多孔介质中稠油的非线性渗流特征实验与分析

针对多孔介质中稠油的渗流规律及稠油启动压力的测定方法展开研究,利用质量守恒原理及修正的达西定律建立了一维多孔介质中稠油的不稳定渗流压力变化规律数学模型,提出了一种多孔介质中稠油启动压力的不稳定测定方法。在此基础上,利用室内实验完成了3种渗透率及3种原油黏度组合时的稠油启动压力测定;并预测了这几种组合条件下稠油的拐点温度。研究结果表明:同一介质内,随温度增加稠油的启动压力逐渐降低,原油黏度的增大,拐点温度呈指数递增;同一种原油,随渗透率的增大,原油拐点温度逐渐降低。井楼一区III8-9层高温度拐点主要分布于油藏北部以及中部,原油流动能力较差。油藏东部温度拐点相对较低,稠油在地层内的流动能力强。     

流体流动和岩石变形耦合对井壁稳定性的影响

无论是过平衡钻井,还是欠平衡钻井过程,都可能导致井周围地层孔压力改变,这样就使我们通过假定地层孔隙压力恒定而得到的井周应力分布和地层的安全钻井液密度范围与实际偏离。滤饼质量直接影响到井周围流体流动的情况和井壁附近地层的孔隙压力。定量地计算分析了滤饼质量和流体流动对井周地层径向应力、周向应力、轴向应力和剪应力的影响,结果表明,一方面,随着滤饼质量的提高,井筒内流体在正压差下向地层中流动的能力和程度逐渐减小,井壁地层孔隙压力逐渐趋于原始地层孔隙压力,井壁岩石所受到的径向应力逐渐增大,井壁的稳定性逐渐变好;另一方面,地层颗粒间的接触应力逐渐增大,岩石抵抗张性破裂的能力增强,地层的破裂压力提高,井壁稳定性变好。滤饼质量好坏对低渗透地层的影响尤其显著。     

聚合物不可入孔隙体积影响因素研究

采用双段塞法分析了部分水解聚丙烯酰胺 (HPAM)的相对分子质量、岩心孔隙分布、温度及矿化度对聚合物的不可入孔隙体积 (VIP)的影响规律。分析结果表明 ,VIP随HPAM的相对分子质量的增大而增大 ;VIP随着岩心平均孔隙半径增大、温度升高、矿化度增加而减小。在不断变化的地层条件下 ,HPAM的VIP可能出现高值的现象 ,这将严重影响聚合物驱的波及系数 ,从而使聚合物驱的原油采收率降低。     

超深稠油高温高压井筒降黏举升摩阻的实验研究

新疆塔河油田深层稠油在井筒举升过程中,由于温度的降低,原油逐渐失去流动性。稠油降黏是有效降低井筒举升摩阻的途径。根据现场掺降黏剂工艺,建立了室内高温高压井筒流动模拟实验装置,实验研究了温度、压力及流速对稠油井筒举升流动摩阻的影响,得到了不同降黏方式井筒举升摩阻梯度分布,在已有井筒压降计算模型的基础上,构筑了室内井筒流动模拟装置与实际井筒之间的压降换算关系,得到了不同降黏方式塔河原油在实际井筒中的压力分布。实验结果表明:原油在垂直井筒中举升摩阻随压力和流速的增加而增大,随着温度的升高而降低,但流速越大,井筒流动摩阻增加趋势渐缓。在井下3 000 m处掺降黏剂使稠油更易举升至井口,降黏效果为复合降黏剂油溶性降黏剂掺稀降黏。     

超深稠油高温高压井筒降黏举升摩阻实验研究

新疆深层稠油在井筒举升过程中,由于温度的降低,原油会逐渐失去流动性。稠油降黏是有效降低井筒举升摩阻的途径。根据现场掺降黏剂工艺,建立了室内高温高压井筒流动模拟实验装置,实验研究了温度、压力及流速对稠油井筒举升流动摩阻的影响,得到了不同降黏方式井筒举升摩阻梯度分布,在已有井筒压降计算模型的基础上,构筑了室内井筒流动模拟装置与实际井筒之间的压降换算关系,得到了不同降黏方式塔河原油在实际井筒中压力分布。实验表明：原油在垂直井筒中举升摩阻随压力和流速的增加而增大,随着温度的升高而降低,但流速越大,井筒流动摩阻增加趋势渐缓。在井下3000m处掺降黏剂使稠油更易举升至井口,降黏效果：复合降黏剂＞油溶性降黏剂＞掺稀降黏。     

聚合物不可人孔隙体积影响因素研究

采用双段塞法分析了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)的相对分子质量、岩心孔隙分布、温度及矿化度对聚合物的不可入孔隙体积(VIP)的影响规律。分析结果表明，VIP随HPAM的相对分子质量的增大而增大；VIP随着岩心平均孔隙半径增大、温度升高、矿化度增加而减小。在不断变化的地层条件下，HPAM的VIP可能出现高值的现象，这将严重影响聚合物驱的波及系数，从而使聚合物驱的原油采收率降低。     

考虑温度和滑脱效应的煤渗流应力耦合模型

温度变化、滑脱效应、有效应力等对煤层变形和瓦斯流动耦合机制的影响规律是煤层瓦斯突出灾害防治、煤层气抽放设计等工程中的关键。从吉林华兴矿取原煤,粉碎后制备型煤试样,利用自行研制的三轴渗流应力温度耦合实验装置开展了三轴气渗流试验,研究了孔压、有效应力及温度对型煤渗透率的影响规律,结果表明:1)低孔压条件下,随着孔压增加煤样渗透率减小,当减小至某一临界值后,渗透率再随孔压增加而缓慢增长,即表现为所谓的滑脱效应。2)有效围压对煤的渗透率有很大影响,围压增加,煤样所受有效应力增大,煤样内的孔隙和裂隙空间被压缩,瓦斯的渗流通道变窄,渗透率降低。3)温度变化对煤的渗透率有显著影响,温度升高,煤的渗透率降低。这主要是由于温度升高使得煤样体积膨胀,由于周围的约束使得煤样内部出现温度压应力,煤的孔隙和裂隙空间被压缩,试样的渗透率降低。同时,温度升高使得甲烷气体黏性增强,加剧了煤的渗透率降低的趋势。温度变化对煤渗透率的影响近似服从线性关系。4)建立了考虑温度变化、有效应力及滑脱效应影响的煤渗透率演化方程。将煤视作弹性介质,结合有效应力原理和本文的煤渗透率演化方程,建立了考虑温度变化、滑脱效应影响的煤变形和瓦斯流动耦合数学模型,在Matlab软件下开发了相应的有限元程序。通过数值算例研究了温度变化和滑脱效应对煤变形和瓦斯流动的影响规律,结果表明:1)若不考虑温度变化和滑脱效应的影响,将偏于低估瓦斯流动能力,在煤变形和瓦斯流动耦合分析中应考虑温度变化和滑脱效应的影响。2)本文建立的模型能较好地考虑温度变化、滑脱效应和有效应力对煤层瓦斯流动的影响,从而为煤层瓦斯运移预测提供了一个新的思路。     

浅论裂缝性稠油油藏热采方式驱油机理

本文分析了裂缝性稠油油藏的开采难度,对热水驱、蒸汽吞吐、蒸汽驱和火烧油层等4种不同热采方式对驱油机理进行了比较优选,分析了各种热采方式的适用范围。最后认为稠油的粘度对温度很敏感,随着温度的升高,粘度快速递减,流动性变好。降低地层原油粘度的最好办法就是把热量带进地层,给地层原油加热。进一步为裂缝性稠油油藏热采提供了理论指导。     

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.     

合成参数对PDC残余应力的影响及其表征

通过微区拉曼光谱(micro-Raman spectroscopy)及X射线衍射仪(XRD)考查了金刚石复合片(PDC)中聚晶层(PCD)的应力分布特征,研究了不同合成参数(金刚石粒径、温度、粘结剂配比)对PCD层残余应力的影响.结果表明:(1)PCD层表面应力值随着初始金刚石粒径的增大而增大;(2)在合成的温度区间内,PDC残余应力随着烧结温度的升高而增大;(3)PDC残余应力随着粘结剂含量增多先降低后升高,在合适的金属粘结剂含量下具有较低的应力值.由此,通过控制合成参数能有效地降低PDC的宏观残余应力.     

短半径径向水力喷射在非均质油藏的应用

短半径径向水力喷射是最近几年在国际上刚刚兴起的一种油层改造从而增产增注的新技术,对于提高油层的导流能力,改善纵向上和平面上的油层动用状况有着显著的作用。增产增注原理有两个方面：一是穿透污染带沟通井筒与剩余油富集区;二是形成类似与水平井的作用。本文通过论述此项技术在非均质油藏先导性应用情况,讨论了增产机理、施工过程、先导区油井实施情况及效果分析。     

低渗透多孔介质变渗透率数值模拟方法

 根据流体在低渗透多孔介质中的渗流特征,建立了低渗透多孔介质数学模型,通过引入无因次渗透率变化系数描述低速非达西渗流规律,并基于黑油模型数值模拟系统,开发了低渗透多孔介质变渗透率数值模拟软件。采用矿场实际数据,分别使用达西渗流、考虑启动压力梯度为常数的拟线性渗流和变渗透率渗流模型,对五点井网进行模拟计算,对比分析了不同渗流规律下的油井产油量、含水率、含油饱和度及不同时间的地层渗透率分布。结果表明,变渗透率渗流模型计算的油井产油量、含水率和含油饱和度分布介于达西渗流和拟启动压力梯度渗流模拟结果之间,油水井附近地层渗流能力强,远离主流线地层渗流能力弱;井距越小,地层渗流能力越强;流体在低渗透多孔介质的渗流过程中,达西渗流仅发生在井筒附近小面积区域内,地层大部分区域发生变渗透率渗流,且占据了地层渗流的主导地位,变渗透率数值模拟方法弥补了其他方法未考虑渗透率变化因素的不足,变渗透率数值模拟软件能够更准确地预测流体在低渗透多孔介质中的流动特征。     

SD选堵剂的应用研究

针对油田注水开发的中后期 ,油井含水率普遍升高 ,甚至水淹 ,严重影响油田生产 ,研制出 SD选堵剂 ,并进行了性能评价和室内模拟试验 ,结果表明 SD选堵剂具有好的油溶性 ,成胶时间和软化温度可调 ,堵水率达 98%以上 ,堵油率 1 0 %左右 ,封堵强度可达 1 5MPa/m以上 .现场应用表明 :该堵剂选堵效果明显 ,能起到好的增油降水作用     

含蜡原油管输的通用速度分布与温度分布

以控制流体流动的动量方程、能量方程和描述流体流动特性的本构方程作为基本方程组,对定壁面温度和定环境温度两种热边界条件下的含蜡原油圆管流动的速度分布与温度分布进行了解析求解.分析与计算表明:所得解析解普遍适用于含蜡原油的各种流变行为.当屈服应力τ0不等于零时,在管中心存在着柱塞流,柱塞半径r0与τ0成正比;在柱塞内,速度与温度沿径向呈均匀分布;在柱塞外,速度与温度沿径向呈曲线分布.通过实例计算,分析了流变参数对速度与温度分布的影响,为含蜡原油管输中压力损失和热力损失的准确计算奠定了基础.     

油套环空和空心抽油杆掺化学剂抽油井举升工艺计算模型

针对稠油井井筒流体流动难的特点 ,利用节点系统分析方法 ,建立了空心抽油杆和油套环空掺化学剂的抽油机井举升工艺计算模型 ,并研究利用化学方法改善井筒流体流动的条件。结果表明 ,M型化学剂通过乳化和热力降粘作用可改善流体的流动性和抽油杆柱的受力状况 ;在启动过程中掺入化学剂的温度对油井生产有一定的影响。     

焦化防砂效果的影响因素分析

焦化防砂是一种防砂新技术 ,采取向地层内注入热空气使原油在高温下发生氧化裂解生成焦炭 ,从而将地层砂固结。通过实验的方法对影响焦化防砂效果的因素进行了分析。实验结果表明 ,注入热空气的最高温度是影响抗压强度的主要因素之一 ,只有在适宜的温度范围内 ,才能高效地得到固结的岩样 ;热空气达到预定的最高温度后 ,应该持续一定的时间 ,以保证一定的反应深度。化学反应前的温升速度与岩样抗压强度无关 ,在达到反应温度后维持足够的反应时间 ,所得岩样就能得到一定的抗压强度。空气流量越大 ,化学反应速度越快 ;当注入的空气量超过了化学反应所需的流量时 ,流量对抗压强度的影响不大。当反应生成适量的胶结物时 ,砂粒粒径越大 ,其固结抗压强度越高。此外 ,经过焦化处理的岩样的抗压强度还与砂粒粒度、油砂体积比、原油性质等因素有关。     

基于人工智能技术的原油含水率动力学模型研究

基于介电常数法测量原油含水率,往往受油水两相流态、温度、矿化度、非线性特性等多因素的影响。本文设计了一套基于多传感器的油水两相流实验室模拟系统对多个参量进行测定,提出基于智能信息处理方法的粗糙集预处理器、支持向量机分类器和遗传神经网络预测器建构了原油含水率预测模型,对原油含水率的高精度、智能化测量进行研究。实验结果表明,该模型在很大程度上改善了油水乳化液相转变、黏度、温度、矿化度等因素对原油含水率测量的影响,具有良好的模式识别性能和稳健的泛化能力,克服了原油含水率常规测量方法的弊端,是一种高精度智能化新型测量方法。     

热采井加热半径及产能确定方法研究

稠油吞吐开采过程中,由于地层存在温度变化,渗流机理非常复杂。传统的蒸汽吞吐产能计算方法多采用Boberg和Lantz等温模型。针对传统模型存在的问题,提出了建立非等温渗流模型,推导了加热半径计算公式和初期产能预测公式,为蒸汽吞吐技术的应用提供参考。     

西区油田高含水期原油粘壁规律研究

针对西区油田高含水期常温集输过程中原油会出现粘壁的情况,对高含水期不同含水率原油进行了石蜡杯实验和室内环道实验研究.通过改变流体流量、温度、含水率等因素,得到了粘壁厚度、粘璧速率与温度之间的变化规律.并对实验数据进行了公式拟合,得到了粘壁温度关系式.通过比较实验值和计算值发现,采用拟合公式计算西区油田粘壁温度所得结果误差小,可以较好的应用于实际生产.