稠油油藏体相流体非线性渗流理论模型

根据稠油油藏体相流体渗流特点,建立基于稠油吸附边界层和屈服特性影响下的稠油体相流体非线性渗流理论模型及启动压力梯度理论公式,并利用岩心渗流与启动压力梯度试验结果对理论模型计算结果进行验证。结果表明:理论计算结果与试验结果拟合较好,启动压力梯度理论公式计算结果平均偏差为7.77%,稠油油藏体相流体非线性渗流理论模型计算结果平均偏差为7.50%,均在可接受偏差范围内,并且该模型针对不同流变类型的流体渗流都具有较好的普适性。

石油类高校研究生开设“油气藏流体相态及渗流物模实验设备及使用”课程研究

油气藏流体相态及渗流实验数据是制定油气藏开发方案、分析开发动态的重要基础数据。当前石油类高校研究生毕业后掌握了一定的相关基础知识和理论,但对这些知识或与这些知识相关的实验数据来源不太清楚,影响了对实验数据可靠性的判断、分析。“油气藏流体相态及渗流物模实验设备及使用”课程阐述了开设该课程的必要性、可行性、课程的教学目的和特点,在课程内容中详细介绍了油气藏流体相态、渗流实验用到的主要实验设备、使用原理及方法,并列举一些用实验数据解释油气藏开发现场现象的实例。课程对研究生入职后快速融入油气藏开发工作、提高其解决实际开发问题能力具有重要支持作用。

平行板微通道中一类不可压缩微极性流体在高Zeta势下的时间周期电渗流

在高Zeta势下,研究平行板微通道中一类不可压缩微极性流体的时间周期电渗流.在不使用DebyeHüickel线性近似条件下,利用有限差分法数值求解非线性Poisson-Boltzmann方程和不可压缩微极性流体的连续性方程、动量方程、角动量方程及本构方程,在低Zeta势下将所得结果与使用Debye-Hückel线性近似得到的解析解比较,证明本文数值方法是可行的;讨论高Zeta势下电动宽度m、电振荡频率Ω、微极性参数k1等无量纲参数对不可压缩微极性流体的速度和微旋转效应的影响.研究表明:1)随着Zeta势的增大,微极性流体的速度、微旋转、体积流量、微旋强度以及剪切应力增大,说明与低Zeta势相比,高Zeta势对微极性流体电渗流有显著的促进作用.2)在高Zeta势下,随着微极性参数的增大,微极性流体的速度减小,但是对微旋转效应呈现先增强后减弱的趋势.3)在高Zeta势下,当电振荡频率较低(小于1)时,电动宽度的增大促进微极性流体的流动,但抑制其微旋转;当电振荡频率较高(大于1)时,电动宽度的增大抑制微极性流体的流动及微旋转,但促进体积流量快速增大并趋于恒定.4)在高Zeta势下,当电振荡频率较低(小于1)时,微极性流体电渗流速度和微旋转随着电振荡频率的变化呈现明显的振荡变化趋势,但是速度和微旋转的峰值、体积流量及微旋强度均保持不变;当电振荡频率较高(大于1)时,随着电振荡频率的增大,微极性流体电渗流速度和微旋转的幅值减小,体积流量及微旋强度减小直至趋于零.5)在高Zeta势下,壁面剪切应力σ21及σ12的幅值随电动宽度的增大而增大;当电振荡频率较低(小于1)时,壁面剪切应力σ21与σ12不随电振荡频率的增大而变化,均取恒定值,且微极性参数的取值不影响壁面剪切应力σ21的幅值;当电振荡频率较高(大于1)时,壁面剪切应力σ21及σ12的幅值随电振荡频率的增大而减小,且壁面剪切应力σ21的幅值随着微极性参数的增大而减小,而壁面剪切应力σ12的振幅随着微极性参数的增大而线性减小.

使用GEM求解Bingham流体在非均匀介质中的渗流问题

用GEM(green element method)求解了一维Bingham流体在均匀介质中的渗流问题,并与边界元方法进行了比较,发现两者基本吻合;给出了二维Bingham流体非均匀介质渗流方程使用GEM的求解过程及运算结果,并从Bingham渗流机理方面验证了GEM的可靠性.

Bingham流体在低渗透多孔介质中球向渗流的分形模型

基于分形理论及广义达西定律研究了非牛顿流体Bingham流体在各向同性多孔介质中球向渗流问题,推导了Bingham流体球向渗透率和启动压力梯度的解析表达式.研究结果表明球向渗透率随径向距离和迂曲度分形维数的增大而减小,随孔隙率的增大而增大;启动压力梯度随径向距离、屈服应力和迂曲度分形维数的增大而增大,同时也随毛细管最大直径的增大而减小.

Bingham流体在双重多孔介质中径向渗流的分形模型

利用分形理论提出了Bingham流体在双孔隙率双重多孔介质中径向渗流的分形模型,得到了Bingham流体在双重多孔介质中启动压力梯度梯度及渗透率的分形解析表达式,它们可以表示成多孔介质的微结构参数和类树状分形分叉网络的结构参数、井筒半径及屈服应力的函数。研究结果表明Bingham流体在双孔隙率双重介质中的启动压力梯度随基质孔隙率及渗透率的增大而减小,随井筒半径的增加而增大。该理论模型与已有的理论解析结果吻合较好,证实了本模型的有效性。

边界层流体对低渗透油藏渗流特性的影响

以去离子水在半径为2.5μm和1.0μm微圆管中流动的实验结果为基础,拟合得到去离子水在微圆管中的有效流动半径公式和基于边界层流体的不同半径毛管束视渗透率公式,并比较了视渗透率与理论渗透率之间的关系.研究结果表明:随着管径尺寸的减小,边界层流体对渗流特性的影响变大;边界层流体厚度是压力梯度的函数,并随压力梯度的增加而按指数规律递减;毛管束视渗透率随压力梯度增大而增大,并最终趋近于理论值.边界层流体是导致低渗透油藏非线性渗流特性的主要因素之一.

大庆东部低渗透油藏单相流体低速非达西渗流特征

模拟渗透率０～５０×１０－３μｍ２范围内的低渗透、特低渗透油藏，选取天然岩心和人造岩心进行了室内渗流实验．研究了低渗透油藏启动压差的形成机理及变化规律、非达西流动的产生条件及其渗流规律，并建立起３类流体非线性渗流时的流动方程．结果表明：低速非线性渗流是客观存在的，渗流曲线呈现非线性关系。

气中水含量对气藏流体相态与渗流的影响

考虑地层水的蒸发对烃类气藏生产的影响的研究较少,研究认为,从地层到地面过程中,气中水蒸汽含量的变化规律有3个阶段:近井区域的气-水两相平衡阶段;井底附近的未饱和阶段;井筒中某一点到地面的非平衡的"过饱和阶段",也就是凝析水的产生。同时考虑到由于井底附近压力的降低,地层水的再蒸发,还可能对井底附近的储层造成盐堵,从而降低其渗透率对生产造成影响。当烃类气的组分含量变大时,平衡时其饱和水蒸汽含量相对较大;考虑实际地层中水蒸汽存在时,无论从实验室还是相平衡计算的结果来看,都使凝析气的露点压力有所降低。

脉冲波作用下地层流体渗流规律研究

通过对脉冲波作用下地层流体在地层中传播的动力学机理的研究,结合波动力学理论,建立了脉冲波作用下地层流体的渗流方程.假设脉冲波作用下地层流体速度是地层流体原来的流速与n次脉冲波作用下振动速度的叠加,得到了脉冲波作用下地层流体的流速方程.结合实例分析了距离、时间、脉冲频率和脉冲振幅对渗流速度的影响.随着距离增大,渗流速度的振幅逐渐减小,直至为零;随着频率的增大,渗流速度的振幅开始逐渐减小,而后又变大;随着脉冲振幅的增大,各点的流速振幅逐渐增大.建立波动条件下的渗流方程可以从理论上了解不同参数对渗流速度的影响,为脉冲波采油技术在现场的应用提供理论依据.

振动条件下地层流体渗流的数学模型

在对低渗透、特低渗透油气田的开发过程中 ,普遍因无机结垢、有机结垢、外来颗粒、粘土矿物等引起油水井近井带地层严重堵塞 ,而振动采油技术可作为解除或减轻地层堵塞的一种新型高效物理方法。应用动量守恒、能量守恒、流体动力学等基本原理 ,建立了地层参数、流体参数和振动作业参数之间相互耦合的数学模型 ,求出了单相微可压缩流体在可压缩地层中的平面一维和平面径向渗流方程的解析解 ,得到了各项参数与振动作业效果之间的关系 ,为振动采油的数值模拟提供了初始压力分布表达式。同时建立了相应的计算机模型 ,并利用振动边界条件下的拟稳态平面产能公式得出油井的平均产量 ,所得结果与油田实际情况基本吻合。

基于开发流体势的蚁群算法在优势渗流通道预测中应用

优势渗流通道的形成会影响油藏注水开发的效果,如何判别与预测优势渗流通道成为研究重点。本文提出了基于开发流体势场的蚁群算法预测优势通道的方法,认为开发流体势场包括位能、压能、动能及界面能,流体在油藏内部分布的差异,决定了油藏内部流体势能大小的差异。将蚁群算法理论引入到油藏开发中,提出了以流体势场为基础的蚁群算法模型。在东河1油田进行运用,在建立油藏流体势模型的基础上,对过井流体势剖面进行了蚁群算法模拟。在模拟初期,受层内流体势分布差异性影响,不同韵律小层内部高浓度信息素的分布存在差异,即优势通道分布存在差异。在模拟后期,受层间流体势分布差异性影响,高浓度信息素主要集中在CIII2-2、3-1和3-2小层,即在这些小层中优势通道较发育,运用动态资料进行验证,效果较好。

非牛顿流体渗流的特性参数及数学模型

通过不均匀的毛细管组模型，建立了幂律型流体和宾厄姆（Ｂｉｎｇｈａｍ）流体渗流的广义达西定律和一般的渗流方程。

两相流体椭圆渗流数学模拟与开发计算方法

水力压裂是一种有效的增产技术，它能使油井周围地层形成一个对称的垂直裂缝面。垂直裂缝井工作时在地层中诱发平面二维椭圆渗流，即形成以裂缝端点为焦点的共轭等压椭圆和双曲线流线族。基于扰动椭圆的概念和等价的发 展矩形的思想，建立了油水两相随圆二维渗流数学模型。它属于具有活动边界的拟线性问题。分别运用特征线法和有限差分法求解，得到了含水饱和度分布和活动边界的变化规律。结果表明，特征线法和有限差分法获得的结果吻合得较 好。从 而为用数值模拟的方法研究垂直裂缝井注水开发油田提供了理论依据，还为垂直裂缝井注水开发低渗油田的数值模拟研究奠定了基础。此外，研究了非活塞驱替理论，导出了垂直裂缝井注水开发油田时产油量和压差及井排见水时间的 计算公式，并进行了实例计算分析，得出了产油量及压差随时间变化的规律。

流体在外加直流电场作用下的电动-水力渗流特性

建立了外加电场作用下储层孔隙中流体的电动 -水力渗流模型 ,并通过实验研究了外加电场作用下的电动-水力渗流特性 .结果表明 ,极性流体在储层孔隙中的电动 -水力渗流特性除了与其粘滞阻力、压力、重力等因素有关外 ,还与自然电场等因素有关 ,且外加电场可改变流体的渗流特性 .将电动力方向与水动力方向一致的电场定义为正向电场 ,反之则为反向电场 .在正向电场作用下 ,阻力因数小于 1,渗流速度随着电场强度的增大而增加 ;在反向电场作用下 ,阻力因数大于 1。

非牛顿流体在非均质油藏渗流压力场实验

在非均质油藏模型上进行非牛顿流体流动物理模拟实验,对比研究水驱、聚合物驱和交联聚合物对提高石油采收率的影响.通过布置高精度的压差传感器测量不同驱替过程模型中的渗流压力场的动态变化,成胶后的交联聚合物封堵了高渗条区,改变了油藏内流体流动方向,驱替出低渗区内油,提高了采收率.

介质间流体交换对裂隙介质渗流的影响

建立光滑可渗透平行板单裂隙新模型,以此为基础分析介质间流体交换对基质岩块渗透性和单裂隙导流能力的影响,推导出两者的等效渗透率修正公式,并对不同裂隙开度和间距下的裂隙介质渗透性进行分析,研究介质间流体交换对裂隙介质渗流的影响。结果表明,当裂隙开度大于250μm或裂隙间距大于1.36cm时,可忽略介质间流体交换对裂隙介质渗流的影响。

两相流体非线性渗流模型及其应用

基于三参数非线性渗流运动定律、质量守恒定律及椭圆渗流的概念,建立了低渗透介质中两相流体椭圆非线性渗流数学模型,运用有限差分法与外推法求得了其解,导出了两相流体椭圆非线性渗流条件下油井见水前后开发指标的计算公式,进行了实例分析· 结果表明:非线性渗流对含水饱和度分布影响较大;非线性渗流使得水驱油推进速度比线性渗流的快,使油井见水时间提前,使得石油开发指标变差;非线性渗流使得同一时刻的压差比线性渗流的大。