具有蜡沉积的凝析气藏气液固微尺度变相渗流动力学模型研究

在深层高压凝析气藏衰竭式开发过程中,当压力低于析蜡点和露点压力时,蜡和凝析油会在井筒附近聚集,堵塞凝析气的渗流通道,降低凝析气相有效渗透率;当压力低于析蜡点压力时,蜡的析出会堵塞孔隙喉道,使流动阻力增大而损耗能量、降低产能。从实验和微观动力学理论角度研究了凝析气藏衰竭式开发时的反凝析过程中气液固的流动特征。通过高温高压条件仿真微观可视化模型模拟地层凝析气液固流动来直接观测凝析油、蜡流动特征。阐述了蜡沉积运移规律和凝析油气固变化特征和输运规律。揭示了凝析油充填孔隙角隅和孔道(小孔隙充满连续流动、大孔道为溪状流)、凝析液为贴壁流和溪流的规律和凝析气液固渗流过程中蜡沉积吸附在多孔介质表面、蜡沉积随气相悬浮流动和推移流动、蜡沉积在凝析液中随凝析液流动的规律。建立了变相微尺度动力学模型方程。

微裂缝性特低渗透油藏单相流体渗流特征

微裂缝性特低渗透油藏具有特殊的渗流运动规律。通过对不同渗透率的微裂缝性特低渗透率岩心进行越流压力实验测试,发现岩心的导流能力基本由微裂缝提供,基质贡献极其微弱,基本没有窜流现象发生,其越流压力曲线形态接近于单一介质越流压力曲线形态。利用不同粘度的流体对不同渗透率的微裂缝性特低渗透率岩心进行单相渗流动态测试,结果表明,渗流曲线呈下凹型非线性曲线形态,但真实启动压力梯度比较大,且在渗透率较小时,启动压力梯度剧增,弯曲段比较长,拟直线段出现时间比较晚,流体的密度和粘度、油藏渗透率及启动压力梯度等均应考虑为压力的函数。在分析对比越流压力曲线和渗流曲线特征的基础上,建立了描述微裂缝性特低渗透油藏渗流特征的运动方程,该方程综合考虑了启动压力梯度和压敏效应等影响因素,是达西定律的推广形式。

孔隙介质中稠油流体非线性渗流方程

为揭示稠油流体在油藏孔隙中渗流特性,基于力学平衡方程,建立了描述稠油流体渗流特征的非线性渗流方程,对油藏孔隙中稠油渗流过程及启动机理进行了深入分析,着重分析了边界层、流体屈服应力以及表面力对渗流过程的影响.结果表明,Hagen-Poiseuille定律需经修正方能描述稠油流体流动,边界层、流体屈服应力以及表面力对稠油渗流影响非常显著.孔隙中,稠油启动压力梯度来源于其屈服应力、表面力,边界层加剧了渗流非线性程度,实际稠油油藏开发中,要充分掌握稠油渗流非线性特征.

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。

聚合物驱油粘性流体渗流的分形研究

针对聚合物驱油两相渗流过程中的指进现象，建立了平面可视的渗流实验装置与实验方法和图像及数据处理方法。以驱替的波及面积为主要参数，建立了分维计算方法，并通过不同粘度的驱替液的驱油实验，确证油水两相的驱替渗流过程是分维的，同时得出了分维数是和聚合物驱替液粘度间的函数关系。由五点法井网注采模型上进行的实验现象表明，随着聚合物溶液浓度增加其粘度也增加，驱油时其前缘的推进也愈均匀。定量计算结果表明，随着聚合物溶液粘度增加，分维数也增大。如用不含聚合物的清水驱替时，分维数是１．５６３，当用１５００ｍｇ／Ｌ的聚合物溶液驱替时，分维数是１．７９１；当聚合物浓度为４０００ｍｇ／Ｌ时，分维数增加到１．９５６，且很接近于完全波及时的极限值２．０。这表明：用聚合物溶液驱油，驱替波及过的地方“破碎”程度减小，波及效果增加。这一实验和理论计算结果表明，用聚合物溶液驱油时，在扩大波及系数的同时，还可提高波及效果。从微观上讲，聚合物驱还可以降低残余油饱和度，提高洗油系数，其量和聚合物溶液粘度有关。

渗流力学的回顾与展望

简要回顾了渗流力学的发展过程,总结了渗流力学3个不同阶段的发展.对渗流力学的应用进行了分类分析,并对渗流力学的下一步需要重点研究的工作进行了说明.

城市交通网络的渗流力学模型

将城市交通网络中的交通流视为多孔介质网络中的渗流,利用裂隙介质中多相渗流力学理论,考虑人流和车流之间的相互作用以及道路通行能力的不同,建立了城市交通网络通行能力计算的渗流力学模型,该模型的计算可以借助渗流力学的现有知识进行,可以通过计算得到不同时刻城市交通网络的交通流分布以及城市交通网络的宏观通行能力。从而为城市交通规划理论提供了一个全新的方法。

低频波动条件下流体平面渗流模型研究

低频振动采油技术已成为一项重要的物理增产、增注措施,但其理论研究水平目前还相对滞后于现场应用。针对这一问题,运用渗流力学、波场传播的基本原理,建立了低频波动条件下地层流体的渗流模型,定量描述了地层、流体参数与振动采油压力波动之间的关系,并利用解析方法分析计算,认为低频波场主要受储层渗透率和振动频率两大因素影响。振动采油现场施工可以通过适当调整振动频率改善施工效果。

各向异性双重介质垂直裂缝井两相流体渗流

建立了各向异性双重介质中垂直裂缝并两相渗流数学模型，用有限差分法求得了其解， 进行了算例分析．得到了含水饱和度沿径向、最大及最小渗透率方向的分布和水驱油前缘等饱 和度面随时间的变化，分别讨论了各向异性、吸渗作用对这种介质中两相流作渗流的影响．结 果表明：渗透率较大的方向，前缘推进速度较快，油井见水较早；吸渗使前缘推进速度减慢， 使油井见水晚．注水开发这种油藏时，见水前注入率不能太大以充分发挥吸渗作用，存在最佳 注入率．这对于水力压裂垂直裂缝井注水开发碳酸盐岩裂缝性油藏有指导意义．

非牛顿流体球形渗流的不定常压力动态

用压力影响半径和平均质量守恒方法 ,研究具有屈服应力的幂律流体的球形不定常渗流。通过研究 ,得出具有屈服应力的幂律流体的球形不定常渗流近似解析解 ,绘制了非牛顿流体的启动压力梯度、幂律指数对井底压力曲线的影响图 ,并给出了几种简化条件下的球形不定常渗流公式。

低渗透油藏中水平井的非牛顿幂律流体不稳定渗流的研究

从水平井椭球流态出发 ,对于非牛顿幂律流体 ,在椭圆坐标内分析了具有启动压力梯度的低渗透油藏中水平井的稳定及不稳定压力动态 ,即椭球供给边界油藏中的近似压力分布和产能公式 ;分析了启动压力梯度对原油生产的影响 :启动压力梯度增大 ,产量降低 ;对于不稳定渗流 ,得到了双重孔隙介质含启动压力梯度油藏中非牛顿流体水平井的三维不定常试井公式 ,并绘制了理论图版 ,所得近似的压力分布公式以及试井公式均有常规项 (不考虑启动压力梯度 )和启动压力梯度项 ,且形式简单、易于理解和应用 ;分析了非牛顿幂律指数及启动压力梯度对试井曲线的影响 ,即前期幂律指数越大 ,无量纲井底压差增幅越大 ,后期幂律指数越大 ,无量纲压差增幅越小 ,而启动压力梯度越大 ,井底压差越大。

低渗透多孔介质单相流体非线性渗流及计算方法

在实验的基础上,提出了随压力梯度变化的渗流能力修正因子,并以此对达西公式进行修正,推导出低渗透多孔介质单相流体渗流的控制方程,并用有限差分方法进行求解。计算表明,在生产井定产的情况下,用该方法计算得到的井底压力比相同条件下达西渗流计算所得的井底压力要小。随着模拟时间的增加,压力消耗主要集中在井底附近,远离井的地区压力幅度下降很小,与实际多孔介质的特点相符。

幂律非牛顿流体渗流

本文研究了非牛顿流体驱替牛顿流体一维渗流问题,绘出了非牛顿流相界面运动图。讨论了瞬时压力传播问题,给出了弱压缩非牛顿流体径向不定常渗流的近似解,绘出了不同流态指数的瞬时压力曲线。

幂律流体在分形介质中不定常椭圆渗流

以椭圆渗流模型为基础 ,得到了分形油藏中 ,垂直裂缝井的幂律型非牛顿流体的定常渗流的压力分布公式和产量公式 ;并用数值差分的方法研究了分形油藏中 ,垂直裂缝井的不定常渗流 ,分析了分形参数对不定常压力的影响 ;同时从平均质量守恒方程出发 ,得到了相应的不定常渗流的近似解析解· 分析表明 :用椭圆渗流模型研究垂直裂缝井的渗流 ,大大简化了渗流问题的复杂性·

水平井开发油藏中非牛顿幂律流体不定常渗流

从水平井椭球流态出发，基于平均质量守恒定律，对于非牛顿幂律流体，在椭圆坐标内分析了双重孔隙介质油藏中，水平井的稳定及不稳定压力动态。包括稳态条件下，即椭球供给边界油藏中的近似压力分布和产能公式，分析了非牛顿幂律指数ｎ对原油生产的影响；非牛顿幂律指数增大，产量降低；对于不稳定渗流，得到了双重孔隙介质油藏中，非牛顿流体水平井的三维不定常试井公式，并绘制了理论图版；

非牛顿流体在污染地层中的不定常渗流

具有屈服应力的幂律流体是一类流动性质复杂的非牛顿流体。用传播半径和平均质量守恒方法，研究井筒附近已受污染的油藏中，具有屈服应力的幂律流体的不定常渗流，得到了不定常径向渗流近似解析解。绘制了非牛顿流体启动压力梯度、幂律指数和表皮系数对井底压力动态曲线和压力传播半径扩散的影响图，并重点分析了启动压力梯度、幂律指数和表皮系数对井底压力动态曲线和压力传播半径的影响。经过化简给出 几种简化条件下的不定常径向渗流公式。

双重低渗介质两相流体非达西渗流

建立了双重低渗介质油藏中两相非达西渗流数学模型，用有限差分法求得了具有活动边界的非线性问题的解，进行了实例分析，得到了含水饱和度的分布，分别讨论了吸渗作用，非达西流及注入速率对这种油藏开发特征的影响，结果表明：吸渗作用，非达西流和注入速率均对含水饱和度分布有较大的影响，从而影响了注水开发指标，但前缘推进速度和位置（最后反映为油井见水时间和无水采收率）与吸渗作用的强弱乃至有无皆无关，注水开发这种油藏时，见水前注水速率不能太大以充分发挥吸渗作用，见水后可适当增大注入速率以减弱非达西流的影响，存在一最佳注入速率，这对于双重低渗介质油藏的注水开发有重要指导意义。

基质裂缝耦合下的致密油/页岩油动态渗流实验

基于核磁共振和CT扫描技术建立了动态驱渗结合的物理模拟实验方法,分析了致密油/页岩油动态渗吸微观孔喉动用机制及影响动态渗吸开发效果的因素,模拟了致密油/页岩油压裂—焖井—返排—开采一体化的动态渗流过程,明确了不同开发阶段的生产动态特征及对采出程度的贡献。研究表明:致密油/页岩油储层的渗流可分为大孔隙与裂缝间驱替快速产出的强驱替弱渗吸、小孔隙逆向渗吸缓慢采出的弱驱替强渗吸、动态平衡时的弱驱替弱渗吸3个阶段。驱替压力越大,驱替采出程度越高,渗吸采出程度越低,但驱替压力过大注入水易突破前缘,降低采出程度。渗透率越高,渗吸、驱替采出程度越大,渗吸平衡时间越短,最终采出率越高。裂缝可有效加大基质与水的渗吸接触面积,降低油水渗流阻力,促进基质、裂缝间的油水置换,提高基质排油速度和采收率。压裂后进行焖井有利于流体的渗吸置换与增能蓄能,有效利用返排液的携带、开采阶段的排驱置换作用是提高采收率的关键。

页岩油流体赋存状态研究方法现状综述

概述了页岩油流体赋存状态基本概念和特点,总结并对比了页岩油流体赋存状态的研究方法,包括核磁共振法、溶剂分步抽提法、分步热解法、扫描电镜、数值模拟方法和分子模拟方法等。对目前页岩油流体赋存状态研究现状进行总结,并对未来研究进行展望。

低渗气藏气体渗流滑脱效应影响研究

低渗透气藏储层致密、渗透率极低、以微孔道为主,当气体在低渗孔隙介质中低速渗流时,气体渗流的主要物理特征是具有“滑脱效应”。为此,研究了具有滑脱效应的储层渗透率界限以及孔隙压力条件。通过对苏里格气田32块低渗岩心样品所进行的实验,探讨了低渗气藏天然气渗流规律。研究表明,当努森数介于0.1~1时,气体渗流不遵从克氏方程。实验结果还表明：克氏系数随储层渗透率的增大而减小,当储层渗透率大于0.1×10^-3μm^2时,气体滑脱效应可以忽略不计;克氏系数随平均孔隙压力的增大而减小,当孔隙压力大于1.5MPa时,气体滑脱效应也可以忽略不计。