性达西定律,建立了应力场和压力场相互作用的三维弹塑性高压气藏地层出砂模型,并运用弹塑性有限元方法进行求解。根据编制的计算程序,研究了射孔井筒附近有效塑性应变、压力和流速的分布规律:最大有效塑性应变位置是在射孔起始部位的上下端;稳定后的压力由远至井筒呈不规则漏斗状,并且气体流速急剧增加,最大值位置是射孔底部。高压气藏地层出砂是由受压力影响的有效应力场控制的,而由于气体的压力敏感性造成的流速急剧增加是出砂的重要诱因。地层压力越高临界生产压力越低,因而越不易出砂。对于高压气藏地层,尽量稳定井底生产压力、保持合理的生产压差、维持较高的地层压力、采用合理的气井工作制度,有助于减小出砂量。

凝析气藏气驱二维填砂物理模型实验研究

由于凝析气藏衰竭式开发过程中地层压力降到露点压力以下出现了反凝析污染区,气井产能下降无法实现有效开采。为了深入了解注气解堵和注气保压方法在衰竭中后期的应用效果,从二维填砂物理模型实验研究出发,论述了填砂的方法与标定、油气变化特征的监测,研究了带高渗条带的凝析气藏的注气解堵效果和气驱开发效果,采用实时动态监测系统对油气密度场进行了可视化表征。研究结果与认识为实际矿场应用提供了理论与实验数据支撑。

高温高压天然气深井开采出砂预测模型优选

出砂使储层受到伤害导致生产任务无法正常运行,在油气开采过程中不仅会因为地层出砂磨蚀井下管柱和地面开采设备影响油气井开采周期,油气井产量也会因为储层生产井眼由于出现砂窟现象被封堵而受不同程度影响。因此准确预测出砂对于油气田正常生产及高效开发意义重大,优选合理的出砂预测模型是出砂预测准确性的前提。文章使用实验方法评价了常用临界井底流压预测模型,对工区典型出砂井储层进行了出砂预测分析,优选出D-P模型为库车克深区块的临界井底流压模型,为同类型生产井出砂问题提供了参考。

应用改进的布尔方法建立砂体骨架模型

勘探早期，由于钻井数少、井距大，地质资料的限制，用常规方法建立的储集层砂体骨架模型很难合理地认识地下砂体的分布特征。为此本文提出地面与地下相结合，在储集层建库的基础上，用改进的布尔方法建立起具有多种岩石相的骨架模型，从而达到精细表征储集层砂体分布特征的目的。在实例中的克拉研究区只有4口井，井距最大几十公里，应用上述方法，先作野外调查，对不同岩石相赋于不同的宽厚比；再确定总的砂体和剖面面积的比值以及不同岩石相在剖面中的比值；经统计本段不同岩石相的厚度分布和纵横向上的分布概率，最后采用改进的布尔方法随机模拟建立多种岩石相砂体骨架模型做储集层描述和预测。其结果较好地反映了该区白垩系巴什基奇克组储集层砂体的分布规模、连续性和接触方式，同时证实了该方法建模参数选择的合理性和可信度。图2参11（李建国摘）

弱胶结油藏拟三维出砂预测模型及方法

根据有效应力定律和连续介质力学理论,建立了应力场和渗流场耦合作用的弱胶结油藏拟三维出砂预测模型,并应用顺序Galerkin有限元进行了求解。对复杂地质区域网格自动剖分、地层变形或破坏、液化砂运移、出砂动态预测等问题进行了数值模拟研究。结果表明:随着地层破坏和出砂,炮眼和井筒周围应力会重新分布;地层参数的变化受出砂和应力作用的复杂影响;出砂量是一个波动变化的过程——这一现象与现场和室内的观测是基本一致的。研究证明了该模型的可靠性,初步解决了弱胶结砂岩油藏的出砂预测数值模拟问题。

流固耦合模型在定量预测油水井出砂过程中的应用

在综合考虑流体渗流、储集层变形或破坏等因素的基础上,建立了流固耦合形式的出砂定量预测模型。提出了2类出砂机理:流体渗流剥蚀作用下的细砂产出和储集层结构破坏情况下的粗砂产出,并采用Drucker-Prager准则研究了出砂过程中的砂岩储集层骨架应力和变形。有限元法数值模拟结果表明:在整个出砂过程中,地层渗透率的变化与生产压差、储集层物性密切相关。在相对平衡的地层压力条件下,由于剥蚀或储集层骨架破坏,地层渗透率可以增加30%;过高的生产压差可能造成井眼局部储集层压实,渗透率下降幅度可达50%。因此,保持适当的地层压力是控制渗透率下降进而保持产能的关键。

三级基准面旋回内三角洲砂体骨架模型的建立——以陕北安塞三角洲露头为例

三角洲砂体是中国陆相盆地最重要的油气储集层之一,建立层序地层格架内三角洲砂体骨架露头地质模型,对于三角洲砂体分布预测有重要意义。对鄂尔多斯盆地东缘多个延长组曲流河三角洲露头剖面开展了深入的高分辨率层序地层学研究,正确识别出以长61下部下切河谷底面以及对应整合面为界面的三级基准面旋回,构建了三级基准面旋回格架内三角洲砂体骨架原型模型,建立了三级基准面旋回内三角洲平原分流河道(河流)样式响应模式图。该项研究表明,三级基准面旋回过程中,不同基准面升降速率下分流河道发生规律性的下切、充填、迁移、漫溢及河型改变,控制了层序地层格架内三角洲砂体的类型、形态、规模和连通性。这对于认识三角洲砂体的分布规律,分析三角洲砂体形成岩性地层圈闭的条件有重要帮助。深入开展多种地质背景下层序格架内三角洲砂体分布规律研究,有助于实现三角洲砂体分布“成因上可解释、时空上可预测”的层序地层学研究目标。

考虑实际气体达西流动的气井出砂预测模型

结合流体力学与岩石力学知识,以Mohr-Coulomb岩石破坏准则为基础,建立了考虑地层孔隙流体渗流作用与实际气体达西流动规律的裸眼气井出砂预测模型。利用数学方法解析求解,得出裸眼气井临界井底流压计算公式;引入地层稳定性指数概念,分析了地层孔隙流体压力、地应力、岩石抗压强度对地层稳定性的影响。结果表明,储层地应力增大、地层孔隙流体压力减小、岩石抗压强度减小,临界井底流压增大,地层稳定性指数减小,地层趋于不稳定,易出砂。

西藏波密县古乡沟泥石流模型试验中的模型砂配制

对西藏古乡沟泥石流模型试验中的模型砂配制进行了研究,旨在保证模型试验的合理性和科学性,从而为泥石流灾害防治工程提供可靠的设计依据。通过对泥石流形成区和堆积区样品的粒径分析,根据模型试验的目的和条件,选定模型的几何比尺为1∶100,但模型砂的配制采用泥砂分段模拟法,原型中小于0.1 mm的颗粒不缩小,仍按重量百分比配制;原型中大于0.1 mm的颗粒按相似比尺缩小后用小于0.1 mm模型砂代替。并通过模型样品的选用和粒径组合对泥石流体以及堆积扇的模型砂配制过程进行了详细的分析研究,使模型试验获得了比较好的结果。

波阻抗反演技术与砂体理论模型的对比

波阻抗是地震波传播速度与介质密度的乘积,波阻抗反演在地震反演中具有十分重要的地位。通过介绍波阻抗反演技术的基本原理、具有的优势以及波阻抗反演的流程,并结合砂体理论模型说明了波阻抗反演的重要性。

相广锰—银矿区矿石矿物富集规律及重砂综合找矿模型

自然重砂测量是矿产勘查的有效手段之一。然而在实际找矿工作中,目标矿物往往由于其自身的物理、化学特性,在重砂样品中不能得到充分的反映。如何根据所发现的重矿物组合,探寻某些特定成矿模式下有用矿产的存在,充分发挥自然重砂测量在矿产资源调查中的作用是一个值得探讨的问题。从相广锰—银矿床锰、银矿物的赋存状态、富集规律、共生关系出发,试图建立一个适用于华北地台北缘火山热液充填型锰—银矿床的重砂综合找矿模型。

基于砂槽模型研究不同水流密度下盆地地下水流系统

在干旱半干旱地区,沉积盆地是人类生产、生活用水的主要载体,为查明在水流自身密度改变条件下盆地地下水流系统的变化特征,需在变密度条件下对盆地地下水流系统进行模拟研究。本文采用砂槽物理模型,在改变区域性水流密度条件下模拟研究地下水流系统的变化规律。试验结果显示:随着区域性水流密度的增加,区域水流系统的渗流速度和循环量均减少,且流线径流距离和径流深度也随之减小;而局部水流系统的渗流速度和循环量均增加。结果表明区域性水流密度的增加会抑制区域水流系统的发育,对局部水流系统有一定增强作用。本研究着重强调了区域性水流自身密度变化对盆地地下水流系统所产生的影响,并通过物理试验模拟得出在改变区域性水流密度条件下盆地地下水流系统的变化规律。

利用水力分选、重组合方法大量配制模型砂的经验

用轻质砂进行动床模型试验时,实际使用的模型砂,其颗粒组成受到产品来源的限制,往往不能令人满意地与设计要求相符.倘若要求二者能在整条级配曲线上相符合,则更为困难. 我们承担的北江飞来峡动床模型试验,要求模型砂在整个级配范围内能与设计数值相符.我们用水力分选重组合的方法,配制了三十吨煤屑模型砂,其级配曲线能与设计要求很好吻合.水力分选是使母体煤屑在水槽内沿程落淤而实现,将落淤物按淤积部位分成若干子体.根据各子体的级配,按比例重新组合,便可得到所需模型砂.通过实践,我们发现此方法质量稳定,操作简便,成本低廉,特别适合于大规模配制的需要.

自组织临界性一维砂堆模型中微观态的等几率假设

本文从一维砂堆模型出发，研究自组织临界性．对系统状态、跌落粒子数、扰动范围，进行计算机模拟计算．引入几率平均假设，所得结果与实验吻合，从而得出了一维砂堆模型的初步理论解释．进一步获得了一些理论上的结论．

砂丘模型在气力输送粒子运动特性分析中的应用

为了改善气力输送粒子运动性能,选择砂丘模型作为研究工具,设计该模型在管道正压气力输送装置中的不同应用工况。其中,模型角度及各项尺寸参数保持不变,以模型安装位置为变量。综合分析粒子输送压力损失、粒子速度性能、速度脉动强度性能试验结果,结果显示,将砂丘模型安装在装置中能起到较大的节能作用,建议选择工况1作为安装方案。

聚合物表面活性剂在超长填砂管中的动态性能评价

为了研究功能型聚合物表面活性剂(BI型)在多孔介质长距离运移过程中的性能变化规律,采用自行设计建立的一套30 m长物理填砂模型进行了聚合物表面活性剂室内物理模拟驱油实验,研究了聚合物表面活性剂在长距离运移条件下的流度控制能力和压力、黏度、浓度及乳化效果的动态变化规律。研究结果表明,BI型聚合物表面活性剂可显著改善流度,提高渗流阻力,采出程度在水驱43.12%的基础上提高20.85%,总采出程度达63.97%。聚合物表面活性剂体系在模型中的有效作用距离约为注采端距离的2/3,20 m之后体系黏度和组分浓度降低到较低水平,压力较水驱阶段无明显提升。聚合物表面活性剂溶液具备较强的乳化原油能力,在模型中可形成乳化带,并随着注入向深部推进;形成的乳状液在约20 m处破乳,在模型后1/3距离不能再乳化。

无机颗粒堵剂对砂岩地层适应性研究

利用砾石充填防砂采用的充填体渗透率与砾石粒径中值、地层产出砂粒径中值之比D50／d50之间的关系，研究一定粒径（d50）颗粒堵剂悬浮液流经不同粒径（D）石英砂充填地层模型时的流动行为，即D50／d50≤6时不能．50进入充填砂层，6〈D50／d50〈12时在入口端面形成滤饼（可用于近井地带调剖），12〈D50／d50〈18时可进入充填砂层（可用于地层深部调剖），D50／d50≥18时可自由通过充填砂层。对于d50=56μm的无机颗粒堵剂QF，计算了出现以上4种情况的D50值范围。列表给出了粒度10～30、16～30、20～40、40～60目的4种石英砂的粒径范围、粒径中值及其充填砂层的水测渗透率。据此得出QF可进入的地层临界渗透率为12．55μm^2，在渗透率12．55～191μm^2地层中可起调剖作用，在胜利油区可用于封堵砂岩油藏中长期注水形成的大孔道。图1表5参11。