缝洞型油藏注水驱油可视化物理模拟研究

采用可视化物理模拟方法直观研究了缝洞油藏的注水驱油机理,考察了不同注入流体、注入方向、注入角度等多方面因素对注水效果的影响,直观了解了缝洞油藏注水驱油前后的油水分布,并进行了注气提高采收率实验。结果表明：缝洞位置对水驱效果产生明显的影响;重力分异在缝洞模型中具有重要的作用;对于缝洞型油藏,剩余油的形成和分布主要受缝洞通道不规则性和重力捕集的影响,水驱后剩余油主要分布在上部溶洞和下部溶洞顶部难以驱替的“阁楼空间”内,这部分剩余油也是注气驱替的主要驱替空间;实验发现,水驱油过程中一旦形成水流通道,孔洞中的剩余油就难以被驱替,改变注水方式或注入介质（如注气）等,有可能进一步驱替孔洞中的剩余油,提高采出程度。后续注气实验证明通过改变注气方式可以明显驱出“阁楼空间”中的剩余油。     

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。     

注 CO2前置段塞 +N2顶替提高采收率机理

摘要：SJ 油田为一低渗透油藏,天然能量低。受 CO2气源不足以及油井管柱抗腐蚀能力差的限制,持续的CO2–EOR 不适合 SJ 油田的实际情况。鉴于此,一个改进的对策是用 N2推动的 CO2前置段塞驱代替持续的 CO2驱油。本文根据 SJ 油田先导试验区的流体特征,对比了连续注入 CO2驱油和 N2推动的 CO2前置段塞混相驱油的效果和机理。在注 CO2、N2细管驱替效率及最小混相压力实验测试基础上,通过注 CO2、N2与地层原油多级接触混相驱机理相态模拟,长细管前置 CO2混相驱替 + 后续 N2段塞顶替驱替机理一维数值模拟研究,分析了前置 CO2段塞 + 后续 N2顶替驱油时原油与注入气的互溶情况、气驱界面张力变化规律、气驱过程中 C2—C6的中间烃组分在油气两相中的分布、气驱过程中油气两相的黏度以及密度变化。结果表明 SJ 油田实施前置 CO2段塞 + 后续 N2顶替驱油时,后续的 N2与前置的 CO2段塞不会出现严重的扩散弥散,注气前缘仍能保持 CO2的富集并实现稳定的混相驱油即在注气总量相同的情况下,N2推动的 CO2前置段塞驱可以获得与持续的 CO2驱相同的驱油效果;同时减少了 CO2的注入量,从而可减缓 CO2长期注入对油井管柱产生的腐蚀。所得认识对 CO2驱提高采收率技术的改进和发展具有一定的启发作用     

界面特性对聚合物驱油时驱替速度的影响分析

针对界面特性（界面流变特性、界面张力特性、润湿性）在聚合物驱油过程中的重要性,将油藏孔隙介质简化成具有相继收缩和扩张的波纹管模型,根据能量平衡原理建立了波纹管中聚合物溶液驱替时的界面特性参数和驱替速度之间的数学模型,用有限差分方法求解,研究了界面粘度、界面张力、润湿角变化对聚合物/油界面速度的影响。研究结果表明：润湿性变化影响界面的驱替速度,当界面的曲率方向与驱替方向相反时,无因次界面张力和无因次界面粘度的增加都使无因次界面轴向速度降低,且界面轴向驱替速度关于孔隙单元中心不对称。     

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。     

文留异常高压油藏注天然气驱室内实验研究

文88 区块的储层物性为低孔低渗,平均孔隙度为13.9%,平均渗透率为7.4 mD,储层温度为145 ℃,原始地层压力64.98 MPa,压力系数1.7∼1.8,属异常高温高压油藏,衰竭采收率较低,且注水效果差。为了研究该油藏注气提高采收率可行性,在室内进行了注气膨胀和长岩芯驱替实验,得到了注天然气改善原油物性的效果以及不同注气方案下的驱油效率,研究结果表明：注天然气能明显改善原油的物性,对原油的降黏效果和膨胀效果较明显;两种注气方案中,原始地层条件下注气的驱油效率较好,达到82.97%,目前地层条件下注气在一定程度上提高了驱油效率。     

CO2 微观驱油实验研究

针对不同CO2 驱油方式下提高采收率机理认识仍不完全清楚等问题,利用与地层孔隙结构相似的高压可视化微模型进行了水驱、CO2 非混相驱、CO2 近混相驱和CO2 混相驱四组驱替实验,并采用微观驱油动态彩色图像分析和二值化处理相结合的研究方法,对比研究了不同驱替方式中驱替前缘形状、油气界面、油气分布特征、含油面积大小和模拟油颜色变化。结果表明：水驱油时,水大部分以非活塞形式驱油、油水界面呈凹凸弧线形;CO2 非混相驱中,CO2 与原油存在明显的两相流,界面形状比较锐利,窜流和混流比较严重,气体突破较早;CO2 近混相驱替过程中,油气界面模糊、两相区不明显、没有形成明显的混相带;而混相驱过程中形成了清晰可见的混相带,油气界面明显圆滑和模糊,在相同条件下混相驱持续的时间最长,采收率最高。该研究对CO2 有效驱油和驱油机理认识具有重要的理论意义。     

生物聚合物溶液在ASP复合驱替中渗流的模拟研究

本文采用物理模拟实验手段对生物聚合物溶液在 ASP 复合驱油中的渗流动态进行了探讨,从微观、宏观等不同的角度对生物聚合物与碱、表活剂复合驱替的二元或三元体系进行了驱油物理模拟实验。实验结果表明,复合驱替不仅可以控制流度,增大波及系数,而且还可以降低水驱后的残余油饱和度,即提高洗油效率。     

草舍油田CO2驱中沥青质沉淀分析及防治措施

CO2驱油容易引发地层原油中的沥青质沉淀,使渗透率降低、润湿性反转,造成地层伤害,降低注气采油效率。针对草舍油田泰州组油藏CO2驱实际,开展了CO2混相驱过程中沥青质沉淀条件、沉淀机理及其危害的研究,探讨了CO2注入参数与沥青质沉淀的热力学关系,获取了沥青质沉积前缘与注气前缘一致,在注入端、泡点压力附近沥青质沉淀最多,低驱替压差比高驱替压差对应的沥青质沉淀量高的实验结论。利用P-X相图表征第二液相与沥青质沉淀的关系,建立了油气多次接触过程中沥青质沉淀的相态预测模型,指出较低的CO2注入压力和较高的驱替压差或注入芳烃类溶剂有利于减少沥青质在近井地带沉淀,提高CO2驱替增油效果。     

天然岩芯化学驱采收率机理的一些认识

用牛顿流体驱替一定的均质多孔介质系统结果显示，驱油效率由驱替液的毛管数决定。用化学液驱替天然岩芯时，除毛管数以外，还有很多其他因素影响驱油效率。天然岩芯，即使在宏观上是均匀的，在微观上也不均匀；驱替时所得到的效率一般被称为驱油效率，实质上是微观波及效率和驱油效率的乘积。牛顿流体没有弹性，驱替时，体系的润湿性不发生变化，不出现渗吸作用，不形成乳液，孔隙的几何形状不发生变化。但是，用化学液驱替天然岩芯时，由于化学液为粘弹性，体系有润湿性的改变，会出现乳化现象，渗吸作用也会出现。上述因素都会影响驱油效率，尤其是当多种因素同时作用时。分析了极限采收率和经济采收率的区别。很多文章都论述极限采收率，但经济采收率对油田的作用更大。化学驱应考虑上述因素，这对设计、开发、筛选化学剂以及确定驱油体系会是有益的，将深化我们对化学驱机理的认识，促进这方面更深入的研究。     

火烧油层注气加热过程的模拟计算研究

在火烧油层的注气加热过程中,需要根据点火需求优化注气参数。考虑了空气在井筒、油层的流动及换热过程,包括空气进入油层的混合过程、水蒸发进入空气和湿空气降温后凝结为水的组分及相态变化、油层之间的导热过程,建立了相应的瞬态模型,提出了基于龙格库塔法的求解方法。利用该模型及求解方法进行了模拟注气验证,并用于油田的实际火烧油层点火过程的监测系统。研究表明：点火过程中加热带扩展速度非常有限（6 d 后加热带半径仍小于0.6 m）,并且受油层中含水率影响较大,加热带温度主要受电加热器功率和注气速度影响,受注气时间长短影响较小。点火过程中应保持电加热器功率和注气速度稳定。     

大庆原油加剂前后的蜡晶分形特性研究

针对蜡晶颗粒定性描述存在的不确定性问题，探讨了蜡晶形态的定量表征方法，提出基于蜡晶体积特征的粒度分布分形模型。以大庆南三联原油和林源原油为研究对象，采用流变学测试法与影像分析技术，测试它们加剂前后的析蜡过程及粘温特性；采用NcMiVnt图像分析软件，处理试样析蜡过程中的蜡晶形态图像，确定蜡晶粒度分布分形维数；进而分析温度与流动改进剂对原油蜡晶分形特性的影响。结果表明，基于蜡晶颗粒体积特征的分形模型可定量表征蜡晶形态；两种原油加剂前后的蜡晶分形维数随温度降低而增大，其析蜡量及蜡晶颗粒数量一般随之增加，宏观表现为原油低温流动性变差；两种原油加剂后的蜡晶分形维数明显增大，而蜡晶颗粒数量大幅减少，宏观上呈现出原油低温流动性提高。     

低压及欠平衡钻井中注气量对井内压力的影响

以多相瞬变流理论为基础,建立了井筒内气液两相流动模型,并对低压欠平衡钻井中注气量对井内压力的影响关系和规律进行计算和分析。计算分析结果表明,注气量对井内压力的影响除与注气量本身大小有关外,还与井深、井眼与钻柱结构尺寸、井内液相流量和性质等因素密切相关。单纯增大注气量并不一定就必然会导致井内压力的降低,这取决于所给条件下构成井筒内气液两相流体的静液压力和流阻间的平衡关系。介绍的模型及方法对确定低压欠平衡钻井过程中各相关参数、地面压缩机组的配置、以及设计方案等有一定指导意义。     

从炉身喷吹预热气体时氧气高炉内冶炼过程的数学模型

建立了氧气高炉从炉身喷吹预热气体时,高炉冶炼过程的一维数学模型,该模型描述了高炉炉型的变化,炉内13个化学反应,炉墙的热损失,气-固相间的热交换及压力损失。讨论了氧气高炉冶炼的特点。模拟结果表明:随着喷吹预热气体流量增加及温度的升高,炉身上部炉料的温度升高;喷吹预热气体成分的变化,对炉身上部炉料的加热作用不大。     

阿根廷库约和内乌肯盆地油气特征与勘探潜力

位于阿根廷中西部地区的库约盆地和内乌肯盆地是南美次安第斯盆地群南段的两个较独特的弧后前陆盆地。俯冲角度的变化导致二者岩石圈及冲断带构造的不同。两个盆地经历了相似的4 个盆地演化阶段：基底、裂谷期、后裂谷沉降期、前陆期。库约盆地发育一个已证实的含油气系统,以上三叠统富有机质湖相泥岩为主力烃源岩,主要以三叠系河流相砂砾岩为储层,盖层为三叠系层内盖层和白垩系区域盖层,圈闭形成和油气生成高峰在新近纪。内乌肯盆地发育1 个已证实的和3 个推测的含油气系统,除裂谷期上三叠统源岩外,其余下—中侏罗统、凡兰吟阶—巴列姆阶、提塘阶—凡兰吟阶的源岩均发育在裂谷后沉降单元内,储层范围从二叠系至新生界,最富产层为上侏罗统—下白垩统砂岩和灰岩储层,油气系统关键时刻为晚白垩世—新近纪。海陆相沉积环境的不同造成烃源岩质量的巨大差异,直接体现在其成藏组合中赋存悬殊的油气资源量;各阶段中相对独立的构造–沉积环境造成了油气地质特征与勘探潜力的差异。     

高温高压气体－原油分子扩散系数研究

分子扩散在注气开发过程中有重要作用，是影响气-液混相效果的重要参数。目前通用的相态计算软件在计算过程中均假设油气一接触就立刻达到平衡，由于扩散影响，实际上这种现象是不存在的。采用定容扩散方法及相关模型研究了高浓度CO₂、CH₄、N₂体系与油田地面分离器原油之间的扩散现象，研究表明：气－油体系并不是一接触立刻达到平衡，与组分的扩散速度有关；扩散系数为一变化值，随着压力的降低，扩散系数逐渐增加，直至体系达到平衡；而且在实验过程中发现不同位置液相的性质不同。实验研究为相态研究开辟了一条新的道路，所取得的成果对优化注气方案有一定的参考价值。