平面物理模型的拟相渗规律研究

利用平面物理模型研究了油水两相平面渗流的拟相渗特征.首先用相似原理建立与实际油田正五点法井组单元相似的平面物理模型,采用非稳态法测定平面模型的四个出水口的油水的产量,根据推导出的平面非稳态径向流的相对渗透率公式计算油水两相平面渗流的拟相渗关系.最后对油水两相平面渗流的相渗特点作了分析讨论.     

相对渗透率比值和饱和度关系的微观机理

经验表明大多数岩石的相对渗透率比值随饱和度变化曲线具有中间段为直线但两端弯曲的特征。然而,目前对于相对渗透率比值变化规律的微观机理及原因不清楚。岩石多孔介质可以认为是由一束束弯曲毛细管束组成的,因此岩石多孔介质渗流规律是毛细管孔隙微观渗流的宏观反映。本文基于毛细管孔隙的两相渗流规律,在毛细管两相流流型分析基础上,研究了毛细管不同流态的微观渗流机理,建立了相对渗透率比值和流体饱和度关系的微观机理模型,从理论上阐述了岩石相对渗透率比值随流体饱和度变化的微观机理。研究表明：相对渗透率比值变化的微观机理模型与多孔介质渗流的经验规律相一致;液滴流及环状流分别导致了相对渗透率比值曲线的上翘及下翘;弹状流流态下相对渗透率比值变化的微观模型与经验公式（1）拟合曲线基本一致;弹状流是曲线出现直线规律的根本原因,也是经验公式（1）的理论基础。     

相对渗透率与含水饱和度关系微观机理

经验表明大多数岩石的相对渗透率随饱和度变化曲线具有中间段为直线但两端弯曲的特征。然而,目前对于相对渗透率比值变化规律的微观机理及原因不清楚。岩石多孔介质可以认为由一束束弯曲毛细管束组成,因此岩石多孔介质渗流规律是毛细管孔隙微观渗流的宏观反映。基于毛细管孔隙的两相渗流规律,在毛细管两相流流型分析基础上,研究了毛细管不同流态的微观渗流机理,建立了相对渗透率比值和流体饱和度关系的微观机理模型,从理论上阐述了岩石相对渗透率比值随流体饱和度变化的微观机理。研究表明:相对渗透率变化的微观机理模型与多孔介质渗流的经验规律相一致;液滴流及环状流分别导致了相对渗透率曲线的上翘及下翘;弹状流流态下相对渗透率变化的微观模型与经验公式拟合曲线基本一致;弹状流是曲线出现直线规律的根本原因,也是经验公式的理论基础。     

油气两相流压力恢复试井规律研究

针对油气两相流动试井的规律无法用解析方法得到准确认识的事实 ,提出用数值解法来求解的思路 .用数值方法对在均质油藏不存在初始饱和度梯度情况下 ,油气两相流压恢试井的一般规律进行了研究 ,分析了初始饱和度分布、油气两相黏度比及相对渗透率关系的影响 ;进而又研究了初始饱和度梯度对试井规律的影响 .研究首次发现 ,由于高压缩性气体参与渗流 ,会使压力导数曲线表现出了类似于单相流双重介质的“凹子”特征     

油气两相流压力恢复试井规律研究

针对油气两相流动试井规律无法用解析方法得到准确认识的事实，提出用数值解法来求解的思路。用数值方法对在均质油藏不存在初始饱和度梯度情况下，油气两相流压恢试井的一般规律进行了研究，分析了实始饱和度分布、油气两相黏度比及相对渗透率关系的影响；进而又研究了初始饱和度梯度对试井规律的影响。研究首次发现，由于高压缩性气体参与渗流，会使压力导数曲线表现出了类似于单相流双重介质的“凹子”特征。     

西峰特低渗油藏流体渗流特征影响因素实验研究

西峰特低渗油藏原油含蜡量和油气比相对较高,地饱压差小,生产过程中近井地带生产压差下降过快导致溶解气逸出,造成流体间热交换量增大,引起近井地带储层温度降低,原油中蜡等重质组分析出使得近井地带有机垢堵塞严重.根据渗流力学和边界层理论,对西峰特低渗油藏不同温度下油、水两相及单相渗流特征进行了实验研究.实验结果表明:温度和压力降低导致原油中重质组分在孔隙表面吸附量增大,流体边界层增厚,致使油相和水相渗流的启动压力梯度增大,油水流度比增大,油水两相区变窄,岩心润湿性由水湿向油湿转变,驱油效率明显降低,最终导致油井产能降低.     

吐哈低粘低渗-特低渗油田渗流特征研究

在对吐哈油田大量的岩心测试实验分析的基础上,并结合油藏数值模拟技术,研究并确定了低粘低渗-特低渗油田的渗流特征为随着储层物性的变差,压敏性增强,流体可流动区间变小,启动压力梯度增大;在油水两相区,随着含水饱和度的增大,油相相对渗透率下降很快,水相相对渗透率上升很慢,残余油饱和度下水相相对渗透率值很小;在水驱油过程中,对于不同的韵律层,由于油水粘度比小,可以自动调节水淹剖面,导致了层内纵向上活塞式驱替特征十分明显,表现出与中粘中高渗油田的渗流特征有很大的差别.     

利用矿场资料预测剩余油分布

根据平面径向流公式和物质平衡方程推导出可代表整个油藏的油水相对渗透率比值,以及含水饱和度与矿场生产资料的关系,从而确定二者之间的相关关系;根据水分流量公式,推导出含水饱和度与含水的关系,进而计算单井剩余油饱和度,预测整个油藏或单元的剩余油饱和度分布规律,为下一步调整提供可靠的依据。在实际应用过程中,取得了较好的效果。     

一种基于水淹影响的相渗曲线重构方法

针对储层水淹对地层流体渗流规律影响刻画较难的问题,基于渤海典型疏松砂岩稀油油藏LD油田和稠油油藏Q油田密闭取芯井岩芯样品,开展水淹程度对油水相渗曲线影响实验研究。基于水淹对相渗影响认识,提取不同水淹程度下相渗曲线特征参数并重新组合,建立两种类型油藏考虑水淹影响的"全寿命"油水相对渗透率曲线。实验结果表明,与采用未水淹、弱水淹层段岩石样品完成的油水相对渗透率曲线相比,中水淹、强水淹层段相渗曲线束缚水饱和度更高,残余油饱和度更低,等渗点更偏右,驱油效率更高。与不考虑水淹情况相比,考虑水淹影响的重构相对渗透率曲线,其残余油饱和度和束缚水饱和度更低,含水饱和度相同时,两相相对渗透率均呈现整体降低趋势,最终驱油效率增大。与不考虑水淹影响的方案相比,考虑水淹影响的重构相渗在Q油田矿场数值模拟中应用,在含水98%时的采出程度提高近1%。     

水湿油藏油气水三相渗流模拟

针对试验获得多孔介质中油气水三相的渗流参数难度较大、经验模型预测不准确的问题,建立水湿油藏近混相状态下的三相渗流网络模型.利用孔隙级模拟方法分析三相渗流过程中可能存在的3种驱替过程,模拟再现不同的饱和路径,得到油气水三相相对渗透率.结果表明:在水湿油藏中,各种驱替结束后最终的油气水分布均为水相占据小孔隙,气相占据大孔隙,油相占据中间孔隙;三相水湿体系中的水相相对渗透率只是含水饱和度的函数,气相相对渗透率和油相相对渗透率小仅与各自的饱和度有关,还与三相饱和历史有关.     

温度对不同黏度稠油油水相渗的影响规律

为了研究油层温度和原油黏度对稠油油水相渗的促进机制,基于NB35-2稠油油藏一维岩心流动模拟系统,模拟了不同黏度原油在不同环境温度下的水驱渗流特征.结果表明,稠油油水相渗曲线表现出水相渗透率非常低的特点;当含水饱和度大于50%后,油层中形成联通的水流通道,导致水加剧突进;温度升高,油水两相共流区范围增大,残余油饱和度降低,但高于油藏温度时,随着温度继续升高,油水相渗曲线变化较小;原油黏度增大削弱了油水的流动性,降低了采收率.对比温度和黏度对油水相渗的影响规律,认为温度主要是通过改变油水黏度比而影响油水相渗曲线.     

考虑变应力影响的粗糙裂缝油水两相流动能力数值模拟方法

油水两相相对渗透率和毛管力曲线是表征裂缝中流体流动特性的重要指标。基于侵入逾渗模型,建立一种考虑变应力影响的粗糙裂缝内油水两相流动数值模拟方法。通过蒙特卡洛法构建单条粗糙裂缝模型;利用侵入逾渗模型模拟单条粗糙裂缝中的稳态油-水驱替过程,数值求解毛管力及相对渗透率曲线。通过与Mualem解析模型比较验证模型的准确性。借助裂缝所受有效应力与开度间的解析关系,研究变应力影响下油水两相流动能力的变化规律。结果表明:油-水驱替过程中,随着裂缝有效应力增加,毛管力曲线呈整体抬升趋势,其中油相相对渗透率明显减小,而水相相对渗透率基本不变,同时发现油相开始流动对应的含水饱和度和水相基本失去流动能力对应的含水饱和度均随有效应力的增加而减小。     

含启动压力梯度油藏的两相渗流分析

在低渗透油藏中存在着启动压力梯度。根据ＢｕｃｋｌｙＬｅｖｅｒｅｔ不混溶两相渗流驱替理论,考虑启动压力梯度的影响,对水驱油两相渗流进行了分析,得到了含启动压力梯度油藏中线性水驱、径向水驱、垂直裂缝井水驱和水平井油水两相渗流的解析解公式。对于含启动压力梯度的油藏,两相渗流的效果受相渗曲线、注入速率、油水相启动压力梯度和重力的影响。启动压力梯度的存在,不仅增大了原油的开采难度,而且降低了原油的最终采收率。增大注入速率可以减少启动压力梯度对两相渗流的不利影响,提高原油的最终采收率。因此,开发低渗透油藏,应采用小井距、大流量、大压差的注水开发方案。对于倾斜地层,应尽可能采用从高位井注入,从低位井采出的方法     

低渗透油藏聚合物驱启动压力梯度研究

为了描述低渗透油藏聚合物驱的渗流规律及启动压力梯度特征,借鉴水驱启动压力梯度的试验测定方法,将压差-流量法和毛细管平衡法相结合,在不同储层渗透率和体系黏度下开展低渗透储层聚合物驱渗流试验;在此基础上,基于非线性渗流理论量化表征聚合物驱启动压力梯度,建立聚合物驱非线性渗流系数与体系黏度、储层渗透率和流度的量化关系。结果表明,随着储层渗透率的降低或体系黏度的增大,相同渗流速度下聚合物驱的渗流阻力增加、压力梯度增大;聚合物渗流曲线用非线性方法表征吻合较好,且随着储层渗透率降低、体系黏度增大或流度降低,聚合物驱非线性渗流系数均增大;流态图版包含对不流动区、非线性渗流区和拟线性渗流区的定量描述。     

高含水期储层产水率的评价方法

从渗流力学理论出发，研究了利用测井技术信息评价油水相对渗透率，确定产液性质的问题，讨论了油水相对渗透率与含水饱和度、束缚水饱和度及残余油饱和度之间的关系，并通过多元线性回归分析，给出了油水相对渗透率与含水饱和度之间关系的表达式，得出了与实际岩样分析测得的渗透率较符合的关系式。由含水饱和度较准确地确定出相对渗透率及产水率，对产层的产液性质给出较准确的结论，提高了划分水淹层水淹等级的准确性。     

相渗曲线对凝析气井动态影响研究

采用新疆吉拉克气田真实油气流体、生产井段岩芯,测试了高温高压平衡油气相渗曲线、常规相渗曲线以及改进的考虑束缚气影响常规相渗曲线;建立了单井模型,分析了不同相渗曲线对凝析气井生产动态的影响。研究表明：采用不同油气相渗曲线（平衡相渗、改进相渗、未考虑束缚气影响的常规相渗）对单井动态进行预测,所得结果表明三种相渗预测的气采收率相近,油采收率依次下降,近井地带凝析油饱和度依次上升;对正确选择相渗曲线认识气田开发,指导气田的后期开发方案部署具有重要意义。     

油藏条件下泡沫油的油气相渗规律研究

委内瑞拉Orinoco地层油除了具有常规稠油的基本特性外,随开采压力的变化还呈现出极为复杂的“泡沫流体”流动特征,是典型的非牛顿流体,在油藏中的渗流过程属于非达西渗流,其在油藏条件下的油气相对渗透率关系还不清楚.长岩心衰竭实验显示了泡沫油的开发特征,缓慢的采油速度可使油气两相保持稳定.对常规油气相渗非稳态方法进行改进,利用气体驱替的慢速开发实验,结合衰竭实验和PVT实验的数据,计算出高温高压状态下泡沫油的油气相对渗透率关系.该方法对油气体积进行了准确的校正,计算的油气相渗关系显示出泡沫油的独特性:含气饱和度很低;气相相对渗透率值很低;油气两相曲线没有交点,在测试结束点时,气相相对渗透率值会迅速增长.     

一种变系数动态剩余油饱和度方程的构建

油田开发中后期,地下剩余油的评估一直是油田开发的重要工作.当前比较精确的评估工作是在开发区块钻更多的加密井,并利用测量的井曲线进行剩余油评价,但这种方式会增加更多的开发成本.为此,依据油田采油井开采过程中的实际含水率推演地下岩层剩余油饱和度状况有助于油层开采方案的制定.针对岩心样品实验测定的油水相对渗透率反映了产水率与含水饱和度之间的理论关系.依据油水两相渗流理论,应用大庆长垣6口密闭取心井17块岩样的相对渗透率实验数据,研究给出由孔渗参数计算的因次法渗饱公式系数,进而构建由含水率计算含水饱和度的公式.依据该公式可以得出不同孔渗性质的储层,即使产水率一致,储层层内的剩余油饱和度并不相同的规律认识.将研究成果应用于研究区1口新钻加密井剩余油饱和度的预测中,给出了与油藏开发相符合的开采建议,取得好的应用效果.     

聚合物驱相对渗透率曲线及影响因素微观模拟

结合逾渗理论,在油水两相三维网络孔隙模型的基础上,考虑了聚合物的流变特性、吸附特性及衰竭层效应,建立了油/聚合物溶液两相流的三维准静态孔隙网络模型。通过模型计算结果与室内实验结果的对比验证了模型的有效性。在此基础上,研究了不同孔喉比、吸附量、流变特性及衰竭层厚度对聚合物相对渗透率曲线的影响。结果表明：随着孔喉比增大,残余油饱和度增大,油相相对渗透率变小,水相相对渗透率增大。随着幂率指数的增大,油相的相对渗透率基本不变,而水相的渗透率随着幂率指数的增大而变小。衰竭层厚度的大小对油相渗透率的影响较小,但随着衰竭层厚度的增加水相渗透率不断上升。随着吸附量的减小,残余油饱和度减小,两相区变大,水相渗透率增大。与其他理想模型相比,本文中的模型可以更真实地研究油/聚合物两相流动特征。     

裂缝发育的特低渗透砂岩储层特征

 裂缝的发育对特低渗透砂岩储层有重要影响。基于室内实验数据,从孔渗关系、微观孔隙结构、应力敏感性及油水两相渗流等角度对裂缝发育储层的特征进行了分析,结果表明:与裂缝不发育的储层相比,相同孔隙度下裂缝发育储层的渗透率更高,孔隙度10%~20%时,裂缝发育储层渗透率约为裂缝不发育储层的3~5 倍;渗透率相同时,裂缝发育储层喉道半径分布范围更宽,大尺寸的喉道比例更高,主流喉道半径更大,渗透率主要由大喉道贡献;裂缝发育储层应力敏感性更强,有效应力增大引起的渗透率损失约为裂缝不发育储层的2~3 倍;裂缝发育储层束缚水饱和度和残余油饱和度均较高,两相共渗区范围窄,随着含水饱和度的增大,油相曲线急剧下降,水相曲线上凸型快速抬升,且幅度很大,无水采油期很短且期内采出程度低,见水后含水率急剧上升,最终采收率很低。