基于相渗分析纯岩石电阻率增大系数与含水饱和度关系

岩石岩电实验表明电阻率增大系数与含水饱和度关系呈现非阿尔奇现象。基于岩石导电与渗流过程的相似性与差异性,分别建立纯岩石渗流与导电模型,尝试结合渗流特征探索岩石电阻率增大系数与含水饱和度的关系。建立岩石渗流模型,通过模型分析、公式推导和渗流实验数据,得到不同含水饱和度条件下水相渗流路径迂曲度比值表达式;建立纯岩石等效导电模型:将岩石孔隙空间划分为参与渗流的孔隙空间与不参与渗流的孔隙空间,2部分并联导电,结合渗流模型结论推导电阻率增大系数与含水饱和度的关系式,提出了差异渗流导电公式。该公式在一定条件下可退化为经典阿尔奇公式,其呈现的电阻率增大系数与饱和度关系趋势解释了岩石中存在的非阿尔奇现象。     

基于孔隙几何形态导电理论的低孔隙度低渗透率储层饱和度解释模型

在Herrick和Kennedy孔隙几何形态导电理论的基础上,结合低孔隙度低渗透率储集层的孔隙结构特征,将低孔隙度低渗透率储层岩石电导率看成黏土束缚水导电相、微孔隙水导电相和可动水导电相的等效电导率之和,考虑黏土束缚水孔隙、微孔隙、自由流体孔隙的孔隙几何形态以及自由流体孔隙中可动水的几何分布特征对岩石导电性影响,建立一种新的基于孔隙几何形态导电理论的低孔隙度低渗透率储层通用饱和度解释模型。利用大庆C地区F油层岩样的岩电实验数据,对提出的模型进行了实验精度分析,并确定出该地区低孔隙度低渗透率储层通用饱和度模型中的参数值。利用建立的模型及确定的模型参数值处理了大庆C地区F油层实际井资料,将处理结果与密闭取心分析饱和度和试油结果进行了对比。结果表明,该模型适用于低孔隙度低渗透率储层饱和度评价。     

长垣地区低孔隙度低渗透率砂岩储层中连通导电模型的应用

研究了长垣地区F油层储层特征,该区F油层为低孔隙度特低渗透率储层,泥质含量高,微孔隙发育,孔隙结构复杂,束缚水饱和度高。基于该区F油层具有泥质附加导电、束缚水导电和可动水导电的特征,结合连通导电理论,将地层划分为骨架相、自由流体相和黏土相。考虑了黏土水、束缚水、可动水导电路径不同对岩石导电性的影响,认为3个导电相有不同的导电指数,并对其分别应用连通方程,得出各相电导率。用混合导电理论将各相电导率与地层总电导率联系起来,建立适用于长垣地区F油层的连通导电模型。讨论了连通导电模型中水连通校正系数对岩石导电规律的影响,从理论上分析了各导电相导电指数间的相互关系,得出该地区F油层的骨架相和黏土相导电指数均小于等于自由流体相导电指数。利用岩电实验数据,采用最优化方法确定了模型中的各导电相导电指数。密闭取心井含水饱和度对比和试油结果验证表明,该模型可很好地应用于该区F油层的低孔隙度低渗透率泥质砂岩储层定量评价。     

基于有效介质与等效岩石元素理论的特低渗透率储层饱和度模型

清水洼陷沙三段储层属于特低渗透率储层,具有含泥质、微孔隙发育、束缚水饱和度较高、孔隙结构复杂的特征。建立该区块饱和度模型时应考虑这些因素对岩石导电性的影响。将含泥特低渗透储层等效成孔隙大小和形状及所含流体性质和含量不变的纯岩石,利用等效岩石元素理论描述孔腔和喉道比对岩石导电性的影响,利用有效介质对称导电理论描述孔隙结构对岩石导电性的影响,分别建立等效纯岩石的导电方程,并联立求解得出等效混合流体介质电导率表达式;再利用有效介质对称导电理论描述泥质附加导电对岩石导电性的影响,将求得的等效混合流体介质电导率代入该方程中,从而建立基于等效岩石元素理论和有效介质对称导电理论的含泥特低渗透储层导电模型。利用清水洼陷沙三段储层的岩电实验测量数据对该模型进行精度分析,测量岩样电导率值与计算电导率值平均相对误差很小,说明提出的模型能很好地描述特低渗透储层岩石的导电规律。利用建立的模型及确定的模型参数值处理了清水洼陷沙三段储层实际井资料,结果表明,所建立的模型适用于清水洼陷沙三段特低渗透泥质砂岩储层评价。     

利用测井资料计算的含水率识别恩平凹陷低阻油层

恩平凹陷储层岩石颗粒细,泥质含量高,油藏幅度低,低电阻率油层发育,流体性质识别比较困难。由于受高泥质含量的影响,采用了能够消除泥质影响的印度尼西亚公式计算含水饱和度;利用孔隙度和渗透率建立与束缚水饱和度的关系,确定束缚水饱和度;利用相渗实验建立油水相对渗透率与含水饱和度、束缚水饱和度的关系,由此确定相对渗透率。在准确确定这些参数的基础上,利用测井资料计算含水率,由含水率大小确定储层的产液性质。实际应用表明,利用含水率能够较好地识别低电阻率油层,确定储层流体性质。     

川西马井气田蓬莱镇组致密砂岩储层可动水饱和度计算方法

马井气田主力产气层段为侏罗系蓬莱镇组地层,该地层主要是具有复杂岩性、复杂孔隙结构、低孔隙度低渗透率等特点的致密砂岩储层,储层岩电参数之间表现出明显的非阿尔奇现象,使得常规阿尔奇模型难以准确计算储层含水饱和度;现有的建立在常规砂岩储层中的束缚水饱和度模型在复杂孔隙结构致密砂岩储层中应用效果较差,利用阿尔奇含水饱和度与常规束缚水饱和度的差值难以准确确定储层可动水饱和度.在储层基本特征分析的基础上,结合岩电实验数据研究认为双孔隙导电体积模型能较好表征储层的导电规律;在双孔隙导电体积模型的基础上,推导建立了可动水饱和度计算模型.基于岩电实验、核磁共振束缚水饱和度测试结果以及常规测井数据,分析了模型中的各个参数,提出确定束缚水饱和度的新方法,进而确定了模型中微孔孔隙度这一关键参数.现场实例应用表明,可动水饱和度计算结果与储层产水特征相符,利用计算的可动水饱和度判别储层中流体的可动性运用效果较好.     

油气储层低频界面极化效应数值模型

基于储层岩石孔隙毛管模型,文中推导了储层宏观物性参数与微观孔隙流体导电性质和介电性质的定量关系,从而构建了一种定量描述储层岩石低频界面极化效应的等效电路模型。相对于传统的Cole-Cole等效电路模型,文中的等效电路模型参数具有更明确的物理含义,更适用于定量表征储层岩石低频界面极化效应。利用该等效电路模型分别对盐水饱和岩样及含油岩样低频界面极化效应进行了数值模拟,分析了储层岩石孔喉比、矿化度及含水饱和度等因素对虚部电阻率频散特征的影响。模拟结果表明,虚部电阻率极小值的模值与孔喉比、矿化度及含水饱和度均呈指数关系,虚部电阻率极小值的模值随孔喉比增大而增大,随矿化度和含水饱和度增大而减小。数值模拟结果为利用岩石低频界面极化效应对储层含油气性进行定量评价提供了理论基础和模型基础。     

考虑储层复杂孔隙结构泥质附加导电的致密砂岩饱和度模型

徐家围子地区深层致密砂岩储层孔隙结构复杂、含泥、非均质性强的特点给储层饱和度的准确求取带来了一定的困难。针对这一难题,将致密砂岩等效成孔隙大小和流体分布特征不变的纯岩石,利用改进等效岩石元素理论描述岩石孔腔和喉道比、孔隙弯曲程度对岩石导电性的影响,利用有效介质对称导电理论描述岩石不同组分连通性、分布特征对岩石导电性的影响,求取混合流体的电导率。利用有效介质对称导电理论描述由骨架、泥质和混合流体3组分组成的岩石的导电规律,建立了考虑储层复杂孔隙结构的饱和度模型。利用徐家围子地区深层致密砂岩岩样的岩电实验数据对模型进行了实验验证,模型计算的电阻率值与实验测量值的相对误差仅为3.8%。建立的考虑储层复杂孔隙结构的饱和度模型能够准确描述研究区致密砂岩的导电规律。利用该模型及其确定的模型参数值对研究区实际井资料进行了处理解释,并将解释结果与试油结果相对比,结果表明该模型适用于研究区致密砂岩储层饱和度的评价。     

有效介质电阻率模型在含泥含钙砂岩储层中的应用

含泥含钙储层泥质和钙质成份对电阻率贡献具有复杂性,其饱和度的定量评价更加困难.通过考察储层品质指数与孔隙度的关系,确定双对数关系曲线下的斜率值,为混合泥质砂岩饱和度模型的选取提供了依据.钙质颗粒作为砂岩储层电阻率的重要影响因素,其成份的增加不仅会引起孔隙度的降低,而且引起孔隙通道曲折度的增大,从而导致地层电阻率值升高.在上述理论分析基础上,提出含泥含钙砂岩储层体积模型,并以有效介质理论为基础,建立了混合泥质含钙砂岩储层有效介质饱和度模型.该模型基于层状泥质与分散泥质砂岩并联导电以及分散泥质砂岩的有效介质SATORI电阻率模型,其中将分散泥质砂岩分成导电的砂岩骨架颗粒、不导电的油气、分散粘土颗粒、钙质颗粒、微毛管孔隙水以及可动水等6种成份,充分考虑了钙质成份的导电特性、微孔隙水的影响作用以及粘土的附加导电性等因素.经岩电实验数据拟合与实际资料处理结果表明,模型具有较强的适应性和计算精度.     

用油水相对渗透率确定低电阻油层产液性质

进行高温高压条件下的岩电实验，建立含水饱和度模型以及用孔隙度和泥质含量求取束缚水饱和度的模型；对岩样油水相对渗透率实测结果进行多元非线性回归，建立油水相对渗透率计算公式；用油水相对渗透率确定低电阻油气层的产液性质。H油田油层电阻率低的主要原因是束缚水含量高、地层水矿化度高，计算这类低电阻油层含水饱和度时应使用高温高压岩电实验结果，用油水相对渗透率能较好地识别低电阻油层、划分油水界面。图5参9     

气水两相流滑动比的实验研究

通过气水两相流在垂直管中的流动实验，分别用滑动比模型法和密度差模型求取气水滑动比。在剔了段塞滑比数据后，给出了气水两相泡状流情况下的滑动比实验关系式，为油气中两相流的检测处理提供了一种新的处理方法。     

浅析两相采油指数与单相采油指数的关系

对溶解气驱饱和油藏甚至未饱和油藏来说 ,当井底流压低于饱和压力时 ,井筒附近存在两相流动 ,油井有一个两相采油指数 ;当井底流压高于或等于饱和压力时 ,井筒附近存在单相流动 ,油井有一个单相采油指数。经对 Hasan、Fetkovich、陈元千和李晓平等得出的采油指数的数学表达式分析对比表明 ,两相采油指数和单相采油指数之间存在一定的关系 ,但两相采油指数不能用产量与压力关系曲线的切线来代表     

海上油气水多相管流中沿程摩阻因数分析

沿程摩阻因数是制约多相管流发展的关键,摩阻因数是压降计算的重要内容之一,其计算的准确性直接决定了压降计算的准确性。基于Xiao等人的流型判别法,将流型分为分层流、段塞流、环状流和分散泡状流等4种流型。分散泡状流仅需用到气体或液体与管壁之间的相互作用;分层流、环状流和段塞流不仅用到气体或液体与管壁之间的相互作用,还要用到气液界面之间的相互作用。气体或液体与管壁之间的沿程摩阻因数可以采用单相流体的沿程摩阻因数方法计算。对于不同的流型,气液界面的摩阻因数计算方法也不同。     

Relationship Between Wetting Properties and Macroscale Hydrodynamics During Forced Gravity Drainage and Secondary Waterflood

Abstract

In order to relate the wetting properties at the pore scale to the macroscale prevailing forces, a series of experiments was performed in vertical porous media under forced gas invasion at various wettability conditions with partially spreading oil. To describe the dynamics of oil recovery in a three-phase flow condition, the downward gas flood experiments were continued by water injection from the bottom. Experimental results obtained in situations where the magnitudes of viscous, capillary, and gravity forces are comparable. We study the transition from flow configurations where the interface is stable with respect to viscous instability to flow configurations where viscous fingering occurs. The results also have been analyzed using a dimensionless number.     

电磁波测井计算介电常数算法比较研究

介绍了用平面波模型、球面波模型和混合波模型由电磁波传播测井幅度比和相位差计算介电常数的算法,并对实测资料进行了计算比较,结果表明经几何发散校正的平面波模型算法和混合波模型算法比较稳定且效果一致,可以同时用于计算200MHz和47 MHz不同频率的介电常数.     

邻井间最近距离的表述及应用

邻井间最近距离的描述与计算方法已广泛应用于防碰、中靶、轨迹监测与控制,以及对实钻轨迹的质量评价等方面。阐述邻井间最近距离的计算原理、扫描图的绘制方法,并将球面坐标形式的最近距离扫描图分解为以2个极坐标形式表示的平面图,从而实现了视图的科学性、完整性和实用性。还用实例验证了理论的正确性。     

邻井间最近距离的表述及应用

邻井间最近距离的描述与计算方法已广泛应用于防碰、中靶、轨迹监测与控制，以及对实钻轨迹的质量评价等方面。阐述邻井间最近距离的计算原理、扫描图的绘制方法，并将球面坐标形式的最近距离扫描图分解为以2个极坐标形式表示的平面图，从而实现了视图的科学性、完整性和实用性。还用实例验证了理论的正确性。     

垂直管中三相流分相含率测量模型研究

基于集流型涡轮流量计与放射性密度计、持水率计在大庆生产测井研究所油、气、水三相流流动环路中的实验数据，本文提出了用于确定油、气、水三相流分相含率的测量模型，用此模型预测的油、气、水分相含率与流动环标定的数据进行了对比，在规定的实验范围内，取得了较高精度的油、气、水分相含率预测效果，为油井三相流测井提供了一种新的解释模型。     

湖相重力流沉积特征及发育模式——以苏北盆地高邮凹陷深凹带戴南组为例

以苏北盆地高邮凹陷深凹带戴南组一段-戴南组二段五亚段为研究对象,以岩心精细观察和岩石薄片镜下鉴定为主要手段,结合测录井资料解释等描述重力流沉积特征和岩相特征,综合考虑沉积特征、形成过程、支撑机理及沉积机理等因素划分重力流类型,根据古构造和古地理背景、重力流类型和转化特征综合分析建立重力流发育与转化模式。研究结果表明:高邮凹陷深凹带戴南组主要发育碎屑流、浊流和液化流3种沉积物重力流和滑动-滑塌这一重要的斜坡沉积物重力流触发机制;其中以碎屑流最为常见,根据其沉积物粒度构成特征划分为砾质碎屑流、砂质碎屑流和泥质碎屑流,根据其物质来源划分为外源型碎屑流和内源型碎屑流。识别出8种重力流沉积岩相和4类重力流沉积典型岩相组合。建立了不同物源条件下的重力流发育与转化模式,包括断阶带物源方向的双断阶混源型、多断阶混源型和斜坡带物源方向的内源型模式。断阶带重力流来自物源老山,以砾质碎屑流、砂质碎屑流、泥质碎屑流、浊流为主,所属沉积相类型包括扇三角洲、近岸水下扇和湖底扇;斜坡带重力流物源为三角洲前缘沉积物,以滑动-滑塌、液化流、砂质碎屑流、浊流为主,形成风暴浪基面之上的事件沉积体和深湖区的湖底扇。     

气侵过程井筒压力演变规律实验和模型

储层钻进时,由于地层压力预测不准造成地层气体侵入井筒,形成不稳定气-液两相流并导致井筒内压力剧烈变化,产生巨大的井控风险.为了揭示气侵过程井筒压力的演变规律,利用大型实验架进行了可视化模拟实验,测量气侵过程井筒压力变化,观察管内流动物理特征.将该过程简化为液体循环条件下垂直同心环形管管底连续注气过程,并基于非稳态流动理论和漂移模型建立了井筒气-液两相流动瞬态预测模型.该模型具有跟踪气-液界面等流动参数的功能,可采用半隐式有限差分法数值求解.实验数据分析表明:随着管底开始注气,管内压力先增大再减小;管路下部比上部先达到压力峰值,压力波动程度随着管深的增加而减小.模型数值仿真结果与实验数据吻合程度较高,证明了模型可用于预测气侵过程井筒流体瞬态流动特征.研究成果深化了对气侵过程井筒压力演变规律的认识,丰富了复杂工况钻井的水力学模型.