地下储气库天然气运移的等效渗流模型

考虑含水层型地下储气库水平尺寸远大于垂向尺寸的特点,建立含水层型地下储气库天然气运移的等效渗流模型。所建模型通过垂向积分并沿储层垂向高度平均将复杂的含水层型地下储气库三维渗流问题简化为二维平面问题。利用所建模型计算中国某拟建封闭含水层型地下储气库注气后储层含气饱和度和储层压力的变化,对比所建模型与传统三维渗流数学模型的计算精度,研究储层渗透率、储层厚度、注气速率、排水量和储层倾角等参数对天然气运移规律的影响。结果表明:等效渗流模型具有较高的计算精度,可以满足工程计算要求,同时具有所需参数少、计算速度快和数值模拟易实现等优点;储层压力随着储层渗透率、储层厚度和储层倾角的增加先减小后增大,随着注气速率的增加而非线性增加,随着排水量的增加而非线性减小,其中储层渗透率、储层厚度和储层倾角是含水层型天然气地下储气库选址过程中主要应考虑的因素。

基于等效渗流角模型的顺北油田线性流地层渗透率确定方法

断溶体油藏中的流动存在明显的地层线性流特征,传统的试井解释采取复合径向流模型得到的渗透率难以反映线性流的渗透率特征。针对此问题,文中从渗流角的角度,建立了可以等效反映断溶体油藏形状对渗透率影响的方法,通过数值模型,反演得到了不同形状条件下的油藏渗流角。研究发现,线性流的等效渗流角与油井对应的泄流区域长宽比的反余切值相关。当油藏的长宽比小于10∶8.5时,地层流动以径向流为主,而当长宽比大于10∶3.0时,油藏的主控流态转变为线性流。当地层处于线性流阶段时,采用常规试井得到的等效径向流渗透率会明显低于储层的渗透率。

基于等效渗流力法的深埋隧洞围岩稳定性分析

在进行渗流应力分析时,等效渗流力法较流固耦合法具有概念清晰、便于理解等优点。利用FLAC3D内置fish语言提取渗流场总水头分布,采用tecplot对总水头在x、y、z向求导,获取单元平均水力梯度,计算等效渗流力并以外力的形式施加于各单元上进行渗流计算,并通过算例验证该方法在模拟隧洞开挖渗流工况的有效性和准确性。某深埋引水隧洞渗流工况围岩稳定性分析结果表明,采用堵排结合的工程措施能有效降低衬砌高外水压力,对维持围岩稳定具有重要意义。

岩体裂隙粗糙度(JRC)对等效渗流系数的影响规律研究

粗糙度是解释岩石裂隙力学及渗流特性的重要参数。随着交通、水电工程、建筑工程、矿业开发、石油开采、核废料处理等领域的快速发展,大量实践证明,对岩石裂隙粗糙度系数进行深入研究具有重要意义。介绍几个前沿的岩石裂隙表面粗糙度算法。

北京市海子水库南副坝渗流及稳定性分析

基于工程地质勘察资料和水文资料,结合工程实况引入等效渗流系数的概念,选取典型断面,对海子水库南副坝及坝基的渗流进行了有限元模拟计算,分析了正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位时渗流作用下的下游坝坡的稳定性,并对混凝土防渗墙深度对渗透量和稳定安全系数的影响进行了分析,得到海子水库南副坝可以加深防渗墙至55m,渗透量减少35%左右,并且防渗墙的加深对坝坡的稳定性还有一定的加强作用。

页岩气水平井分段压裂优化设计方法——以川西页岩气藏某水平井为例

页岩储层需要水力压裂才能获得理想的产能,压裂时在追求较大改造体积的同时也应注重形成与储层相匹配的缝网导流能力,以提高改造体积渗透率。基于Warren-Root模型,将压裂后形成的缝网考虑为高渗透带,利用等效渗流理论建立了等效高渗透带模型,在地质模型中利用体积及等效渗透率对压裂缝网进行表征,通过产能模拟并借助净现值理论对高渗透带长度、等效渗透率等参数进行优选,并以优选的高渗透带参数为目标,结合缝网模拟便可得到目标条件下的最优施工参数。针对川西页岩气藏某水平井使用该方法得到最优高渗透带长度为200～220m,最优等效渗透率为4～5mD。结合缝网模拟得到目标条件下的施工参数为:总液量为1 600m3,总砂量为53m3,平均砂比为10%,最高砂比为28%,施工排量为10m3/min。该设计为页岩气储层改造作业提供了技术支撑。

页岩水平井体积压裂设计的一种新方法

页岩水平井常采用体积压裂技术获得产能,压裂形成的缝网体积、渗透率是影响压裂效果的关键因素。目前页岩体积压裂设计借用产能预测模型优化缝网参数,此模型较复杂,不便于现场应用。根据等效渗流原理,将页岩储层压裂后形成的缝网系统等效为一个高渗透带,建立了体积压裂缝网参数与施工规模关系模型,提出了体积压裂设计的3个步骤:体积压裂可行性研究、数值模拟优化缝网参数和施工参数优化。根据QY2页岩油水平井特征,进行了体积压裂设计和现场实施。结果表明:压裂形成的高渗透带对产能的贡献最大;高渗透带数量、体积和渗透率增加,压裂后的累积产量和采出程度逐渐增加,存在最优的高渗透带参数。现场应用表明这种设计方法方便实用,可以推广。

致密气藏分段多簇压裂水平井产能计算新方法

水平井分段压裂技术可有效改造致密油气藏,压后产能计算方法是一大研究难点。为更加快速有效地计算水平井压后产能,根据等效渗流理论,采用高渗透带表征复杂多簇缝网,利用平板流公式推导等效渗透率及高渗透带宽度的关系式;基于点汇离散法,应用位势理论和势的叠加原理,考虑裂缝间的相互干扰,建立致密气藏分段压裂水平井非稳态产能计算模型;以川西须5段页岩砂岩交互水平井分段多簇压裂为实例进行压后产能预测,半年后期稳产在2. 5×104m3/d左右。日产量模拟结果表明:高渗透带长度对低渗透致密气藏分段多簇压裂水平井产能影响最大,高渗透带条数次之,而高渗透带渗透率和间距对日产量影响相对较小;以累计产量为目标优选出高渗透带渗透率为40μm2,高渗透带半长为80～100 m,高渗透带条数为4条,间距为50 m。

低渗透油藏有效渗透率计算新模型——以珠江口盆地海相低渗透砂岩为例

有效渗透率是影响低渗透油藏开发决策的关键参数之一,其获取方法通常会受到连续生产或测试精度等因素的制约。针对上述问题,基于等效渗流阻力原理,将达西公式和泊稷叶公式相结合,考虑低渗透储层岩石孔喉壁面水膜的影响,并引入有效孔喉半径的概念,建立了低渗透储层岩石有效渗透率计算新模型。经敏感性分析可知,在低渗透油藏中,孔喉半径与水膜厚度处于同一数量级,水膜对低渗透储层岩石的有效渗透率具有较大影响。利用新模型计算了南海珠江口盆地文昌13-1油田A4H1井主力油组的有效渗透率,与试井解释结果基本一致,说明考虑水膜影响的有效渗透率计算新模型能够为低渗透油藏产能评价和动态分析提供可靠的依据,具有良好的应用前景。

储层岩石平均空隙半径两种计算方法的比较与分析

在求解理想岩石的平均孔隙半径时,笔者将几何空间法与等效渗流阻力法相比较,并创新性地从做功角度证明两种方法结论的不一致性,从而确定计算岩石平均孔隙半径的正确方法等效渗流阻力法,以此指导油田工作者在对实际测量和试验的数据进行分析时运用正确的分析方法和公式,避免指导生产的数据错误带来损失。

等效裂缝渗流模型在天然裂缝储层产能预测中的应用

为了研究天然裂缝发育的低渗透油藏产能特征,根据连续介质理论,简化了裂缝系统,建立了天然裂缝的等效渗流模型,得到了等效渗流模型稳态渗流的产能方程。应用产能方程进行实例计算,所得单井产能结果与实际油田单井产能相符合,验证了该产能方程的正确性及适用性。分析了裂缝宽度、裂缝长度和裂缝渗透率对产能的影响,结果表明,裂缝长度对产能的影响更大;当裂缝渗透率和裂缝宽度达到一定值之后,要提高产量应主要增加裂缝的长度。

海底隧道的非连续裂隙网络水文地质模型研究(英文)

研究目的在于强调利用非连续裂隙网络建立水文地质模型所需的核心方法,在特定场地,建立可行的水文地质模型在隧道的排水系统设计和建设中是非常必要的。根据水晶岩石上钻探的试验结果,建立了HydroDFN模型,通过观察到的破裂现象和导水参数进行集中调试,以确认导水的参数。通过HydroDFN模块,计算等效块渗透系数,并把计算出来的等效块渗透系数和现场测试数据加以分析和比较。

浅谈隧道衬砌水荷载问题

关于处在渗流场中的隧道衬砌所受的水荷载,不同的规范有着不同的规定,有的按静水压力来计算,忽略渗流的影响;有的则认为因为隧道的排水消除了作用在衬砌上的外水压力,所以结构不受水荷载作用;有的则比较折中,将静水压力乘上一个折减系数作为作用在衬砌外边线上的计算水压力。为了明确水荷载概念,根据笔者的实际经验,对衬砌在不同透水性的情况下所受到的水荷载进行分析。从而进一步明确作用于衬砌背后的水荷载问题及其变化规律。

THE HYDROELECTRIC SIMULATION OF FLOTATION COLUMN

Both the potential of electric field and the velocity potential of ideal fluid can be expressed with Laplace equation, thus the velocity field of ideal fluid can be simulated by electric field. According to this principle, one simple lab-device is developed. This method can be used to analyze and study the flotation column structure, operation condition such as feed rate, recirculation rate and tailing discharged rate etc. Because this method takes the wall effects of column into consideration in the simulation, it is significance for the scaling-up of flotation column.