硫酸钡结垢动力学瞬态模型研究

注水是维持地层压力及提高原油采收率的最主要开发方式。当注入水与地层水混合后,由于注入水中的SO₄^2-与地层水中的Ba²⁺的化学不相容性,将产生BaSO₄垢,堵塞储层的孔隙与喉道,造成严重的储层损害。为了定量预测硫酸钡结垢量,首先,在Bedrikovetsky经典动力学模型的基础上,详细推导了含扩散项的硫酸钡结垢动力学瞬态模型,对模型有限差分并利用第四和第五阶Runge-Kutta方程求出数值解,避免了国内外已有的模型求解过程中做出岩芯入口端Ba²⁺浓度与SO₄^2-浓度比远小于1的假设,提高了模型的适用性。然后,通过岩芯瞬态驱替实验测定岩芯出口端Ba²⁺的浓度,利用浓度数据反演出模型中的两个重要系数——扩散系数和反应速率常数。最后,研究了低SO₄^2-浓度的注入水驱替不同PV时岩芯中硫酸钡结垢量的分布。结果表明：随着驱替体积增加,岩芯内的硫酸钡结垢量增大;沿岩芯长度方向上的结垢量呈先增大后减小趋势;岩芯内最大结垢量的位置向岩芯中部偏移。     

Radon变换在纵横波分离中的应用研究

波场分离是把弹性波场分解成纯纵波和纯横波两部分,从而能更准确、有效地描述地下介质信息。分析了目前常用的P-P波和P-SV波分离方法(Radon变换法),将其应用到全波场的纵横波分离;并结合纵横波的运动学和动力学特征,给出了3种不同Radon变换法分解纵横波的具体计算公式。针对不同的Radon变换法设计合理的参数,对理论模型的正演模拟数据进行纵横波分解试算。计算精度和计算效率的对比结果表明在全波场纵横波的分离过程中,高分辨率Radon变换的分离效果比较好。     

硫酸钡结垢对岩心渗透率影响模型研究

油田注水过程中,含SO_4~(2-)的注入水与含Ba~(2+)地层水不配伍将导致硫酸钡垢产生,堵塞地层孔喉,造成严重的渗透率下降。建立合理的数学模型,精确地预测岩心渗透率的变化,对于选择合理的注水方案具有重要意义。首先研究了Bedrikovetsky化学动力学模型,在此基础上优化了模型的求解方法,避免了国内外已有的硫酸钡结垢动力学模型的求解方法中做出的岩心入口端Ba~(2+)与SO_4~(2-)浓度比远小于1的假设;其次,改进了模型中的三个重要参数——扩散系数、反应速率常数和地层损害系数的求取方法;最后,针对来自长庆油田的两块岩心求模型参数,对模型有限差分并在0≤T≤T_f范围内利用Runge-Kutta方法求数值解,得出了驱替至不同孔隙体积倍数时岩心中无因次Ba~(2+)浓度分布、硫酸钡结垢量分布及岩心渗透率比值的变化。结果表明:岩心中有少量的硫酸钡垢生成时,渗透率便迅速下降。随着驱替孔隙体积倍数增加,岩心中Ba~(2+)含量减小;SO_4~(2-)含量增加;岩心中结垢量增大;岩心的渗透率降低。