特低渗油藏渗流阻力梯度的非线性特征

根据边界层理论,运用三次函数形式对特低渗岩心试验曲线进行拟合分析,在此基础上,运用微分线性描述方法,建立考虑边界层及启动压力梯度影响的特低渗储层渗流阻力梯度的数学模型,得到渗流阻力梯度与驱替压力梯度及渗透率的关系图版。结果表明,渗流阻力梯度随驱替压力梯度增加而降低,随渗透率减小而增大,且渗透率越小,渗流阻力梯度增幅越大,其非线性变化特征越明显。

变胞机构的等效阻力梯度模型及其设计方法

针对实用约束变胞机构在变胞全过程中的构型转换、构型保持和运动时序问题,引入变胞机构阻力梯度的概念,将约束变胞全过程的调控转化为变胞运动副等效阻力梯度调控的过程,探索实用约束变胞机构设计新方法。通过建立变胞机构的运动循环图,获取约束变胞运动副基于任务的运动规律和对应约束力或约束力矩的联系。通过将约束力与约束力矩等效,定义一种归一化的变胞副的等效阻力系数函数,进而建立变胞机构的等效阻力梯度模型,揭示了变胞运动副的等效阻力、约束特点、约束形式和结构形式的内在联系。以超高压输电线路断股修复机器人的变胞捋线机构的设计为例,演示了基于等效阻力梯度模型的约束变胞机构的设计方法,结果表明提出的设计理论和设计方法是可行和实用的。

低渗透储层水驱油渗流阻力特征

低渗透储层物性差、孔喉细小,水驱油过程中渗流阻力较大,注采井间难以形成有效的驱替压力梯度,建立渗流阻力的描述方法、研究渗流阻力的影响因素和变化特征对低渗透储层注水开发具有重要意义。在油水流动质量守恒定律的基础上,建立了低渗透储层水驱油渗流阻力梯度数学模型,应用水驱油渗流阻力梯度变化率函数分析水驱油渗流阻力梯度的变化特征,为低渗透储层中水驱油渗流阻力梯度的描述提供一种宏观表征方法。理论分析表明:低渗透储层水驱油渗流阻力梯度呈非线性特征,随着含水饱和度的增加水驱油渗流阻力梯度先增加后减小。低渗透储层注水开发存在最大渗流阻力梯度,与油相粘度、储层渗透率和注入速率相关;低渗透储层注水速率越大,需要克服的最大渗流阻力越大;油相粘度越大,最大渗流阻力越大;储层渗透率越低,最大渗流阻力越大。

基于流动实验和动态阻力特征的致密油藏非线性渗流表征

针对致密油藏,在流动实验和理论分析的基础上,建立了致密油藏非线性渗流表征新方法,该方法基于致密油藏渗流过程中的动态阻力梯度特征,结合储层岩心流动实验,获得启动压力梯度、拟启动压力梯度和液测渗透率等3个表征参数,从而建立新的致密油藏非线性渗流表征模型——动态阻力梯度模型,并通过单井尺度进行了验证。研究结果表明:随着驱替压力的增加,动态阻力梯度逐渐增加且与驱替压力梯度的对数呈线性关系;非线性渗流数学表征与启动压力梯度、拟启动压力梯度和液测渗透率3个参数相关,并以这3个参数为基础建立了基于流动实验的致密油藏非线性渗流表征。从油藏应用的角度表明该非线性渗流表征模型的精度要高于达西模型和拟启动压力梯度模型。

基于阻力原理的稳定河流几何形态判定方法研究

受上游来水来沙条件影响,自然河道通过自我冲淤调整,常形成稳定的几何形态。稳定河流几何形态设计在工程应用中十分重要,稳定断面有利于水沙输移,且避免河道冲淤平衡破坏发生。本文系统分析了达西水流阻力梯度沿程变化,表明阻力梯度主要作用于三方面:河道深度调整,河道宽度调整,河道坡降调整。若调整宽度与深度的概率为线性关系,可推导出稳定河流几何形态关系式。在泥沙输移作用下,总能坡可分解为两部分,清水对应能坡和泥沙运动产生的附加能坡,其中,清水对应能坡可采用清水河道达西阻力表达式计算,泥沙输移附加能坡,可利用实测资料推求。通过分析含有总坡降的河道几何形态表达式,指出未知函数与坡降的0.3次方呈线性关系,而指数则与参数关系明显,随着参数的增大而呈现减小的趋势。利用收集的野外实测数据确定了这些未知变量,并给出了相应的求解表达式,该表达式不仅适用于沙质河道,还适用于砾卵石河道。以大量野外实测数据与室内试验数据对比分析,本文提出的稳定河道几何关系计算方法具有很高的精度。

低渗透复合油藏压力动态有限元理论分析

低渗透油藏非均质性较强,孔渗物性差,往往需要通过油藏增产改造获得工业产能。基于非均质油藏生产开发实践,以实验测试得到附加阻力梯度与驱替压力梯度和流体流度关系式为基础,建立了低渗透复合油藏附加阻力梯度渗流模型,并采用有限元解法对该非线性模型进行求解,得到了井底压力动态的数值解。研究结果表明,复合油藏区域间物性差异对井底压力动态影响显著;附加阻力梯度的存在,使得压力及压力导数曲线在径向流阶段逐步上翘,但上翘幅度小于传统的拟启动压力梯度模型。

低渗透储层流体非线性渗流机理及特征分析

基于微尺度渗流效应,分析了低渗透油藏非线性渗流机理,根据力学平衡方程和压汞实验数据,建立了低渗透储层流体非线性渗流数学模型,分析了非线性渗流特征,并引入动态阻力梯度概念,实现对低渗储层非线性渗流的动态表征。结果表明,边界层、流体屈服应力、边界流体-体相流体间的表面力对低渗透渗流形成的附加阻力,是非线性渗流的主要原因;非线性渗流特征在不同的驱替压力梯度下一直存在,在低驱替压力梯度下明显,高驱替压力梯度下弱化;采用动态阻力梯度代替启动压力梯度对非线性渗流进行表征更加合理;随着驱替压力梯度的增加,动态驱替梯度曲线特征为先从一个比较高初始值瞬间降落,之后逐渐增大;动态阻力梯度与驱替压力梯度的比值先增大后减小。

参数变化对约束变胞机构构态变换随机性的影响

为了研究等效阻力梯度模型的影响因素在变胞机构的运动过程中的变化,以等效阻力梯度模型为基础,对一种常见的约束变胞机构的构态变换的随机性进行分析。研究结果表明:主动件转速、弹簧刚度、外力、外力矩和阻尼系数对约束变胞机构构态变换随机性的影响程度是依次减弱的。

平行四边形变胞移动机构的构态变换随机性分析

变胞机构在运动过程中可以实现不同的构态变换。为了研究变胞机构构态变换过程中的随机性影响,建立一种常见的平行四边形变胞移动机构模型。以等效阻力梯度模型为基础,对机构进行动态静力学分析,并最终对其构态变换过程进行研究。分析不同参数变化时,对平行四边形变胞移动机构构态变换过程中的随机性影响,得出转速、杆长、外力、外力矩不同参数变化情况下构态变换过程中产生的随机性影响。结果表明:随着转速、外力、外力矩的增大,使变胞机构构态变换过程中更容易产生随机构态,杆长的影响不明显。研究结果对于未来如何利用和控制具有作业任务的变胞机构中的随机构态起到借鉴作用。