孔隙介质渗流微观数值模拟

论述了孔隙介质渗流宏微观研究之间的联系,以及微观渗流研究的重要意义。综述了国内外有关渗流微观结构模拟方面的研究问题和当前主要研究方法,分析了各种微观物理模型及相应的各种数学模型的研究特点和研究手段。比较了孔隙结构研究的随机模拟方法和全局升尺度法,指出了两种方法的优缺点,最后对孔隙介质微观渗流研究的发展趋势进行了展望。     

变形双重介质油藏动态特征

在应力敏感油藏的试井分析中,常岩石特性的假设对于确定传导率和储存系数可能引起较大的误差,研究了应力敏感地层中双重介质油藏的动态特征,建立了应力敏感地层双重介质的新的数学模型。在考虑裂缝发生形变时渗透率依赖于孔隙压力变化的流动方程是强非线性的前提下,采用Douglas-Jones预估校正法获得了只有裂缝发生形变定产量生产时无限大地层线源井和定压生产时无限大地层圆柱面源井的数值解,并探讨了变形参数的双重介质参数变化时压力的变化规律,给出几种情况下典型压力曲线图版,这些结果为变形介质试井参数解释提供了理论依据。     

低渗透介质注浆浆液扩散机理试验研究

为研究注浆浆液在低渗透介质中扩散力学机理,以井工一矿4^#煤层中X5陷落柱中填充物为研究对象,设计了能够进行观察浆液微观扩散过程的可视化高应力注浆试验系统,设计了间歇式注浆实验方案,得出泥砂注浆固结体的几何模型。分析实验结果可知,浆液的扩散过程包括形成裂隙内流动和孔隙渗透两部分。浆液在流动过程中,注浆压力随着沿程距离的增大而减小,渗流通道周边的浆液渗透到泥沙孔隙中,浆液在孔隙中的活动包括渗入、絮凝、破坏絮凝层等循环过程。     

双重介质油藏产能及压力动态分析

目前,双重孔隙介质油藏的研究主要集中在定产量开采条件下的不稳定压力分析,对定压开采条件下的不稳定产量分析研究的较少。本文通过对双重孔隙介质油藏的数学模型进行拉普拉斯变换得到了其在两种边界条件下的拉氏空间的解,再分别对其进行数值反演得到了实际空间的解。再把这些理论公式用VB6.0编制成计算机程序,接着把程序运算得到的数据导入到EXCEL中,在EXCEL中绘出了许多理论曲线和图版。     

双重介质油藏基质动用程度及规律

采用数值模拟方法,对双重介质油藏中基质动用机制、程度及影响因素进行研究.针对ECLIPSE数值模拟软件不能给出基质产油量的情况,首次提出用饱和度变化计算基质累积产油量的方法和基质贡献率的概念,研究基质的动用程度,分析块度系数、基质渗透率、裂缝渗透率、注水速度等因素对水驱基质贡献率的影响.结果表明:裂缝发育程度是决定基质...     

双重介质分形油藏非线性流动分析

在非线性偏微分方程中，根据弱可压缩液体的假设，忽略了二次梯度项，这在湿气石油和低渗透储层的计算中将产生误差。对于双重分形介质流动系统及其物质平衡方程，在保留非线性偏微分方程中所有项的前提下建立了新的双孔模型。采用Douglas-Jones方法，获得了定产生产和定压生产时分形介质双孔模型的数值解。结果表明，对于定产生产，油藏参数cLD对非线性影响更敏感，线性解和非线性解的偏差约为10％。对于定压生产，fLD的影响可忽赂不计。讨论了液体压缩系数和双重分形介质参数变化时的压力变化规律，给出了典型压力曲线。     

校正双重介质模拟模型中迭代解的新方法

由于用双重介质模型对裂缝水窜等强非线性渗流问题进行数值模拟时 ,迭代求解往往难以收敛 ,这种不收敛性使得物质平衡误差偏大 ,有时甚至会使模拟失败 .针对这种模拟求解过程中物质平衡误差偏大问题 ,提出了迭代解的物质平衡校正方法 .实际应用表明 ,此方法可以大大降低双重介质模拟模型的物质平衡误差 ,同时还能提高油藏模拟过程中迭代求解的收敛速度     

孔隙介质中非混相微观驱替机理及影响因素

石油工程注水开发过程中,存在着多种微观驱替机理。对活塞型驱替机理、海恩斯跳跃、爬行机理、卡断机理、小孔包围大孔机理、指进机理和绕流、粘附现象、部分膜流动机理、汇聚现象等驱替机理分别进行了综述和探讨。这些驱替现象能否发生、发生的相对重要性依赖于外部条件(如注入速度、注入压力)、孔隙介质的微观几何形状及结构形态、流体性质、储层特性以及两流体之间的界面张力等。结合薄片岩心动态驱替模型实验结果及相关文献,简要指出了各种驱替机理的影响因素。     

随机介质中扩散过程的尺度跃迁

对随机多孔介质中的示踪粒子的随机移动过程和相应的尺度跃迁问题进行了研究。假设当时间和空间进行尺度适应的尺度跃迁时,其粒子的移动过程弱收敛于ｄ维中心布朗运动,具有协方差Ｄ．随机介质对示踪粒子的作用可表示为小的扰动力,扰动过程收敛于具有相同协方差阵的布朗运动,但具有一个形如Ｍ·ａ的附加漂移。对于扰动的粒子位移过程,证明了试验粒子的流度和协方差通过Ｅｉｎｓｔｅｉｎ公式相关联。证明Ｅｉｎｓｔｅｉｎ公式所用的方法采用了计算轨迹空间上的测度的ＲａｄｏｎＮｉｋｏｄｙｍ导数（Ｇｉｒｓａｎｏｖ公式）。研究了单个粒子在具有时间独立的随机非均匀性质的格上运动和在速度满足Ｌａｎｇｅｖｉｎ方程的随机势场中的运动,并得到了关于尺度跃迁过程的一些特性和扩散矩阵与漂移之间的关系。     

玛湖致密砾岩油藏注烃类气混相驱油藏数值模拟

玛湖凹陷地区衰竭式开发直井初产高、递减快,常规注水开发不适应,通过注烃类气转换开发方式,可以大幅提高采收率。利用细管法测定注气试验区最小混相压力为41.71 MPa,玛湖地区目前地层压力条件下普遍可以实现混相驱;根据玛湖地区储层特征及地质力学参数,同时将天然裂缝及人工描述参与模拟,优化裂缝展布形态,建立了三维压裂缝网模型;基于压后缝网模型开展布井方式、注气速度及气驱油藏动用规律研究。结果表明,水力压裂平均缝网长轴173.90 m,最长846.90 m,短轴6.44 m;采油井部署井轨迹距顶2/3厚位置,气体波及范围更大;以维持混相为目标优化注气量,设计前10 a水平井单井日注气5.5×10⁴ m³,后10 a日注气4.0×10⁴ m³,试验区采收率可达22.5%;注入烃类会优先沿着采油井压后长压裂缝驱替,优先动用该区域原油,造成注气波及范围不均匀;随着烃类气体的注入,沿驱替前沿原油黏度大幅降低,同时,由于注入烃类气体与原油发生混相,通过蒸发气驱作用,注气5 a后采油井SRV范围内剩余原油黏度明显增大。此研究可以有效指导玛湖注烃类气体提高采收率试验现场开发技术政策制定。     

低渗透油藏CO2混相驱对储层改造作用的实验研究

研究注入CO2对低渗透储层的改造作用,对于理解CO2驱混相体系的渗流特征以及完善混相驱数值模拟方法都具有重要的意义。以取自吉林大情字井油田的天然岩心为研究对象,开展混相条件下的CO2驱替实验,分析驱替实验前后岩心成分和物性参数的变化。研究结果表明,CO2注入低渗透储层后会引起储层孔渗的改变,改变主要来自于长石和碳酸盐胶结物的溶解和微粒的运移,且多发生在能量汇集较高的喉道内壁处。这些改变将最终影响气体突破的时间和CO2驱的驱替效率,是发展CO2驱数值模拟模型应当考虑的因素。     

微小尺度流动应力波动尺度效应

通过对常温下具有不同晶粒直径的微型铜圆柱体进行镦粗实验,研究了微小尺度下流动应力波动尺度效应现象.结果表明,在应变量相同条件下,流动应力波动幅度随晶粒尺寸的增大而线性增大;在晶粒尺寸相同条件下,流动应力波动幅度随应变量的增大而增大.基于晶体塑性理论及数理统计理论,建立了流动应力波动幅度与晶粒尺寸和坯料几何尺寸间的关系.     

阿布扎比陆上巨型碳酸盐岩油田CO2混相驱适应性分析及注采优化

阿布扎比陆上Bab油田为巨型碳酸盐岩油田,地质储量250亿桶,纵向上发育的6个油气藏,平均有效厚度(6~50)m,平均渗透率(2~20)m D,孔隙度7%~30%。主力油藏Thamama B于1963年投入开发,先后经历衰竭式和注水开发但处于低含水中等采出程度阶段,其他非主力油藏基本未动用。根据该油田6个油气藏地质特点和油藏参数,进行了EOR技术初步筛选,结合室内物理模拟实验确定的各油藏CO2混相驱压力,证实CO2驱在Bab油田较好的适应性。室内驱替实验研究表明,CO2WAG混相驱可提高采收率25%。无论是否有前期水驱,都是最有效的提高采收率方法。同时,利用Bab油田各油藏相关资料建立数值模型,采用数值模拟方法,研究不同参数的合理区间:气水比范围1∶2~1∶3之间,注入时机为含水小于60%~70%,水平井注采井距和油藏物性及厚度关系密切,范围在(250~750)m之间,CO2注入速度(150~400)t/d,CO2净利用率(3.5~7.6)MSCF/bbl,驱替结束后约50%~60%的CO2滞留在油藏内部。各油藏典型区块模型的预测结果表明,相对水驱开发,CO2WAG混相驱可提高采收率12%~18%,含水下降5%~10%,稳产期延长4~7年。     

频散效应对自由大气能量输送的影响

本文应用扩大的Ｐｒａｎｄｔｌ混合长理论分析自由大气中的Ｒｅｎｏｌｄｓ平均运动方程组，着重分析了频散效应对自由大气大迟度运动能量输送的影响。分析指出：频散效应的自由大气中能量由扰动动能向平均动能转换（即能量逆转）的根本原因；正压大气能量逆转只能在扰动的尺度小于临界迟度Ｌｃ时才能发生；斜压大气能量逆转主要在扰动的厚度小于临界厚度Ｄｃ时发生。不同尺度的扰动与包含和不包含频率散效应的简单模式结果验证了上面     

The Feasibility of ASP Flooding with Low Alkali Concentration in Heterogeneous Reservoirs

In this paper, as far as the ASP flooding in the pilot area of Daqing oilfield is concerned, the effect of apparent viscosity of ASP solution on enhanced oil recovery have been studied by comparison of experiments on artificial heterogeneous cores with on natural cores.The results showed that the decrease in the concentration of alkali could increase tile apparent viscosity of ASP solutions, namely, the apparent viscosity increased and the IFF couldn‘t get ultra low, and the oil recovery efficiency by ASP solution with a reasonably lower concentration of alkali was not less than that with a higher concentration of alkali and ultra low IFF. The experiments with models having impermeable interlayers between adjacent layers, and by means of “co-injection and separate production” showed that the ASP solution with a higher viscosity and a lower alkali concentration was more beneficial to starting-up medium and low permeability layers and enhancing total oil recovery. Therefore, to heterogeneous reservoir, as factors of affecting oil recovery, the apparent viscosity may be more important than the ultralow IFF. Furthermore, on the premise that the concentration of surfactant and the concentration of polymer keep constant, ASP flooding with low alkali concentration not only enlarges the selectable range of surfactants and decreases the cost of ASP flooding, but also solves the problem of alkali scales. Finally, a dynamic absorption experiment was performed with a 0.5 meter long linked-up natural core to determine alkali wastage in formation. The result being accord with the application case in the pilot confirmed that it was not necessary to add the alkali too much in ASP flooding from a new direction.     

色散和非线性效应对拉曼放大器性能的影响

从耦合振幅方程组出发,研究了色散和非线性效应对光纤拉曼放大器性能的影响。通过系统仿真,得到色散参量的变化对拉曼放大器的性能影响较大,而非线性系数对其影响较小。还仿真了采用不同光纤作为传输媒质时拉曼放大器的性能,并与传统方法的仿真进行了比较。结果表明:当仿真距离较短时,两种仿真方法的结果基本符合。但是,当仿真距离较长时,结果出现显著偏差。采用G.653光纤作为传输媒质,两种仿真方法的结果偏差较小;而采用G.652光纤,结果偏差较大。     

渤海L油田早期注聚效果评价方法研究

目前对于早期注聚效果的评价没有成熟的方法,增油降水的效果基本依靠动态分析方法评价,由于早期注聚与晚期注聚的很大不同,造成动态分析方法在评价早期注聚效果方面存在很大的局限性。本文引入一种早期注聚效果评价的新方法,运用数值模拟技术对渤海L早期注聚效果进行全面的评价,建立高精度历史拟合的数值模型,并建立假想的水驱模型,使之与实际模型对比,结果表明,通过数值模拟法计算的增油量与动态分析法相比更加精确,原因是数值模拟法排除了各种措施带来的干扰,且考虑了油田的递减规律。另外建立了不同含水时机注聚的模型,通过分析认为,目前渤海L油田实行的早期注聚在各方面相较其他含水时机注聚具有很大优势。     

高温化学复合驱油方式优化评价研究

针对双河油田VI油组高温非均质油藏,使用油层砂充填长管模型,研究几种化学复合驱油体系中表面活性剂、聚合物、低度交联聚合物、有机碱以及交联剂之间的色谱分离特征。实验结果表明,95℃下三元复合体系流经填砂管时,聚合物最先突破,碱随后突破,表面活性剂的突破滞后最大;有机碱的加入能起到降低表面活性剂吸附的作用,而交联剂对于表面活性剂吸附影响不明显。根据色谱分离程度,采用层间非均质人工压制物理模型,对比评价了二元、三元复合驱油体系及几种组合驱油方式的驱油效果,优选出主段塞为有机碱三元复合体系、前后保护段塞为交联聚合物的驱油体系,水驱后可提高采出程度24.2%。该研究成果可以对高温非均质油藏三次采油的高效开发提供参考依据。     

虚部光子晶体掺杂介质色散模型

虚部光子晶体的新颖结构使得它具有很强的频率依赖特性,其掺杂介质的色散关系已成为被广泛研究和应用的障碍.利用线性振子的强迫振动模型和有效介质理论,建立虚部光子晶体掺杂介质的色散模型,该色散模型可推广到掺杂多种共振分子材料的情况.通过拟合得到与实验数据相符的色散曲线,从而验证了模型的有效性,有利于进一步研究虚部光子晶体光学特性.