油气两相流压力恢复试井规律研究

针对油气两相流动试井规律无法用解析方法得到准确认识的事实，提出用数值解法来求解的思路。用数值方法对在均质油藏不存在初始饱和度梯度情况下，油气两相流压恢试井的一般规律进行了研究，分析了实始饱和度分布、油气两相黏度比及相对渗透率关系的影响；进而又研究了初始饱和度梯度对试井规律的影响。研究首次发现，由于高压缩性气体参与渗流，会使压力导数曲线表现出了类似于单相流双重介质的“凹子”特征。     

新型油气两相有限体积IMPES数值试井模型算法

在油气两相流数值试井中对数值模型求解常用的线性化方法为IMPES方法(隐压显饱法),该方法由于显式求解饱和度,导致计算稳定性差,对时间步长要求较高,实际应用效果不好。采用一种新型的有限体积IMPES方法,考虑基于物质平衡原理,建立压力与油相饱和度关系,在隐式求解压力的基础上,利用压力和饱和度的关系求解油相饱和度,最后迭代计算出所有时刻的油气两相的压力及油气饱和度变化。通过与常规IMPES的计算结果对比可知,该方法的稳定性较好,并且计算简单,可以采用大步长,计算速度快,结果可靠,为两相流数值试井提供了一种可靠、便捷的求解方法。     

三维两相流数值试井模型

建立了基于混合PEBI网格的三维两相流数值试井模型 ,内容包括 :物理模型的建立 ,网格剖分方法 ,控制方程的离散格式以及内、外边界的处理方法。用单相流双重介质和双渗介质解析解对模型的计算结果进行了验证。对 3层油藏两相流试井曲线特征分析发现 ,多层两相流动试井曲线特征与单相流动双重介质的曲线特征相似。因此 ,有可能寻求一个参数关系将双重渗透介质试井问题与三维两相流试井问题联系起来 ,从而减小多相流试井分析的难度和多解性。径向PEBI混合网格与数值试井模型的结合应用 ,给出了三维两相流、有井筒存储和表皮效应的不稳定渗流产量隐式表达式     

三维两相流数值试井模型

建立了基于混合PEBI网格的三维两相流数值试井模型，内容包括：物理模型的建立，网格剖分方法，控制方程的离散格式以及内、外边界的处理方法。用单相流双重介质和双渗介质解析解对模型的计算结果进行了验证。对3层油藏两相流试井曲线特征分析发现，多层两相流动试井曲线特征与单相流动双重介质的曲线特征相似。因此。有可能寻求一个参数关系将双重渗透介质试井问题与三维两相流试井问题联系起来，从而减小多相流试井分析的难度和多解性。径向PEBI混合网格与数值试井模型的结合应用，给出了三维两相流、有井筒存储和表皮效应的不稳定渗流产量隐式表达式。     

裂缝-孔隙型双重介质油藏流体窜流规律

从数值计算和物理模拟两个方面研究了裂缝-孔隙型双重介质油藏的渗流规律问题,根据双重介质渗流的微分方程,建立裂缝孔隙之间窜流的数学模型,给出了其在拉氏空间中的通解.运用Stehfest数值反演方法,得到实空间的解,通过数值计算研究压力的动态特征,分析了储容系数和窜流系数对压力响应的敏感性;同时在室内模拟研究了流体在双重介质中的窜流规律.试验结果表明:在双重介质流体窜流规律的研究方面,数值计算与物理模拟试验结果具有很好的一致性.这说明在一般情况下可利用近似解析解进行压力分析,使得近似解析解可在具体试井分析中使用,为油藏工程和渗流力学试井分析提供了一种新的方法.     

相渗曲线对油水两相流数值试井曲线的影响

地层岩石相对渗透率的变化会影响地层中油水的流动,因此对试井曲线形态的影响也很大。用数值试井方法研究了不同相渗曲线对试井曲线的影响,采用PEBI网格技术,给出了在PEBI网格下油水两相流动控制方程的离散形式,并耦合了井筒存储和表皮系数公式,得到了压力降落数值试井问题的产量模型。不同相渗曲线经数值试井模型计算并对比发现,油相相对渗透率的降低或增加,引起地层压力变化的幅度及速度也增加或降低,因此试井曲线也相应地上抬或下掉。对油田的生产具有指导意义。     

井下旋流油气分离器流场数值模拟

鉴于现有油气分离器效率较低,为改善高含气井中井下多相混抽泵或电潜泵机组效率低下的问题,选择雷诺应力模型作为湍流模型,代数滑移混合模型作为多相流模型,对井下水力旋流油气分离器内的两相流场进行了数值模拟.通过数值计算得到了两相介质等浓度分布图和轴向速度矢量图,并将数值计算结果与同结构的水力旋流油气分离器样机的室内模拟试验结果进行了对比.研究结果表明,数值计算得到的各种图完全符合已知的旋流器流场分布规律.水力旋流器经过结构优化设计不仅可以进行井下油气分离,且分离效果较好,适用于较大流量和高含气率的油井条件.     

井下旋流油气分离器流场数值模拟

鉴于现有油气分离器效率较低,为改善高含气井中井下多相混抽泵或电潜泵机组效率低下的问题,选择雷诺应力模型作为湍流模型,代数滑移混合模型作为多相流模型,对井下水力旋流油气分离器内的两相流场进行了数值模拟。通过数值计算得到了两相介质等浓度分布图和轴向速度矢量图,并将数值计算结果与同结构的水力旋流油气分离器样机的室内模拟试验结果进行了对比。研究结果表明,数值计算得到的各种图完全符合已知的旋流器流场分布规律。水力旋流器经过结构优化设计不仅可以进行井下油气分离,且分离效果较好,适用于较大流量和高含气率的油井条件。     

航空发动机滑油系统叶轮式通风器数值计算研究

通过数值计算方法,对航空发动机滑油系统叶轮式通风器进行两相流分离模拟研究.在两相流的计算中,对油气混合物选用欧拉-拉格朗日模型,湍流模型则选用k-ε模型.通过多种工况的计算,探讨了不同油气比、转速对通风器腔内流动、分离效率以及油滴最小分离直径的影响.结果显示,实验数据和计算结果符合较好,一定程度上揭示了叶轮式通风器内部流动分布和油滴运动规律及其分离机理.     

油水两相渗流压降数值试井模型的建立

数值试井问题不同于常规油藏数值模拟问题。介绍了数值试井模型中采用的非结构网格技术 ,给出了在非结构网格下油水两相流动控制方程的离散形式 ,而后耦合了井筒存储和表皮系数公式 ,得到了压力降落数值试井问题的产量模型。将压力法与数值试井模型进行了对比校验 ,发现随油井的生产 ,压力导数曲线呈上翘趋势。通过计算结果对比 ,对原压力法提出的无量纲方法进行了修正。修正后的双对数曲线均可与同参数的单相流双对数曲线重合 ,边界反应也可以从两相流的压降试井曲线中获得。     

相渗曲线对凝析气井动态影响研究

采用新疆吉拉克气田真实油气流体、生产井段岩芯,测试了高温高压平衡油气相渗曲线、常规相渗曲线以及改进的考虑束缚气影响常规相渗曲线;建立了单井模型,分析了不同相渗曲线对凝析气井生产动态的影响。研究表明：采用不同油气相渗曲线（平衡相渗、改进相渗、未考虑束缚气影响的常规相渗）对单井动态进行预测,所得结果表明三种相渗预测的气采收率相近,油采收率依次下降,近井地带凝析油饱和度依次上升;对正确选择相渗曲线认识气田开发,指导气田的后期开发方案部署具有重要意义。     

考虑二次梯度影响的渗流模型与试井样版曲线

从质量守恒原理出发,结合达西定律,考虑恒压缩系数的弹性多孔介质和单相微可压缩液体的等温渗流过程,推导出了考虑二次压力梯度影响的渗流方程。建立了考虑井储影响的无穷地层定产量生产试井模型,并通过变量代换,将渗流方程线性化,求得Laplace空间解析解,利用数值反演得到实空间的解,进而绘制了压力和压力导数双对数样版曲线。从物理渗流机理上对曲线形态特征进行了分析,得出了无因次二次压力梯度项系数α对渗流和试井曲线的影响结果。特别对低渗稠油油藏,二次压力梯度项的影响不应被忽略,所获得的结果可用于研究低渗油藏和稠油油藏的渗流规律和试井分析。     

考虑井筒相分离的污染检测试井研究及应用

通过对 Fair模型解与 Ram ey模型解的对比分析 ,提出利用双对数及导数典型曲线分析具有井筒相再分布实测曲线的新方法 ,提高了处理具有井筒相再分布实测曲线的精度 ,并在现场实例中得到验证     

存在直线断层的复合模型试井曲线特征研究

鲜有文献报道井附近存在直线断层（尤其是断层位于复合油气藏内区）对试井解释的影响,因此,从渗流力学理论出发,首先建立考虑表皮和井筒储集的无限大地层两区径向复合油气藏试井解释数学模型,并通过拉氏变换对模型进行求解,再利用镜像反映原理和叠加原理研究存在直线断层的复合油气藏的无因次井底压力及压力导数曲线特征及影响因素。研究表明,当井到断层距离小于1/2内区半径时,无因次压力导数曲线将由无限作用径向流的0.5水平线变为内区受断层影响的1.0水平线和外区受断层影响的值为M₁₂水平线;当井到断层距离大于1/2内区半径时,无因次压力导数曲线将由无限作用径向流的0.5水平线变为反映外区特征的值为M₁₂水平线和反映外区受断层影响的值为M₁₂的水平线。     

吉林新立油田CO_2非混相驱模拟研究

利用专门建成的高压线性物理模拟装置，以吉林新立油田为原型进行了一系列ＣＯ２非混相驱模拟实验。实验内容包括ＣＯ２注入率、ＣＯ２段塞大小、交替注方式、气水比、水气同注及注ＣＯ２时机等因素对驱油效果的影响。研究结果表明：影响ＣＯ２非混相驱效果的最关键因素是ＣＯ２段塞大小和油层压力。注入率对驱替效果也有较大的影响，交替注入和气水比的影响是次要的。实验结果还表明：对新立油田而言，在较低的含油饱和度下，ＣＯ２非混相驱仍能有效地提高原油采收率。     

具有越流的多层气藏的压力曲线特征

在多层油藏半透壁模型的基础上 ,建立了多层气藏的半透壁模型及其微分方程组 ,内边界条件考虑了表皮系数和井筒储集效应的影响 .利用有限差分方法编制了模拟试井程序 ,并与精确解进行了比较 .阐明了半透率、表皮系数、井筒储存对井底压力曲线、分层产量的影响 .随着半透率的增大 ,压力曲线越平缓 ,压力导数曲线的“凹陷”不断向外漂移 ;当各层表皮系数相同的时候 ,各层的井壁压力是相同的 ,各层产量趋于各自的产能系数 ;当各层的表皮系数不同时 ,各层的井壁压力是一组平行线 ,井底压力与井壁压力平行 ,各层产量不在趋于各自的产能系数 ;井筒储存可以减小层间越流的早期作用 .这些结果可用于多层气藏的不稳定试井分析     

考虑变应力影响的粗糙裂缝油水两相流动能力数值模拟方法

油水两相相对渗透率和毛管力曲线是表征裂缝中流体流动特性的重要指标。基于侵入逾渗模型,建立一种考虑变应力影响的粗糙裂缝内油水两相流动数值模拟方法。通过蒙特卡洛法构建单条粗糙裂缝模型;利用侵入逾渗模型模拟单条粗糙裂缝中的稳态油-水驱替过程,数值求解毛管力及相对渗透率曲线。通过与Mualem解析模型比较验证模型的准确性。借助裂缝所受有效应力与开度间的解析关系,研究变应力影响下油水两相流动能力的变化规律。结果表明:油-水驱替过程中,随着裂缝有效应力增加,毛管力曲线呈整体抬升趋势,其中油相相对渗透率明显减小,而水相相对渗透率基本不变,同时发现油相开始流动对应的含水饱和度和水相基本失去流动能力对应的含水饱和度均随有效应力的增加而减小。     

考虑应力敏感和启动压力梯度的低渗透油藏数值模拟研究

利用应力敏感实验得到了低渗透油藏残余渗透率表达式;理论推导了考虑动态渗透率变化的启动压力梯度表达式,在此基础上,提出拟动力函数的概念得到了应力敏感和启动压力综合作用下的油水相渗曲线。然后利用Eclipse软件,通过引入ROCKTABH和Threshold Pressure关键字实现了考虑启动压力和应力敏感效应的低渗透油藏数值模拟研究方法。研究结果表明：考虑启动压力和应力敏感效应后,由于油相流动能力变差,水相渗流能力相对增强,残余油饱和度升高的影响,注采井间压力梯度较大,含油饱和度下降较慢,无水采收期较短,含水率上升速度较快,最终采收率较低。