论齐成伟幂比方程作为致密油藏渗流本构方程

岩心渗流测试显示致密油藏渗流是低速非线性渗流,而描写低速非线性渗流本构关系的数学模型已有很多。对已有低速非线性渗流数学模型中引用率较高的姜瑞忠方程、黄延章方程和最新出现的幂比方程进行对比分析,发现:幂比方程为整体可微函数方程,优于两分段可微函数方程形式的姜瑞忠方程和黄延章方程;幂比方程令启动压力梯度似有实无,巧妙地调和了存在启动压力梯度和不存在启动压力梯度两种对立观点,使致密油藏渗流研究不再纠缠于有无启动压力梯度,而姜瑞忠方程和黄延章方程中存在备受争议的启动压力梯度项;幂比方程首次从岩心渗流测试所得数据点的平滑线上拐点的存在,揭示出中速近线性渗流的存在并成功对其描述,而姜瑞忠方程和黄延章方程不具备描述中速近线性渗流的能力。因此,齐成伟幂比方程可作为致密油藏渗流本构方程。     

中东地区孔洞型碳酸盐岩油藏非线性渗流机理

中东地区部分碳酸盐岩储层类型以孔洞型为主,裂缝不发育,具有高孔低渗的特征,与中国塔河油田缝洞型碳酸盐岩存在较大差异。为了提高对孔洞型碳酸盐岩油藏低速渗流规律的认识,通过对伊拉克HFY油田碳酸盐岩岩样开展单相油、单相水渗流实验和岩心压汞实验,分析基质型碳酸盐岩与孔洞型碳酸盐岩的低速非线性渗流特征。实验结果表明:孔洞型碳酸盐岩具有低速非线性渗流特征且与常规低渗砂岩不同,拟启动压力梯度与渗透率不存在线性关系。同时,由于孔洞型碳酸盐岩渗流孔道半径的多极化,导致其渗流通道在低速渗流区间存在逐级启动的现象,得出孔洞型碳酸盐岩存在拟启动压力梯度,但不存在真实启动压力梯度,并提出孔道全流动压力梯度的观念。所得实验结果对正确认识孔洞型碳酸盐岩低速渗流机理以及合理开发碳酸盐岩油藏提供了技术支撑。     

启动压力测定对吉林油田低渗透油藏开发效果的影响

存在启动压力梯度意味着流体的渗流偏离达西定律,为非线性渗流。通过对吉林油田部分区块的启动压力测定及测试结果分析,得出结论:在低速渗流条件下,流体的流动为非线性渗流;流体在低渗透岩心中渗流时,存在启动压力梯度;启动压力受样品渗透率的影响,相对气测渗透率来说,岩心的渗透率越低,水测和油测渗透率的下降越显著,其启动压力越高;驱替速度对低渗透油藏采收率有较大的影响,有一个最佳的驱替速度。     

低渗透岩心中油水两相渗流启动压力梯度试验

低渗透储层的孔隙变尺度和微尺度效应使得其中流体流动更加复杂化,主要表现为非线性渗流特征和存在启动压力梯度。对胜利油田桩74断块东营组油层26块低渗透岩心进行室内渗流试验,分别测定了岩心油单相和油水两相的启动压力梯度,结果表明,在油单相渗流过程中,随着流度增大,启动压力梯度逐渐减小,当驱替流体流度增大到一定值后变化平稳,油层流度对启动压力梯度的大小影响非常显著;不同初始含水饱和度的两相最小启动压力梯度与流度均呈幂指数关系;随含水饱和度的增加,启动压力梯度逐渐减小。通过对油水混合流体黏度进行饱和度加权,建立了统一的启动压力梯度试验模型,模型适用于单相和油水两相流渗流,具有较好的自适应性。     

基于流动实验和动态阻力特征的致密油藏非线性渗流表征

针对致密油藏,在流动实验和理论分析的基础上,建立了致密油藏非线性渗流表征新方法,该方法基于致密油藏渗流过程中的动态阻力梯度特征,结合储层岩心流动实验,获得启动压力梯度、拟启动压力梯度和液测渗透率等3个表征参数,从而建立新的致密油藏非线性渗流表征模型——动态阻力梯度模型,并通过单井尺度进行了验证。研究结果表明：随着驱替压力的增加,动态阻力梯度逐渐增加且与驱替压力梯度的对数呈线性关系;非线性渗流数学表征与启动压力梯度、拟启动压力梯度和液测渗透率3个参数相关,并以这3个参数为基础建立了基于流动实验的致密油藏非线性渗流表征。从油藏应用的角度表明该非线性渗流表征模型的精度要高于达西模型和拟启动压力梯度模型。     

低渗透砂岩气藏气体渗流特征

以鄂尔多斯盆地大牛地气田低渗透砂岩气藏为研究对象,对同一岩心在不同含水饱和度下的渗流机理进行了实验和理论分析,认为低渗透含水岩心气体在低速、低压下渗流先受气体滑脱效应的影响,随着压力梯度的增大,启动压力梯度作用逐渐增强;当含水率增大到20%左右时,低速、低压阶段岩心受到滑脱效应和启动压力梯度的综合作用.这为低渗透气藏渗流机理研究提供了新思路.     

一种求解低渗透油藏启动压力梯度的新方法

由于存在启动压力梯度，低渗透油层中流体渗流不遵循达西定律，属于非线性渗流。对长庆西峰油田不同渗透率岩心进行室内驱替实验，改变岩心两端压差测量流体通过岩心的流速，求得“压差-流量”关系曲线并进行回归，二次多项式拟合相关系数较高，为此，将渗流速度表示为驱动压力梯度的二次多项式，与考虑启动压力梯度的理论渗流速度公式结合，即得到求解低渗透油藏启动压力梯度的数学模型。由该模型分析，启动压力梯度的主要影响因素是驱动压力梯度和流体的流度，启动压力梯度与前者成正比关系，与后者成反比关系。利用启动压力梯度可以计算低渗透油藏非线性渗流条件下油井产量、极限注采井距等。图5表1参12     

深层火山岩油气藏滑脱效应及启动压力梯度研究

以不同深层火山岩气藏岩心渗流特征实验为基础,在不同温度、不同气体的情况下,测定压力平方差与流量的关系。实验表明,深层火山岩气藏气体渗流存在滑脱效应和启动压力梯度现象;气体的滑脱效应与气体的性质有关,气体的分子质量越小,滑脱效应越严重;测定了不同岩心类型的气体启动压力梯度值,认为岩心的渗透率大小、温度以及气体的性质是影响气体启动压力梯度值的主要因素。     

低渗气藏启动压力梯度实验研究及分析

低渗砂岩具有低孔、低渗特征,气体渗流过程存在启动压力梯度。目前,低渗储层启动压力梯度测定方法尚不统一,且定量描述方面研究较为欠缺。采用渗流法和气泡法各对一组低渗岩心进行了启动压力梯度测试,并对测试结果进行了对比分析。运用多元回归方法,提出了一种考虑多因素的启动压力梯度预测模型。利用预测模型建立了某低渗区块启动压力梯度经验公式,并通过另一组岩心实测值进行了公式验证。结果表明:启动压力梯度分别与岩心渗透率和含水饱和度呈幂函数关系,其值随渗透率的增加而减小,随含水饱和度的增加而增加;气泡法启动压力梯度测试值较渗流法测试值大,且差值随渗透率的增加而减小,随含水饱和度的增加而增加;含水饱和度对气泡法测试结果影响更为明显;提出的模型预测精度较高,对启动压力梯度定量描述具有一定的参考价值。     

低渗透油田非达西渗流规律研究

室内试验研究表明,流体在低渗透多孔介质中渗流时表现出非线性特征,流体的粘度和地层温度对渗流规律都会产生影响。渗透率越低,粘度的影响越明显。随着温度的升高,渗流曲线愈发接近于直线,拟启动压力随着温度的升高而减小。通过理论分析,建立了描述低渗透多孔介质非线性渗流的运动方程,给出了出现非线性的临界条件,从边界层角度对低速非达西渗流的产生进行了理论分析,认为边界层的厚度随着压力梯度的增加而减小,当压力梯度增大到一定值后,不动层为固化层,进入线性非达西流阶段。     

低渗油藏束缚水下油相启动压力梯度分析

低渗油藏流体渗流具有一定的启动压力梯度,但目前对启动压力梯度的确定方法不一,且主要考虑的是单相流体（如单相油）的启动压力梯度.文中则通过室内物理模拟实验测试单相水、单相油以及束缚水下的油相流动启动压力梯度.结果表明：通过驱替实验数据回归得到的最小启动压力梯度比直接测得的要小得多,更贴近现场实际;最小启动压力梯度与渗透率呈较好的幂函数负相关关系,即随着渗透率增加,启动压力梯度逐渐减小;渗透率相同时,单相油的启动压力梯度要大于单相水,而束缚水下的油相启动压力梯度要明显大于单相油和单相水.对油井产能来说,在注采井距确定和油藏数值模拟中,应考虑束缚水下的油相启动压力而非单相油.研究结果对低渗—特低渗油藏渗流理论研究具有重要意义.     

考虑多因素的低渗透岩石相对渗透率

相对渗透率是制定油气田开发方案的重要基础资料。通常用非稳态流方法测定和用JBN方法计算它,但未考虑非达西流及毛管力的影响,故只适合于中高渗透岩石达西渗流的情形,且要求非稳态相对渗透率实验驱替速度较高。针对水湿和油湿岩心两种情形,分别导出了同时考虑启动压力梯度、毛管力及重力的相对渗透率公式,不受实验驱替速度较高的限制,解决了低渗透岩石非稳态相对渗透率的实验测定和计算方法问题。     

注水开发低渗油藏时的储集层渗透率下限

基于等产量一源一汇稳定渗流速度理论与最大压力梯度场分析结果, 获得了启动压力梯度与注采压差和注采井距的关系式, 并根据渗流启动压力梯度与储集层渗透率关系, 可确定出不同注采条件下油藏能够有效注水开发的渗透率下限。实例分析结果与油田开发实践基本一致, 说明建立的理论方法具有较好的实用性, 可为低渗透油田的有效开发提供科学依据。     

低渗透油藏直井水平井联合井网产能公式

低渗透油藏具有渗透率小、存在启动压力梯度等特点,采用常规井网开采最终采收率低且开发效果差,而采用直井水平井联合井网开采该类油藏具有独特的优势,但对考虑启动压力梯度的低渗透直井水平井联合井网产能公式的论述较少。首先,根据低渗透油藏渗流特征,考虑启动压力梯度,确定了水平均质等厚地层中心1口生产井径向渗流时的产能公式;然后,利用等值渗流阻力法,将渗流阻力分成3部分:井网中心水平井在垂直方向上的渗流阻力、从生产坑道到水平井的渗流阻力以及从供给边缘到生产坑道的渗流阻力,推导出常规油藏直井水平井五点法、七点法及九点法联合井网的产能公式;最后,以低渗透直井产能公式和常规油藏联合井网产能公式为基础,将两者结合,得到了低渗透油藏直井水平井五点法、七点法以及九点法联合井网产能公式。矿场实例证实,所建产能公式简单易用、准确有效。     

鄯善油田油水渗流规律研究

选取鄯善油田天然岩心进行油水启动压力梯度测定和水驱油实验,绘制了油水单相渗流曲线、油水启动压力梯度与空气渗透率的关系曲线和油水相对渗透率曲线。将油水相对渗透率曲线和标准相对渗透率曲线进行了比较,得出了低渗透储层油水两相渗流的特征。应用油水相对渗透率曲线,结合油藏工程方法和生产实际,分析得到了低渗透油田注水开发的基本生产...     

低渗透油藏压裂井产能分析

根据低渗透油藏的非达西渗流规律,建立并求解了常流压条件下垂直裂缝井双线性流数学模型,绘制并分析了产能理论曲线.研究表明:表皮系数对压裂井的初期产量影响较大.表皮系数越大,裂缝井初期产量就越低.随生产时间增长,表皮效应的影响逐渐消失.启动压力梯度主要影响压裂井的中后期产能,启动压力越大,产量下降就越快.因此,在进行低渗透油藏垂直裂缝井产能分析时,必须考虑启动压力梯度的影响.     

渤海油田低-特低渗储层注水井堵塞规律实验研究

针对渤海油田注水井压力上升快、堵塞频繁等问题,通过对注入水水质分析及固相颗粒粒径分析,并结合物模实验详细研究了低渗储层注水井堵塞因素和规律。实验结果表明,注入水中固相颗粒(平均粒径大于2μm)是造成储层堵塞的主要原因;低渗、特低渗透储层岩心的渗透率随着注入量的增加及固相颗粒的含量和平均粒径增大而不断减小,伤害程度不断增大;固相颗粒对特低渗透岩心的伤害程度大于低渗透岩心。     

低渗砂岩气藏开发中的压敏效应问题

利用弹性力学、渗流力学理论建立了毛细管受压模型,推导出了渗透率与有效压力之间的本构关系式。通过室内模拟实验,证明该关系式与实验结果非常吻合;同时结合气井的生产参数,利用推导出的考虑压敏效应的低渗砂岩气藏的产能公式,预测了降压生产时气井产气量的变化情况。从考虑压敏效应的流入动态曲线可以看出：当有效压力较低时,流入动态曲线的形态与常规流入动态曲线的形态接近,随着有效压力的增大,曲线逐渐地表现出一个明显的拐点,井底流压以此拐点为临界点,当井底流压大于此临界点值时,流量随着井底流压的降低而增大;但当井底流压小于此临界点值时,流量不在随着井底流压的降低而增大,甚至出现急剧的下降现象。由此可见,压敏效应对气井开发效果有一定程度的影响,拐点的井底流压即是合理开采气藏的临界井底流压。因此,在实际生产中,应找出临界井底流压,建立合理的生产制度,避免因压力下降过快而造成储层伤害。     

确定低渗透储层启动压力梯度的新方法

低渗透储层中流体渗流与中高渗储层相比最主要的特征是存在启动压力梯度。启动压力梯度目前大多采用岩心实验来测定,另外也可通过理论模型计算、数值模拟、试井分析等方法加以确定,但这些方法都是单纯地从静态角度予以考虑,离开了实际生产资料的矫正与检验,因此,得到的结果与实际启动压力梯度往往有较大出入。根据渗流理论和启动压力梯度规律,利用稳态逐次替换法,推导出了低渗透储层注水见效时间的预测公式。在此基础上,得到了根据低渗透储层注水见效时间计算启动压力梯度的表达式。实例计算表明,该方法得到的启动压力梯度是可信的,准确的,这为低渗透储层启动压力梯度的求取提供了一种新的方法。     

井眼条件下钻井液对油层损害的室内试验研究

模拟井眼条件研究了不同剪切速梯、温度、压差条件下钻井液对油层的损害程度。结果表明,钻井液中的固相粒子在级配合理的情况下,对高渗透率的岩心损害深度浅,反排易于解除损害;而对透渗率的岩尽,细微粒子和液相进入油层深部后不易用反排方式解除,损害较严重;速梯增加以中高也会加大损害程度;随压差的增大,岩心渗透率值没有一定的规律。用动失水法评价钻井液对油层的损「害半 ,更接近于井下实际情况。