二氧化碳非混相驱油粘性指进表征方法及影响因素

针对二氧化碳非混相驱油过程中的粘性指进问题,建立数学模型并进行求解,研究了一维CO_2非混相驱油粘性指进的表征方法,重点分析注采压差与油层温度等因素对CO_2非混相驱油粘性指进的影响,并回归了这些因素对CO_2非混相驱油粘性指进的影响规律。结果表明,CO_2非混相驱油时粘性指进距离随驱替时间的推进呈指数形式增长。在计算参数范围内,相同油层温度下,当注采压差小于7MPa时,随着注采压差的增大,CO_2非混相驱油粘性指进程度增大;当注采压差大干7MPa时,随着压差增大,粘性指进程度逐渐降低。注采压差一定时,随着油层温度升高,CO_2在原油中的溶解度降低,原油粘度降低速度减缓,油气流度比增大,CO_2非混相驱油粘性指进程度高。

粘性指进现象分数维与宏观参量的关系

计入表面张力效应，在随机网格上利用与传统方法不同的改型ＤＬＡ生长模型，通过调节模型参数，模拟了被驱替液和驱替液之间粘度比ＶＲ在１～１００００范围内变化时Ｈｅｌ－Ｓｈａｗ盒中粘性指进现象的演化特征，计算了相应的分形维数Ｄ，得到与实验相符的结果。研究发现Ｄ和ＶＲ之间满足如下关系式Ｄ＝２．０３８４－０．０３８４Ｖ１／３Ｒ，而驱扫效率ＥＳ和ＶＲ的对数成正比，ＥＳ＝１－０．１７９５ｌｏｇ（ＶＲ）。这说明当其它参数不变时，ＶＲ愈大，相应的分形维数Ｄ就愈小，驱扫效率ＥＳ也就愈低。通过分形维数Ｄ这一描述系统复杂性的抽象概念和驱替过程宏观参量ＶＲ和ＥＳ的联系，可以把分形维数Ｄ作为评价驱油效率的一个指标，把增加Ｄ值、降低ＶＲ作为提高驱油效率及合理开发油田。

分形生长DLA模型与粘性指进模拟研究

粘性指进现象是多相渗流的重要特征之一,普遍存在于油气开采的众多驱替过程中。以DLA模 型为代表的分形生长模型的出现,为研究粘性指进现象带来了新的生机。介绍了DLA模型的模拟规则和 物理背景,阐述了粘性指进实验模拟基本方法,重点讨论了DLA模型在粘性指进模拟中应用的依据和主 要任务,指出了粘性指进计算机模拟研究中存在的“瓶颈”及其发展方向。

用聚丙烯酰胺水溶液驱替油溶液的粘性指进现象的研究(Ⅰ)

An improved model is described to simulate the viscous fingering phenomenon occurred in oil recovery. The random complicated branch-sheeped pattern has been treated on the principles of fractal geometry and the influences of the viscocities of the oil phase and water phase,displacing flow rate, spacing between plate glasses and temperature on the viscous fingering phenomenon have been investigated. The results indicate that the mobility ratio of the aqueous polyacrylamide (PAA) solution to oil is the key to controll the viscous fingering phenomenon, and when the mobility ratio is equal to one or less, the phenomenon occurs little.

利用多孔介质计算机仿真模型研究粘性指进

为了研究多孔介质中粘性指进现象的发生和发展机理,基于随机理论建立了多孔介质计算机仿真模型。运用分形生长的理论在新建模型中进行粘性指进的模拟研究,分析了流体粘度差和非均质性对粘性指进的影响,讨论了驱替速度与粘性指进前缘分形维数之间的关系。分析结果表明,在多孔介质中,增加驱替流体粘度和降低驱替速度可控制粘性指进的发展。利用新建模型还可直观地观察到粘性指进产生的过程和剩余油的分布状态,实现了驱替过程的可视化。

非活塞驱替条件下粘性指进的表征及影响因素

建立低压力梯度条件下驱油的数学模型,对其进行求解,对比指进和非指进情况下油藏的饱和度,重点分析了驱替液粘度和原油粘度对粘性指进的影响,并且研究了CO2驱油机理与指进的关系。结果表明:驱替液粘度越高,指进程度越轻;原油粘度越高,指进程度越严重。在高压情况下,CO2能够有效地减缓指进程度。

Hele—Shaw Cell模型中粘性指进现象的研究Ⅰ.时间对粘性指进的影响

在二次采油和三次采油中都存在一种粘性指进现象，它对采收率有很大影响。本工作 设计了一台改进型Ｈｅｌｅ－Ｓｈａｗ Ｃｅｌｌ模型，能模拟采油过程中的这种指进现象，它和油田开采有许多 类似之处。应用分维几何的基本原理，以排出率（Ｓｅ）为目标函数，对随机的复杂的分枝形状图形进行 了数学处理，研究了时间（ｔ）和 Ｓｅ的分枝数目（Ｎ）的影响．结论是在该条件下，分枝数的变化率 （ｄＮ／ｄｔ）对Ｓｅ的影响很大，在粘性指进发展的前、中期，Ｓｅ与 ｔ的关系可用一个数学公式描述： Ｓｅ＝ ０．６０８＋ －０． １６ｔ~０.２４，这一结论对研究聚合物驱油机理，提高采收率有一定的意义。

分形生长DLA模型在粘性指进模拟中的应用探讨

粘性指进现象,普遍存在于油气开采的众多驱替过程中,是多相渗流的重要特征之一。以扩散限制凝聚模型(简称DLA模型)为代表的分形生长模型的出现,为研究粘性指进现象带来了新的生机。文章介绍了DLA模型的模拟的基本思路、数学背景和粘性指进实验模拟装置,讨论了DLA模型在粘性指进模拟中应用的依据和主要方法,指出了粘性指进的实验与计算机模拟研究中存在的问题及其发展方向,对DLA模型在粘性指进中的进一步应用具有较强的参考意义。

粘性指进的实验、模拟与多分形研究

利用与以往实验不同的砂粒多孔介质模型，研究了水对甘油的径向驱替过程，观察到粘性指进现象的分形特征，其分维值Ｄ＝１．８６±０．０８．在随机网格上利用与传统方法不同的改型ＤＬＡ生长模型，计及两相流体驱替过程中的界面张力效应，模拟得到了与实验相符的结果，并研究了相应集团的多分形特征，粒子新生长点构成的子集具有维数Ｄ０＝１．４６１，集团的信息维Ｄ１＝０．９１９，关联维Ｄ２＝０．８２０．多分形谱测度可以标定指进的动力学演化特征和界面复杂性，为定量化描述指进现象提供更为丰富的信息．

多孔介质内混溶流体间粘性指进现象的格子Boltzmann模型

提出一个模拟多孔介质内混溶流体间粘性指进现象的格子Boltzmann模型.采用双分布函数分别求解压力场和浓度场.在浓度场平衡态分布函数中引入与浓度扩散相关的参数.通过调节参数,使粒子碰撞过程中的松弛时间保持恒定.模拟了粘度相同的流体间的混相驱替问题.不同网格下的模拟结果均与解析解吻合良好,验证了模型的可行性.进一步研究粘度比和贝克莱数(Pe)对粘性指进现象的影响.结果显示,增大粘度比会促进"手指"的增长.当粘度比不变时,存在Pe的临界值.当Pe超过临界值时,"手指"前缘会出现分裂现象.对横向平均浓度场的研究显示,混合区域的长度随时间的变化分为两个阶段,它首先随着t1/2成线性增长,然后随着t成线性增长.

Hele-Shaw Cell模型中粘性指进现象的研究Ⅲ.出油孔数目和孔距半径对粘性指进的影响

粘性指进模型的进一步改进，新模型既有注水孔又有出油孔，实验条件基本符合采油条件。以排出率（Ｓ）为目标函数，研究了出油孔数目（Ｎ）和孔距半径（Ｒ）对粘性指进的影响。得到结论是：在该条件下，Ｓ随着Ｎ增大而增大，Ｓ随Ｒ的增大而降低。上述结果对研究聚合物驱油机理，提高驱油效率有一定意义。

流体在多孔介质仿真模型内的粘性指进研究

为了考查多孔介质的性质对粘性指进的影响,基于随机理论建立了多孔介质的仿真模型,运用分形生长的DLA方法在多孔介质仿真模型中进行粘性指进模拟,分析了粘度差和非均质性对粘性指进的影响,讨论了孔隙分维和驱替速度等宏观参数对粘性指进分维值之间的关系。分析结果认为,流体间的粘度差是产生粘性指进的内在因素,多孔介质的非均质性是诱发粘性指进现象的外在因素。通过控制流体间的粘度差和驱替速度可以抑制粘性指进的发生。

多孔介质中的粘性指进与分形学

本文概述了多孔介质中粘性指进现象的研究成果，并对Ｈｅｌｅ－Ｓｈａｗ装置的模拟和三维多孔介质实体的实验进行了评价；介绍了分形学的基本概念以及近年来在指进研究中的应用．最后，对研究粘性指进与分形学的关系提出了一些建议．

Hele-Shaw Cell模型中粘性指进现象的研究Ⅱ.流度比和表面粗糙度对粘性指进的影响

前文[1]曾指出，影响粘性指进现象的因素除了与时间有关之外，还与其它参数有关。仍以排出率（Se）为目标函数，研究了油溶液和水溶液两种流体的流度比（M）、模型的玻璃表面粗糙度（ε）对粘性指进的影响。得出结论：在该条件下，M≤1时指进现象不明显，Se大；M＞1时指进现象明显，Se小。ε增大后接触角（θ）增大，润湿作用增强，因此M减少可使Se增大。这些现象对研究聚合物驱油机理，提高驱油效率有一定意义。

粘性指进显示及其分维测量(英文)

考虑到液体驱油时粘性指进可能造成原油回采严重减少，利用图像采集系统对多孔介质中由粘性指进不稳定性导致的指进花样进行显示，测算其分维指数并研究聚合物浓度与分维的关系。

不同实验条件下粘性指进的DLA模拟与分数维

利用随机网格结构上的改型DLA模型,计入粒子生长过程中的吸附几率以反映流体相界面的表面张力,模拟Hele-Shaw实验装置中不同流体、不同浓度、不同粘度比、不同上下板间距等多种实验条件下的粘性指进现象。通过调节模型参量及控制DLA集团的无序性和开放性,可以很好地改变DLA集团的结构,控制DLA集团的形貌,得到与实验相符的指进图形,并计算出分形维数。结果表明,分形维数D随粘度增加而减小,同时也随Hele-Shaw实验装置的上下板间距减少而下降。

微通道内反应流体粘性指进的数值研究

采用格子Boltzmann方法数值模拟化学反应中混溶流体在微通道中的粘性指进现象.模拟采用单浓度变量的双稳态化学反应模型,重点研究指进的形态位置随化学反应速率和稳态浓度参数(即无化学反应发生的界面浓度)的变化.结果表明:随着反应速率的增加,指进界面变薄;而稳态浓度参数的变化则影响反应区的分布以及反应速率,导致指进形态以及位置的改变,甚至出现指尖液滴分离.

Hele-Shaw装置中粘性指进现象的研究

本文在Hele-Shaw装置中研究了粘性指进现象,与文献相比,考虑了更多的影响因素,得到低粘度牛顿流体驱替高粘度牛顿流体排出率的更为一般的经验关联式。同时考察了几种涉及非牛顿流体、泡沫和凝胶的粘性指进现象,定性地分析了其驱替稳定性。

多孔介质中的粘性指进与分形特征(英文)

本文介绍了多孔介质中粘性指进现象的研究进展,景响粘性指进过程的因素很多,主要受流体与介质的润湿性及驱替液与被驱替液的粘度的影响。本文还讨论了利用计算机模拟研究多孔介质内流体流动及分形特性,粘性指进的分维在1.70左右。

一种预测多组分水—气交替注入过程中粘性指进的模型

本文介绍了作者研制的快速响应温度传感器，提出了应用该传感器测试倒拖运行柴油机缸内气体和壁面瞬态温度，进而研究局部表面瞬时气流特征速度的新方法。在此基础上，阐明确定柴油机缸内局部对流换热瞬时气波特征速度的可能性。针对标准管道运用激光测速法对本文提出的气流速度测量方法进行了实验验证，本文最后介绍了对倒拖运行风冷柴油机缸内气流特征速度和对流换热热流密度的研究结果。