东营凹陷南斜坡古近系油气沿输导层优势侧向运移的控因分析

运用钻井、测井、地层水测试和油气地球化学等资料,对东营凹陷南斜坡古近系油气输导体系及流体动力学特征进行研究,分析不同驱动机制下油气沿输导层优势侧向运移的控制因素.结果表明:浮力、水动力和异常流体压力是研究区油气运移的3种主要驱动机制类型;在浮力驱动下,中、浅部输导层正向构造"脊"控制着油气优势运移路径;在异常流体压力系统及其周缘,活动性断裂带诱发超压流体沿优势通道侧向运移、集中泄流泄压;在深部输导层正常压实环境下,油气受水动力和浮力联合驱动发生运移,优势运移路径主要受正向构造"脊"的控制,但输导层渗流能力非均质性也对其产生影响.     

计算地层水密度的S-K方程

通过对现有地层水密度确定方法的分析对比,结合渤海湾地区已有地层水高压物性分析成果,证实Schowalter诺谟图能客观地反映地层水密度的变化规律;提出影响地层水密度变化的五大因素：地层温度、地层压力、地层水矿化度、气水比及盐与水的质量比;系统建立了求取地层水密度通用方程（简称S-K方程）,改变了依靠查图版求地层水密度的传统方法,并为利用压汞资料确定原始含油饱和度奠定了基础。     

高温高压气藏地层水结垢规律实验研究

针对目前国内外缺乏直接检测高温高压地层水离子含量设备的问题,设计了测试高温、高压条件下实际气藏流体中地层水离子含量及结垢量的静态实验。采用实际气藏流体进行了高温高压PVT 分析及离子含量检测实验,测试不同条件下水中气、气中水含量及地层水离子组成,确定地层流体结垢量,综合研究了高温高压地层水相态变化和离子含量的变化规律及其内在联系。结果表明：随地层压力降低,天然气在水中的溶解度降低,水的蒸发加剧,地层水矿化度升高,结垢趋势增加。一定的低压高温条件下,地层流体中的无机盐结垢且结垢量随压力降低而增加,随温度降低而减小;实际地层流体结垢量比脱气地层水低且结垢量随温度压力的变化趋势更为明显。     

非达西效应对低渗气藏见水时间的影响

大量实验研究证实低渗透气藏中存在渗流的非线性和流态的多变性,流体渗流不仅需要克服启动压力梯度,同时气体渗流还要受制于应力敏感效应的影响.针对这种气藏的非达西渗流特征,推导了同时考虑启动压力梯度和应力敏感效应的低渗透底水气藏见水时间预测公式,并以某低渗透底水气藏为例,研究了启动压力梯度和应力敏感效应对见水时间的影响.研究结果表明,启动压力梯度和应力敏感效应对低渗透底水气藏的见水时间有显著影响,考虑启动压力梯度和应力敏感效应的低渗透底水气藏见水时间预测公式对此类气藏见水时间的研究具有一定的指导意义.     

考虑表面波影响时挡水结构的动水压力

根据流体运动的普遍方程建立了水体表面的一般条件,研究了水平简谐地面运动时挡水结构的动水压力,所建议的分析方法能够考虑表面波影响、水体可压缩性、库底材料吸收效应等各种因素作用,具有统一的计算格式和较高的计算效率．通过算例,讨论了库水表面波对动水压力的影响．结果表明,在低频干扰下,表面波的影响甚大,特别是对低水头挡水结构的动水压力影响更为显著．     

高含水期地层水电阻率求取方法

针对油田高含水期地层流体性质和地层压力的变化给应用自然电位曲线求取地层水电阻率产生不利影响的实际问题,从自然电位产生的机理出发,研究了应用自然电位曲线求取地层水电阻率的方法。对影响自然电位曲线的各种因素(井径、层厚、泥浆侵入、泥质含量、过滤电位等)进行了分析,并对其影响因素提出了校正方法。应用实际测井资料解释,并与试油水分析资料对比,结果表明该方法能够提供可靠的地层水电阻率值。     

基于回归分析的水密度与温度函数研究

水温度与水密度之间的函数关系通常由实测经验数据列表给出,也可以绘出函数曲线。通过对数变换、移轴等数学方法,利用最小二乘法回归分析,求出因变量水密度与自变量水温度为拟抛物线型的回归函数表达式,其相关系数几乎达到1.0,为利用重力循环理论供热的管道系统水力计算研究提供了便利条件。     

水介质的化学性质和流动方式对深部碎屑岩储层成岩作用的影响

对东营凹陷下第三系深部碎屑岩储层成岩作用的影响因素进行了研究 ,结果表明 ,有机无机化学反应提供的酸性水介质环境和异常压力带流体的循环热对流是影响和控制深部碎屑岩储层成岩作用的重要因素。有机质热演化、粘土矿物转化、硫酸盐热化学氧化还原反应、油田水化学性质和烃类物质进入储层等因素引起地层水介质化学性质的变化 ,这严重影响了深部碎屑岩储层的成岩作用。循环热对流是深部储层流体的主要流动方式 ,它控制着自生矿物在砂层中的析出位置和次生孔隙的分布特征     

考虑表面波影响时挡水结构的动力压力

根据流体运动的普遍方程建立了水体表面的一般条件，研究了水平简谐地面运动时挡水结构的动水压力，所建议的分析方法能够考虑表面波影响、水体可压缩性、库底材料吸收效应等各种因素作用，具有统一的计算格式和较高的计算效率，通过算例，讨论了库水表面波对动水压力的影响，结果表明，在低频干扰下，表面波动影响甚大，特别是对低水头挡水结构的动水压力影响更为显著。     

正密度差对水平井偏心环空顶替影响规律研究

在地层压力许可的条件下,固井顶替流体之间的密度差可以提高水平井顶替效率。本文基于计算流体相关理论与方法,建立水平井偏心环空浆体顶替模型,数值模拟正密度差对水平井顶替的影响规律。数值实验结果表明：正密度差顶替条件下,重力作用使宽边高密度流体在顶替界面附近向下方低速的窄边流动,提高了窄边的流量,克服了水平井偏心度的影响,提高了窄边的顶替效率;重力作用超过宽窄边效应的影响,形成分层的顶替界面,顶替界面长度随顶替时间增加而增长,但增长的越来越缓慢,有利于提高水平井的顶替效率;顶替界面长度随密度差增大而增大,适当降低顶替流体与被顶替流体之间的正密度差,有利于减小顶替界面长度提高顶替效率。以上研究结果揭示了正密度差顶替克服水平井偏心度影响提高水平井顶替效率的机理与规律,对提高水平井固井顶替效率具有理论指导意义。     

水动浮力

在自然界,存在水静浮力和水动浮力.一个在水下或水面静态的物体承受水静浮力,阿基米德发现水静浮力的定量值等于该物体的排水量.一个在水下或水面对水平面保持某一攻角运动的物体会激起水动浮力.从物理定性看,水动浮力与运动物体的速度、尺度、吃水深度、攻角的角度、水的密度以及体现重力场对流场作用的重力加速度等物理因素密切相关.如果用数学解析式表述水动浮力的定量值,那么它是这些物理因素的函数.人们希望知道水动浮力,为此,提出研究这个问题.本文利用一种新的积分变换求解水动浮力问题,得到水动浮力定量值的解析表达式,该式概括了运动物体相关物理因素对水动浮力的贡献和它们之间的相互制约关系,与物理定性相符合.用本文的结果设计建造的实船,在实航验证时显示:理论计算得到的结果与试验实测得到的数据相符合.这表明,本文的研究结果是符合实际的,具有普遍意义.该方法可解决很多水动力工程的设计和生产问题.本文在最后,对比我们的研究结果,对前人的水动升力近似估算式做了讨论.     

复杂条件下的低渗透油田生产特征

在考虑了启动压力、毛管力、重力等因素的情况下 ,推导了低渗透油田油水两相渗流时含水率和无因次采油、采液指数的数学模型 ,并分析了上述 3种因素在数学模型中的作用。结果表明 ,对于水湿油藏 ,毛管力和启动压力的存在使含水率和无因次采液指数增加 ,重力则使无因次采液指数降低 ,而对含水率的影响与地层倾角有关。 3种因素均对无因次采油指数无影响。在理论分析的基础上 ,对胜利油区大芦湖低渗透油田的含水率和无因次采油、采液指数进行了实例计算 ,进一步验证了理论分析结果的可靠性     

高邮凹陷古水动力场及其与油气运聚的关系

含油气盆地地下水动力场与油气的运移、聚集和分布规律关系密切。在地层水水化学特征研究的基础上，对高邮凹陷油气主运移期的古水动力场分布及其对油气运聚的影响进行了研究。结果表明，在油气大规模运移期，高邮凹陷为典型的不对称型压实流-重力流盆地，形成了上、下两个含油气系统水动力场。在纵向上和平面上，各亚水动力场具有泥岩压榨水离心流、越流泄水、越流-蒸发泄水、大气水下渗向心流等局部水动力单元类型，油气的运移、聚集与压实流及其末端的越流泄水区紧密相关。同时还指出，盆地的内斜坡和北斜坡外侧等地区是今后上含油气系统的勘探潜力区；沙埝以北、柘垛以及码头庄以西等地区是下含油气系统的潜力区，且对下含油气系统应加强深层油气藏的勘探与研究。     

高低刃脚异形钢围堰水力作用数值研究

建造桥梁深水桥墩多采用围堰施工,作用于围堰的水荷载是控制围堰结构设计及其下沉施工安全性和稳定性的关键因素,当前设计规范对围堰水力作用的考虑十分粗略。为探明某桥墩高低刃脚异形钢围堰施工过程中的水荷载特征,采用计算流体动力学方法分析围堰绕流流场,基于河道横断面地形资料足尺构建三维流体域,运用重叠网格技术高效建模模拟钢围堰下沉过程。研究结果表明,围堰两侧存在局部流动加速且呈不对称分布,围堰深水侧水流速度相对更大,围堰下方下游侧流速随河流深度增加呈降低趋势;围堰外表面压强除迎流侧为正压外,其余大部分均为负压,各区域负压随着下沉深度增加而逐步增大;下沉初期绕流场受围堰及护筒双重影响,随着围堰逐渐下沉至河床底,护筒影响逐步消失;流场各区域湍流强度随着下沉深度的增加整体呈现出先增大后减小的变化规律,最终最大湍流强度区域稳定于堰尾。围堰阻力系数及侧向力系数几乎不受来流流速影响,进一步验证了其无量纲性;阻力及侧向力随来流流速增大而增大;阻力随入水深度增大而增大,侧向力也整体表现出类似规律,但在入水深度8 m处受围堰异形区段三维流动效应影响,出现侧向力局部极小值的反常现象。     

基于核磁共振和压汞实验的储层束缚水饱和度计算方法

 为了准确计算新疆某地区砂岩储层的束缚水饱和度,从6口井中分别选取142块砂岩样品进行了核磁共振实验和压汞实验测量。根据核磁共振实验结果,采用T2谱面积比值法、称重法、谱系数束缚水截止值（SBVI）法和统一T2截止值法分别求取束缚水饱和度,认为称重法和T2谱面积比值法更佳,适用于建立研究区储层的束缚水饱和度模型。在核磁共振实验基础上,考察了压汞实验所得到的束缚水饱和度的适用条件,结果表明：对于孔隙度小于15%、渗透率小于1×10-3μm2的样品,6.897×10-3MPa的驱替压力可以将可动水驱替干净,在压汞实验得出的毛管压力曲线上所对应的此驱替压力下的含水饱和度为实际的束缚水饱和度;对于孔隙度大于15%、渗透率大于1×10-3μm2的岩样,6.897×10-3MPa的驱替压力可将部分束缚水驱出,此驱替压力下的含水饱和度不是实际的束缚水饱和度。对于中、高、孔渗储层,利用储层油水密度差所产生的浮力等于毛细管压力这一条件,在纯油层段转化成合适的储层驱替压力,在毛管压力曲线上读取此驱替压力下的含水饱和度即实际的束缚水饱和度。     

深部咸水层二氧化碳沿断层泄漏的运移规律研究

以深部咸水层二氧化碳地质封存为背景,基于多组分多相流运移理论,对咸水层储存二氧化碳沿断层泄漏的运移规律进行研究。建立二维多岩相结构模型,通过数值方法分析二氧化碳在断层通道和上覆岩层中的运移规律,以及运移过程中二氧化碳相态的变化特征,并对断层的渗透率进行敏感性分析。结果表明,深部咸水层二氧化碳在浓度差和压力差作用下沿断层通道向上覆岩层运移。二氧化碳的密度比水小,重力差使二氧化碳受到向上的浮力,因此在岩层中二氧化碳的分布特征整体上呈类似漏斗的形态。随着泄漏的进行,二氧化碳不断驱替断层通道中的水分,密度减小;随着两相流变成单相流,断层通道逐渐被蒸干。此外,断层渗透率是整个泄露过程中流体运移的重要影响因素。     

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。     

吹气搅拌熔池内轴对称循环流速度场的计算——Ⅰ.流场的物理模型及数模边界条件的确定

本文介绍直筒型容器内的熔体,在轴对称浸入喷嘴吹气搅拌下所形成循环流场的基本特征。用统计学方法确定了气液两相区的结构,全浮力模型的观点得到证实。浮力作为基本驱动力的假设和流动参数的高斯分布规律被推荐作为速度场分布数学模化的基础。     

毛管力对油藏水驱特征影响分析

注水开发是油田最主要的开发方式之一。注入水波及面积是影响油藏采收率的重要因素。油藏内注入水流动方向及波及面积与其所受合力的方向及大小有关。尤其对于低渗透油藏,毛管力对油藏内油水渗流规律的影响不容忽视。基于渗流力学理论,利用数值模拟和矢量叠加方法,计算了正韵律正方形储层模型中各网格内流体所受注入水压力、重力和毛管力等作用力合力的大小和方向,实现了储层内任意网格油水渗流作用力的定量表征。数值模拟结果表明,对于亲水正韵律油藏,储层上部渗透率变低使毛管力增大,当毛管力增大到一定程度时,注入水会从下部的高渗透层段向上部的低渗透层段渗流,导致上部低渗层段的水驱效果好于下部储层,在油藏开发后期剩余油主要分布在下部的高渗透层段内。如果油藏渗透率较大,油藏内无毛管力影响时,开发后期剩余油主要分布在上部的低渗透层段内,对下部高渗透层段实施封堵措施,有利于提高油藏采收率。     

不同驱动力条件下改性淀粉、羧甲基纤维素钠和黄原胶对水合物形成的影响

研究不同温压条件下加量(质量分数)为0.1%~0.5%的改性淀粉、羧甲基纤维素钠(CMC)和黄原胶(XC)对CH₄水合物形成影响。结果表明3种增黏剂通过对体系中水分子的束缚,不同程度地抑制了水合物的成核及生长;驱动力较弱时,CMC加量达到或超过0.3%后几乎彻底抑制了水合物的形成,XC加量达到0.3%时同样可实现这一抑制效果,但随着XC加量继续增大,受其发泡性及稳泡性较强影响,水合物抑制能力有所弱化,与CMC和XC相比,改性淀粉的水合物抑制性相对较弱;驱动力较强时,3种增黏剂可微弱减缓水合物的形成速率,且XC因其在水溶液中空间结构更复杂,能束缚更多水分子,抑制效果最佳;温度为5~20℃条件下,XC提黏能力较强,且在低温条件下其水溶液的流变性具有较强的可控性,更适用于水合物钻井液体系。