特殊人造岩心的类型及应用

介绍了石英砂环氧树脂胶结人造岩心的技术及优点以及特殊人造岩心的类型和应用,包括含粘土或砾岩颗粒人造岩心、特低渗岩心和带裂缝岩心以及加长的方形岩心和平面岩心的不同井网部署,平面可视胶结和填砂模型.石英砂环氧树脂胶结制备的人造岩心可以模拟砂岩油藏,在非均质性、渗透率、孔隙度方面模拟度高,实验的可对比性好,外观形状具备任意性。     

石英砂环氧树脂胶结人造岩心的技术与应用

介绍了石英砂环氧树脂胶结人造岩心的技术.该技术制备的人造岩心模拟砂岩油藏,对地层的非均质性、渗透率、孔隙度模拟度高,具有良好的实验重复性,能够很好地进行开发方案对比,化学剂评价.这种岩心广泛用于油气田开发、钻井领域的室内物理模拟,同时,这种人造岩心的外观形状的任意性也使其具有了更好的普适性.     

大尺寸石英砂环氧树脂胶结人造岩心制备

大尺寸人造岩心不仅可以模拟储层的非均质性、注采井网关系,还可以模拟油水在平面或者纵向上的运移规律及饱和度分布,近年来大尺寸人造岩心被广泛地应用在油气藏开发各类物理模拟实验中。为制作出与真实油藏物性尽可能接近的大尺寸人造岩心,从渗透率、孔隙结构、润湿性控制、黏土矿物添加等方面研究了其制作工艺,并研究了石英砂粒度中值、加压强度、胶粘剂用量、黏土矿物含量等对人造岩心渗透率和孔隙度的影响。通过介绍的制作方法实际制作了与某非均质油藏物性相似的层内、层间、平面非均质大尺寸石英砂环氧树脂胶结人造岩心,物性参数测定结果显示制作的大尺寸非均质人造岩心渗透率、孔隙结构等物性参数与实际油藏非常接近,可以代替真实油藏岩心进行部分模拟实验,为油藏物理模拟实验的发展提供了新的技术和手段。     

人造砂岩样品多尺度微观结构表征和流体流动模拟

油气储层砂岩中的微观孔隙结构对其中流体的储集和运移具有重要影响。本文对一人造砂岩样品进行了微焦点X射线CT成像。分别采用最小二乘图像阈值分割法和数据约束模型（Data-constrained modeling, DCM）计算得到了样品组分三维分布。基于两种算法生成的样品微观结构用部分渗透格子玻尔兹曼法模拟了水在样品中的单相流动，分析了样品中孔隙分布与流体流速分布之间的关系。研究结果显示，最小二乘图像阈值分割算法可以有效提取人造砂岩样品中石英颗粒之间的大孔，但是会丢失小于CT分辨率尺度的孔隙信息。DCM模型的计算结果不仅包含了石英颗粒之间的大孔，同时包含了样品中通常与碳酸钙共存的小尺度孔隙。流动模拟的数值结果表明本文所研究样品中小于CT体元尺寸的孔隙对样品渗透率具有显著的贡献，流体进入端面处的孔隙分布对流体流速分布影响较大，流体流速分布与孔隙率分布不成正比。     

非均相驱油体系在多孔介质中流动行为影响因素

针对非均相驱油体系在矿场应用过程中部分单元存在注入或者封堵效果不理想问题,通过填砂岩心驱替实验,研究了岩心渗透率、注入速度、体系中凝胶颗粒与聚合物质量比(干重)因素对非均相驱油体系在多孔介质中流动行为的影响。结果表明：非均相驱油体系在渗透率0.5～3.4μm²的岩心中能顺利注入并形成有效封堵,封堵率可达82.5%以上。注入速度和体系中凝胶颗粒与聚合物质量比对非均相驱油体系流动特征影响较大,当注入速度优选为0.5～0.75 mL/min,质量比优选为0.5∶1～0.75∶1时,非均相驱油体系在多孔介质中兼具良好的注入性能和封堵能力。     

非均质储层纳微米聚合物颗粒体系驱油实验研究

为了深入揭示低渗透储层非均质性对聚合物颗粒分散体系驱油效果的影响,采用平板填砂模型和岩芯串、并
联组合实验技术,对纳微米聚合物颗粒分散体系进行了非均质驱油实验研究,并分析了纵向、横向非均质性和渗透率
级差对驱油效果的影响。平板填砂模型模拟实验结果表明,聚合物颗粒分散体系对改善储层纵向非均质性效果更明
显,在纵向非均质模型中提高的采收率比横向非均质模型高9.83%。岩芯组合模拟实验结果表明,随着渗透率级差增
加,聚合物颗粒分散体系提高串、并联岩芯组合模型的采收率均逐渐增大,在相近渗透率级差变化情况下,聚合物分散
体系提高串联岩芯组合模型的采收率增幅为6.65%,而提高并联岩芯组合模型的采收率增幅为9.48%;渗透率级差越
大,高、低渗岩芯的分流量相差越大,聚合物颗粒分散体系调驱后,高渗岩芯的分流量降低,低渗岩芯的分流量增大。     

渗透率对含气储层地震响应影响的数值模拟

分析了渗透率对具有斑块气-水饱和特性的砂岩储层的地震响应的作用。从White经典模型出发,基于Johnson模型,分析了不同含气饱和度情况下,地震波衰减和速度频散特性以及渗透率对它们的作用。结果显示:在地震波频带范围内,地震波穿过含气储层会产生明显的衰减和速度频散,且对渗透率的变化非常敏感。用波动方程数值模拟,分析了地震波从不同角度入射时,渗透率对地震反射数据的影响。模拟了地震波垂直入射时,渗透率对地震波衰减和速度频散的影响。对于岩石颗粒相对松散,孔隙比较发育的砂岩储层,地震波垂直入射时,渗透率对地震反射数据有非常明显的影响。在一定条件下,表面接收的地震反射数据对含气储层的渗透率非常敏感。     

复合吸水颗粒深部液流转向剂注入性研究

由于吸水网络与控制网络的互穿结构,复合吸水材料颗粒具有吸水膨胀速度可控、吸水后强度高的特点。通过填砂管模型、变径管模型研究了复合吸水颗粒深部液流转向剂的注入特性、吸水后在孔喉中的运移情况。实验结果表明：在粒径小于孔喉尺寸的前提下,未吸水膨胀前颗粒可以顺利注入;吸水后即使颗粒直径大于孔喉直径也可以通过拉伸变形顺利通过,通过后立即恢复原状。注入过程中填砂管渗透率降低,颗粒膨胀后渗透率进一步降低,颗粒膨胀后在驱替压力足够大的情况下依然可以在填砂管微孔中运移。     

大庆油田砂岩人造岩心制作方法

本文主要介绍了具有储层特性砂岩人造岩心的制作要求、制作工艺及制作方法。通过室内实验,研究出一种新的环保型硅酸盐类复合胶结剂,找出了影响人造岩心裸压承压强度和渗透率的主、次因素,确定了人造岩心的制作工艺和制作方法。研究出的人造岩心可代替天然岩心进行采油工程措施的部分室内模拟实验,填补了国内砂岩全岩人造岩心的空白,既解决了无天然岩心就无法进行室内实验的问题,又解决了因天然岩心非均质性导致实验数据无重复性和可比性的难题,为油田措施改造的成功提供了技术支撑。     

影响填石路堤压实施工因素的数值模拟

用粒径大于40mm、含量超过70％的石料填筑的路堤称之为填石路堤．影响其压实的因素很多，石料自身的性质与颗粒组成是影响填石路堤的压实特性的内在因素；施工条件，如压实能量、振动频率、碾压速度等是影响压实效果的外部条件．由于填料具有粗粒料压实的工程特性和诸多影响因素的存在，在研究填石路堤的压实机理和施工控制实践中，会遇到一系列复杂问题，同时，给现场试验带来困难，主要表现在数据的离散性大．用计算机进行仿真模拟是解决这类问题的一个新方法．石料颗粒的密实问题属于散粒体力学的范畴，针对压实过程中出现的位移不连续、应力连续的特点，采用了随机的离散单元法，建立石料颗粒的理想结构模型，自主开发和编制了计算程序，对影响填石路堤的主要施工因素进行了数值模拟，分别模拟了填石路基振动压路机施工过程中，在同一碾压压力下采用不同的振动频率，以及同一振动频率不同激振力条件下，不同碾压遍数情况下填石路基的压实效果．模拟结果表明，振动能量与振动频率之间对填石路堤的压实效果有最佳组合，振动压路机的碾压遍数与振动频率有一定的关系，在振动频率较小时，路基的压实效果不好，随着振动频率的加大，碾压遍数存在一个最佳值．在同一振动频率下，激振力并非愈大愈好，这些结论在现场试验中得到了的验证，对填石路堤施工参数的选择具有指导意义．     

准噶尔盆地玛湖凹陷百口泉组储层水敏效应及主控因素

对准噶尔盆地玛湖凹陷下三叠统百口泉组细/小砾岩与含砾粗砂岩储层的水敏效应进行评价,并对其主控因素及规律进行分析。结合基础物性测试、岩矿成分、孔隙结构分析,以及水敏实验,对不同岩性的水敏效应进行评价,探讨其主控因素,并利用填砂模型进行单一因素研究,以验证水敏主控因素分析的正确性。研究结果表明：细/小砾岩的物性与孔隙结构较差,但是喉道分选性优于含砾粗砂岩;研究区水敏损害的主要因素为矿物水化膨胀,次要因素为颗粒运移。由于含砾粗砂岩较好的物性,增加了黏土与流体接触的概率,且较差的喉道分选性及胶结程度,易造成喉道封堵,导致其水敏指数远大于细/小砾岩;渗透率是水敏效应的主控因素,细/小砾岩的敏感性指数随着克氏渗透率的增加而急剧增加,而含砾粗砂岩的敏感性指数随着克氏渗透率的增加而缓慢减小,填砂模型的单因素分析验证了其主控因素的合理性。由于渗透率与润湿性的协同作用,对于细/小砾岩而言,第一次伤害率与第二次伤害率无明显差异,但是含砾粗砂岩的第一次伤害率明显大于第二次伤害率。     

部分润湿多孔介质渗流规律实验研究

利用自主研发的填砂模型压制与渗流实验仪器,制备了5种具有相似物性且不同油湿比例因子的部分润湿填砂模型,对其进行油水相对渗透率与毛细管压力实验,定量研究油湿比例因子对部分润湿多孔介质渗流规律的影响.实验结果表明:束缚水饱和度随油湿比例因子的增加而减小,残余油饱和度则随着油湿比例因子的增加而增加,且驱油效率随之变差;当含水...     

土石混填路基压实度检测新方法探讨

土石混填路基变形模量和孔隙率随荷载增加而发生变化,土石颗粒受载前后体积不变,基于上述特点,建立了集中荷载作用下土石混填路基孔隙率和变形模量的变化模型,引进分级加载的思想和基于集中荷载作用于半无限空间的布辛奈斯克理论,建立了可考虑土石混填路基变形模量与孔隙率变化影响的路基表面竖向位移计算模型,利用土石混填路基表面静载试验曲线及曲线拟合方法确定了土石混填路基初始孔隙率,建立了土石混填路基压实度检测新方法.结合某工程实例进行测试结果对比分析,结果表明:新方法与传统方法测试结果吻合,能加快测试速度,降低对路基的破坏程度.     

天然裂缝性特低渗砂岩油藏等效连续介质模型

针对天然裂缝发育的特低渗砂岩油藏裂缝发育的特点,利用张量理论和等值渗流阻力原理建立了天然裂缝性特低渗砂岩油藏等效连续介质模型,为定量评价天然裂缝对特低渗砂岩油藏的影响和研究该类油藏的渗流规律奠定了基础。并利用所建立的模型进行了等效渗透率影响因素分析,研究结果表明:天然裂缝显著提高了平行裂缝方向的储层渗透率,增大了特低渗砂岩油藏的渗流能力,加剧了储层的各向异性。     

固相颗粒在分形多孔介质中运移的网络模拟

孔隙结构分布特征是影响固相颗粒在多孔介质中运移沉降规律的关键因素 .油藏砂岩孔隙大小分布在一定标度范围内具有统计自相似性 .采用地层砂岩压汞资料 ,通过对微分汞饱和度与孔隙半径进行对数回归来估计孔隙大小分布分维 ,并用三维多段组合式网络模型对注入颗粒在不同分维的多孔介质中运移沉降造成渗透率下降的规律进行了模拟研究 .探讨了颗粒运移沉降对地层伤害的程度和孔隙大小分布分维之间的关系 .     

固相颗粒在分形多孔介质中运移的网络模拟

孔隙结构分布特征是影响固相颗粒在多孔介质中运移沉降规律的关键因素。油藏砂岩孔隙大小分布在一定标度范围内具有统计自相拟性。采用地层砂岩压汞资料,通过对微分汞饱和度与孔隙半径地数回归来估计孔隙大小分布分维,并用三维多段组合式网络模型对注入颗粒在不同分维的多孔介质中运移沉降造成渗透率下降的规律进行了模拟研究。探讨了颗粒运移沉降对地层伤害的程度和孔隙大小分布分维之间的关系。     

悬浮颗粒在孔喉中的微观运移模拟研究

悬浮颗粒多孔介质微观运移模拟正逐渐成为颗粒堵塞机理研究和地层伤害评价的一种快速而有效的研究方法,基于颗粒离散元方法建立了一种悬浮颗粒在多孔介质中运移的微观孔隙模拟方法。通过拟合宏观力学参数生成了Antler天然砂岩骨架颗粒模型,建立了骨架颗粒流体耦合孔隙网络模拟方法,通过达西线性流验证了骨架颗粒流体耦合模型的正确性。之后在分析悬浮颗粒受力基础上,建立了耦合的悬浮颗粒侵入模型,模型考虑了侵入颗粒与流体、侵入颗粒与骨架颗粒的相互作用。模拟结果表明,在发生贯穿性堵塞时粒径小的悬浮颗粒造成更大地层伤害,初始孔隙度大的岩芯的渗透率降低幅度较大,因此在防止地层伤害注水方案设计时要针对具体地层的孔隙度和渗透率情况严格控制悬浮颗粒的粒径和浓度。     

土石混合料压实特性的离散元分析

填料性质是影响土石混填路基压实效果的主要因素.本文用离散元程序PFC2D建立土石混合料振动压实模型,从颗粒粗糙度、颗粒刚度、最大粒径、含石量对土石混合料压实效果进行分析.结果表明:以压实度为指标控制土石混填路基压实质量时,必须用最大粒径、含石量对标准干密度修正.研究弥补了宏观试验无法反应的微观问题,对工程实践有重要的指导意义.     

聚丙烯酰胺对砂岩润湿性的影响

在分析了常用的评价岩石润湿性方法的基础上,建立了一套研究部分水解聚丙稀酰胺分子对岩石颗粒润湿性影响的填砂管驱替实验方法,并不同矿化度及聚合物浓度条件下,测定了的聚合物溶液对石英砂润湿性的影响。实验结果表明,用聚合物溶液浸泡过的石英砂,其束缚水饱和度明显升高,残余油饱和度有所降低,使颗粒的润湿性向亲水方向变化。聚合物浓度和溶液矿化度将影响聚丙烯酰胺改变颗粒润湿性的能力。在聚合物驱所用的浓度范围内和所关心的矿化度范围内,聚合物浓度越高,改变润湿性的能力越强;溶液矿化度越高,这种能力越小。     

中低温油水井固砂剂实验研究

研究了树脂型固砂剂在中低温油水井中的固砂效果。评价了固化时间、固化温度、催化剂的类型和用量以及不同粒径石英砂等因素对固砂效果的影响。测定了砂岩岩心注固砂剂前、后渗透率的变化及开始出砂时的临界流量Qc,利用测定结果评价了固砂剂对地层渗透率的伤害程度和固砂强度 ,并进一步筛选出适用于中低温油水井的固砂剂配方。