页岩裂缝和基质渗透率各向异性特征及影响因素

页岩裂缝渗透率是控制页岩气富集高产的关键参数,而页岩基质渗透率决定了页岩气的稳产和经济开发,研究页岩裂缝和基质渗透率的各向异性特征对于保障页岩气的长期产量尤为重要。以渝东南地区海相页岩为研究对象,探究了页岩裂缝和基质渗透率各向异性特征及其影响因素。基于微计算机断层扫描技术(micro computed tomography, micro-CT)、高压压汞手段分析了页岩裂缝特征并区分了页岩裂缝与基质,利用立方体样品以及3D打印岩心夹持器技术测定了地层压力条件下页岩三轴方向的渗透率,采用定性观察、定量分析和数字岩心等方法揭示了页岩裂缝和基质渗透率各向异性与孔隙结构特征的关系。研究表明：页岩基质渗透率主要受岩石的微观结构控制,而页岩裂缝渗透率主要由裂缝形态和特征决定;微裂缝的存在增大了水平与垂直方向裂缝渗透率的差异性,但对水平方向间裂缝渗透率的比值影响较小甚至有所降低;水平方向上矿物和有机质呈层排列易形成连通的孔隙微裂缝网络,增大了页岩平行层理方向上的基质渗透率,使其比其垂直层理方向高出1～2个数量级;砂质条带和砂质纹层使得页岩水平方向上的基质渗透率差异性增强,而且页岩3个方向的基质渗透率与...     

地层测试器在渗透率各向异性地层中响应的数值模拟

用三维有限元方法模拟油水两相情况下的渗透率各向异性地层地层测试器的响应规律,并对地层测试响应进行物理试验测试,以验证模拟结果的可靠性.结果表明:模拟结果与实验结果吻合较好;地层流体的流动形态随着流动时间的增加而变化,渗透率各向异性比越大,单探针压降和多探针的时间延迟越大.     

渗透率各向异性油藏的开发对策研究

渗透率各向异性是储层、尤其是河流相储层的基本性质,它对油藏的有效开采会产生一定的负面影响。在注水保持地层能量的开发过程中,注入流体沿高渗透率方向优先推进,导致不同方向上的生产井见水时间差别较大,致使驱替过程很不均衡,从而影响油藏开发效果。针对上述问题,基于渗流力学理论,提出了井距控制法和注采压差控制法两种应对措施,并用数值模拟方法检验了这两种对策的有效性。验证结果表明,井距控制法和注采压差控制法能促使注入流体在储层中的均衡驱替,因而能保证不同方向上的油井见水时间的一致性,从而可以有效地抑制渗透率各向异性的负面影响。     

华北裂缝油藏岩石相对渗透率的计算

本文应用裂缝岩心资料以及将相对渗透率普遍方程引入裂缝—基质双重孔隙系统的方法,对华北裂缝油藏岩石的相对渗透率进行了计算。计算结果比华北油田提供的试验结果更能表达该油田裂缝岩石的特征。     

考虑渗透率张量的各向异性油藏流线模拟方法

针对各向异性油藏,考虑全张量形式渗透率,建立三维两相不可压缩流体流线模拟方法。采用十九点差分格式对压力方程差分离散并进行求解得到压力场,对全张量渗透率下运动方程求解得到速度场,采用Pollock方法确定并追踪流线,最后根据一维水驱油理论得到任一流线内的含油饱和度分布。不同渗透率张量油藏模型计算结果表明:油藏压力沿最大主渗透率方向传播较快;由于流速计算时交叉项的引入,流线与压力梯度方向一般不一致;注采井方向与最大主渗透率方向垂直布置可有效减轻注入水沿最大主渗透率方向的突进,使流线在整个油藏中分布更加均匀,改善水驱开发效果。     

渗透率各向异性疏松砂岩脱砂压裂产能流固耦合模拟

基于广义达西定律,建立渗透率各向异性疏松砂岩脱砂压裂人工裂缝-油藏系统流固耦合模型,对储层渗透率各向异性对储层流固耦合作用及压裂井生产动态的影响进行分析.结果表明:储层渗透率各向异性会显著影响储层有效应力及物性参数的变化及分布;近裂缝壁面处,人工裂缝及渗透率各向异性共同影响储层物性参数变化,远离裂缝处,渗透率各向异性对储层参数变化起主导作用;当储层渗透率主轴方位角由0°增大至90°时,压裂井日产油量先增加后减小,当方位角达到60°左右时日产油量最大;当渗透率主轴方位角为O°时,垂直缝长方向的油藏渗透率对压裂井产能影响较大.     

确定正交各向异性弹性体性能参数的方法探讨

以张量变换为基础，提出了确定非各向同性弹性体弹性常数个数的一种简洁方法．     

光学各向异性对Kerr磁光效应的影响

本文应用经典电磁理论,导出了光学各向异性条件下, Ｋｅｒｒ磁光效应对入射光偏振态的影响表达式,计算结果包含了各向同性的情况     

基于TDS技术确定油藏平面渗透率各向异性

为了准确确定油藏平面各向异性,避免烦琐的压力图版拟合,提出了基于Tiab直接计算（TDS）技术确定最大、最小方向渗透率及其方位角以及平均平面渗透率和渗透率各向异性度的方法。首先作出平面各向异性油藏干扰试井压力和压力导数双对数曲线,根据曲线交点处的压力和压力导数以及无因次时问,求得激动井－观察井的方向渗透率,然后把该方向渗透率代入观察井的各向异性渗透率定量计算模型求解即可。该方法所得结果与现场试验分析测得结果吻合较好。     

基于多孔非稳定抽水试验的缓倾层状含水层各向异性渗透参数计算

探讨通过多孔抽水试验的降深(s)-时间(t)关系获取水文地质参数中的各向异性参数。利用重庆市渝北区某场地砂岩含水层的多孔非稳定流抽水试验数据,结合非轴向各向异性渗透系数张量的理论,通过运用Matlab编程迭代计算了渗透系数张量的比值及其主要方向。结果显示,2组试验结果所获得的数据较为吻合,渗透系数(K)张量的方向θ值范围为[8°,18°],Ky/Kx的取值范围为[7.5,13]。该结果证明了计算方法的适用性和合理性,运用该方法确定含水层各向异性渗透参数所需的核心参数为s-lnt直线在零降深上的截距。     

利用渗透张量法求取裂隙岩体渗透系数的随机误差分析

利用渗透张量法求取裂隙岩体的渗透系数是目前在求取裂隙岩体渗透系数中运用最广泛的方法之一.作者在分析裂隙岩体渗透张量计算公式的基础上,提出了利用渗透张量求取裂隙岩体渗透系数的误差的主要影响因素,详细论述了各因素对计算结果的影响.以此为出发点,利用误差的传递定律推导出了充填裂隙岩体和张开裂隙岩体的随机误差计算公式,并结合实际工程问题分别对充填裂隙和张开裂隙两种情况下利用随机误差公式进行了的误差分析.工程实践表明,误差分析的结果是合理的、可靠的.该误差公式的提出为修正利用渗透张量计算裂隙岩体渗透系数提供了一种新的思路和方法.     

不同层理方向的煤岩渗透特性研究

焦作矿区的山西组二_1煤层具有厚度大、结构简单、分布稳定等特点,其开采潜力较大。对目标煤层渗透率参数的获取是对水力压裂裂缝预测的先决条件。采用室内试验,对该区块的天然岩芯进行渗透特性研究。结果表明:储层的渗透性较好,有利于水力压裂改造的实施。影响渗透率的主要因素为层理角度、孔隙度、裂纹及微裂缝的发育程度等,其中裂纹和微裂缝的贯通程度对渗透率影响最大,层理角度次之。针对平行层理方向和垂直层理方向上渗透率的较大差异,分别建立了水气渗流的并联和串联阻流模型,揭示了影响渗透特性差异的主要原因为层理构造。本研究可为目标煤层确定合理的开采方式及确定水力裂缝的起裂与扩展规律提供理论支持。     

基于渗透率张量的各向异性油藏两相渗流数值模拟

针对油藏中存在的渗透率各向异性问题,建立全渗透率张量的油水两相渗流数学模型,利用有限元方法在空间域上进行离散,采用隐式差分格式在时间域上离散,得到地层中不同位置处的压力和含水饱和度变化规律。结果表明:各向异性油藏中的注水前缘与各向同性油藏有明显不同,主要沿渗透率主值较大的方向推进;渗透率主值较大方向与注采井连线夹角较小,注入水推进较快,生产井见水较早;注入水前缘的前进方向和速度受各向异性地带渗透率主轴方向和渗透率主值的影响,各区域内注入水沿渗透率主值较大的方向驱替速度较快。     

基于分形模型油水相对渗透率计算的新方法

相对渗透率曲线是油藏工程分析及油藏数值模拟中重要的参数,目前相对渗透率的预测主要通过实验获取,本文提出利用分形维和实际生产数据计算出油水相对渗透率曲线。并通过油藏实例计算出相对渗透率曲线,并和油藏岩心实际测得相渗曲线进行对比,发现符合性较好,说明分形方法计算出的相对渗透率具有可靠性。     

结构异性煤体渗透率特性

 煤渗透率是研究瓦斯渗流特性及运移规律的关键参数, 而煤体结构各向异性导致渗透率具有明显的方向性。利用煤岩瓦斯渗流试验系统, 对不同变质程度煤样试件在面割理和端割理方向上, 进行不同瓦斯压力下的渗透率测试, 并根据等效驱替原理, 建立各向异性煤体渗透率的计算模型, 数值分析了煤体渗流的定向性特征。结果表明:在煤体面割理和端割理方向, 渗透率均随瓦斯压力增大成负指数减小;面割理方向的瓦斯渗透率与端割理方向相差可超过1 个量级, 且煤的变质程度越高, 差别越明显。随瓦斯压力增大, 煤的瓦斯渗流定向性系数峰值增大, 煤层瓦斯渗透定向性增强。在相同瓦斯压力下, 煤的变质程度越低, 煤层瓦斯渗透定向性越弱。     

Porosity and permeability evolution and evaluation in anisotropic porosity multiscale-multiphase-multicomponent structure

Based on the hybrid hypersingular integral equation-lattice Boltzmann methods (HHIE-LBM), the porosity and permeability evolution and evaluation process in anisotropic saturated porosity multiscale-multiphase-multicomponent (ASP-MS-MP-MC) structures under ultra high temperature and pressure conditions was analyzed on parallel CPU and GPU platforms. First, virtual physical models at multi-spatial scales (2 μm, 5 μm and 10 μm) were restructured by computerized microtomography technology and data. Second, using HHIE-LBM methods, the anisotropic porosity and permeability tensor at core level and pore level under ultra high temperature and pressure conditions were calculated. Third, the evolution and evaluation process of the porosity and permeability as a function of multi temporal spatial scales was investigated. Finally, the relationship between porosity and permeability and ASP-MS-MP-MC structures (micro-meso-macro-scale) was explored.     

岩体结构面的渗透性网络模拟研究

通过对裂隙岩体露头处的裂隙进行调查统计,根据备结构面的分布特征,进行计算机裂隙网络模拟.利用数值计算方法求解等效岩体渗透张量,通过对服从莱分布的裂隙网络进行多次抽样,得到该分区岩体渗透性的系列等效值,进而可以评价研究区岩体的渗透性状况,同时为合理评价工程岩体的稳定性提供科学依据.图3,参7.     

低渗-特低渗油藏非稳态油水相对渗透率计算模型

考虑低渗-特低渗储层多孔介质中油水渗流特征,建立考虑启动压力梯度、重力及毛管力影响的低渗-特低渗油藏非稳态油水相对渗透率计算模型,进行非稳态油水相对渗透率试验,计算不同影响因素下的油水相对渗透率曲线。结果表明,启动压力梯度作为油水渗流的阻力,对油水相对渗透率、储层压力、剩余油饱和度、产油及产水等影响最为显著,其次是重力,毛管力仅对油相相对渗透率有影响,对水相相对渗透率无影响。