岩石的压缩系数问题——再与王厉强博士商榷

岩石的应力关系方程是,外应力为骨架应力和流体压力的孔隙度加权平均值。应力关系方程适合于油藏的任何状态,而不是只适合于原始状态。由于岩石的骨架应力不好测量,因此,人们通常并不使用岩石的应力关系方程,而是直接使用有效应力形式的关系方程。常用的有效应力方程为Terzaghi方程和Biot方程。由岩石的应力关系方程导出的岩石压缩系数理论计算公式,呈现出了正确的逻辑关系,即孔隙度越大,压缩系数就越高;而且,当孔隙度为0时,岩石孔隙压缩系数的数值亦为0     

岩石压缩系数对油藏动态储量计算结果的影响

油藏动态地质储量的计算结果受生产数据、油藏测压数据以及岩石和流体物性等参数的影响,本文主要研究了岩石压缩系数对储量计算结果的影响。目前确定岩石压缩系数的方法主要有实验测量法和Hall图版经验公式法,由于Hall图版由实验值统计而来,因而这两种方法基本上是一致的。用Hall图版确定的岩石压缩系数明显偏高,且Hall图版错误地显示了岩石压缩系数与孔隙度的逻辑关系,因而都是一些错误的数值。用笔者提出的岩石压缩系数与孔隙度的关系曲线确定的岩石压缩系数一般都较低,．本文算例表明,用不同方法确定的压缩系数对储量计算结果有较大的影响。由于岩石压缩系数的数值通常较小,建议今后的油藏工程研究中,忽略岩石的压缩系数,以免对动态储量的计算结果造成不必要的影响。     

特殊情况下的压力系数和自喷系数计算方法

压力系数是油气藏评价的基本参数,可以用来评价油气藏的压力状态。但是,在地形起伏较大的地区或高油气柱油气藏,用传统方法计算的压力系数会出现较大偏差。研究了压力系数计算出现偏差的原因,对于地形起伏较大的地区,主要是静水压力的计算出了偏差,把计算起始深度由地面改为潜水面,即可消除计算偏差。对于高油气柱油气藏,选取油气柱中部深度计算压力系数,即可消除计算偏差。油气藏压力—深度关系曲线的截距值,即油气藏流体流到地面的剩余压力,定义为油气藏流体的自喷系数,自喷系数越大,油气藏流体的自喷能力就越强。     

采油速度对油水界面上升和底水锥进的影响

底水锥进和油水界面上升是影响底水油藏开发效果的主要因素。为了研究采油速度对底水锥进和油藏界面上升速度的影响,文中采用油藏工程方法和数值模拟方法对油藏开发过程进行了研究。两种方法的研究结果是一致的：采油速度越高,油井的见水时间就越早,油水界面的上升速度就越快,油井的含水率上升就越快,油井产量的递减速度就越快。同时,井底附近的油水界面上升速度快于外边界处,因此,采油速度是影响油井产水的主要因素。在实际生产中,应选择合理的采油速度,既能满足油藏产能的要求,又要得到最大的采收率,旨在实现最佳的经济效益。     

油气运移时间的计算

油气运移对油气成藏具有重要意义,但传统的油气运移研究定性的内容较多,定量的内容较少,且一直没有建立起油气运移时间的计算公式。油气运移,实际上就是油气在岩石中的渗流过程。根据渗流力学理论,建立了油气初次运移和二次运移时间的理论计算公式。结果表明,油气运移的时间都很短,与漫长的地质时期相比可谓一瞬,因此,油气运移时间不是制约油气成藏的主要因素。气水或油水分异调整和平衡的时间亦都很短,气水倒置或油水倒置难以维持。运移之中的油气十分分散,且丰度极低,不具有开采价值,目前开采的油气藏都是运移完成之后的油气聚集。应用油气运移时间的计算公式,可定量研究地层的油气运移时间问题。     

盖层封堵油气的机理研究

盖层在油气成藏过程中起着十分重要的作用,为了搞清盖层的封堵机理,应用石油地质、油层物理和流体力学的相关知识对其进行了深入研究。结果表明：盖层是通过毛管压力封堵油气的,地层的非均质性越强,盖层与储层的毛管压力差值越大,能够封堵和聚集的油气数量就越多,均质地层不能聚集油气。地层的非均质性成就了石油工业。油气可以从烃源岩小孔隙运移进入储集岩大孔隙,却不能从储集岩大孔隙运移进入盖层小孔隙,这就是油气运移的奇妙之处。岩石的润湿性对油气封堵也十分重要,亲油岩石不能封堵油气,亲水岩石才能封堵油气。岩石的亲水性成就了石油工业。盖层中水的烃浓度极低,不可能超过油气藏的烃浓度,因而也不能对油气进行烃浓度封堵。盖层能够封堵油气,却不能封堵地层水;盖层能够封堵油气相,却不能封堵油气分子。盖层超压是用等效深度法计算出的结果,是一个假象,并非真的超压,也不可能对油气进行超压封堵。     

启动压力梯度真的存在吗？

一些室内实验测量到了低渗透储层存在启动压力梯度的现象,由于该现象对油田开发十分重要,关于启动压力梯度是否存在的问题,需要进行深入的研究。由于测量启动压力梯度时采用的是单相流体,单相流体并不存在毛管压力,因此,毛管压力不是启动压力梯度存在的原因。边界层中的流体并非不流动,而是流动滞缓,因此,边界层效应也不是启动压力梯度存在的原因。研究结果表明,实验室测量到启动压力梯度现象,主要是由于流量测试困难和测试时间太短所致,表皮效应加剧了启动压力存在的假象,注水井存在启动压力是由于井底污染和润湿滞后所致,流体在地层中流动并不需要启动压力梯度。     

线性椭圆型方程的数值网格生成方法

用椭圆方程生成的数值网格是一种贴体网格；传统的网格生成方法需求解一组非线性的椭圆型偏微分方程，非线性椭圆型方程的求解非常困难且精度以影响，本文对此进行了深入的理论研究，提出了“用求解线性的椭圆型方程直接生成贴体网格”的新方法；新方法简单且易于实现，并从理论上克服了传统方法存在的不足，因此，它对计算流体力学的发展具有一定的理论意义和实用价值。     

竹炭碳磺酸的制备及其催化性能

以富含纤维素的天然竹粉为原料,通过硫酸浸渍,炭化和磺化的过程,制备竹炭碳磺酸并将其应用于纤维素水解反应。首先对改性前后的竹粉及其主要成分进行热重分析,发现硫酸能打破竹粉组分之间部分原有的化学键,促进竹粉的热解过程,使竹粉在低温下进行热解与炭化。然后系统地研究浸渍比例、浸渍液浓度、炭化温度和磺化温度等因素对催化剂活性的影响,得到催化剂最优制备条件。最后采用XRD、BET、FT-IR和SEM等方法对竹炭碳磺酸进行表征,结果表明通过合理调控温度能使竹炭磺酸具有良好的孔结构和较高的磺酸量,且磺酸量可能和芳香碳环上的活泼氢数目有关。     

应力敏感对油井产能的影响

油藏采出流体后,地层压力下降,渗透率和油井产量都会有不同程度的降低,即出现所谓的应力敏感.油井产能的应力敏感性可以通过室内岩芯测试的渗透率应力敏感进行评价,渗透率的应力敏感指数与油井产量的应力敏感指数完全相等.室内岩芯的应力敏感性是外压增大所致,但通过本体有效应力转换之后,即可得到地层条件下内压降低的结果.一般情况下,中低渗透油藏的应力敏感性都较弱,生产过程中可不予考虑.