低渗透砂岩石油渗流的微观模拟实验研究

采用天然低渗透砂岩微观模型，通过与实际地质状况较为相似条件下的油驱水实验，模拟石油在低渗透砂岩孔隙内的渗流，分析和探讨了低渗透砂岩孔隙介质中石油的微观渗流机理。研究结果表明，石油在低渗透砂岩中渗流路径曲折复杂，运移渗流模式有稳定式、指进式和优势式3种；石油在低渗透砂岩中渗流存在启动压力梯度，启动压力梯度与砂岩孔隙度关系复杂，而与砂岩渗透率有很好的相关性；石油的渗流速度与驱替压力呈很好的相关性，石油以相同速度在不同渗透率级别的砂岩内渗流时所需要的驱替压力随砂岩渗透率的增大而降低。     

气液耦合激振下的空化泡动力学特性与试验研究

提出了一种气液耦合激振方式,通过控制气脉冲与液压油形成的通气空化泡产生的空化作用对液压系统内部污染物进行分散与剥离。建立了波动发生器作用下的通气空化泡动力学方程,数值模拟了激励气压对气泡空化过程的影响,揭示了通气空化泡发生、生长和破灭的动力学过程。通过ANSYS Fluent计算了流场压力及分布云图。开发了气液耦合激振试验系统,采用压力变送器及数据采集卡对流场的激振压力进行采集及滤波处理。试验数据与仿真结果表明:随着通气压力的升高,空化效应增强,气泡空化过程从稳态向瞬态演化,最终使流体激振压力增大。数值模拟与试验结果能较好吻合,表明气液耦合激振下的通气空化泡所产生的气泡空化过程具有可控性,为复杂液压系统的在线不拆卸清洗研究提供参考。     

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。     

鄂尔多斯盆地姬塬地区长7致密砂岩石油富集规律

新安边致密油藏发现，表明鄂尔多斯盆地西部具有巨大的勘探潜力。通过铸体薄片、压汞测试、测井资料和岩心观察等手段，结合生产资料，对鄂尔多斯盆地西部的姬塬致密油藏油气富集规律进行了研究。结果表明，研究区大规模发育的优质烃源岩是致密砂岩油藏的基础，储层孔隙结构以微米级孔隙和纳米级喉道为主，其中高渗流能力的喉道是石油运移主要通道。由于毛细管力的阻碍，运移进储层的油水混合物未产生明显分异，在砂体中大面积、低丰度分布。研究区致密砂岩油藏主要受储层的规模及渗流性影响，勘探有利区集中在砂体连片发育的高渗透有利成岩相带上。     

利用弹性参数识别气、水层

摘要：对于复杂孔隙结构储层而言,孔隙结构对电阻率的影响程度可能远大于流体类型对电阻率的影响,这就使得气、水层的电阻率特征差别不明显,利用电阻率不能有效区别气、水层。基于孔隙中天然气与油、水体积模量的显著差别,根据孔隙流体体积模量的大小来识别气、水层。研究采用了纵横波速度比（vp/vs）和孔隙流体的体积模量这两个与电阻率无关的弹性参数来判别储层的流体类型。理论模拟表明含有少量气体时可使纵波速度及其纵横波速度比显著减小,横波对气体含量不敏感,水层的 vp/vs显著大于气层。采用 vp/vs与横波交会法识别气、水层可消除孔隙和岩性的影响而突出流体类型的影响。     

注气开发驱替前沿的离散渗流模型

注气开发生产过程中产生的驱替前沿是一个气油交替的突变界面，在数学上是一个间断界面。常规的Muskat分相渗流模型只适用于连续介质的油藏，根据气驱毛细管中的驱替现象，将通过前沿界面的产气量分解为2部分，即气驱油和气驱气产生的流量，以渗流微元为对象，建立了离散形式的渗流模型。通过实例可以发现，分相驱替加权法模型预测的注气饱和度的分布更为合理。     

凝析气井产能和储量计算新方法

凝析气藏存在复杂的相变与相态分布，当地层压力下降到露点压力以下时，凝析油会在地层和井筒中分别析出，导致井口产气量、产油量与井底产气量、产油量之间存在质量转换，但仍遵循质量守恒定律。因此利用质量守恒建立考虑油、气两相的渗流微分方程，通过引入两相拟压力函数，推导凝析气井不稳定产能方程。在此基础上，结合物质平衡方程，利用生产动态数据拟合整个历史生产过程，不但可以获得气井目前的产能，还可以获得地层压力及各种地层参数。实例分析表明，计算结果准确可靠，有利于在凝析气井中推广使用。     

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。     

生物聚合物溶液中悬浮微粒渗流模拟研究

本文采用数值模拟并结合物理模拟两种手段对生物聚台物溶液中悬浮微粒的驱油渗流动态进行了探讨。物理实验发现,所用的生物聚合物溶液中的悬浮微粒在多孔介质中进行运移,并被捕集,因而引起溶液在介质中的渗透率显著下降。作者根据 C—H简化模型及物理模拟实验模型,建立了一套简单的数学模型,通过数值计算方法对所要分析的堵塞情况进行了数值模拟,从而对生物聚合物溶液中悬浮微粒在驱油过程的渗流规律进行了探讨。     

水基泡沫流变特性研究进展

水基泡沫在石油钻井、驱油及矿物浮选等方面应用广泛，但因其自身结构的复杂性及不稳定性，准确描述其流变性需要考虑液膜排液、气体扩散、泡沫质量、泡沫结构、可压缩性、壁面滑移、测量系统相对于气泡的尺寸、环境温度及压力等多方面因素，以致于目前尚无有关泡沫流变性的公认理论。实验研究过程中控制壁面滑移的较普遍做法是增加流道壁面（转子表面或管壁）的粗糙度，基于适当假设所提出的一些理论修正方法具有较好的适应性。体积平衡法假设泡沫管流摩擦系数为常量，在一定程度上解决了泡沫可压缩性给管流压降计算所带来的困难。目前普遍认为泡沫流变性可用幂律模式或赫谢尔–巴尔克莱模式很好地描述，是否存在“屈服应力”则因测试条件差异而存在争议。     

多孔介质中油气体系相平衡规律研究

油气体系和储层多孔介质是一个相互作用的系统,当地层压力低于饱和压力时,储层中同时存在气、液、固(指岩石) 三相。在多孔介质中,由于孔隙半径小,因而毛细管压力应予以考虑。在建立了考虑毛细管压力的相平衡计算模型之后,针对二个凝析气藏,一个黑油油藏和一个挥发油藏,分别对其油气体系的毛细管压力、饱和压力和恒组成膨胀过程中液相含量进行了相态模拟计算,并总结出毛细管压力对油气体系相平衡的影响规律。     

低渗透未饱和油藏产能计算及其影响因素研究

研究了低渗透未饱和油藏的产能公式,通过达西公式,推导并得到了考虑启动压力梯度和介质变形的未饱和油藏的IPR曲线方程。结合矿场数据对IPR曲线方程进行了验证,并研究了启动压力梯度、介质变形、含水率对产量的影响。研究结果表明：在相同条件下,启动压力梯度越大、变形系数越大,产油量越低;井底流压小于饱和压力时,IPR曲线存在最大产量点(拐点);相同条件下启动压力梯度越小、变形系数越大,最大产量点对应的井底流压越高。含水率变化对最大产量点位置影响不大。研究成果对合理开发低渗透未饱和油藏具有理论指导意义。     

气藏水平井产能计算新方法

依据水平井渗流特点，将水平井渗流区域分为一个长方体和两个半圆柱体，再根据能量守恒及达西定律，考虑了气藏与水平井筒的耦合作用以及井筒内的压力损失，建立了气藏水平井产能预测新模型。分析了水平井筒内的压力和流量的变化，与考虑井筒压降的Joshi模型进行了对比，新模型计算结果与实际测量结果误差最小。影响因素分析表明，该模型在高渗透率、长井筒和小井径的情况下更为有效。     

缝洞型油藏三重介质数值试井模型

基于多重介质渗流的概念模型和数学模型，建立了缝洞型油藏三重介质数值试井模型。该模型是一般三重介质模型的推广，可以很好地反映缝洞型油藏的各种非均质特征，能灵活处理油藏中各种断层和边界，且允许产量的任意变化。采用基于积分的有限差分方法求解，得到三重介质油藏试井响应曲线，分析了其渗流规律：三重介质不同的渗透性致使在半对数曲线上出现两个台阶、导数曲线上出现两个下凹。分别计算了层状非均质地层模型、直线断层模型、变产量模型、复合模型等几个复杂模型的试井响应。该数值试井模型可以进一步考虑缝洞型油藏中具体的裂缝和溶洞，进而推广至缝洞型油藏的两相流试井。     

低渗多孔介质中凝析气衰竭实验研究

凝析气藏凝析气衰竭测试通常在PVT筒中进行,没有考虑多孔介质的影响,而实际储层中流体相态的变化却是在多孔介质中发生的。通过长岩芯实验研究了凝析油气体系在多孔介质中的衰竭动态,并与PVT筒中的衰竭进行了对比。研究发现：长岩芯中富含凝析油型的凝析气衰竭动态与PVT筒的测试结果存在一定差异,不同衰竭速度所得各级压力下平均气油比不同,速度越大,平均气油比越大,凝析油采收率越低;长岩芯中凝析油采收率高于PVT筒中采收率,天然气采收率则相差不大。因此,应尽可能采用岩芯衰竭实验研究凝析气藏衰竭开发反凝析动态特征。     

气泡泵垂直提升管内气泡运动的CFD数值模拟研究

目前对气泡泵的研究主要集中在加热功率、管径和管数对气泡泵提升量的影响,而对垂直提升管内气泡运动状 态的研究较少。文中采用VOF模型对气泡泵的双提升管和三提升管内气泡的产生和运动进行CFD数值模拟。结果表 明：在低加热功率范围内,提升管数量对气泡的产生和运动形式基本没有影响;在高加热功率时,虽然液体提升量随着提 升管数量的增加而增加,但是它并没有相应的成倍的增加;在提升管数量相同,压力为0.4 MPa时,氨水适于作为气泡泵 的工质。因此得出结论：改进气泡泵结构、选取合适的加热功率和工质将是气泡泵发展的一个趋势。     

低渗透各向异性地层合理井排距比研究

以长庆油田某区块为例,从低渗透油藏流体地下渗流机理出发,根据低渗透油田开发地质特征,建立了102个不同的地质模型。通过102种方案的设计,在相应的地质模型基础上,运用数值模拟方法,对合理井排距比进行了研究,得到确定低渗透油藏合理井排距比理论图版,利用图版可以确定对低渗透油田不同各向异性程度下合理井排距比,低渗透油藏的经济有效地开发具有重要的理论意义和实用价值。     

强水敏稠油油藏CO2 吞吐技术研究

郑408 块为典型的强水敏稠油油藏,由于储层能量不足和水敏性强,采用天然能量开发、注防膨水开发和蒸汽吞吐开发效果较差。通过室内实验研究了CO2 在郑408 原油中的溶解作用,认识了CO2 吞吐回采阶段渗流特征,基于数值模拟方法优化得到了郑408 块CO2 吞吐开发方案。研究表明,CO2 溶于稠油后,可使稠油的体积大幅度膨胀,原油黏度将大大降低;CO2 吞吐回采阶段,由于稠油黏度较高,CO2 在原油中析出后以小气泡形式分散在原油中,形成“泡沫油”渗流状态,“泡沫油”可以提高稠油的流动能力,增加原油的弹性能量,降低地层压力下降速度;数值模拟结果表明,郑408 块CO2 吞吐周期注入量优化值为100 t,注气速度优化值为50 t/d。