聚合物驱非牛顿／牛顿双区试井模型压力分析

聚合物过程中实际上存在非牛顿一牛顿双渗流区,内区为聚合物波及区,可以看作非牛顿流体,外区为聚合物未波及区,可以看作牛顿流体。在不考虑和考虑非牛顿一牛顿双渗区交界面阻力两种情况下,建立了非牛顿／牛顿双渗流区试井复合模型,通过数值求解,给出了聚合物驱渗流的试井解释图版。实例应用表明,该聚合物驱解释方法及试井图版,为合理解释聚合物驱条件下的地层参数、定量评价聚合物驱效果提供了理论和技术支持。     

非牛顿－牛顿复合油藏渗流试井解释方法

建立了复合油藏非牛顿-牛顿渗流试井解释模型,求得了拉氏空间中的解,做出了理论图版,进行了实例研究.本文的研究可用于聚合物驱等非牛顿幂律流体条件下的试井解释、预测油层参数和聚合物驱替前缘的位置.     

非牛顿幂律流体试井解释方法及软件研制

胜利油区主力油田已进入开发中后期，聚合物驱油技术得到了广泛应用，为提高聚合物驱油藏试井资料解释的准确性，对非牛顿幂律流体试井理论、解释方法进行研究并编写了解释软件。利用自编软件解释了一口模拟注聚井的资料，参数解释结果与文献数值模拟结果基本一致，验证了软件的准确可靠性。该解释软件已在现场成功应用，为聚合物驱油藏的试井解释奠定基础。     

多区复合油藏非牛顿幂律流体试井解释

研究了聚合物溶液等非牛顿幂律流体驱油条件下流体的渗流规律,在油层内存在多个非牛顿渗流区的基本假设条件下,建立了相应的这种复合油藏的渗流模型和描述压力变化的偏微分方程组,根据聚合物驱的油田实际情况,给出了偏微分方程的初始条件和无穷大、定压有界、封闭有界三种外边界条件,牛顿流复合油藏模型、非牛顿幂律流体渗流均质油藏模型、牛顿-非牛顿复合油藏模型均是其特例.得到了三种定解问题的油水井试井解释模型并分别求得了它们在Laplace空间中的解析解,研究了解的特征,给出了存在两个和三个非牛顿渗流区条件下的两种特例,利用Stehfest数值反演方法求得了无因次压力随无因次时间的变化规律,制作了理论图版,进行了实例研究.本研究可用于解释聚合物驱、三元复合驱等非牛顿幂律流体渗流情况下的试井曲线,预测渗透率、表皮系数、油层压力、驱替前缘位置等参数.     

有界地层非牛顿渗流试井解释模型

建立了圆形有界地层中非牛顿幂律流体渗流边界定压和封闭两种模型，求得了拉氏空间中的解，做了理论图版，进行了实例研究。本的研究可用于聚合物驱等非掉顿渗流条件下的试井解释。     

聚合物驱有限导流压裂井压力动态特征分析

为了分析聚合物驱油藏压力动态特征,根据聚合物驱油过程,建立牛顿-非牛顿双区复合直井压裂井试井解释数学模型。基于点源函数基本理论,利用Laplace积分变换和有限余弦傅立叶变换求得无限导流压裂井拉氏空间解析解,结合裂缝导流能力函数求得牛顿-非牛顿双区复合油藏有限导流垂直裂缝井试井解释数学模型的解析解,通过Stehfest数值反演计算并绘制典型无因次井底压力、压力导数特征曲线。研究表明,幂律指数对井底压力变化具有一定的影响,幂律指数小,非牛顿区压力、压力导数曲线上翘越明显,且呈斜率为(1-m)/(3-m)的直线;导流能力越大,双线性流阶段特征越不明显;牛顿-非牛顿区流度比越大、牛顿区半径越小,非牛顿区压力和压力导数曲线位置越高。该模型对聚合物驱试井资料解释和聚驱效果评价具有重要作用。     

碱-聚合物复合驱油藏流线数值试井解释模型及其应用

将流线法应用于碱-聚合物复合驱油藏,对生产和测试两个阶段分别建立了碱-聚合物复合驱油藏流线数值试井解释模型,该模型中不仅考虑了油藏非均质性、油水两相流、复杂井网、生产历史等因素的影响,还充分考虑了碱-聚合物复合驱过程中各种重要驱油机理和物化现象。采用流线方法求解该模型并用遗传算法进行试井自动拟合解释,得到了油藏参数,形成了适用于中、高含水期碱-聚合物复合驱油藏试井解释新方法。通过求解反五点井网碱-聚合物复合驱油藏典型模型,研究了复合驱油藏中测试井的压力响应特征。编制了流线数值试井解释软件,油田应用实例证明了软件及模型的实用性。     

非牛顿幂律流体不稳定球形流特征曲线研究

牛顿流体与非牛顿流体在试井分析特征曲线上初期表现类似,后期表现不同,是因为后期非牛顿流体粘度影响越来越大。在前人研究的基础上,对非牛顿流体不稳定球形流特征曲线进行研究,研究成果可用于模拟解释聚合物驱三次采油。     

三层油藏水驱后转聚驱的试井解释方法

目前在对于聚合物试井的模型研究中,没有同时考虑多层油藏及非牛顿-牛顿复合油藏2种情况的影响,导致许多海上聚驱油藏实际数据拟合效果不理想。通过考虑海上多层油藏水驱后转聚驱的实际情况,运用数学方法、渗流力学理论,基于严格的数学推导,建立了三层窜流非牛顿-牛顿复合油藏试井解释模型,绘制了井底压力响应特征曲线并对其影响因素进行了讨论,运用实例证明了模型的正确性与实用性。结果表明：三层油藏水驱后转聚驱的试井典型曲线可划分为6个流动段,与一般三层窜流无复合模型的典型曲线特征不同,存在末期复合流段上翘段,聚合物初始浓度对特征曲线影响较小,窜流系数主要影响“凹子”出现的时间,地层系数比和弹性储容比主要影响“凹子”的宽度和深度,复合半径主要影响压力导数曲线上翘段的下移程度。     

聚合物驱复合模型试井分析方法

文中考虑到地层中聚合物溶液存在剪切、扩散、对流等物化作用,建立了聚合物驱牛顿-非牛顿及非牛顿-牛顿油藏试井复合模型,采用有限差分算法对模型进行数值求解,绘制压力和压力导数双对数曲线图版.研究表明：聚合物驱油藏试井复合模型双对数曲线划分为5个流动段;牛顿-非牛顿复合模型中,外区聚合物黏度越大,内区水相到外区聚合物溶液的过渡段上翘幅度越大,内区半径越大,水相径向流段时间越长,水相到聚合物的过渡段出现的越慢.非牛顿-牛顿复合油藏中,聚合物溶液初始质量浓度越大,聚合物溶液的径向流段上翘的幅度也越大,内外区过渡段斜率减小,外区油相黏度越大,聚合物溶液到油相的过渡段上翘幅度越大.实例应用表明,新方法能准确确定两区油藏参数.     

聚合物产出液在抽油泵的缝隙中流动

室内聚合物溶液流变性测试表明,大庆油田应用的聚合物溶液的流变性符合幂律模式。运用非牛顿流体力学理论和数理方法,结合抽油泵柱塞运动特点,假设液体为不可压缩的,液体在缝隙中流动的水力半径很小,呈层流流动,柱塞在每一位置的瞬间,流动做定常流处理,建立了泵筒与柱塞同心和偏心两种情况下运动方程和边界条件,引入无量纲坐标、无量纲速度和柱塞与泵筒偏心配合时的缝隙高度,并给出缝隙流流速、流量的解析解。讨论了流性指数n=1时的特殊情况,所得的流速、流量方程与目前国内外应用的缝隙流公式完全相同。此外,还作出牛顿流体和非牛顿流体在柱塞与泵筒同心和完全偏心的情况下,漏失量与压差关系图,在其他条件相同情况下偏心时漏失量大于同心时漏失量。为聚合物驱抽油机井排量系数的正确计算提供了理论依据。     

非牛顿流体试井分析现状及展望

从非牛顿流体油藏的分类、试井理论数学模型求解方法、试井分析解释方法三个方面回顾了非牛顿流体油藏试井分析的发展历程。指出了以三区复合油藏为模型基础，考虑中间过渡区存在的附加阻力是今后研究的主要方向。提出了非牛顿流体渗流过程中亟待解决的问题。并对今后试井分析的发展进行了展望。     

Pressure Behavior for Spherical Flow in a Reservoir of Non-Newtonian Power-Law Fluids

The pressure variations during polymer flooding of oil reservoirs for oil recovery projects can be used to analyze the flow in the reservoir which is especially useful for the partially perforated reservoirs. This paper presents a relationship between the viscosity and the shear rate which is similar to forms developed for radial flow (Odeh, A. S., Yang, H. T. ([1979]). SPEJ. AIME (Jun.) 155). The power-law viscosity model is used to give the variation of the fluid viscosity with the spherical radius for a mathematical model of unsteady spherical flow for non-Newtonian fluids with wellbore storage and skin. An analytical solution for the wellbore pressure responses derived in Laplace space is used to analyze the behavior characteristics at early and later times to interpret the well-test parameters. The pressure variations are similar to those for a Newtonian fluid at the early times, but at later times, the variation of the viscosity with the power-law exponent is important, so the pressure response differs from that for a Newtonian fluid. The solution has significance for interpreting well test parameters for non-Newtonian spherical flow.     

考虑扩散和对流的聚合物驱压力响应特征

聚合物属于非牛顿流体,在实际注聚合物过程中,除了流体的非牛顿性外,还存在多种物理化学机理。考虑注聚合物过程中的扩散和对流等机理,建立了聚合物分布方程,结合黏度与体积分数的关系建立了考虑扩散和对流的聚合物驱试井模型,采用有限差分法对渗流方程组数值求解。计算结果表明,不考虑扩散和对流时初始注入聚合物质量浓度越大,试井压力曲线及压力导数曲线上翘越大,当考虑扩散和对流时,试井压力曲线及压力导数曲线上翘幅度要小。      

井筒管流、喷嘴节流及地层渗流耦合的聚驱分注井分层流量调配方法——以大庆油田为例

在聚合物的注入过程中,聚合物从井口注入后在油管内流动,利用非牛顿流体力学原理建立垂向管流沿程压力损失方程。当聚合物溶液流过喷嘴时损失一部分压力与粘度。通过室内的聚合物溶液过喷嘴实验,得出了喷嘴的长径比（L/D₁）及摩阻系数λ与雷诺数Re之间的关系。应用纲量分析的方法,建立了聚合物流过喷嘴后的压力损失Δp和粘度损失Δη的基本方程。结合实验数据,利用SAS软件进行回归分析,分别得到了压降及粘降关联公式。聚合物溶液流过喷嘴后进入地层,在聚合物溶液压力的作用下,聚合物溶液与岩石空隙的骨架相互挤压,聚合物的注入量也随时间逐渐降低。按照非牛顿流体在地层岩石中的渗流特点建立的单相非牛顿流体径向流的偏微分方程,结合大庆油田聚合物注入井的实际数据和前面的井筒管流、喷嘴节流产生的压力损失Δp和粘度损失Δη来束缚方程的边界条件,使用有限差分将方程离散,并应用软件求解,得出了聚合物注入压力、注入量与时间的关系,为聚合物分层配产提供了理论依据。     

聚合物在环形空间中雷诺数和临界流速、流量的计算

从非牛顿流体运动方程和幂律流体本构方程出发，导出了聚合物在环形空间中精确的流量，压差表达式，并由此得出雷诺数的计算公式；根据实验数据给出了聚合物在环形空间中流动的临界雷诺数，临界平均流速和临界流量的计算公式，为三次采油中的单管分层注聚合物提供了理论依据。     

聚合物驱油试井解释分析方法及应用

针对目前大庆油田聚合物驱油流体特性,研究建立了适合聚合物流体流变性的幂律型非牛顿流体试井解释模型,并应用有限元法对所建立的模型根据内外边界条件进行了数值求解.通过现场实例分析,证明该方法较好地解决了聚合物驱油流体的试井问题,曲线拟合效果较好,并可以通过试井曲线的形态变化,分析聚合物流体在地层中的推进情况.     

在封闭地层中非牛顿幂率流体压降曲线分析

研究非牛顿流体压降特征有助于提高聚合物驱油或常规稠油开采效果。用Laplace变换方法给出了封闭地层中非牛顿幂率流体不稳定渗流数学模型的解析解式,通过渐近分析给出了比较完整的压降流动期表现公式,其中晚期拟稳态表达式是一个新的结果,而通过流动期渐近公式可以对非牛顿幂率流体压降测试数据进行简洁分析。给出了具体应用方法和步骤。