电场作用下多孔介质中单相流体的渗流速度

研究了外电场对多孔介质中单相流体渗流速度的影响。根据渗流力学和电渗理论,推导了外电场作用下多孔介质中单相流体渗流方程,建立了有限元数值模型,采用有限元方法进行了数值模拟。计算结果与实验结果拟合很好,二者之间的相对误差在5%左右。在此基础上探讨了外电场对多孔介质中单相流体渗流速度的影响,结果表明:在压力保持不变情况下电场可以将流体渗流速度增大1~7.5倍;相同电位梯度情况下,压力梯度越大,渗流速度之比越小。     

电化学导流驱油提高低渗透油藏采收率机理研究

通过大量室内试验 ,详细分析研究了外加直流电场作用下对油水两相渗流规律及储层岩石性质的影响 .研究结果表明 :在外加电场作用下 ,使水驱油采收率、油相相对渗透率提高 ,水相相对渗透率、含水率减小 ;同时外加直流电场可以改变储层岩石的孔隙结构和粘土矿物的结构、性质 ,并使储层岩石润湿性向亲水方向转化 ;影响这些变化的主要因素包括电位梯度、驱替流体矿化度、电场作用时期等 .研究认为外加直流电场对提高低渗油田注水开发效果具有重要意义     

电化学导流驱油提高低渗透油藏采收率机理研究

通过大量室内试验，详细分析研究了外加直流电场作用下对油水两相渗流规律及储层岩石性质的影响。研究结果表明：在外加电场作用下，使水驱油采收率、上相对渗透率提高，水相相对渗透率、含水率减小；同时外加直流电场可以改变储层岩石的孔隙结构和粘土矿物的结构、性质，并使储层岩石润湿性向亲水方向转化；影响这些变化的主要因素包括电位梯度、驱替流体矿化度、电场作用时期等，研究认为外加直流电场对提高低渗油田注水开发效果具有重要意义。     

直流电动-水动力驱油机理研究

根据物理化学流体动力学理论 ,从多孔介质渗流的毛管模型出发 ,建立了储层条件下电动力水动力耦合公式。利用该理论公式和Buckley Leverett模型 ,探讨了恒速注水电动 水动力驱油机理 ,利用该机理对国内外两个典型实验结果进行了拟合。结果表明 ,在储层条件下 ,由电动力引起的电渗作用是提高水驱油采收率的重要因素之一 ,且电加热作用可以降低原油粘度 ,从而提高水驱油采收率。当直流电场的电位梯度为 7.5V/cm时 ,电加热可以提高原油采收率 1 3%左右 ,而电动力仅可以提高采收率 2 %左右。直流电场作用可以降低水油比 ,施加 5.0V/cm的电场 ,当注入 3倍孔隙体积水时 ,水油比减小了 1 6%。     

直流电场提高水驱油效率的数值模拟方法

从毛细管双电层理论出发,结合孔隙介质的电渗流理论,建立了直流电场作用下油水两相的渗流方程。在恒压降注水条件下,利用有限差分法对假定油藏进行了数值模拟计算。结果表明,在直流电场的作用下,水相渗透率降低,油相渗透率提高;在水驱油过程中,直流电场使含水率下降,产油量上升;在含水率为２０％～７０％时用直流电场处理水驱油藏,控水效果好。用直流电场处理高含水油藏,增产效果明显,在含水８０％时用１００Ｖ／ｍ的直流电场对油藏作用３个月,采收率可提高１．６％左右,且采收率的提高与渗透率无关。     

缝洞型介质结构对水驱油采收率影响的物理模型实验研究

为了研究缝洞型油藏的复杂结构对水驱油的影响,制作4类17个不同结构的缝洞介质物理模型,开展一系列水驱油物理模拟实验.结果表明:①单缝连通单洞的缝洞型介质,洞在缝上时水驱油最终采收率低,洞在缝下时高.②单缝不同洞密度的缝洞型介质,水驱油的最终采收率随着洞密度的增大而减小.③洞隙度比增大,水驱油的最终采收率减小.④缝洞网络结构对水驱油采收率有重要影响;相同连通度的网络结构,存在洞时最终采收率小;连通度越大,最终采收率越小.实验结果表明重力、洞密度、洞隙度比以及缝洞网络结构对缝洞型介质水驱油的采收率有重要的影响.研究结果对提高缝洞型碳酸盐油藏的水驱油采收率具有重要的指导作用.     

缝洞单元水驱油注采机理实验研究

为了揭示缝洞型油藏的注采机理,研究缝洞介质的水驱油规律,制作了二维平面规则缝洞网络模型;开展了物理模拟实验和数值模拟研究。研究了注采井网、注入速度、裂缝非均质性对水驱油含水率、采收率以及剩余油分布规律及形成机制的影响。研究发现:在二维平面上,重力分异作用较弱,注采井网是控制缝洞网络剩余油分布的主要因素。适当改善注采井网,可以控制更多的缝洞网络,有效驱替缝洞内剩余油。在一定注入速度范围内,注入速度越大,模型注入压力越高,惯性阻力的影响越大,采收率越高,注入速度越小,生产井提早见水,含水采油期延长。裂缝非均质性,导致压力分布不均,油水流动速度各异,导致部分原油被滞留在溶洞内,无法被有效驱替出来,从而形成绕流油。     

缝洞型介质结构对非混相气驱油采收率的影响

为了研究缝洞型油藏的复杂缝洞介质结构对气驱油的影响,建立4类19个不同缝洞介质结构的数模模型,开展一系列非混相氮气驱油数值模拟研究。结果表明:洞相对于缝的位置越高,气驱油采收率越高;气驱油采收率随着洞密度和洞隙度的增加而增加,随驱替方向裂缝密度的增加而减小;洞的存在有利于提高气驱油采收率,并降低了缝洞介质结构对采收率的影响;气驱油的主要机制是由于密度差异形成的重力驱、体积膨胀补充地层弹性能和降低原油黏度改善流动能力,采收率主要受重力、洞密度、洞隙度、驱替方向裂缝密度等因素影响。     

直流电动—水动力驱油机理研究

根据物理－化学物体动力学理论，从多孔介质渗流的毛管模型出发，建立了储层条件下电动力－水动力耦合公式。利用该理论公式和Buchkly-Leverett模型，探讨了恒速注水电动－水动力驱油机理，利用该机理对国内外两个典型实验结果进行了拟合。结果表明，在储层条件下，由电动力引起的电渗作用是提高水驱油采收率的重要因素之一，且电加热作用可以降低原油粘度，从而提高水驱油采收率。当直流电场的电位梯度为7．5V／cm时，电加热可以提高原油采收率13％左右，而电动力仅可以提高采收率2％左右。直流电场作用可以降低水油比，施加5．0V／cm的电场，当注入3倍孔隙体积水时，水油比减少了16％。     

缝洞型油藏泡沫辅助气驱提高采收率技术可行性

根据缝洞型油藏特征,建立二维和三维可视化缝洞介质物理模型,研究水驱、气驱、泡沫驱在缝洞介质中的剩余油形成及驱替机制,对比分析泡沫驱在缝洞型介质适应性。利用三维高温高压缝洞模型评价泡沫驱实施效果。结果表明:泡沫辅助气驱能够显著改善缝洞型油藏气驱效果,在实验条件下,水驱后N2泡沫驱能够将气驱采收率提高7%,裂缝中泡沫的增黏作用和可变流动阻力效应使得其能够进一步扩大气驱波及体积,有效启动绕流油与封闭孔洞剩余油;泡沫辅助气驱作为碳酸盐岩缝洞型油藏三次采油技术是可行的。     

缝洞型底水油藏油井见水及含水规律实验研究

针对塔河碳酸盐岩缝洞型底水油藏的特点,根据矿场生产的动静态资料,利用相似理论,构建不同缝洞组合的可视化模型,开展物理模拟实验。比较和验证了不同含水上升规律所对应的储集空间类型,揭示了不同含水上升规律的物理本质,为此类油藏的合理开发提供了必要的实验和理论依据。实验证实,碳酸盐岩缝洞型底水油藏油井见水和含水上升规律存在5 种基本形态,而每一种类型都与特定的储集体地质特征、缝洞组合关系、水体能量的大小以及水体与储层的沟通程度密切相关;底水入侵的方式与砂岩油藏有很大区别,底水主要沿大裂缝窜进,溶洞内油水界面缓慢水平抬升,流体流动属于层流,这将简化管流与渗流耦合的数学模型。     

塔河缝洞型碳酸盐岩油藏注气提高采收率物理模拟研究

鉴于塔河缝洞油藏单井注气吞吐试验取得了较好采油效果,为将注气技术从单井吞吐向单元区块进行推广,有必要优化缝洞型油藏单元注气方式。本文首先通过岩板刻蚀缝洞模型来研究不同气驱方式的产液特征、产液规律,在此基础通过具有类似缝洞结构的玻璃刻蚀模型开展可视化物理模拟研究来定性解释上述规律产生的机制。板状模型物理模拟研究发现,缝洞模型水驱后以不同方式注气,第一阶段皆表现为产水、不出油;不同注气方式产油速度、采收率增值差别较大。从采油速度看,转单纯注气效果优于气水同注、气水交替和注泡沫;从采收率增值看,泡沫驱 >气水同注> 纯氮气驱 >气水交替。研究表明,水、气体、泡沫在缝洞介质中流动特征可概括为：气往高处去,水往低处流,泡沫高低都能走,上述驱替介质在缝洞模型中特定的行进方式决定了其对水驱剩余油的作用机制和产液特征。     

缝洞型油藏离散介质网络数值试井模型

针对多重介质试井模型不符合缝洞型油藏网络状分布、非均质性极强的地质特征,建立了新的试井模型,将大尺度溶洞（流体主要的储集空间）视作零维模型,裂缝、孔洞发育的条带状地层（沟通溶洞的渗流通道）作为控制流体流动的一维模型,从而构成离散介质网络（DMN）模型。用有限差分法建立了缝洞型油藏离散介质网络油水两相数值试井模型,对渗流通道的储渗性能、大尺度溶洞的容积和距测试井的距离等因素对测试井压力响应特征的影响进行了研究。结果表明：缝洞型油藏试井压力导数曲线上类似“凹子”的特征是由大尺度溶洞向渗流网络的窜流造成的。实例分析表明,新模型解释结果与缝洞型油藏地质特征一致。     

双重介质油藏数值模拟并行算法研究

裂缝型碳酸盐岩油藏非均质性极强,数值模拟运算时间长,迫切需要一种切实可行的解决方法。介绍了区域分解法在数值模拟中的应用方法,提供了油藏数值模拟串行算法并行化的一般策略与方法。基于已开发的双重介质油藏数值模拟串行算法及建立的Windows平台PC集群网络并行计算环境,利用消息传递界面（MPI库）实现了并行过程中所有消息的传递功能。通过对国内某实际碳酸盐岩油田的模拟表明,并行后的算法是成功的,2个PC加速比高达1.86,4个PC达到3.46,8个PC达到6.89。通过模拟还发现,并行数值模拟时,存在最佳的子区域规模和数目。该算法解决了大规模碳酸盐岩油藏数值模拟时间长的问题,具有实际的应用价值。     

缝洞型油藏拟颗粒法多尺度流动模拟

缝洞型油藏储集空间类型多样,且尺度差异非常大,储层中多种流动状态共存,既有孔隙渗流,又有溶洞自由
流,属典型的多尺度多相复杂流动,物理仿真实验及常规数值模拟难以准确地描述此类油藏流动特征。基于拟颗粒方
法建立油水两相流动多尺度离散计算模型,利用其在界面追踪上的优势,通过在两相界面处引入一种斥力的方式实现
表面张力模拟,建立了表面张力模型,实现了缝洞型油藏的油水流动模拟,并通过理论分析及与实验现象对比的方法,
验证了模型的正确性。结果表明：该方法能够在不同尺度上刻画此类油藏油水流动特征,可以取代室内物理仿真实
验,确定不同缝洞组合类型下的剩余油分布情况,能够进行宏观油藏模拟,为此类油藏的高效开发奠定基础。     

直流电场对岩心润湿性的影响研究

采用 Amoutt法详细分析研究了在外加电场作用下储层岩石润湿性的变化情况 ,并在此基础上进一步考查了电位梯度、电场作用时间和电场作用方向等电场参数对储层岩石润湿性的影响及其变化规律 .研究结果表明 :在外加直流电场作用下 ,可使储层岩石润湿性向亲水方向转化 ,电场方向对润湿性的改变方向和变化程度影响不大 ,但电位梯度和加电时间对润湿性的改变有很大影响 ,随着电位梯度和加电时间增加 ,储层岩石润湿性逐渐向强亲水方向转化 .同时 ,在外电场作用下使储层岩石孔隙孔道的连通性增强 ,油水流动阻力降低、相对渗透率和水驱油效率及原油采收率提高 .     

缝洞型潜山油藏储量计算方法研究

缝洞型潜山油藏具有特殊的储集类型和特征,其饱和度参数解释、有效厚度划分、储层平面分布的确定是储量计算中的难题。利用成像、核磁共振测井资料,对东部的埕岛油田埕北30块缝洞型潜山油藏,定量描述其裂缝、计算裂缝孔隙度和解释含油饱和度,将测井与地震资料相结合,确定井点以外储量参数分布;对西部的塔河油田塔3,4块油藏,针对缝洞型油藏的储量不确定性,采用容积法、动态法、概率统计法多种方法计算储量,并给出了储量的期望值。通过对东、西部缝洞型潜山油藏采用的不同储量计算方法对比分析,形成了一套适合于该类油藏储量参数研究和储量计算的方法。经过开发井资料进一步证实,该方法计算的储量具有较高的精度。     

缝洞型油藏不同井间连通模式对调剖的影响

 针对碳酸盐岩缝洞型油藏的井间连通模式,依据储集性宏观上相似、连通关系具有可借鉴性的原则,设计制备裂缝网络和裂缝-溶洞两种简化的缝洞岩心物理模型,通过凝胶调剖实验,研究了不同井间连通模式对调剖的影响。结果表明:两种简化物理模型的含水率变化均表现为经过一段无水采油期后暴性水淹,注凝胶调剖后含水率明显下降,与裂缝-溶洞模型相比,裂缝网络模型含水率下降幅度较大,且后续水驱过程中含水率上升较慢;裂缝网络模型的水驱采收率、最终采收率和采收率提高程度均高于裂缝-溶洞模型;裂缝网络模型注凝胶调整吸水剖面、扩大注入水波及体积的作用更明显,调剖效果更好。     

碳酸盐岩油藏缝洞单元离散数值模型及压力响应曲线特征

 缝洞型碳酸盐岩油藏储集体类型多样,如何充分利用试井测试资料认识钻遇储层特征是后期挖潜增产的关键,并且常规解析试井模型中无法考虑井与缝洞的位置关系导致解释结果误差较大。为此,根据缝洞单元内缝洞与井的分布特征,分别建立了井钻遇和未钻遇缝洞2种离散数值试井模型,并进行有限元求解,分析了缝洞体大小以及缝洞体与井之间距离对井底压力响应曲线的影响。采用该方法对塔里木哈拉哈塘油田14口井测试资料进行试井分析,结果表明,受缝洞体的影响,井底压力响应曲线特征可分为：缝洞发育-未钻遇缝洞-井在缝洞附近、缝洞发育-钻遇缝洞、钻遇多个连通的缝洞、基质为主-缝洞不发育以及缝洞不发育-钻遇个别缝洞5种类型。