多孔介质粘滞指进中的毛细效应

建立了考虑毛细效应时多孔介质中二相流驱替的物理模型及动力学方程,提出了一种求解此类方程的近似方法,通过计算机模拟,得到了相应驱替前沿的分形生长图形,与未考虑毛细效应时的图形比较,发现其孔隙尺寸范围的分枝结构变弱,其表面相对光滑,分维值减少,从而证实了毛细效应的孔隙尺寸范围抑制指进型分枝结构的结论．     

考虑自重的盾构壁后注浆浆液驱替渗透扩散

针对砂砾石地层中盾构壁后注浆施工过程,考虑浆液扩散过程的自重作用及浆液驱替效应,分析不同位置注浆孔浆液的渗透扩散特征.首先分析了重力作用下宾汉姆浆液渗透扩散运动方程,根据浆液球形扩散的连续性方程,建立浆液驱替渗透扩散模型,并给出顶部和底部注浆孔浆液扩散的解析解.计算结果表明:当考虑浆液驱替效应时,重力作用对浆液扩散距离的影响更加显著.基于浆液驱替效应的渗透扩散模型表明:在高渗透性地层中,当采用低压注浆时,随着注浆时间的增加,浆液所受重力对浆液渗透扩散过程的影响显著.     

砂砾岩储层孔隙结构复杂模态差异机制

针对砂砾岩储层孔隙结构复杂、模态成因机制不明的情况，以325块岩芯分析化验数据为基础，利用压汞、铸体薄片、扫描电镜及X射线-CT扫描等方法，开展了岩石相分类、孔隙结构模态和驱油效率差异机制的研究，从油田开发与实用相结合的方式考虑，将砂砾岩储层岩相分为3大类、7亚类、13细类。研究表明：不同孔隙结构模态特征及注水驱替效率差异较大。单模态岩石颗粒以粗砂岩为主，孔隙发育程度高，孔隙呈网络状结构，相互连通性较好，注水驱替模式以网络状连通驱替为主，效率较高。双模态岩石颗粒由砾岩和中-粗砂岩两级颗粒组成，孔隙较发育，孔隙呈疏网状结构，相互连通性一般，注水驱替模式以星点状连通驱替为主，效率一般。复模态岩石颗粒由砾石、中-粗砂岩、粉砂或泥质三级颗粒组成，孔隙发育一般，孔隙呈星点状结构，相互连通较差，注水驱替模式以零星散乱状驱替为主，局部存在高渗带，效率整体较差。相同岩相呈不同孔隙结构模态和不同的岩相呈相同的结构模态的情况普遍存在。颗粒排列方式及成岩作用差异改造导致了同相异态，而颗粒分选、磨圆、排列方式等因素形成了异相同态。     

CO_2驱替方式对特低渗砂岩储层物理性质变化的影响

特低渗砂岩储层在注CO_2过程中岩石物理性质会发生明显变化,且不同CO_2驱替方式对储层物理性质的影响存在差异。在地层条件下(温度78℃、压力18 MPa)对物理性质相近高含水的储层岩心进行CO_2-地层水交替驱替(CO_2-WAG)和CO_2驱替实验,对比驱替前后岩心物理性质变化的异同。结果表明:CO_2驱替后的岩心渗透率降低幅度小于CO_2-WAG驱替后的岩心,孔隙度都无明显变化;驱替后岩心的部分大孔隙中发现高岭石、碎屑颗粒及盐结晶堆积和附着;CO_2-WAG驱替后岩心中大孔隙比例下降,中等孔隙比例增加,孔隙半径分布向中间集中,CO_2驱替后岩心孔隙半径分布变化范围和幅度均小于前者;驱替后岩石物理性质变化存在差异的主要原因为岩石-CO_2-地层水相互作用的程度不同、参与流动孔隙的半径范围不同和颗粒运移动力不同。     

鄂尔多斯盆地中西部长10储层水驱油特征及影响因素分析

为进一步探讨鄂尔多斯盆地中西部长10储层超低渗透油藏的水驱油渗流特征,弄清储层渗流机理,为该区域有效开发提供理论指导,以吴起地区为研究对象,利用物性分析、铸体薄片、扫描电镜、高压压汞、可视化微观水驱油实验、岩心多相渗流实验等分析测试手段,分析了研究区长10储层的微观孔喉结构、水驱油渗流特征及影响因素。研究表明,研究区长10储层孔隙类型以粒间孔为主,长石溶孔和沸石溶孔次之,喉道类型以片状及弯片状喉道为主。孔喉结构可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类,不同类别孔隙结构的储层,其水驱油在储层孔道的驱替方式主体为活塞式驱替,非活塞式驱替比较少见;不同类别孔隙结构储层,注入水在孔隙网络中的驱替特征差异较大,Ⅰ类储层的驱替方式主要为均匀状驱替和网状-均匀状驱替,Ⅱ类储层的驱替方式主要为网状驱替,Ⅲ类储层的驱替方式主要为指状驱替和网状-指状驱替。水驱油渗流特征及驱替效率主要受储层物性、孔喉结构和驱替压力、注水倍数等因素影响。研究认为：储层从Ⅰ类至Ⅲ类,储层物性与孔喉结构依次变差,孔隙网络中水驱油方式由均匀状→网状→指状变化,水驱油效率依次降低;该类储层喉道的大小是影响水驱油效率的最重要因素,储层喉道半径越大,驱油效...     

聚合物驱不可入孔隙体积效应的室内研究及应用评价

基于聚合物互溶驱替和弥散渗流原理,利用双段塞浓度剖面法测定了聚合物溶液在长庆油田侏罗系延10储层6块岩心上的不可入孔隙体积(IPV),考察其对聚驱效果的影响。结果表明,聚合物溶液在6块岩心上的IPV值为20.6%~27.9%,平均为24.8%。岩心渗透率越高,IPV值越小,二者呈明显的线性负相关关系。IPV值与孔隙度无明显对应关系。不可入孔隙体积的大小反映聚合物分子线团与储层孔喉大小的匹配程度。M区块延10油藏聚合物驱试验结果表明,考虑聚合物驱过程中不可入孔隙体积效应的存在,在矿场注入工艺设计时适当提高注入量和增加前置保护段塞,有利于提升驱油效果。聚合物驱方案设计时考虑不可入孔隙体积效应是必要的。     

多孔介质中示踪剂渗流的油藏特征色谱效应

国内外矿场实践证明,目前油田井间示踪监测解释中存在解释模型部分明显偏离了合理的范畴,存在考虑因素过于单一、片面的问题,不能很好适应多孔介质复杂渗流的定量化描述,为此设计完成了示踪剂微观可视化实验和天然长岩心驱替实验,定性、定量的分析多孔介质示踪剂渗流特征,并提出了示踪剂渗流具有的油藏特征色谱效应。示踪剂微观可视化实验显示:油藏特征色谱效应的基础是存在的,即小分子示踪剂可以进入束缚水、不连通孔隙及低渗团块。天然长岩心驱替实验显示:小尺寸非均质强的天然长岩心,水的突进和绕流明显,油藏特征色谱效应明显,水的运移速度和示踪剂孔隙运移速度差距大。对井间示踪剂监测的量化解释和定性认识具有极其重要的指导意义。     

变原油黏度油水两相流驱替特征研究

为了研究水驱油田开发过程中的原油黏度长高对水驱油的驱替特征影响，在经典的非活塞式驱替理论的基础上，考虑驱替过程中原油黏度的升高，进一步完善了非活塞式驱油理论，建立了一个一维油水两相渗流模型，并采用解析法和有限差分法两种方法对饱和度方程进行了求解，用数学模拟的结果研究了原油黏度随含水率上升的5种变化规律对无水采油期，注入孔隙体积与采收率关系等驱替特征的影响，结合太平油田沾14块太10－12井原油黏度随含水上升的变化规律，对比了考虑原油黏度变化和不考虑原油黏度变化两种情况下采出程度的差异，研究结果表明，开发过程中原油黏度的升高明显地缩短无水采油期，加剧含水上升速度，未考虑黏度升高的经典驱替理论方法预测的采收率偏高。     

变原油黏度油水两相流驱替特征研究

为了研究水驱油田开发过程中的原油黏度升高对水驱油的驱替特征影响 ,在经典的非活塞式驱替理论的基础上 ,考虑驱替过程中原油黏度的升高 ,进一步完善了非活塞式驱油理论 ,建立了一个一维油水两相渗流模型 ,并采用解析法和有限差分法两种方法对饱和度方程进行了求解 .用数学模拟的结果研究了原油黏度随含水率上升的 5种变化规律对无水采油期、注入孔隙体积与采收率关系等驱替特征的影响 .结合太平油田沾 1 4块太 1 0 - 1 2井原油黏度随含水上升的变化规律 ,对比了考虑原油黏度变化和不考虑原油黏度变化两种情况下采出程度的差异 .研究结果表明 :开发过程中原油黏度的升高明显地缩短无水采油期 ,加剧含水上升速度 ;未考虑黏度升高的经典驱替理论方法预测的采收率偏高     

可动微凝胶油藏适应性及调驱机制

针对深部调驱矿场实际需求,利用仪器检测和理论分析方法研究可动微凝胶(SMG)的渗透率极限、岩心孔喉与SMG粒径匹配关系、SMG注入、运移和封堵性能,通过微观驱油实验进一步分析其调驱机制。结果表明:根据岩心渗透率极限与质量分数拟合的曲线方程可预测渗透率极限;SMG质量分数为1%前提下,当孔隙半径中值/颗粒半径大于2.65时,可满足SMG颗粒在油藏运移初步条件;SMG颗粒在微观上通过对孔喉进行堵塞-突破-再堵塞-再突破的过程,增加大尺寸孔隙喉道渗流阻力,促使注入水转向进入中小尺寸孔隙喉道,驱替其中剩余油,达到扩大波及体积效果。     

特低渗储层孔隙结构对CO2驱特征影响

由于强烈的成岩作用,特低渗储层孔隙结构特征复杂,核磁共振实验结果表明,渗透率相近的岩心具有不同的孔隙结构,实验特低渗岩心孔隙结构特征表现为双峰分散型、双峰偏细歪度型及双峰偏粗歪度型;通过核磁共振方法研究了孔隙结构对水驱及后续CO2驱特征的影响,结果表明,不同孔隙结构岩心CO2驱提高采收率机理不同,对于双峰偏细歪度型岩心,CO2驱主要驱替小孔隙中的富集原油,提高了微观波及效率;对于双峰偏粗歪度岩心,CO2驱主要驱替大、中孔隙中的残余油滴和油膜,提高了驱油效率,实验结果为CO2驱提高采收率机理研究及油藏优选提供了参考。     

基于孔隙尺度的低渗透油藏CO_2驱替特征研究

基于多孔介质油气两相渗流理论,采用截断威布尔分布作为孔喉特征分布函数,模拟储层岩心的气驱油过程,建立了能够反映多孔介质孔隙尺度的油气两相三维孔隙网络模型,推导了不同CO2驱替相态下界面张力及接触角计算公式。利用建立的孔隙网络模型,研究了相态变化对驱替效率的影响,从微观角度分析了不同CO2驱替相态下的驱替特征和驱油效果。结果表明:对于孔隙度以及颗粒分布状况相同的储层结构,在注入条件相同的情况下,与非混相驱替相比,实现CO2混相驱可以将原油的驱替效率提高约15%。     

流花油田礁灰岩储层微观性质及驱替特征研究

与碎屑岩储层相比,礁灰岩储层的微观孔隙结构复杂且具有油湿性,其水驱油机理主控因素尚不明确。采用“岩芯扫描电镜、铸体薄片、压汞、润湿性”等静态资料与“微观驱替及岩芯驱替实验”等动态测试相结合的分析方法,建立了“静态数据动态化”的渗流机理研究新方法,明确了礁灰岩储层的微观性质与流体驱替特征的关系以及不同孔隙结构的剩余油分布规律。研究表明,流花礁灰岩储层微观孔隙结构可分为4类,其中,I、Ⅱ、Ⅲ类为有利储层,具有低排驱压力、低退汞效率及强非均质性的特点,储层渗流能力与储层类型关系密切,主控因素有储层类型、孔喉半径比和润湿性3个关键因素。水驱前后的油水分布特点及不同岩芯驱替动态与驱替效果受储层微观性质控制并有直接的相关性。     

盾构壁后注浆宾汉姆浆液驱替渗透扩散模型

以宾汉姆流型浆液为研究对象,基于浆液对地下水的驱替效应,运用广义达西定律及渗流力学相关理论,推导了壁后注浆球形驱替渗透扩散模型.通过算例分析了考虑浆液驱替效应时浆液的渗流扩散特征,并针对影响浆液渗透扩散的主要因素进行了分析.结果表明:考虑浆液驱替效应时,扩散锋面浆液压力随着扩散距离的增加沿下凹形曲线递减,虽然锋面浆液压力变化量较小,但对浆液的扩散半径影响较大,注浆1 h时浆液扩散距离减小约23%.     

改进的海上稠油黏弹性聚合物驱分流量方程

现有的聚合物驱分流量方程多针对陆上油田建立,且对聚合物流动过程中涉及的物化现象考虑不足,对渤海稠油油藏的适应性较差。为更好的描述海上油田注聚油藏动态,结合现有的分流量方程,考虑了聚合物黏弹性、聚合物老化降解以及原油张弛特性等关键因素的影响,建立了改进的聚合物驱分流量方程,为海上聚合物驱快速评价提供一种有效的预测方法。计算分析表明:聚合物黏弹性、降解效应、原油黏度特性以及不可及孔隙体积等均会对聚驱分流曲线形态产生明显影响;改进后的分流量方程能较准确预测海上聚合物驱动态。     

利用CT扫描研究低渗透砂岩低速水驱特征

 利用CT 扫描技术、核磁共振技术(NMR)和恒速压汞,研究了低渗透砂岩岩心微观孔隙结构及低速水驱特征,讨论了束缚水和流速对水驱特征的影响。研究结果发现,低流速情况下由于沿程阻力差异较小,岩心内部产生类活塞式驱替,油水界面十分清晰,两相区域十分狭窄,含水饱和度剖面十分陡峭且几乎与运动方向垂直。在低速驱替过程中,水相直接通过大孔隙而把大量的剩余油封闭在中小孔隙当中,而且一旦注入水突破,靠增加注入速度及注入时间无法降低剩余油含量。这是因为岩心高孔喉比使得卡断和绕流效应增强,导致采出程度非常低下。与无束缚水相比,束缚水的存在改善了油相的流动性,且类活塞式驱替使得稳定的隔断无法形成,从而提高了驱油效率。     

利用孔隙网络模型模拟岩样中驱替过程的一种新方法

本文提出准动态驱替的概念以描述岩石内驱替速度介于准静态和动态之间的驱替过程.准动态模型在不同的尺度区别对待黏性力:将表征单元体(REV)尺度的驱替视为动态,而将孔隙尺度的驱替视为准静态.在REV尺度上,提出双重网络简化计算黏性力和毛管力的综合作用;在孔隙尺度上,运用概率方法描述界面在不同孔隙内的运动几率,提高了计算效率.通过与现有的计算和实验结果进行对比验证了模型的正确性,并基于特定岩石微CT扫描图像建立等价孔隙网络,计算分析了岩样内驱替速度、孔隙半径分布和孔隙角落形状对水驱油过程的影响.本文计算模型有利于认识岩石内水油两相驱替的动态全过程.     

致密储层孔隙介质内石油运移的物理模拟试验

通过真实砂岩微观模型油驱水试验,结合铸体薄片、微米CT等图像分析,对不同驱替压力条件下致密油运移过程及其影响因素进行研究。结果表明:低驱替压力下石油在孔隙间的运移呈"跳跃式",单个跳跃性事件表现为石油突破喉道、充填孔隙和发生卡断,跳跃式事件多次重复发生使油水界面不断向前推移;在运移方向上无统一油水界面,其推进速度存在差异,石油优先选择充填连通大孔隙,发育优势运移路径,石油主要呈孤立状和多孔状分布;高驱替压力下优势运移路径发生分叉与合并,石油主要呈网络状分布;石油运移主要受局部毛细管力(与孔隙结构有关)控制,外界驱替压力为石油运移提供必要的动力。     

岩石孔隙结构表征与流体输运可视化研究进展

孔隙结构特征的室内测试技术主要分为间接测试和直接测试两大类。前者主要以获取孔径分布等特征统计参数为主的流体注入法及孔隙流体饱和度的反分析法。后者主要为以获取孔隙结构图像为目的的光学辐射法。微观渗流物理实验可以实现孔隙空间中流体流动形态的可视化监测与分析，获取宏观条件下难以观测的实验现象，有助于孔隙尺度下渗流及驱替过程中复杂流动行为的微观力学机制分析。基于岩芯微观孔隙结构图像的模型重建是一种实现孔隙结构精细化表征与流体输运特性可视化研究的数值分析手段。基于不同的表征思想，多孔介质内流体输运控制方程可分为分子动力学模拟、格子玻尔兹曼模拟和计算流体动力学模拟。主要通过泊肃叶定律和准静态模型实现孔隙尺度流体流动和驱替过程的模拟。     

凝析油气体系流固耦合相平衡计算新方法

在分析了孔隙介质内表面吸附、毛细凝聚、毛细管压力等界面物理化学效应和应力变形对孔隙介质中流体相态影响的现象学特征和影响机制的基础上,通过在大尺度空间常规流体相平衡热力学模型中引入界面物理化学效应的影响,同时通过高才尼卡尔曼方程将毛细管半径与孔隙介质储渗特性的应力敏感性研究成果相关联,建立了同时考虑储层应力变形和界面物理化学效应影响的微孔隙尺度条件下的低渗特低渗凝析气藏多相流体流固耦合露点压力、pT相图及定容衰竭相平衡热力学计算模型。该模型的初步应用表明,其相态模拟计算结果能更为合理地解释孔隙介质环境中的凝析油气体系相态特征实验研究结果。