阿尔及利亚某油田富气混相驱长岩芯物理模拟

结合长岩芯（细管）实验结果，利用长岩芯驱替实验评价了富气混相驱注入时机、注入方式以及注入量对混相驱效果的影响。在油藏条件下，液化石油气与天然气摩尔比为36:64时，混相流体与地层原油能完全混相，与水驱相比，提高采收率在15%以上。在注入工艺参数中，早期注入有利于提高采油速度，交替注入有利于控制气窜，注入量对驱替效果和后续水驱压差影响较大，建议用数模方法优化注入段塞大小。     

泡沫驱经验模型及其应用

气体以泡沫的形式注入油藏是一种极有效的提高采收率方法。泡沫可作为流度控制剂,也可作为封堵剂或被用来控制生产气油比。到目前为止,已有许多泡沫驱模型用来模拟泡沫驱的动态,如机理的、经验的和半经验泡沫模型。介绍了两种最常用的泡沫驱模型:PBM模型和经验模型。其中,经验模型由于需要的实验数据量少,只需增加一个额外的表面活性剂流动方程等,所以被广泛采用。为此,开发了一个简易的泡沫驱经验模型。     

低渗油藏岩石压敏性及其对渗吸的影响

针对裂缝性低渗透油藏基质中大量原油滞留而采不出来的特点，结合岩芯压敏性实验和渗吸实验，分析了该类油藏周期注水过程中的作用机理。进行了不同渗透率岩芯静态渗吸实验、岩芯的渗透率压力敏感性实验、不同压降条件下的渗吸实验，并将三者实验结果进行了比较分析。研究结果表明，渗吸采收率随着岩芯渗透率的增大而先增大后减小；岩芯渗透率损失主要是发生在有效压力增大的初期阶段；降压幅度和降压速度对渗吸采收率的影响趋势是先减小后增大；周期注水过程中，压力波动幅度较小时，岩芯压敏性起主要作用；当压力波动幅度较大时，压力波动产生的内外压差起主要作用。     

ASP驱油体系相对渗透率曲线测定方法研究

通过浏定ASP溶液在孔隙介质中的流变特性，提出了“达西粘度”的概念，并研究了它与戏余阻力系数的关系，从而将ASP/油体来相对渗透率曲线测试中水相粘度的确定问题转化为研究流体的残余阻力系数与表观粘度的关系。实脸结果表明，本文提出的思路和方法是测定ASP驱油休系相对渗透率曲线的可行途径。     

CO2 驱替沥青质原油长岩芯实验及数值模拟

针对CO2 驱油过程中出现的沥青质固相沉积现象，综合考虑注气过程中沥青质在多孔介质中的沉积、吸附及堵塞效应，建立了CO2 驱替含沥青质原油多相多组分渗流模型。以长岩芯实验为基础，拟合实验数据表明使用本文建立的模型计算的采收率与实验值更接近。同时对CO2 气驱过程中沥青质沉积规律进行了探讨，模拟研究表明，注入CO2 过程中，沥青质沉积首先发生在注入端；沥青质吸附也首先发生在注入端，但随着注入气量的增加，存在解吸附过程；沥青质沉积前缘与注气前缘一致，说明注入CO2 是导致原油中的沥青质沉积的主要原因。     

稠油油藏注蒸汽储层热伤害规律实验研究

针对稠油油藏注蒸汽过程中储层的热伤害问题，研究了稠油油藏热采过程注入的高温、高pH 热流体对储层 渗透率的影响，研究中利用正反向流动实验方法，研究了高温冷凝液注入疏松砂岩后引起的微粒运移作用及储层渗透 率的变化特征；并利用储层矿物的水热反应实验，分析了疏松砂岩油藏注蒸汽开发过程中的微粒运移机理。实验结果 表明，注蒸汽过程中，稠油油藏储层渗透率随温度及pH 值的升高而降低。高速流动的蒸汽及冷凝液造成储层内固相 微粒的运移及滞留，使储层非均质性进一步加剧；同时，高温、高pH 的蒸汽冷凝液既促使黏土矿物发生膨胀又造成储 层矿物发生溶解与转化，从而进一步加剧了稠油油藏疏松砂岩储层的储层热伤害。     

气水交替驱油藏注入能力分析及优化

针对注入能力降低是制约气水交替驱提高油藏采收率的关键因素的问题,以相似理论中的检验分析法推导了气水交替注入无因次注入能力方程,运用考虑相渗和毛管滞后效应耦合的数值模拟方法,评价无因次注入能力的因素影响,讨论并优化了注入水气比。研究结果表明：对于特定油藏体系,通过增加注入气的富化度提高粘滞力重力比来达到改善驱替效果的方法比片面地增加注气速度更高一些;水气比越高,达到相同开采效果所需气量越小,但因此而出现较明显的注入能力下降的趋势。对于低粘滞力重力比的注气条件,选择水气比为2最佳;而对于高粘滞力重力比,则水气比为1是最佳选择。建议在水气比的优选时充分结合油藏地质特征和注入流体特性进行分析。     

严重非均质油藏开发层系组合界限研究

严重非均质油藏随开发时间延长，层间干扰越来越严重，需要对开发层系进行调整重组。根据油藏动、静态资料，对胡7南沙三中严重非均质油藏储层渗透率、极差分布进行分析，设计长岩芯水驱油实验，利用实验确定不同渗透率岩芯动用规律；在实验基础上利用修正的数值模拟模型进行多层联合水驱动用条件下分层动用规律研究；提出用综合影响因子来反映非均质性对低渗透层动用特征、驱替效果的定量影响程度；找出不同渗透层组合的合理界限，以指导此类严重非均质油藏开发政策的制定。     

上浮剂隔层控制裂缝高度延伸实验研究

对于遮挡层(隔层)较差的低渗透储层，采用人工隔层控制压裂缝高非常必要。分析了影响人工隔层阻抗的因素，对岩芯流动装置进行了改造。用Malvern激光粒度测试了一种上浮剂的粒度分布，对岩芯进行沿轴向剖分2/3的特殊处理，通过岩芯流动实验来模拟人工隔层的形成。按正交设计原理设计实验方案，并按照岩芯流动实验行业标准进行实验。应用非线性处理后的逐步回归方法得到了人工隔层强度与携带液黏度、上浮剂浓度和岩芯渗透率的统计公式。为指导现场控制缝高的压裂设计提供了依据。     

裂隙粗砂岩渗透率的应力与时间效应研究

为了探究爆破增渗对储层改造后裂隙岩体渗透率随应力与时间的演化规律，通过室内试验，研究了应力和时间作用下单裂隙粗砂岩和多裂隙粗砂岩渗透率演化规律。主要结果如下：在应力和时间影响下，多裂隙粗砂岩的渗透率始终高于单裂隙粗砂岩，但在应力影响下其应力敏感性系数低于单裂隙粗砂岩，并且同一种类型的裂隙粗砂岩渗透率应力敏感性系数存在孔压>围压>轴压这一关系。单裂隙粗砂岩的渗透率随轴压和围压增加而降低，随孔压增加而升高。其渗透率应力敏感性系数随轴压和孔压的增加而增大，随围压的增加而降低；多裂隙粗砂岩的渗透率随轴压和围压增加而降低，随孔压增加先降低后增加。其渗透率应力敏感性系数随轴压的增加而降低，随孔压的增大而增大，随围压的增加先增加后降低。在渗流-时间试验中，单裂隙粗砂岩和多裂隙粗砂岩的渗透率随时间演化主要呈3个阶段，第1阶段渗透率快速降低，第2阶段缓慢降低，第3阶段趋于稳定。在开始的24 h内，单裂隙粗砂岩的渗透率降低幅度大于多裂隙粗砂岩。之后随着时间的变化，单裂隙粗砂岩和多裂隙粗砂岩的渗透率逐渐稳定。     

基于有限差分的化学剂平面运移规律数值模拟

在化学驱中，各种化学剂在地层中的浓度对于驱油是极为关键的，理想的情况是合理设计化学剂注入参数（注 入浓度、注入量和注入速度），使得地层各处化学剂的浓度接近实验室设计的最佳浓度，从而驱油效率最高。化学剂在 地层中除正常的对流外，还会发生扩散和吸咐，而平面渗流中，各处渗流速度的不同，使得化学剂在平面的浓度分布比 一维情况复杂得多。依据有限差分法和雅可比迭代方法，根据达西渗流定律确定平面渗流速度场和压力场分布，再根 据已求得的速度场结合化学剂运移的对流弥散方程，求解得到了化学剂的浓度场。数值模拟结果给出了不同时刻化 学剂在地层中的浓度分布，并针对不同的运移滞后系数、弥散系数和化学剂注入量，分析了这些参数对于化学剂分布 的影响。     

交联聚合物动态成胶及运移的室内模拟研究

室内采用长岩芯填砂装置模拟了交联聚合物注入、成胶封堵和运移过程。室内模拟结果表明,注入的调剖体系能够达到设计的封堵位置,在注入过程中体系受稀释、剪切和吸附等因素影响,其浓度和成胶前的初始黏度沿程呈下降趋势。在实验所用的浓度（0.2%HPAM）条件下,孔隙介质中的堵剂体系形成有效堵塞的时间显著延长,是静态条件下的6 倍;从不同部位堵剂取样成胶后黏度和岩芯封堵前后注水压力变化情况看,有效封堵距离r 小于设计封堵距离r′,0.67r′ < r < r′。在后续水驱作用下,一部分凝胶能够沿高渗层发生运移,产生深部调驱作用。     

渗透率及含油饱和度对泡沫性能的影响研究

针对油层渗透率和含油饱和度的不同使同种泡沫体系的起泡能力和封堵能力有较大差异,开展了不同渗透率 和含油饱和度条件下泡沫体系的起泡能力和封堵能力研究。研究依靠室内驱替实验测定压力表读数,计算不同渗透 率和含油饱和度条件下的阻力系数。结果表明：随着渗透率的增加泡沫起泡能力增加、封堵能力变好,当渗透率大于 463 mD 后,渗透率对起泡能力和封堵能力的影响变小;同时随着运移位置的增加阻力系数降低,泡沫体系起泡能力小 于消泡能力,封堵能力变差;而随着含油饱和度的增加泡沫起泡能力和封堵能力逐渐降低,但在不同含油饱和度条件 下降低幅度不同,可以分为3 个阶段：缓慢下降、急剧下降和平衡阶段,在含油饱和度低于33% 情况下,阻力系数高于 23,此时起泡能力强、封堵性能好。为下阶段研究泡沫驱在油田的开展奠定了理论基础。     

热处理岩石微观实验研究

在大气压力下，对取自储层的3种岩芯在100～800℃范围内进行加热处理，通过电镜扫描观察和矿物成分分析手段从微观角度研究加热对岩石矿物成分、岩石内部微裂缝网络的影响。结果表明：随着加热温度的升高，岩石矿物成分发生变化，部分晶粒结构遭受破坏；在热应力作用下，由于岩石各向异性的热学特性，在岩石内部出现晶间裂缝、晶内裂缝和穿晶裂缝，并逐渐形成一个发育良好的裂缝连通网络，在宏观上导致岩石渗透率的增加。在实验结果的基础上，对高温作用下的矿物结构变化以及裂缝的发生、发展机理进行了探讨，从微观角度对热处理岩石导致渗透率增加的机理进行了讨论。研究结果对热处理油层以改善井筒附近地层渗流状况具有借鉴意义。     

粘弹性流体驱替残余油微观力计算

为进一步探索聚合物的弹性对残余油的驱替机理， 选取上随体 Maxwell 本构方程， 建立粘弹性流体在微孔道中的流动方程。在应力张量理论基础上， 计算作用在残余油膜上的水平偏应力差。分析、 对比不同流变性流体、 油膜宽度及压力梯度对作用在残余油膜上的水平偏应力差的影响。结果表明： 在油田生产实际平均压力梯度为 0.02 MPa/m 的情况下， 水、 幂律流体 （ n = 0.6 ） 、 粘弹性流体 （ We= 0.3） 三者作用于残余油膜上的水平偏应力差的比值约为 1：10：25， 即粘弹性流体 （ We= 0.3） 驱油时对油膜的驱动力大约是水驱的25 倍。进一步从理论上证明了粘弹性流体能够提高微观驱油效率这一结论。     

东河砂岩水淹后岩石物理特性变化规律研究

为了准确确定东河砂岩水淹后储层的含油饱和度，进而判断油藏的水淹程度，以岩石物理实验为基础，系统 分析了油驱水与水驱油过程中岩电参数的变化规律，研究结果表明，东河砂岩水淹后a、m 不变化，只与岩石自身特性 有关；水淹后岩性系数（b）也基本不变，但饱和度指数（n）发生了变化，物性差时n 变小，物性好时n 变大。根据岩电 参数的变化规律，建立了变岩电参数计算模型，提高了物性较差储层的饱和度计算精度。利用不同矿化度下水驱油岩 电实验，分析了储层水淹后电性特征的变化规律，污水水淹后储层电阻率随含水饱和度的增加而降低，淡水中低水淹 时储层电阻率随含水饱和度的增加而降低，淡水高水淹或强水洗后储层电阻率随含水饱和度的增加而升高。     

碳酸盐岩油藏携砂调剖工艺技术研究与应用

塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏经多轮次周期注水后，井间形成优势水流通道，注入水突破现象日益突出，注水效率逐年降低。针对注水突破技术难题，高温（140 ℃）高矿化度（24×104 mg/L）作业环境，开展调剖体系室内实验研究，优选增稠药剂、分选地表砂，并建立调剖模型、耐冲刷定性分析模型，形成增稠液携砂调剖体系及“细目陶粒+ 塔河砂+ 覆膜砂”三段塞调剖工艺技术。增稠液携砂调剖工艺技术现场试验取得了较好的调剖效果，对今后塔河油田碳酸盐岩调剖有一定的指导意义。     

典型盐岩力学特性分析

通过单轴、三轴压缩实验及劈裂等实验研究了湖北云应、江苏淮安和河南平顶山3 个地区层状盐矿岩样的短 期力学特性，并对不同地区及不同深度地层的纯盐岩力学特性进行比较分析。结果表明：（1）3 地区中单轴抗压强度 和弹性模量最大的岩样为泥岩和含泥岩的盐岩，而其泊松比却是最小的，证明了泥岩变形性能差的特性。含有不同杂 质的盐岩其抗压强度和弹性模量有所增加，其泊松比对杂质的变化不是太敏感。纯盐岩抗压强度、弹性模量和泊松比 随地层深度的增加而增大，取自较浅地层的岩样单轴实验有明显的压密阶段。（2）不同地区的岩样都有随围压的增大 峰值强度相应增大的规律。纯盐岩的内摩擦角基本都大于其他岩样的值，而黏聚力则都小于其他岩样的值。反映了纯 盐岩晶体颗粒大，含杂质少的特点。（3）不同地区的纯盐岩相对于其他岩样的抗拉强度最小。     

稠油热采井改性纤维复合防砂实验研究

单一的防砂技术在稠油热采井中的应用受到一定限制，为解决热采井防细粉砂，从改善纤维复合防砂技术体系中的基体（树脂涂敷砂）性能入手，以期使纤维复合防砂技术能够用于热采井防砂。通过考察水溶性酚醛树脂、ER树脂粉末、偶联剂、增强剂加量对砂体抗压强度和渗透率的影响，分析了体系中各组分的作用机理。通过室内实验优化了纤维防砂体的配方，研究表明，偶联剂、改性剂、增强剂、ER树脂粉末、水溶性酚醛树脂SR1、石英砂之间的质量比为（0.15~0.20）∶3.1∶1.5∶（2~4）∶10∶100时体系具有较高的防砂强度，并且在350℃下仍能保持在3MPa左右，较不加入纤维时高30%，渗透率可增加10%左右。