基于微观孔喉结构的剩余油形成机理与动用界限

基于岩心实验,利用T2谱对不同孔喉半径的含油量进行了分析,确定了微观剩余油含量较高的孔喉半径分布状况;基于大、小孔喉并联模型,应用伯肃叶流动方程,考虑微观储层条件下的主要作用力,对原油的滞留机理及流动规律进行了研究;基于孔渗关系方程,确定了剩余油的动用界限,结合目标区块不同孔喉半径对应的剩余油分布特征,提出了高含水期剩余油挖潜对策。结果表明,随着驱替倍数的增加,大孔喉中的油逐渐驱出,水相逐渐变为连续相,小孔喉中形成“注水绕流式”的滞留剩余油;随着小孔喉半径的增大,临界驱替压力梯度减小,目标区块潜力孔喉半径为35μm,对应的临界驱替压力梯度为0.06MPa/m;上述成果应用到渤海SZ、QHD陆相稠油油田高含水期开发调整,由定向井反九点注采井网调整为水平井联合定向井行列、五点井网,采收率分别提高14.1%、15.2%,极大改善了高含水期开发效果。     

低渗透底水油藏长水平井产能公式

低渗透底水油藏长水平井产能对长水平井开发可行性论证及优化有重要指导意义。依据渗流力学与油藏工程相关理论方法,在考虑低渗透底水油藏的各向异性、启动压力梯度、定压边界特征及长水平井流场特征的基础上,运用流场劈分、镜像反映原理、等值渗流阻力法及复势理论推导了低渗透底水油藏长水平井稳态产能公式,并通过实例计算研究了避水高度与启动压力梯度对产量的影响。发现产量随无因次避水高度增加而降低,并综合确定最佳无因次避水高度为0.5;启动压力梯度增加,产油量降低;启动压力梯度越大,油藏各向异性对底水油藏长水平井开发的产能影响越小。     

低液量水平管气液两相分层流压力梯度和持液率研究

低液量气液两相分层流是长距离凝析天然气管线中一种常见流型,文章在大型多相流实验环道上进行了气液两相分层流实验,以动量平衡方程为流动机理分析基础,根据低液量气液两相流动特征,选取双圆环作为界面几何模型;优选气液相间摩擦系数,使低液量气液两相分层流压力梯度计算关系式闭合,计算了低液量分层流的压力梯度和持液率,并将模型预测值与实验实测数据进行了比较分析。在整个实验数据范围内,双圆环界面模型能够很好地预测低液量条件下气液两相分层流的压力梯度和持液率,因此建议在低液量的气液两相分层流中推荐采用双圆环界面模型预测压力梯度和持液率。     

超压盆地内剩余压力梯度与天然气成藏的关系

多种动力影响了天然气成藏过程,但不同地下环境中控制天然气运移聚集的主要动力不尽相同.对超压盆地内天然气成藏过程中的动力进行了分析,并对我国30个典型超压环境中的天然气藏进行了剩余压力梯度统计,在此基础上建立了剩余压力梯度与天然气聚集效率的关系.分析结果表明,超压盆地内天然气成藏过程中的动力可由浮力梯度及剩余压力梯度的和来表示,至少有60%的成藏动力来源于剩余压力梯度.超压盆地中,不同级别的天然气聚集效率具有相应的动力(梯度)标准,中效天然气成藏过程中,源-储间剩余压力梯度须达到12kPa/m;高效天然气成藏过程的动力界限为18kPa/m.我国大中型超压盆地中气藏成藏期间的剩余压力剖面可划分为散失型、弱压差汇聚型和强压差汇聚型3种类型.其中散失型不具备指向储集层的运移动力,无法形成天然气藏;汇聚型可能形成天然气藏,其剩余压力梯度控制了成藏效率.     

水驱油过程中浮力对油滴运移的影响

通过研究多孔介质内油滴的受力情况,分析了油藏在整个开发过程中流体之间作用力的相互关系及其对剩余油分布的影响,考虑了浮力在油藏不同开发阶段对油滴的作用,并应用达西定律研究了流体浮力对垂向剩余油分布的影响规律.分析结果表明,流体对油滴产生的浮力对垂向剩余油分布的影响在油层内部表现明显,而在靠近注水井和生产井附近的区域表现得不十分明显.     

薄层低品位油藏孔隙结构及渗流特征

薄层低品位油藏的油层厚度比较薄、埋藏比较深、渗透率比较低、储量丰度低、开采难度大。通过物理模拟实验研究了薄层低品位油藏的孔隙结构特征、两相渗流规律、启动压力梯度和岩石压缩性的变化规律,重点分析了不同渗透率毛管压力曲线的变化、不同渗透率相对渗透率曲线的变化规律、启动压力梯度对储层物性的影响、流动系数之间的关系、围压与渗透率之间的变化规律等。结果表明,薄层低品位油藏的孔隙结构及渗流特征与中高渗油藏有很大不同,启动压力梯度和压力敏感性影响很大,必须选择合理的注采压差和注采井距,建立有效的驱替压差,才能克服启动压力梯度和压力敏感性的不利影响,改善开发效果。     

乳状液线性渗流启动规律研究

从实验和理论方面研究了多孔介质中乳状液渗流的规律及线性启动数学模型。在恒定压力下,通过不同乳滴的水包油型乳状液在不同渗透率的亲水性胶结岩芯中的渗流实验,得到了孔隙介质的渗透率随乳状液注入孔隙体积倍数增加而降低的变化规律;在不同的恒定压力下,通过乳状液渗流实验,得出了孔隙介质渗透率的降低幅度随着压力梯度的增加而减小的变化规律。提出了一种滞留乳滴的线性启动数学模型,采用方程积分与参数优化技术联合编程的计算方法,计算了乳状液在孔隙介质中的渗流规律,结果表明理论计算和实际测量值非常一致。     

超低渗透油藏渗流特征及提高采收率方向

为提高超低渗透油藏单井产量,深入研究了超低渗透油藏渗流特征,认为建立注水渗流条件下的有效驱替是关键,综合多种测试手段和岩心室内实验结果,定量描述了启动压力梯度和压力敏感系数的非线性变化规律,建立了超低渗透油藏考虑应力敏感和启动压力梯度的渗流模型,研究并试验了以小井距、小水量、超前注水、前置酸加砂压裂、多级加砂压裂、水力射孔射流压裂为主体的开发技术,有效地改善了平面和剖面渗流条件,为规模开发超低渗透油藏提供了新途径。     

特低渗透天然砂岩大型物理模型渗流规律

建立特低渗透天然砂岩大型物理模型,提出研究特低渗透油藏渗流规律的新方法.通过引入无因次产量系数的概念,分析大模型的渗流曲线,给出天然大模型的渗流特征;结合对比小岩样的非线性渗流规律和测量的平面压力梯度场,将大模型划分为死油区、非线性渗流区和拟线性渗流区.研究结果表明:特低渗透天然大模型同小岩心一样具有非线性渗流特征,相同注采压差下,渗透率越低,无因次产量系数越小,非线性渗流特征越显著;注采压差越大,无因次产量系数越大,最终趋于定值.大模型的渗流区域与注采压差、井距及模型物性有关,相同注采压差和井排距下,渗透率越低,死油区范围越大,非线性渗流区和拟线性渗流区越小;增加注采压差、缩小井排距均可缩小死油区,甚至使死油区消失,整个油藏流动能力增强.该新方法更能直观地描述实际油藏的渗流规律.     

齿轮泵轴向浮动侧板力矩平衡机制改进

针对外啮合齿轮泵浮动侧板在多工况下磨损问题,提出了一种新型的连通式平衡机制。相比将补偿面压力区与摩擦面压力区相隔开的传统分离式平衡机制,连通式平衡机制将浮动侧板补偿面油腔与侧板摩擦面连通,以使补偿面压力梯度与摩擦面压力梯度同步变化。针对浮动侧板的压力区特征,对侧板表面局部压力分布进行线性化假设,建立了基于离散特征点的参数化力矩模型。理论分析与实验测试表明,以浮动侧板所受合力矩为评价标准,多工况条件下,相比分离式平衡机制,连通式平衡机制提高了浮动侧板的自平衡和自适应能力61.09%。