高含水超稠油乳状液析水特性研究

为分析高含水超稠油乳状液的析水特性,对乳状液油水分离过程中不同层位的油水两相体系进行了显微观测和黏度分析,确定了不同层位分散相的粒径分布及体系黏度的变化规律,从微观上对油水分离机理进行了描述,以锦45区块为例,分析了高含水期集输管道水漂油分层流动状态的形成过程。     

油水混合物模态辨识与分类方法研究

为提高原油脱水过程中宽量程含水率测量的精度,提出油水混合物多模态的含水率计算方法.通过分析油水混合物的不同状态,建立不同状态油水混合物的介电常数、电导率与原油含水率之间的关系,并基于核方法的自组织神经网络实现油水混合物的模式分类.实验结果表明,测量介电常数和电导率可以识别油水混合物的状态,及时修正含水测量仪的设置参数,提高宽量程原油含水率在线测量的精确度.     

水平管内高含水油水乳状液黏度计算方法研究

油田集输系统水平管道内液相是油水混合物形成的乳状液,随着含水率的提高,乳状液处于水包油(O/W)状态.准确预测高含水期油水乳状液黏度,将为油田中后期的开发,以及油气水混合物在管道中的流动计算提供科学依据.以高含水期油气水混输管道压降计算公式为基础,反推油水乳状液黏度计算公式,得到的公式综合考虑了温度、压力、速率等因素的影响,因而适用于预测高含水期水平管内液相黏度.运用MATLAB软件对计算结果进行最小二乘拟合,得到适合于高含水油水乳状液黏度计算的Vand关联式.     

低渗透油藏油水两相启动压力梯度变化规律研究

低渗油藏单相渗流启动压力梯度目前已进行了大量研究,但油水两相启动压力目前研究很少,没有明确的结论.较系统地研究了两相启动压力梯度产生原因及变化规律,从启动压力梯度定义出发研究了两相启动压力梯度的测定方法.用胜利油田天然低渗岩心测定了不同渗透率岩心油水两相启动压力梯度与含水饱和度的关系,通过数据回归建立了油水两相启动压力梯度与渗透率、饱和度之间的经验关系式.实验结果表明:油水两相同时渗流时,两相的启动压力梯度相等,随含水饱和度的增加而呈线性降低的趋势,并且渗透率越低的岩心,降低的趋势越明显.建立了根据岩石的物性预测研究区块两相启动压力梯度的经验方法.     

温度对不同黏度稠油油水相渗的影响规律

为了研究油层温度和原油黏度对稠油油水相渗的促进机制,基于NB35-2稠油油藏一维岩心流动模拟系统,模拟了不同黏度原油在不同环境温度下的水驱渗流特征.结果表明,稠油油水相渗曲线表现出水相渗透率非常低的特点;当含水饱和度大于50%后,油层中形成联通的水流通道,导致水加剧突进;温度升高,油水两相共流区范围增大,残余油饱和度降低,但高于油藏温度时,随着温度继续升高,油水相渗曲线变化较小;原油黏度增大削弱了油水的流动性,降低了采收率.对比温度和黏度对油水相渗的影响规律,认为温度主要是通过改变油水黏度比而影响油水相渗曲线.     

低闭合油藏油水同层储层含水饱和度新模型

G地区P油层由于闭合高度低,油水分异差,存在大量的油水同层,且该区油水同层与油层的物性、电性相近,使得传统的利用电阻率和孔隙度计算含水饱和度的方法失效;加上工区开发过程中采取多层合试,单层试油且产液性质为油水同出的层位较少,可供选择进行油水同层饱和度建模的样本较少,使得该区油水同层饱和度的准确计算成为储量提交的难点。针对这一问题,提出以少量的密闭取芯井为基础样本,首先应用相渗资料建立起产水率与含水饱和度关系,然后外推到常规取芯井获得含水饱和度的补充样本,进而通过优选孔隙度、电阻率比值等建模参数,构建了适用于研究区油水同层的饱和度计算新模型,通过统计,其平均相对误差仅为3.59%,满足了储量计算的精度要求。     

低阻低饱和油藏早期见水机理探讨

WZA油田为低阻低饱和油藏,和常规油藏对比有不同见水特征。从成藏机理着手,分析油气成藏时浮力和毛管附加力的关系,结合密闭取芯实验,提出低阻层“复合油水藏”模式。研究认为WZA油田构造幅度低,地层倾角小,储层孔喉较细,油水密度差小,成藏时毛管附加力作为阻力起主导作用,影响油气充注,较细孔喉存在“可动原生水”。在开发早期时“可动原生水”快速进入油井导致含水率迅速升高,最终稳定时的含水率取决于初始平均含水饱和度。“复合油水藏“模式对正确认识低阻油藏和含水规律具有重要意义。     

致密-低渗透油藏两相启动压力梯度变化规律

致密-低渗油藏油水两相渗流时存在启动压力梯度,导致基质中剩余油和残余油的驱动非常困难,水驱开采效果普遍较差。为了确定致密-低渗储层两相启动压力梯度变化规律,通过物理模拟方法研究了一维水驱油过程中两相启动压力梯度与平均含水饱和度之间的关系,并分析了两相启动压力梯度的形成原因。结果表明,两相启动压力梯度随平均含水饱和度增大先升高后降低,在油水前缘位于出口端附近时达到最大值;两相启动压力梯度最大值与岩心气测渗透率呈良好的幂函数关系,渗透率越低两相启动压力梯度最大值上升速度越快;同一岩心中两相启动压力梯度远大于原油启动压力梯度。可见致密-低渗油藏水驱过程中两相启动压力梯度随着油水前缘运移先增大后减小,同时油水间毛管力是两相启动压力梯度形成的主要原因。     

高含水油水混合液黏度影响因素及计算模型

掌握高含水油水混合液的黏度特性,对于高含水原油-水体系的管道输送具有重要指导意义。采用搅拌测黏法测定并研究了剪切率、含水率、温度、单一界面活性物质含量、组合界面活性物质含量对高含水油水混合液表观黏度的影响。结果显示,混合液表观黏度随剪切率的增大、含水率的增加、温度的升高而逐渐减小,呈现出剪切稀释性,而且该性质随着温度的升高或含水率的增加而逐渐减弱;混合液表观黏度随沥青质、胶质、蜡、机械杂质等单一界面活性物质含量的变化并没有显著规律性,而随组合界面活性物质含量的增加而逐渐增大;混合液表观黏度并不依赖于某一种界面活性物质,而是与原油中典型界面活性物质的总含量密切相关,受各种界面活性物质协同作用的影响。通过回归分析,建立了高含水油水混合液黏度计算模型,模型计算结果的平均相对偏差为7.8%。     

仰角式游离水脱除器分离过程数值模拟

仰角式游离水脱除器属于重力式油水分离设备,其分离效率高于立式和卧式脱除器.为了分析脱除器仰角对分离效果的影响,采用多相流欧拉分析方法,结合标准k-ε湍流模型对脱除器的内部流场进行了数值模拟.分析了脱除器在不同仰角时油水两相由开始的均相流逐渐在脱除器内分离、聚合、迁移的过程,研究了油水两相体积浓度随时间的变化规律.模拟结果表明,脱除器仰角为12°时,分离效率最高,出油口油中含水体积百分比为7.6%.     

油水气三相流的流型及泡状流向弹状流的转变

油水气多相混输是海上油气田开发中赖以取得重大经济效益的技术,其流动特性的准确计算是管线设计及安全、经济运行的重要依据.首先,通过实验确定出了油水两相混合物由油包水(W/O)向水包油型(O/W)的转变发生在含水率约为0.45时.垂直下降管内油水气三相流的流型基本上可以划分为油包水和水包油型的泡状流、弹状流及环状流.通过对垂直下降管内气泡碰撞、合并机理的分析建立了油水气三相流动过程中泡状流与弹状流间的转变界限的计算式,该转变发生的临界截面含气率约为0.35,计算结果与实验值的平均误差为11%.泡状流向弹状流的转变主要取决于折算气速和折算液速的大小,含水率对转变界限的影响较弱.     

机械密封冲洗液限流器的试验研究

用水、煤油、机油及柴油先后对孔板、喷嘴、弯头、限流管和限流阀等五种型式限流器进行了试验，得出一些规律和可供限流器设计和使用时必要的性能和设计数据。从流动角度来看在相同口径下孔板的流量系数最大，限流管的流量系数最小．喷嘴、弯头和限流阀等的流量系数居中；从使用角度来看，限流阀简便、使用灵活，可以调节流量和控制工况，而限流孔板最复杂、易堵且不可调节与控制工况。     

Fetkovich综合IPR、三相IPR相关式及其应用

因Fetkovich方法是在现场测试数据的基础上得来,在IPR预测方面具有其独特的优势。在Fetkovich方法基础上,结合单相流和油气两相流动特点,推导出了基于Fetkovich方法的综合IPR方法,并给出了如何通过测试数据获得采油指数的计算方法。再由按含水率取纯油IPR曲线和水IPR曲线的加权平均,推导出了基于Fetkovich方法的三相流的采液指数计算方法和某一产量下流压计算方法。最后分别给出了实例进行验证,说明导出方法具有一定可行性。     

砂岩油藏二次采油中剩余油饱和度的确定方法

根据地下油水渗流规律和水驱特征分析,结合矿场实践提出了确定油井各产层剩余油饱和度的分层驱替特征分析方法．在此基础上进一步确定了油层组、砂岩组等的剩余油分布．这种方法适用于中、高含水期的注水开发油田剩余油饱和度及其分布的确定,并能够根据地层渗透率的变化修正相渗曲线,在一定程度上克服了油藏数值模拟中相渗数据对地层非均质性适应不足的缺点．经安口沈检１井密闭取心的含油饱和度分析和欢５０块两口挖潜井生产实践检验、证明分层驱替特征确定剩余油饱和度的方法是正确、可靠的．     

图象处理方法在微观驱替中的应用

微观模拟技术作为一种新的开发试验手段，在渗流机理研究方面发挥了重要作用．但由于在计量方面的客观原因，即模型流量微小且出口油水分离困难，使得它在定量化研究方面一直发展缓慢，基本处于定性研究阶段．笔者以图象分析技术为手段，编制了一套微观模拟实验图象处理软件，该软件能够对整个实验过程中的静态参数（孔隙度、孔喉尺寸的最大值及最小值和平均值）和动态参数（任意时刻的油水饱和度、面积流量／流速）做较为精确的计算，使微观模拟实验从定性研究向量化研究迈进了一步．     

注水开发后期河流相储层流动单元特征

在利用岩心资料划分流动单元的基础上,用岩心刻度测井资料建立了流动单元储层参数评价模型。利用该模型对储层空间流动单元进行划分和综合研究,结果表明,根据流动单元的渗流特征、储层质量、渗流能力及沉积微相等方面的特征,可将流动单元划分为7种类型。流动单元空间分布主要受沉积微相控制,剩余油主要分布于流动能力中等的Ⅴ—Ⅶ类流动单元中。在开发过程中,由于不同流动单元的变化程度不同,使不同流动单元之间的渗流能力相差较大。该研究结果揭示了在注水开发过程中高孔、高渗疏松砂岩储层不同流动单元的变化特征以及流动单元对微裂缝的形成、剩余油富集规律的控制作用,为高含水时期油田的控水稳油方案的制定提供了依据。     

基于垂直管道内重油-水两相流动型态的持水率和压降预测模型

针对重油井筒举升流动规律认识不清的问题,本文采用高黏（584.24 cp,1.889 g/cm3）重油作为研究对象,研究重油-水在上升管中的流动特性,得到了五种重油-水两相流动型态。结果表明与轻油-水流动不同,重油-水流动过程中未发生相转化,该现象与表面能方程的预测结果相似。通过持水率测量得到重油-水两相的滑移效应随油水混合流速降低或持水率增加而变得更加明显,基于漂移流模型和动量守恒方程推导得到五种流态下重油-水两相流的持水率预测模型,相对误差率在20%以内。总压降梯度在低持水率时以重力压力梯度为主,高混合流速和高持水率时以摩擦压力梯度为主。采用基于Bannwart模型建立的重油-水中心环状流压降预测模型,误差率在30%以内,为进一步提高重油井筒举升流动参数的预测精度提供了理论基础。     

缝洞单元注水驱油可视化物理模拟研究

为了研究缝洞油藏注水驱油机理,以及注采参数对注水开发效果的影响,采用可视化物理模拟的方法研究了注采井位、注水强度对缝洞型油藏剩余油分布、含水率、采收率的作用机制。同时进行了单相物"理模拟实验和注气提高采收率实验。研究发现:注采井位对水驱油效果产生明显影响,底部注水的采收率高于顶部注水。低流速范围内,无论注水井位置如何,重力对油水置换都起到积极的作用。在一定的流速范围内,注入速度越大,注入压力越大,生产井见水略早,含水采油期越长,采收率越高。单相物理模拟实验,在低流速范围内注入压力与注入速度成线性关系;在高流速范围内注入压力与注入速度成非线性关系。研究结果表明:注气可以有效地驱替缝洞中的剩余油,特别是对阁楼油和绕流油效果显著。     

一维井地电位模型建立与求解

井地电位法是研究水驱前缘以及剩余油分布较为实用的方法。首先建立一维油水两相渗流方程,基于电位与含水饱和度模型将渗流方程与电位微分方程相耦合,形成一维井地电位模型。对模型采用有限差分法,隐式求压力,显式求饱和度,再利用含水饱和度与电导率的关系,建立形成电位微分方程,隐式求电位;在此基础上建立计算机求解模型。对一维水驱油过程进行模拟计算,通过数值求解,模拟水驱油的完整过程,得到电位分布与含水饱和度变化的相关关系。该方法为井地电位法后期反演油水分布提供理论支持。     

射孔完井水平井筒单相流动压降的改进模型

水平井的压降计算是进行水平井产能预测、水平段长度优选及水平井完井设计优化等的理论基础,而单相流的水力计算又是进行油水两相流或油气水三相流压降预测的基础。基于水平井单相流体流动规律研究领域的重要学者Su建立的压降模型,考虑该模型预测值偏高的问题,建立了新的射孔完井水平井筒单相流动压降的改进模型。采用VB.NET对模型进行了求解,并与Su模型进行了对比。结果表明,建立的改进模型更符合实际情况,可以很方便的应用此模型进行射孔完井水平井筒的压降预测。