管线–油藏耦合系统数学模型及求解算法研究

管线输运与油藏流动系统构成了一个耦合系统,为此,提出了聚驱条件下耦合求解管线流动及油藏流动的数学模型及相应的解耦算法。采用的Drift-flux模型可有效描述管线中各相流体的流动状态及过程,同时考虑了聚合物溶液对水相增黏的影响;采用广义达西定律描述油藏流动。计算过程中,两者通过交换边界条件(井筒压力、射孔段各相流量及聚合物浓度)完成该管线–油藏系统的解耦求解过程,有效解决了耦合求解收敛性较差的问题。通过商业软件验证了该数学模型的正确性。解耦计算结果表明,Drift-flux模型可有效描述管线内聚驱条件下的各相流体的流动状态及过程;解耦算法可以有效地求解管线–油藏的耦合流动过程,计算误差与耦合求解算法相比小于5%,计算速度则比耦合求解算法快1～2个数量级。     

具有失稳分解强化的Hall-Petch关系

对Cu30Ni25Fe合金,采用变形和热处理的方法获得了不同的晶粒度和失稳分解组织,研究了失稳分解相界对HallPetch关系的影响·结果表明,合金发生失稳分解后,其硬度和晶粒直径的关系仍符合HallPetch关系式·在各种晶粒度下失稳分解后的硬度均大于固溶态,但当分解后的两相尺寸与晶粒尺寸相比约小两个数量级时,失稳分解的相界强化作用消失·失稳分解组织的细晶硬化系数KHV值明显低于固溶态,且随失稳分解强化作用的增大而降低,这反映了失稳分解后合金的强度对晶粒大小的敏感程度降低·     

蒸汽驱开发指标预测的解析模型

从分析蒸汽驱物理过程入手,建立起蒸汽超覆物理模式,把蒸汽驱过程中的油藏分为具有超覆前缘的四个区:原始油藏区、原油富集区、热流体区和蒸汽区.经过各区超覆前缘等价位置的转换,把超覆物理模式等价转换成活塞式推进物理模式;然后建立各区的物质平衡方程和能量平衡方程,求解出各区中油、汽、水饱和度以及前缘等价位置.提出了综合驱替效率的概念。利用拟驱替效率和面积波及效率计算出各时刻油、气、水、汽(当出现蒸汽突破时)的产出量及油汽比等一系列开发指标,并与经验方法预测结果和蒸汽驱数值模拟结果进行了对比.结果表明,本文模型计算的产量曲线与热采数值模型的计算结果较为吻合.     

异常温压复合地层注热流体井井筒传热计算

考虑到储层温度、压力对于注热开采井井筒热损失的重要性,利用热量传递基本理论和能量守恒原理,建立了含有异常温压储层的注热流体井井筒热损失计算模型。分析了地温梯度和地层压力系数对岩石热物性参数的影响,计算了不同流体注入速率和不同隔热层参数下的井筒热损失程度,并讨论了地层温度压力对井筒流体稳定时间和稳定温度的影响。结果表明,对于单一的砂质沉积,地层压力系数越高,岩石的导热系数越大,热扩散系数越小;温度异常对井筒热损失影响较为明显,存在高温、低压地层的井筒热损失小,井筒流体到达稳定状态时温度较高。该模型可用于现场同类油藏的井筒沿程温度预测。     

水驱油藏高含水期渗透率的动态分布计算模型及应用

通过对胜利油区整装油田河流相沉积单元相对渗透率曲线的回归分析,建立相对渗透率曲线特征参数随渗透率变化的计算公式;考虑渗透率、相对渗透率曲线的变化,建立考虑储层参数时变特征的油藏模拟系统,并编制相应的计算程序;利用计算程序分析多层油藏合采的层间渗透率动态分布规律及其对层间采出程度的影响。结果表明:综合考虑渗透率、相对渗透率曲线的时变特征,渗透率在水井附近迅速增加,并逐渐向油井方向扩展;相对高渗层的渗透率增加倍数高于低渗层的;综合含水率从80%到98%,相对高渗层的渗透率进一步增加的幅度较小,而相对低渗层的渗透率增加幅度较大;渗透率与相对渗透率曲线的时变特征使得层间采出程度差异扩大。     

胜利油田稠油油藏氮气泡沫驱适应性研究

针对胜利油田的油藏条件,利用物理模拟实验和油藏数值模拟技术,详细研究了油层非均质性,原油粘度,油层韵律性等油藏条件对氮气泡沫驱油效果的影响,并对起泡剂浓度,注入气液比,泡沫注入量,转驱时机等参数进行了优化.研究结果表明:氮气泡沫驱具有优良的封堵调剖能力,能很好地改善非均质性稠油油藏的开发效果.在此基础上,总结出了适合于氮气泡沫驱开采的油藏条件,所得结果对胜利油田选择合适的氮气泡沫区块具有一定的指导意义.     

特低渗油藏油气两相启动压力梯度研究

目前,国内外对启动压力梯度的研究主要集中在油水两相中,对于油气两相启动压力梯度研究很少.用特低渗透油藏的天然岩心,通过实验研究了不同流体,不同介质及不同注气条件下气驱油启动压力及其变化规律.研究结果表明:油气两相启动压力梯度随渗透率的增加而降低,与流体的流度呈半对数直线关系;随含油饱和度的降低而增加;有效应力对启动压力梯度影响很大;启动压力梯度随着回压的增加而降低,但幅度不大.     

考虑热伤害的氮气泡沫辅助蒸汽驱数值模拟研究

通过物理模拟的方式对发泡剂溶液的表面张力、发泡体积、半衰期以及封堵性能进行了测定。在物理模拟实验结果的基础上,建立了考虑储层热伤害的氮气泡沫辅助蒸汽驱数值模拟模型。模型将岩石骨架分为可动砂,流动砂以及基质砂三类,通过定义反应动力学方程在一定条件下将可动砂转化为流动砂从而近似模拟储层热伤害带来的孔渗参数变化。泡沫模型采用机理模型,考虑泡沫的生成、破灭以及原油对泡沫的影响。数值模拟结果表明储层热伤害造成的岩石骨架溶解以及热蚯孔的形成会加剧储层的非均质性,加快汽窜。而泡沫会对高渗通道产生有效的封堵,扩大蒸汽波及体积,延缓汽窜。     

精细油藏数值模拟中非均质性的表征技术

油藏描述技术 ,特别是储层非均质性定量描述技术的快速发展给油藏数值模拟研究中非均质性的合理表征带来了相当大的挑战 .介绍了包括垂向上细分层策略、细化相渗类型及辅助技术 ,单网格的非均质性界定和渗流规律研究及单网格层次体现流体物性的非均质性等储层非均质定量描述的数值模拟表征技术 ,其目的在于缩小油藏数值模拟模型的非均质性表征尺度 ,保证油藏地质模型与油藏数值模型的准确对接 ,提高预测精度和指导生产的效能     

注汽管柱管鞋下入深度对注汽动态的影响

针对蒸汽吞吐注汽管鞋放置在完井段顶部(模式A)和底部(模式B)两种模式,通过分析完井段水蒸气的变质量流特征建立了能量守恒方程,考虑随注入时间延长油层加热范围扩大对径向导热造成的影响,对时间函数进行了修正.以胜利油区单家寺油藏参数为基础,研究完井段蒸汽参数的变化特征.结果表明,管鞋模式A条件下,蒸汽流经完井段截面积突然增大以及变质量流动,会使汽液分离作用增大,重力效应增强,完井段的蒸汽参数变化比井筒的大;管鞋模式A完井段压力和蒸汽干度变化幅度比管鞋模式B的大,两种管鞋模式蒸汽干度变化方向相反,实际生产过程中,可以根据吞吐周期轮回改变管鞋下入深度,以改变完井段吸汽剖面;随完井段长度增加,射孔段顶底的蒸汽压差和干度差增大,注汽速度的选择应充分考虑注汽设备工作条件、油层破裂压力和油层的吸汽能力.