利用试井资料确定油层的热物性参数

为了确定地层条件下油层的热物性参数，根据油田试井资料建立了生产井油层区域的导热和对流换热非稳态混合传热数学模型，确定了合理的边界条件和初始条件，计算了油层沿径向的温度分布剖面。采用复形调优法及变步长有限差分法，对目标函数进行了求解，确定了油层的综合导热系数、热扩散系数、热容量和井底产液温度等参数。将实例计算的井底产液温度与现场试井实测数据进行了比较，结果表明，两者吻合较好，能够满足工程精度的要求。     

海上稠油油藏蒸汽吞吐注采参数正交优化设计

以渤海油田某稠油油藏为典型区块,根据海上油田特点建立基础方案,运用正交试验设计和数值模拟方法对该区块蒸汽吞吐过程中的注汽强度、注汽速度、井底蒸汽干度、蒸汽温度、焖井时间和产液速度进行研究,并采用直观分析法和方差分析法对试验结果进行分析。结果表明,该区块蒸汽吞吐的最优生产方案为注汽强度为20t/m,注汽速度为250m3/d,井底蒸汽干度为0.5,蒸汽温度为340℃,焖井时间为5d,产液速度为200m3/d,并得到了各注采参数对开发效果的影响程度大小依次为注汽强度井底蒸汽干度产液速度注汽速度蒸汽温度焖井时间。该结果对于海上矿场蒸汽吞吐注采参数的优化具有一定的指导意义。     

同井注水采油工艺数值模拟及参数优化

为掌握分层注水采油井井筒内流体温度分布规律,以井底油温和井口注水温度作为边界条件建立了井筒内流体温度计算模型,以注入流量或温度最低为目标,以产液温度不低于防蜡温度为约束条件,建立了工艺参数优化模型,编写了相应的计算程序。对某采注井进行了模拟,结果表明,对于给定注水工况,产液井口温度随产液量增加而降低;随注水温度升高或注水量增加而上升。对于给定注入水温,优化所得最小注水量下产液沿程温度均不低于防蜡温度,对于给定注入流量,亦满足上述结论。结果保证了工艺参数在避免结蜡的前提下大大降低注水加热成本,对稠油经济开采具有重要指导意义。     

利用不稳定试井资料分析储层发育及供液状况

非均质油藏经过长期注水开发后，注入水总是沿高渗层流向油井井底，水驱效率降低，而油井关井后井底的恢复压力能够反映油层的生产能力和储层发育状况。为此，本文利用油井不稳定试井资料，提出了油井关井后恢复压力平均值计算方法。利用求得的恢复压力平均值对储层发育状况以及供液状况进行分析，以指导开发单元实施综合治理措施。通过实例分析证明，该方法对储层发育及供液状况的确定具有现场指导意义。     

合理注采井数比与合理压力保持水平的确定

遵循最大产液量目标及注采平衡的原则,在确定合理井网密度的基础上,根据油井产液指数、生产井最小井底流压、水井吸水指数、注水井最大井底流压,建立了同时确定合理注采井数比、合理压力保持水平、合理生产压差、合理注水压差、最大产液量、油井合理产液量和水井合理注水量的数学模型.应用实例表明模型实用、可靠.     

利用微差井温测试资料确定原始油藏导热系数

完善了由微差井温测试资料确定原始油藏导热系数的理论，分析了钻井、完井或洗井造成井筒及近井带地层冷却对后期温度恢复过程的影响，提出了由井筒内流体介质温度测试资料反推对应地层温度曲线的方法．分析了热平衡状态下井筒本身的存在造成井筒内测试温度与实际地温的偏差及对地层导热系数计算结果的影响．     

利用微差井温测试资料确定原始油藏导热系数

完善了由微差井温测试资料确定原始油藏导热系数的理论，分析了钻井、完井或洗井造成井筒及近井带地层冷却对后期温度恢复过程的影响，提出了由井筒内流体介质温度测试资料反推对应地层温度曲线的方法。分析了热平衡状态下井筒本身的存在造成井筒内测试温度与实际地温的偏差及对地层导热系数计算结果的影响。     

响应面法和BFGS算法在试井分析中的应用

试井分析是利用关井所测的井底压力随时间变化的资料来分析地层和井筒参数,是一个典型的反问题.基于响应面法提出了一种新的参数自动反求的数值试井解释方法.选定不确定参数及其范围,确定试算算例,然后利用拟合方法得到多项式逼近函数,即构造响应面模型.利用响应面模型构建计算值与实际观测值偏差的目标函数,再利用BFGS算法以及拉丁超立方抽样搜索目标函数的最小值,得到不确定参数值.算例表明该方法能有效地对井底压力以及压力导数进行拟合,因而具有很好的应用前景.     

一种新的调剖堵水处理半径计算方法

针对非均质多储层或非均质厚油层油田,在注水开发过程中,注水井吸水剖面和产液井产液剖面的不均匀性,从调剖堵水前后地层流体渗流特性的变化出发,提出了一种新的残余阻力系数确定方法,用来计算调剖堵水时的处理半径以及最佳处理液用量。该方法对矿场调剖堵水处理具有较大的指导意义。     

煤层气井两相流试井分析方法

建立了煤层气井平面径向、两相流动试井的数学模型和数值模型,模型考虑了气体从基质中的解吸以及气、水在裂缝中的渗流、扩散等过程,考虑区域中的相变特性;提出结合运用遗传算法和高斯牛顿最优化方法,通过拟合井底压力曲线得到地层渗透率、表皮系数等试井参数的方法.     

井筒内超临界多元热流体注入过程的数值模拟

在稠油热采过程中,提高注入工质的流动参数可显著增加采收率。为评价超临界多元热流体注入井筒后的流动传热特性,建立了相应的计算模型,得到了井底温度、压力与沿程热损失随注入流量、井口温度及井口压力的变化规律,并与注入超临界蒸汽情况下的流动传热规律进行了比较。结果表明,井底参数与注入流量呈单调关系;井底压力与井口温度、压力亦呈单调关系;而其他井口、井底参数的组合呈现出复杂关系。相同井口压力条件下,为使井底参数达到超临界状态,超临界多元热流体的井口温度和注入量高于注入超临界蒸汽的情况。适当选取较低的井口压力,可以减少热损失,提高经济性。所得结果可为注入工质参数的选取提供参考,进而为海洋稠油开发中的能源与动力保障的研究及设计明确需求。     

考虑热损失稠油热采双孔介质不稳定试井分析

注蒸汽吞吐热采技术已经成为开发稠油油藏最为有效的方法,但是蒸汽波及范围外的油层没有得到有效的改善,因而油藏流体物性可以分为两个区。针对双孔介质中的稠油油藏蒸汽吞吐热采井蒸汽波及区和未波及区流体的流动性质的差别,提出了试井问题所必须采用的径向流体复合模型,模型中考虑了蒸汽在上下盖层的热损失问题。建立了内区考虑热损失的径向流体复合模型,求得了无限大地层情况下的拉氏空间解,并通过数值反演方法作出了相应的样板曲线,并且对样板曲线作了相应的敏感性分析,为稠油开发油藏压力动态分析提供了一种新的模型。     

碳酸盐岩酸蚀裂缝渗流-传热特性

充分认识流体在碳酸盐岩酸蚀裂隙面上的渗流传热特性,实现地热能的可持续开发利用是十分必要的。针对碳酸盐岩热储非均质性和缝洞发育的突出特点,采用自主研发的实时高温常规三轴试验系统,能够真实模拟岩石裂隙的真实对流换热过程。采用试验和模拟相结合的方法,进行了碳酸盐岩裂缝渗流传热耦合机理研究。结果显示,裂缝表面进行非均匀性溶蚀,形成一条具有导流能力的人工裂缝,达到改善流体渗流条件的目的;在温度一定的条件下,对流换热系数增幅与流量、压强呈正相关;采用COMSOL Multiphysics软件对碳酸盐岩单裂隙渗流传热过程进行了模拟计算,开展了实际热储层环境条件下对流换热仿真分析,实验结果验证了数值模拟的正确性与可靠性,获得了储层温度场的演化规律。     

注低温CO2井油层温度场分布研究

注CO2提高采收率过程中,低温CO2与地层岩石、储层流体存在换热过程,井底附近油层温度将明显下降,其温度分布直接影响注入CO2和储层流体性质和油气混相。如果注入参数不合理,将形成低温降黏带,发生固相沉积,以至形成CO2水合物,产生冷伤害,影响生产。通过对油层传热机理的研究,在Lauwerier油层传热模型的基础上建立了综合考虑沿程流体相态以及热物理性质变化的油层温度场数学模型,模拟注气过程中油层温度分布变化规律。研究结果表明,注气初始阶段近井油层温度下降较快;随着时间的增加,低温带的推进速度逐渐变慢,为优化注气参数,提高注气开发效果提供依据。     

非稳态原位热解扶余油页岩热-流耦合模拟

采用热-流耦合分析模式,对水力压裂之后扶余油页岩储层的传热导流渗透能力进行数值模拟,发现流体主要沿油页岩层理方向形成地裂隙流出,但是随温度的增加,孔隙度增大也会有少许流体从油页岩的原生孔隙流出,渗流场压力在同一截面自裂隙垂直于油页岩层理向两端呈现下降趋势;流体对油页岩地层热量的传导主要是沿裂隙方向进行.加热时间增长,裂隙两侧油页岩裂解,孔隙度增加,氮气向油页岩储层的扩散速度也得到了提高,加热至40d之后,裂隙周围油页岩首先达到裂解温度,加热至60~100d,油页岩层的平均温度自500K提升至650K,整个油页岩能够被有效热解.     

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。     

液黏离合器摩擦副对流换热系数数值模拟研究

为了预测液黏离合器的温度场分布及热负荷特性,通过数值模拟研究求得摩擦副散热面的对流换热系数。应用计算流体动力学软件CFX建立了摩擦副流固耦合有限元模型,获得了摩擦副的温度场分布,综合考虑换热表面形状、摩擦片转速、油液流速和入口压力、流体物理性质等因素,揭示了各因素与对流换热系数之间的内在联系。结果表明：摩擦副温度从内径到外径逐渐升高,菱形区域中心温度比四周高。摩擦片转速越大对流换热系数越大;油液黏度越小,入口压力越大,对流换热系数越大。可见,油液流速对换热系数的影响最为显著;摩擦片转速、油液的入口压力和黏度会改变流速及流体的运动状态,从而影响对流换热系数。     

重力热管伴热改善稠油井井筒传热损失的研究

根据重力热管作用原理,结合井筒传热过程,建立了稠油生产井中采用热管伴热方式时井筒热损失的计算模型,利用该模型分析了重力热管改善井筒热损失的原理。在此基础上,讨论了主要工艺参数对热管井井筒热损失的影响,结果表明：随着井底温度升高、产液量增加、热管下入深度加深,井筒热损失增大,其中,产液量对热损失的影响尤为显著。现场试验及理论研究表明：在不消耗额外能量的前提下,重力热管能够利用深部流体自身的能量提高井筒上部流体的温度,降低传热过程中的热损失,进而改善井筒温度分布剖面。该方法可以减小产出液在井下管道上升过程中的流动阻力,从而降低抽油机的负荷,实现低能耗对井筒流体加热的目的。     

油藏注热流体开采过程数值模拟及分析

油藏注热流体(热水、蒸汽、热油)开采是提高采收率的重要方法。由于注热流体开采热传递过程复杂,理论和试验研究存在一定的局限。参考辽河油田常用射孔枪实物模型建立物理模型,经过合理简化建立数学模型,借助F luent模拟软件进行模拟。模拟结果表明,原油的流动性和驱动性较差,黏度越大,流动效果越差。     

应用分布式光纤温度测试技术评价井间热连通

光纤中分子的热振动与光子相互作用发生能量交换的对应关系是分布式光纤温度测试(FODTS)系统的工作原理,以辽河油田一个稠油水平井井组为例,简述了分布式光纤温度测试方案设计,分析了分布式光纤温度测试剖面,提出了井间热连通分为热液体连通和汽窜两个阶段,认为该稠油水平井井组本轮注汽后36.7%水平段达到热液体连通,并未进入汽窜阶段;油层物性在井间热液体连通前对热量传递影响较大;井间热连通评价结果与测井解释成果相结合分析可以客观、全面掌握油藏受热动态。