低渗透均质油层超低界面张力体系驱替毛管数的研究

针对经典毛管数理论在低渗透油层超低界面张力体系驱替中应用的局限性,在考虑低渗透油层水驱油渗流速度、超低界面张力对油水相对渗透率影响的条件下,给出了毛管数的修正公式;依据均质低渗透岩心超低界面张力体系驱油实验数据绘制了化学驱采收率与毛管数的关系曲线,提出了超低界面张力体系驱替条件下应用毛管数的注意事项,指出了用超低界面张力体系提高水驱低渗透油层采收率的合理途径.     

基于集合卡尔曼滤波的非稳态油水相对渗透率曲线计算方法

提出一种基于半迭代集合卡尔曼滤波(EnKF)的自动历史拟合方法用于非稳态油水相对渗透率曲线的计算。进行高温、低界面张力体系作用下油水相对渗透率试验,利用半迭代EnKF历史拟合方法和JBN解析法进行数据处理,研究温度、界面张力对油水相对渗透率的影响。结果表明:利用半迭代EnKF历史拟合方法和JBN解析法所得结果区别较大,但从历史拟合的角度来看,半迭代EnKF方法结果更为合理;随着温度的升高,束缚水饱和度增大,残余油饱和度降低,油相相对渗透率升高,水相相对渗透率降低,相对渗透率曲线右移;随着界面张力的降低,束缚水饱和度和残余油饱和度都降低,油水两相共渗的范围变宽;新方法将驱油机制考虑到数学模型中,得到的相对渗透率曲线更适于在油藏数值模拟、生产优化等方面应用。     

相对渗透率与含水饱和度关系微观机理

经验表明大多数岩石的相对渗透率随饱和度变化曲线具有中间段为直线但两端弯曲的特征。然而,目前对于相对渗透率比值变化规律的微观机理及原因不清楚。岩石多孔介质可以认为由一束束弯曲毛细管束组成,因此岩石多孔介质渗流规律是毛细管孔隙微观渗流的宏观反映。基于毛细管孔隙的两相渗流规律,在毛细管两相流流型分析基础上,研究了毛细管不同流态的微观渗流机理,建立了相对渗透率比值和流体饱和度关系的微观机理模型,从理论上阐述了岩石相对渗透率比值随流体饱和度变化的微观机理。研究表明:相对渗透率变化的微观机理模型与多孔介质渗流的经验规律相一致;液滴流及环状流分别导致了相对渗透率曲线的上翘及下翘;弹状流流态下相对渗透率变化的微观模型与经验公式拟合曲线基本一致;弹状流是曲线出现直线规律的根本原因,也是经验公式的理论基础。     

相对渗透率比值和饱和度关系的微观机理

经验表明大多数岩石的相对渗透率比值随饱和度变化曲线具有中间段为直线但两端弯曲的特征。然而,目前对于相对渗透率比值变化规律的微观机理及原因不清楚。岩石多孔介质可以认为是由一束束弯曲毛细管束组成的,因此岩石多孔介质渗流规律是毛细管孔隙微观渗流的宏观反映。本文基于毛细管孔隙的两相渗流规律,在毛细管两相流流型分析基础上,研究了毛细管不同流态的微观渗流机理,建立了相对渗透率比值和流体饱和度关系的微观机理模型,从理论上阐述了岩石相对渗透率比值随流体饱和度变化的微观机理。研究表明：相对渗透率比值变化的微观机理模型与多孔介质渗流的经验规律相一致;液滴流及环状流分别导致了相对渗透率比值曲线的上翘及下翘;弹状流流态下相对渗透率比值变化的微观模型与经验公式（1）拟合曲线基本一致;弹状流是曲线出现直线规律的根本原因,也是经验公式（1）的理论基础。     

水湿油藏油气水三相渗流模拟

针对试验获得多孔介质中油气水三相的渗流参数难度较大、经验模型预测不准确的问题,建立水湿油藏近混相状态下的三相渗流网络模型.利用孔隙级模拟方法分析三相渗流过程中可能存在的3种驱替过程,模拟再现不同的饱和路径,得到油气水三相相对渗透率.结果表明:在水湿油藏中,各种驱替结束后最终的油气水分布均为水相占据小孔隙,气相占据大孔隙,油相占据中间孔隙;三相水湿体系中的水相相对渗透率只是含水饱和度的函数,气相相对渗透率和油相相对渗透率小仅与各自的饱和度有关,还与三相饱和历史有关.     

特低渗透储层渗流特征和影响因素

为了研究特低渗透储层渗流特征及影响因素,以鄂尔多斯盆地白豹油田为例,对特低渗透岩心的单相和两相渗流特征进行分析.结果表明,特低渗岩心单相渗流具有拟启动压力梯度,渗透率越小,拟启动压力梯度越大;其渗流曲线不再为一条直线,而为下凹型曲线,呈现非达西渗流特征;其流变曲线不是直线,而为上凸型曲线,流体为非牛顿假塑性流体,在较小外力作用下不发生流动,只产生弹性变形,只有当外力大于某值时,流体才发生流动,且具有明显的屈服应力;动极限剪切应力与渗透率的关系表明,动极限剪切应力随渗透率减小而急剧增大;随着剪切速率的增大,视黏度逐渐降低,在剪切作用之后,流体浓度具有变小的特性;油水两相渗流曲线说明束缚水饱和度和残余油饱和度偏高,共渗区较窄,且随着含水饱和度增大,油相渗透率快速下降,水相渗透率缓慢增长.岩心的渗透率大小、润湿性、水锁等因素均对渗流特征有影响.     

S7断块油藏表面活性剂渗流行为及驱油机理

以SN油田S7块油藏为例研究了表面活性剂进入多孔介质后,在岩石/油/水这个复杂系统中的渗流、驱油过程。表面活性剂对残余油的作用机理分为乳化、运移、富集3个方面。低界面张力体系能使油珠分散,使油珠直径变小,使油珠易于流动。实验研究表明,注入表面活性剂后,相对渗透率曲线发生变化,水相曲线左移,液相渗透率明显提高,残余饱和度减少。     

用毛细管压力曲线计算相对渗透率曲线的方法综述

相对渗透率曲线对研究地下流体的渗流规律及驱替特征具有重要的意义。利用毛细管压力与饱和度的关系来计算相渗曲线的方法进行了综述。叙述了相渗曲线的计算原理,及引入分形理论的原理。按照公式相似性及继承关系,分组介绍了毛细管压力法的研究历程,及主要研究成果。认为提出Kr-S关系来简化算法和分形理论的引入,推动毛细管压力法的发展;认为各方法没有优劣之分,只是适应性不同;利用特定的实验数据,对各方法的优劣进行评价,本身有一定的局限性。据此将毛细管压力法分为三个时期。通过对比评价各方法的特点及相互关系,阐释算法发展规律。最后提出毛细管压力将有三个主要发展方向:1测定非常规储层的相对渗透率曲线;2测定特殊流体的相对渗透率曲线;3与其他岩心检测手段相结合来检测岩心。希望对今后的研究起到参考的作用。     

致密砂岩气藏气水相对渗透率计算方法改进

采用传统的JBN方法对致密砂岩气藏进行非稳态法气水相对渗透率测定由于气体滑脱效应明显,容易致使气相相对渗透率值偏高,误差较大,需考虑气体滑脱效应的影响对JBN方法进行改进。由于流体的渗流与孔隙结构有关,且气体滑脱也与岩石孔隙半径有关,通过建立渗透率与孔隙半径的关系,采用将不同含气饱和度下的气相渗透率转化为液体渗透率进行相渗计算的方法,消除滑脱效应的影响,对气水相对渗透率曲线进行修正。修正后的气体相对渗透率曲线下降明显,得到的相渗曲线也更能准确地反映致密砂岩气藏气水相渗变化规律,为气藏开发提供依据。     

聚合物驱相对渗透率曲线的特征研究①

本文在研究聚合物溶液流经多孔介质时的流变性基础上,确定了聚合物溶液在多孔介质的有效粘度与分流量和相饱和度之间的关系式。从而解决了聚合物吸附/滞留及非牛顿流效应的影响,建立了稳定法测定聚合物驱相对渗透率曲线的实验技术和方法。成功地测得了油/聚合物溶液体系的相渗曲线和注聚合物段塞后的油/水体系的相渗曲线,并确定了适当的相渗曲线经验方程。讨论了聚合物驱相渗曲线的特征,分析了水相中的自由聚合物分子和岩石中吸附/滞留的聚合物对相渗曲线的影响,真实地反映了聚合物驱过程中的多相渗流规律。     

注CO2油气藏流体体系油/水和油/气界面张力实验研究

采用高压界面张力装置测定了某油田在油藏温度下,原油中不同CO2注入量时油藏流体/地层水的界面张力,并考察了压力的影响.实验发现,随着原油中CO2注入量的增加,油藏流体/地层水界面张力不断减小.相同CO2注入量时,随着压力升高,油藏流体/地层水界面张力增大;当CO2摩尔分数达到0.650时,测得的油藏流体/地层水界面张力随压力的升高已变化很小,同时,从测得的PVT关系中也已很难分辨出泡点压力,体系接近一次接触混相的状态.当CO2摩尔分数为0.578时,油藏流体/CO2界面张力随着压力的升高而降低.研究表明,对某油井采用注CO2降低油藏流体/地层水、油藏流体/CO2间的界面张力的方法是可行的,注CO2方法在降低界面张力的同时,还增加了地层压力,对提高油井的采收率有利.     

温度对稠油/热水相对渗透率的影响

针对热采稠油油藏不同温度带的油水相对渗透率研究较少、油水运动规律认识不清的问题,开展了不同温度（100~280℃）条件下的稠油/热水相对渗透率实验研究。探究了温度对稠油/热水相对渗透率曲线端点饱和度及其对应的单相渗透率的影响规律,并从微观角度对变化规律进行了机理分析。实验结果表明,随着温度升高,束缚水饱和度先增大后减小,束缚水条件下的油相渗透率逐渐降低;残余油饱和度降低,其对应的水相渗透率逐渐增大。不同温度的残余油条件下的水相渗透率均较低。各温度条件下稠油/热水相对渗透率的变化规律,深化了对热采油藏流体渗流特征的认识,指导下一步开发方案调整。     

致密碳酸盐岩油藏纳米微乳相渗调节作用机制

对致密油藏进行相渗调节,可有效启动基质,改善油水渗流状况。纳米材料由于具有比表面积大、尺寸小等优点,可作为相渗调节剂。以分散纳米SiO_2的柴油为油相制备纳米级相渗调节剂,并对其进行性能评价。结果表明:纳米相渗调节剂为粒径中值4.351 nm的O/W型纳米微乳液,可稳定存在3个月;不同质量分数相渗调节剂粒径中值为3～7 nm;油水间界面张力为0.5～5 mN/m,在碳酸盐岩压片上的平均接触角为40°～75°;经纳米相渗调节剂处理后岩石表面均匀平滑,且被纳米吸附膜包覆;经纳米相渗调节剂处理后岩心油相相对渗透率下降幅度小于20%,水相相对渗透率下降幅度大于60%。     

考虑润湿反转效应的相对渗透率动态计算方法

润湿反转剂是化学驱提高采收率常用试剂之一,润湿反转剂驱后将改变原始储层岩石性质,对开发中后期油水渗流能力产生较大影响。针对润湿反转过程中相对渗透率曲线难以确定的问题,综合考虑了润湿反转剂导致的界面张力降低及润湿性变化特征,建立了相对渗透率及毛管压力曲线动态计算方法,并分析了润湿反转过程中相对渗透率及毛管压力变化规律。研究表明：油水两相相渗曲线变化同时受到毛管数和润湿性的影响,低毛管数条件下,相渗曲线形态主要受到润湿性的影响,随着毛管数逐渐增大,润湿性的影响减小,最终可以忽略不计。同时,润湿反转剂使得界面张力和毛管力减小,将对渗吸过程产生显著影响,因此,在渗吸驱油过程中,需要对润湿反转剂进行优选,以实现对驱油速度和采收率目标的相对最优。研究结果明确了润湿反转提高采收率过程中相对渗透率及毛管压力的变化规律,为研究润湿反转提高采收率的计算及油藏数值模拟提供了理论基础。     

油藏条件下泡沫油的油气相渗规律研究

委内瑞拉Orinoco地层油除了具有常规稠油的基本特性外,随开采压力的变化还呈现出极为复杂的“泡沫流体”流动特征,是典型的非牛顿流体,在油藏中的渗流过程属于非达西渗流,其在油藏条件下的油气相对渗透率关系还不清楚.长岩心衰竭实验显示了泡沫油的开发特征,缓慢的采油速度可使油气两相保持稳定.对常规油气相渗非稳态方法进行改进,利用气体驱替的慢速开发实验,结合衰竭实验和PVT实验的数据,计算出高温高压状态下泡沫油的油气相对渗透率关系.该方法对油气体积进行了准确的校正,计算的油气相渗关系显示出泡沫油的独特性:含气饱和度很低;气相相对渗透率值很低;油气两相曲线没有交点,在测试结束点时,气相相对渗透率值会迅速增长.     

低界面张力两相渗流相对渗透率曲线的实验研究

本文介绍了在低界面张力条件下,胶结岩心和非胶结岩心的吸吮过程相对渗透率曲线的特性。实验结果发现,非湿相在非胶结岩心中的吸吮过程渗透率大于驱替过程者;而湿相的吸吮过程渗透率则小于驱替过程者。对胶结岩心来说,情况正好相反。这与NAAR在高界面张力条件下所进行的类似实验的结果是一致的。     

稳定法测定相对渗透率时确定饱和度的示踪剂法

担对渗透率曲线广泛应用于油田开发储层评价、动态计算中,是油田开发必备的基础数据之一.在用稳定法测定岩心相对渗一透率曲线时,如何确定岩心中各相流体的饱和度,是个较难解决的问题。本文根据作者的实践,探讨了利用示踪剂浓度资料,确定流体饱和度的方法。     

低渗透油藏单相及两相非线性渗流新模型

针对目前并没有一个有理论基础的低渗透油藏非线性渗流模型,同时两相非线性渗流理论研究存在误区问题,结合边界层理论,利用毛管模型推导出了一个低速非线性渗流模型,通过实验数据验证发现该模型能够很好的反映出低渗透油藏的实际渗流特征。结合达西定律推广到两相的过程,深入的分析了相对渗透率引入的基本假设以及相对渗透率曲线所反映出的信息,将建立的单相非线性渗流新模型推广到两相体系,得到了两相非线性渗流新模型,并指出了现在两相非线性渗流理论研究方面存在的不足,并指出现有的非达西渗流模型相关的非达西参数应该取单相时测量值。     

考虑剪切变稀和吸附滞留的聚合物驱相对渗透率研究*

通过Blake-Kozeny方程推导了聚、油两相渗流时聚合物有效粘度计算公式,并通过兰格缪尔方程引入了相对渗透率下降因子。将有效粘度及渗透率下降因子代入广义达西公式获得了考虑剪切变稀和吸附滞留的稳态法聚合物驱相对渗透率计算公式。室内通过物理实验对比了新方法与传统稳态法聚合物驱相渗曲线区别,以及水驱和聚合物驱相渗曲线的区别。研究结果表明:与传统稳态法相比,受不可及体积和吸附滞留的影响,新方法计算的油相和聚合物相相对渗透率值均较低,其中油相相对渗透率主要受吸附滞留的影响,较传统稳态法下降了12%,聚合物相相对渗透率受不可及体积和吸附滞留的共同影响,较传统稳态法下降了44%。由于新方法不仅考虑了聚合物剪切变稀的非牛顿流体特性,还考虑了聚合物不可及体积和吸附滞留引起的渗透率下降,结果更为准确可靠。     

考虑非达西渗流及毛管力的低渗油藏油水相对渗透率计算新方法

油水相对渗透率是描述储层多孔介质油水渗流的重要参数,而低渗油藏的油水相对渗透率不能用已有的公式计算获得。通过考虑低渗储层多孔介质中油水渗流特征,建立了考虑启动压力梯度及毛管力影响的低渗油藏非稳态油水相对渗透率计算方法。进行了非稳态油水相对渗透率实验。计算了不同影响因素下的油水相对渗透率曲线,并分析了各因素对油水相对渗透率的敏感性。研究表明,启动压力梯度作为油水渗流的阻力,对油水相对渗透率的影响更为显著。毛管力作为动力,仅对油相相对渗透率有影响,对水相相对渗透率无影响。当考虑启动压力梯度及毛管力作用时,计算的产油量及产水量最为准确,误差仅为2.41%和3.51%。