低渗透储层不能产生高速非Darcy流吗?——回应窦宏恩先生

低渗透储层能否产生高速非Darcy流,答案是肯定的,只要地层的Reynolds数足够高即可。关于是低渗透储层容易产生高速非Darcy流,还是高渗透储层容易产生高速非Darcy流,答案肯定是后者。相对于高渗透储层来说,低渗透储层的孔隙小,对流体的束缚能力强,不容易产生高速非Darcy流。但实验结果显示低渗透储层的非Darcy渗流系数高于高渗透储层,即低渗透储层比高渗透储层更容易产生高速非Darcy流,这显然是一个实验假象。矿场上极少使用实验测量结果,而是直接应用矿场测试资料研究气体的渗流问题。气井的产能方程包括了高速非Darcy渗流项,低渗透储层和高渗透储层的产能公式在形式上完全一样,只是方程的系数不同而已。     

非均质砂岩油藏长期开采后的窜流规律

通过并联填充砂管水驱试验来研究砂岩油藏长期开采后的窜流规律.结果表明,储层非均质性程度越高,窜流形成时机越早,并且窜流程度越严重,即造成的注入流体低效循环现象越严重;非均质油藏中,高渗透层中流体流动符合高速非达西流模式,常用Forchhimer公式和指数型公式来描述;高渗透层中流体流动的非线性渗流指数较小时,注入水沿高渗透层突进,油藏注采窜流程度加剧,表现为高、低渗透层产液比远远大于它们的渗透率级差.     

启动压力梯度的含义与应用

在低渗透介质中存在低速非Darcy渗流现象,启动压力梯度能够简明扼要地表述低速非Darcy渗流,有启动压力梯度的渗流运动方程是经典Darcy定律的补充和发展,是低渗透储层有效开发的理论基础。分析表明,在经典渗流理论范畴内,启动压力梯度决定于流体的性质、介质的表面作用和孔隙结构,渗流方式的改变不能影响启动压力梯度的性质;采用启动流量的方法,不能科学地表述低速非Darcy渗流现象。启动压力梯度的存在加剧了压力降落程度,使得“压降漏斗”变小、变尖;在启动压力梯度存在的情形下,压力分布曲线与原始地层压力的水平线相交,其交角随着启动压力梯度的增大而增加,存在压力扰动外边缘。     

正确认识气藏高速非达西流湍流系数

文中给出了Forchheimer非达西渗流方程的二项式解。试井实例表明,利用二项式得到的非达西渗流湍流系数计算的产能与经验公式计算结果一致,说明了湍流系数可用于气藏工程产能预测和气藏方案设计。笔者导出的非达西渗流湍流系数理论方程与湍流系数经验公式具有一致性。理论方程分析可知,渗透率越低,非达西渗流湍流系数越高;高渗透储层不一定比低渗透储层更易产生高速非达西流气藏,不能根据非达西渗流的湍流系数来判断,而应根据储层流动的雷诺数高低来判断。     

开发井低渗透储层中长期产能预测

研究表明，某些低渗透储层具有启动压力梯度影响，即实际生产压差只有大于某个数值时，储层流体才能流动。针对此问题，从低速非达西渗流理论入手，给出了考虑启动压力影响的低速非达西储层的产能预测方法，并在F160-126等开发评价井上进行了应用，达到了准确评价低渗透非达西储层中长期产能、指导开发井生产的目的。     

地震波提高原油采收率的机理评价

根据一些油田的成功经验,地震振动是一种低成本提高原油采收率的方法.这种方法的主要难点在于其采油机理尚不清楚,因此,过程动态预测和可行性方案设计至今都无法实现.振动驱油方法的增产机理主要是利用了油藏的非均质性.将流体注入强非均质油藏的低渗储层中是非常困难的,而振动波却能有效地传播到高渗透层和低渗透层.当地震波在非均质油藏中传播时,不同渗透率地层的孔隙压力不同,产生瞬间压差和层间窜流,从而驱出低渗透储层中的原油.岩石的形变和流体流动方程都描述了低频振动孔隙的弹性形变对窜流的影响.事实上,地震振动改善了增产处理剂向低渗透储层(例如天然裂缝油藏的基质部分)的流动,从而从难以触及的致密基岩中采出更多的原油.     

单缝洞系统内部流态的初步模拟研究

在塔河油田奥陶系碳酸盐岩储层内,发育着很多溶洞,其直径最大能达到几十米,溶洞内的原油储量十分可观,因此研究流体在溶洞内部的流态很重要。通过室内示踪实验研究了水驱水以及水驱油过程中溶洞内的流态随流体流速的增加而产生的变化,利用数值模拟研究了单相驱替时溶洞内的流线分布,以期对溶洞内流体流动规律有一定的初步认识。结果表明,对高速下单相驱替,溶洞内会产生射流,从而增加了流体的流动损失;而对两相驱替(水驱油),由于油的黏滞力作用,高速下也不会产生射流,但是驱替效率会较低。因此,应针对原油黏度不同的情况,采取合理的注入速度。     

EXPERIMENTAL RESEARCHES ON THE FLOW PATTERNS IN LARGE-CHANNEL OIL RESERVOIR

采用物理模拟的方法验证了大孔道油藏流体的流动模式.通过回归分析,用达西定律和Forchheimer修正的非达西流动定律来逼近实验数据,分析得到大孔道内流体流动存在不同的模式,并用传统方法和油田现场生产数据进行了验证.结果表明,大孔道内流体流动存在一个临界流速,高于临界流速后流动变为高速非达西流,此后惯性力对流动模式影响较大.在油田现场正常的生产压差下,大孔道内流动为高速非达西流.该判断方法主要考虑了渗流速度对流动的影响,兼顾了多孔介质的孔隙结构对流动的影响,是多孔介质中流动模式判别方法的很好补充.     

低渗透油层不能产生高速非达西流——对《低渗透储层容易产生高速非Darcy流吗?》一文的讨论

没有任何一位学者的研究结果显示"低渗透储层容易产生高速非达西流"。Forchheimer公式一直被应用于高速气体渗流,该式经变形可得到气体渗流方程,导出的非达西渗流湍流系数理论方程与经验公式是一致的,进而认为Forchheimer公式中的非达西流湍流系数经验公式是正确的。有学者之所以否定Forchheimer公式中的非达西渗流湍流系数经验公式的正确性,其主要源于错误地描述了湍流阻力系数与雷诺数的函数关系。进一步研究给出了Forchheimer公式的线性化求解非达西渗流湍流系数的方法。     

低渗透砂岩气藏气体渗流机理实验研究现状及新认识

研究低渗透气藏的渗流机理,有利于制订合理、有效的开发方案。低渗透砂岩气藏气体的渗流机理实验研究主要集中在气体的滑脱效应、启动压力梯度、高速非达西流效应和含水饱和度影响等4个方面。为此,分析总结了国内外有关低渗透砂岩气藏渗流机理的研究成果,并有针对性地进行了大量低渗透砂岩气体渗流机理的实验研究,获得了一些新认识:①实际生产过程中,由于低渗透气藏的废弃压力很高,故没有必要考虑滑脱效应的影响;②低渗透气藏气体渗流过程中存在启动压力梯度,与渗透率呈反比;③低渗透气藏开发过程中发生高速非达西流效应具有临界渗透率值;④含水饱和度对低渗透气藏气体渗流特征影响很大。上述认识对于低渗透致密砂岩气藏开发具有指导意义。     

低渗透油层渗流特征及对油田开发的影响

方法以实验研究为基础，结合安塞、玛北、石西等油田实际情况，研究了低渗多孔介质中流体渗流特征和有效压力的变化对低渗多孔介质的影响及其对开发效果的影响。目的为低渗透油田开发提供依据。结果由于岩石孔隙表面存在“吸附滞留层”，使低渗多孔介质中流体渗流为非达西渗流；有效压力对渗流特征的影响，表现为有效压力对孔隙结构的影响；随有效压力的增大，储层渗透率逐渐减小；低渗透储层径向流的泄油半径远小于线性流的泄油半径。结论开发低渗透油藏，必须采取特殊的开发方案（如压裂改造或打水平井等），以改变原油的流动方向，变径向流为线性流。     

低渗透气藏产水气井两相产能方程研究

基于低渗透气藏渗流理论和质量守恒原理,建立考虑拟启动压力降和气水高速非达西效应的低渗透气藏气水两相产能方程。该方程提出了拟启动压降的概念,可分析不同气水比下储层流动含水饱和度、平均含水饱和度以及储层中相对渗透率的分布和含水饱和度对拟启动压降的影响,从而得到低渗透气藏气水两相流稳定流入动态曲线和不同气水比下的气井产能变化规律。实例研究发现,气井产能随着水气质量比的增大而减小,满足近似的对数关系。当水气质量比与井底流压不变时,储层流动含水饱和度和拟启动压降随着与井眼距离的增大而增大。并且气井水气质量比越大,储层平均流动含水饱和度越大而拟启动压降越小。该研究     

疏松砂岩油藏大孔道中高速非达西渗流对产能的影响分析

疏松砂岩油藏在开发过程中容易形成大孔道,通过对矿场示踪剂资料的计算分析,认为大孔道中流体流动可视为高速非达西渗流;建立了存在大孔道的储层模型,计算了大孔道中高速非达西渗流的产量对储层总产量的影响,以及大孔道各种参数对产能的影响,认为厚度只有几厘米的大孔道对产量影响极大,在开发指标计算以及大孔道的识别描述中不能把大孔道中的高速非达西渗流近似看做达西线性渗流,否则会产生较大的误差。     

低渗透油藏井底流入动态计算方法研究

油井流入动态能够描述产量与井底流压之间的相互作用和影响。低渗透油藏储层物性差、孔喉半径细小,流体需克服启动压力梯度才能流动,且开采过程中储层变形会导致油井附近渗透率进一步降低从而影响产能,由此导致了低渗透油藏的流入动态十分复杂,常规理论流入动态方法不能很好地表征其IPR曲线形态。文章在综合考虑启动压力梯度、应力敏感性等低渗透油藏渗流特征的基础上,针对目标区块建立了适用于三种不同类型生产特征的油气水三相流入动态模型。研究结果表明,理论预测结果与矿场统计IPR曲线散点数据拟合良好,能够适用于不同类型井组各个生产阶段的流入动态拟合与预测。研究对低渗透油藏不同开发方式下油井流入动态预测具有一定指导意义。     

低渗透储层诱流工艺技术研究与应用

苏北盆地低渗透储层测试诱流启动压力高,原油地饱压差大,常规抽汲诱流储层产能得不到充分释放;压裂改造返排速度低,且易压开邻近水层,造成测试评价周期长,甚至不能客观准确地评价储层.针对这些问题,研究革新了低渗透储层测试诱流工艺,着重从渗流理论、诱流工艺、井下举升工具的革新选择及地面设备动力等方面提出了解决问题的办法,并在现场实施应用,取得了较好的效果.     

低渗透油田产能模型及影响因素分析

低渗透油层本身孔道细小,在油田开发过程中,随地层压力下降储层会经受附加载荷,导致非弹性形变,流体渗流表现为非达西特征。用常规的产能公式不能正确预测低渗油藏油井产能。在平面径向流渗流理论基础上,推导出低渗透油田油井产能计算模型,并结合实例计算分析了低渗透油藏油井产能的影响因素。     

“动力圈闭”——低渗透致密储层中油气充注成藏的主要作用

流体在低渗透致密储层中的渗流属低速非达西流,且只有在达到所需启动压力梯度后渗流才能发生。超压是油气在低渗透致密储层中运聚的主要动力,而"动力圈闭"就是油气被超压充注到低渗透致密储层中最重要的一种成藏作用,也是在低渗透致密储层中能滞留油气聚集成藏的一个三维空间。"动力圈闭"与中、高渗透储层中的构造、地层、岩性等常规圈闭相比较,除充注动力、渗流方式不同外,在油气水关系、圈闭的形态和分布上也有很大的差异。源岩与储层大范围叠置或互层,生烃超压近源充注,以及在孔缝网络中的短距离运移是形成动力圈闭的有利条件,并最终可导致地层中大面积连续含烃。源岩与储层"甜点"叠合部位的动力圈闭最容易富集油气而形成非常规油气藏。动力圈闭概念的提出,希望能为丰富石油地质学的理论、深化油气藏的分类和非常规油气藏的勘探提供思路。     

白马庙气田蓬莱镇气藏试井解释分析

白马庙侏罗系蓬莱镇气藏的生产井基本都进行过压裂增产措施。从试井解释成果来看，白马庙蓬莱镇气藏各井均存在不同程度的储层污染，储层渗流特征复杂，近井区的储层渗透性较好，而远井区渗透性较差。因此气井压裂后，储层的压力在近井地带下降较快，距井底越远压力下降越慢或保持不变。试井曲线形态与有限导流垂直裂缝模型的试井曲线很相似，但是在定量分析基础上，有限导流裂缝的双线性流特征占次要地位，远井区渗透性变差的特征占主导地位，而后一种特征是低速非达西渗流效应引起的。在近井区，压力梯度较大，微观的高、中、低渗透孔隙内的流体都能流动，反映出真实渗透能力；而在远井区，压力梯度较小，只有微观的高渗透孔隙内的流体流动，地层渗透性较差。     

隔夹层成因及其对剩余油分布的影响——以哈得油田东河砂岩油藏为例

隔夹层是岩层内部阻挡流体渗透运移的非渗透层和极低渗透层,分为隔层和夹层。隔层是指能阻碍不同层组间流体渗透的非渗透层,而夹层指储层内部能阻碍流体运移的非渗透或者渗透率极低的薄层。考虑到隔层与夹层对剩余油分布的影响具有一定的相似性,因此在本次研究中将统称为隔夹层。储层非均质性是影响水淹规律和剩余油分布最重要的地质因素,当前对储层非均质性研究基本都是围绕砂体展开的,侧重于砂体的内部物性。然而,隔夹层对水淹和剩余油分布的影响程度不亚于砂体本身的非均质性。隔夹层能够将油层分隔成多个连通或者不连通的流动单元,在不同程度上控制着油水的运动,最终对剩余油的分布产生影响。     

低渗透油藏非达西渗流视渗透率及其对开发的影响

低渗透储层渗流具有非达西特征和启动压力梯度,是研究低渗透储层开发过程中问题的基础。文中探讨了低渗透储层非达西渗流机理,研究了低渗非达西渗流特征所引起的视渗透率变化。结合储层渗流特征和工程因素等方面研究了注水开发低渗透油藏所引起的视渗透率变化,并给出了改善低渗透储层开发效果的途径。研究表明,储层渗透率变化受多种因素影响,生产中所表现出来的现象是各种影响因素综合作用的结果。采取综合治理措施,减小各种不利因素的影响,有利于改善低渗透油田的开发效果。