Impact of the scale factor on mobilization of residual oil: A laboratory experiment

Experimental data on residual oil mobilization in laboratory simulation of oil displacement by water demonstrate the impact of the scale effect on this process reflected in the value of residual oil mobilization and displacement thresholds. It is established that residual oil saturation decreases with an increase in the model size used. It is shown that the sizes of clusters of the trapped oil phase correlate with the size of the laboratory model.     

西峰油田长8储层微观孔隙结构非均质性与渗流机理实验

为深入剖析超低渗储层微观孔隙结构非均质性对渗流机理的影响程度,选取鄂尔多斯盆地西峰油田长8储层有代表性的样品进行了真实砂岩微观模型水驱油和CT扫描水驱油驱替实验。通过真实砂岩微观模型水驱油实验发现,对于没有微裂缝存在的岩样,水驱油效果往往与渗透率成正比关系,而微裂缝的存在使得微观孔隙结构非均质性显得更加突出,渗流机理将完全改变,从而水驱油效果也表现出较大的差异。CT扫描水驱油驱替实验结果也表明,微裂缝的存在明显增加了孔喉微观非均质程度,使得水驱效果变差。而环压对具有双重孔隙介质储层的注水效果会产生较大影响。可见对于超低渗储层,微观孔隙结构非均质性是造成注入水波及效率不高、水驱油效果差的主要原因。     

软土地基电渗固结理论分析与数值模拟

电渗固结是加速软土固结、提高地基承载力的有效技术。传统的电渗固结理论假设土体的物理力学、水力学和电学特性均匀稳定,其理论解答与试验结果差别较大。针对电渗固结处理过程,对土体位移场、渗流场和电场的耦合特征进行了理论分析,根据电荷守恒原理、水流连续原理和Biot固结理论,建立了电渗固结过程的多场耦合控制方程;考虑土体相关特性参数的非线性关系,开发了有限元软件用于分析电渗过程中电场强度、土体位移以及超静孔隙水压力的变化特征。计算结果与理论数据吻合较好,能够反映土体相关特性参数非线性关系对结果的影响。软件能够为电渗固结系统设计提供参考依据。     

牛圈湖油田西山窑组水驱油效率影响因素研究

物性较好且孔隙结构分选和连通性较好的储层,其驱油效率较高;在注水开发初期,提高注入压力和增加注入量,对驱油效率的影响较明显,当注入量超过3Pv之后,二者的增加对驱油效率的影响将明显减弱。     

准噶尔盆地腹部陆梁油田侏罗系-白垩系成藏模拟研究

为明确陆梁油田储集层排驱压力对油气成藏及分布的影响作用,基于油田地质条件及成藏模式,设计实验模型,运用成藏物理模拟方法,模拟断层输导下的油气成藏过程,观察现象、 分析结果,揭示了陆梁油田不同储盖组合成藏性能受排驱压力控制,即在注入一定压力下,与断层对接储集层排驱压力较小的储盖组合优先成藏,且含油饱和度较高;与断层对接排驱压力较大的储盖组合成藏较晚难度较大,含油饱和度较低。未与断层对接的储集层,无论其排驱压力大小,均难以成藏。物理模拟实验再现了陆梁油田侏罗系-白垩系成藏过程。     

用油水相对渗透率确定镇泾油田长6储层的产液情况

油水相对渗透率可以精确刻划出油、水二相流体在孔喉中的流动情况,通过阿尔奇方程准确求取储层的含水饱和度,建立适合镇泾油田的束缚水饱和度计算模型,并运用"岩心刻度测井"的方法,通过回归法,用实测油、水相对渗透率曲线求取琼斯方程中的区域参数,最终建立适合本区的油水相对渗透率经验公式。结果表明,用测井数据可以进行油、水相对渗透率的计算,并且完全满足评价储集层的产液情况。由此建立的油水相对渗透率解释模型,可以进行镇泾油田长6储层的油、水层的划分,并对油、水分异不彻底的储层进行测井评价,有着重要的参考价值。     

极浅层稠油油藏油砂特征及潜力评价

油砂和浅层稠油是具有超低开发成本的两类非常规资源,非常规与历次油价下跌密切相关,使得这类资源成为了全球瞩目的焦点.春风油田兼具地表油砂和浅层稠油两类非常规,但岩心在地表会呈现极松散的不成型油砂,使得一些基础常规实验无法测定,影响到进一步分析评估.因此,需要针对这类非常规资源进行一系列新实验,即在常规实验的基础上,增加热物性、高温相渗、核磁共振等专项实验,并与常规实验结果进行比较.热物性实验发现,储层内部灰质、泥质夹层导热性良好,反映热波及效率会较高.相渗实验发现,油砂的油水相渗Kro和Krw的终点间距较大,两相覆盖范围宽,束缚水饱和度低,且孔隙越均匀,油相相对渗透率就越大.实验还发现,热物性、相渗、阵列感应实验得到的不同参数,相互之间存在一定相关性.利用新的核磁共振方法,可直接得到束缚水饱和度,获取原始含油饱和度,进而求取驱油效率,大大简化实验步骤和测试项目.最后,通过驱油效率计算和潜力评价发现,虽然经过多轮次吞吐,油砂目前的平均含油饱和度仍然很高,反映了稠油储量动用程度低,仍有很大的开发潜力.     

DH1油田水淹层综合解释及应用

针对DH1油田大部份油层已出现不同程度的水淹,为了了解各小层水淹情况,为后期勘探开发提供依据。这里利用常规测井资料建立神经网络识别模型来预测油层是否被水淹,然后针对识别出的水淹层,定量计算剩余油饱和度S_o、含水率F_w、驱油效率η等参数,最后结合实际情况,给出研究区水淹程度划分标准。通过对DH1油田七口新井的水淹层进行水淹级别划分表明,正确率可达80%以上,具有较好的应用效果。     

不同注水开发阶段水淹层混合地层水电阻率计算方法

水淹层混合地层水电阻率是水淹层剩余油饱和度评价必须确定的参数.在开发中后期,注入水会与原始地层水发生离子交换作用,因此不能简单地利用并联导电模型计算混合地层水电阻率,从而增加了计算的困难.首先根据注入水和原始地层水未进行离子交换和离子交换完全两种情况确定出不同的混合地层水电阻率计算方法;再考虑实际注水过程,确定动态的混合地层水电阻率计算模型,在动态模型中利用离子交换率表示不同阶段混合地层水电阻率的变化规律,并提出利用岩电实验和阿尔奇公式确定离子交换率的方法;最后给出混合地层水电阻率在饱和度计算时的应用方法,为定量测井解释的大批量数据处理提供编程思路.     

基于KRR优化算法的油水系统中CO2溶解度模型

油藏中注入CO2可形成CO2原油地层水三相动态平衡,CO2在油水系统中的溶解度将直接影响CO2驱油效果和封存潜力。为了对CO2在油水系统中的溶解度模型进行研究,以吉林油田某油水系统为例,利用高温高压PVT分析仪开展CO2在不同体积比例油水系统中的溶解度实验,明确了CO2在油水系统中的溶解规律,并基于实验数据,分别利用网格搜索法(GS)和贝叶斯优化算法(BOA)对核岭回归算法(KRR)的参数进行优化,建立了CO2在油水系统中的溶解度预测模型。研究结果表明：CO2在油水系统中的溶解度随CO2注入量的增加而增大,也随油水体积比升高而增大;基于KRR算法的优化模型中,GSKRR模型和BOAKRR模型平均相对误差分别为6.758%和1.998%,说明BOAKRR具有更高的预测精度。利用BOAKRR模型预测并绘制不同温度、不同油水体积比下的CO2在油水系统中的溶解度图版,可为CO2碳捕集、利用与封存（CCUS）技术的应用提供支持。     

密闭取心饱和度校正数学模型

利用密闭取心井资料分析油、水饱和度是目前最直接有效的方法,但是由于岩心上提导致的孔隙体积变大、降压脱气和钻井液侵入等过程的影响,岩心测试油、水饱和度之和一般均只有75%~85%,油、水饱和度都有较大损失,因而需要对油、水饱和度进行校正,争取求准饱和度数据。本次研究进行了挥发过程及岩心上提过程的室内实验,发现密闭取心降压脱气过程是造成油水饱和度损失的主要因素,目前实验条件难以如实模拟这一过程,研究中以流体分流率原理为核心,建立了降压脱气的数学校正模型;降压还会导致孔隙增大,岩心的覆压孔渗实验能够准确反映这一变化,为油水饱和度校正提供依据。建立的密闭取心饱和度校正数学模型精度与保压密闭取心的测试结果相当,具有推广意义。钻井液浸入造成的油水饱和度损失数量比较小,但是疏松砂岩中强浸的岩心样品油水饱和度数据需要校正,校正量一般不大于2%。     

絮凝−电渗法联合治理淤泥质土试验研究

针对传统电渗法治理淤泥质土过程中排水效率低且治理后土体不均匀等问题,从改变软黏土颗粒自身持水特性角度出发,提出采用新型有机高分子材料阴离子型聚丙烯酰胺（APAM）联合电渗法治理淤泥质土的思路。利用自制的一维电渗固结试验装置,探究絮凝−电渗法联合作用机制以及不同絮凝剂掺入比对电渗排水加固效果的影响规律。试验结果表明：与传统电渗法相比较,絮凝剂 APAM 的掺入减少了软黏土颗粒表面的结合水膜厚度,使得淤泥质土的前期电渗排水速率和累计排水量显著提升,从而降低了电渗法的平均能耗系数;同时,絮凝剂高分子长链的“吸附架桥”作用增强了土颗粒的黏结力和絮凝沉积效果,有效缓解了电渗过程中细小黏粒迁移集聚而造成的阴极淤堵问题;治理后淤泥质土的抗剪强度大幅增高,土体的均匀性也得到了明显改善,且当絮凝剂 APAM 掺入比为 0.30% 时,土体的电渗排水固结效果最佳。     

利用微观水驱油模型实验对储层进行流动单元的划分

采用微观水驱油模型实验测得西峰油田庄19井区长82储层26块样品的渗透率、水驱前含油饱和度以及在不同注入倍数、不同注入压力下的剩余油饱和度和驱油效率,以此参数为基础,应用统计分析软件SPSS将样品划分为E类、G类和M类3类流动单元。结合试验动态观察和数据分析,不同流动单元类型有着不同的渗流通道、驱替方式、驱油效率以及压力对驱油效率的作用。     

复杂应力路径下流体饱和砂岩本构模型

高孔隙率砂岩在不同围压及被不同流体（水及油）饱和时表现出不同的应力-应变特性及不同的破坏过程。复杂应力路径下油和水饱和砂岩的力学试验表明,存在某一临界围压,随着围压的增加,饱和砂岩从以压剪破坏为主,逐渐转变为以孔隙坍塌破坏为主的破坏机制。通过力学试验结果的分析,以两种破坏理论对油和水饱和砂岩的破坏特征进行了力学解释,并应用经典塑性力学的盖帽模型建立了相应的本构模型,应用非线性有限元法进行了数值验证,研究结果表明,提出的模型与试验资料吻合良好,能较好地模拟复杂应力路径下油和水饱和砂岩的破坏机制及模拟注水采油引起的砂岩附加沉降。     

Analytical and numerical investigation of multicomponent multiphase WAG displacements

In this paper the ability of analytical solutions for four-component three-phase flow to predict displacement efficiency in water alternating gas (WAG) injection processes is studied. First analytical solutions for Riemann problems with injection compositions that are the average water and gas mixture for various WAG injection schemes are presented. These solutions are compared to numerical calculations with variable slug sizes and used to explore the effect of slug size, injecting water vs gas first, and the average injection composition on displacement efficiency in compositional WAG schemes. The example model is partially miscible WAG injection of water and CO₂ into an oil reservoir containing C₁₀ and CH₄ with and without a mobile aqueous phase present initially. The trailing end of the water and gas profiles are sensitive to whether water or gas is injected first, but the magnitude of the oil bank and the breakthrough time of the injected fluids are accurately predicted by the analytical solutions, even for displacements where large water and gas slugs are injected. Fluctuations in the saturation and composition profiles resulting from the alternating injection sequence in the WAG simulations appear as super-imposed on top of the sequence of rarefaction and shock waves predicted by analytical solutions. As the number of slugs increases, the effect of alternating boundary conditions diminishes and the displacements predicted by numerical calculations converge to the analytical solutions.     

软土三轴剪切蠕变试验研究及模型分析

将数字图像测量技术运用于三轴剪切蠕变试验,试验结果表明,土粒间水膜厚度对土的蠕变有很大的影响,不排水时,试样土颗粒间水膜保持不变,土的黏滞系数基本为一定值,土的流变变形较大;排水时,随着水的排出土体发生固结硬化,土颗粒间水膜变薄,土的密度增大,黏滞性增强,流变变形较小。在排水条件下,加载瞬间孔隙水压力会持续上升产生Manadei-Cryer效应,整个过程历时约10 min。随着偏应力水平的增加,试样发生鼓胀变形,进而形成剪切面发生剪切破坏;受排水路径的影响,剪切面通常位于试样偏下部位。对比数字图像测量方法和试样排水体积换算法在获得剪切应变时的试验结果,表明试验过程中试样变形的不均匀会导致排水体积换算法在计算剪切应变时产生较大误差;Singh-Mitchell模型很好地描述土的剪切流变特性,确定参数时两种方法得到的参数相差不大,偏应力水平较低时可采用排水量换算法进行确定。     

注聚三采期岩电参数的实验

中国东部部分油田已进入三次采油期,储层注入聚合物溶液后,储层的物性、电性会发生相应的变化。为了查明储层内注入聚合物溶液后所发生的变化,模拟双河油田开发过程中设计的岩心注聚实验,通过观察注入聚合物的砂岩岩心的实验结果,得出了岩心驱替前后,岩心孔隙度和绝对渗透率变化不大、薄膜电位减小、阿尔奇公式中的孔隙度结构指数优增大,饱和度指数集中在1.4～1.7之间、电阻率变化呈“S"和斜躺“L”型减小等变化规律。注聚后孔隙度和渗透率的计算可以按常规测井评价方法进行,注聚前的薄膜电位明显大于注聚后的薄膜电位,因此注聚后在测井解释中要特别注意自然电位曲线的应用,在聚合物驱油过程中,岩心的电阻率变化规律与盐水驱油过程的电阻率相类似,故在测井评价中可直接使用水驱油田的饱和度的评价方法。     

缝洞型油藏微观驱替规律可视化实验研究

针对缝洞型油藏出水规律不明确的问题,结合塔河油田缝洞型油藏储集体特征设计制作了单向连通缝洞储集体与多向连通缝洞储集体两种可视化物理模型,并借助基于微观可视化技术的缝洞型油藏微观驱替可视化装置,从微观上探究了缝洞型油藏微观驱替规律.结果表明,裂缝中,水相主要"优宽"驱进,并会在水流优势通道形成后对非优势通道产生"屏蔽效应...     

黄河下游非恒定输沙数学模型——Ⅰ模型方程与数值方法

构建起具有通用性的黄河下游一维非恒定输沙数学模型.该模型建立了新的泥沙连续性方程与河床变形方程,克服了以往数学模型计算中取饱和恢复系数小于1等缺陷,引入了符合黄河下游河道水沙特点的水流挟沙力和河床糙率计算等公式,给出了悬移质含沙量以及悬移质泥沙平均粒径沿横向分布的计算方法,以及阐明了河槽在冲淤过程中河宽变化规律的模拟技术.运用Preissmann四点差分格式离散水流方程,并与泥沙连续性方程进行非耦合求解.     

大尺寸三维电动-水力渗透协同固结淤泥能耗特性

为解决目前电渗应用的高能耗困境及大尺寸模拟困难等问题,提出针对低渗透性、高含水率土体的电动-水力渗流协同作用的三维固结方法。自行研制了一套阴极-集水-排水协同作用的多功能集排水系统,采用间歇式抽水代替连续抽水。采用三维电动-水力渗流固结系统对取自贡湖湾湿地和白旄堆场的2种不同太湖底泥进行了电渗试验研究,同时对白旄堆场太湖底泥进行了传统一维电渗固结试验,并对2种试验条件下的单位体积排水能耗和单位体积单位排水量能耗等关键指标进行了对比。结果表明：三维集水井设计可大大降低土体阴极附近电阻,间断性提高系统电流,提高排水效率,降低电渗总能耗;间歇式抽水可间歇性降低系统内总电流,利用电动-水力协同作用,保持系统渗流的连续性;三维电动-水力渗流固结系统的电流呈周期性减小—增大模式,并且降低速率较慢,尤其对于有机质含量较高的土体,电渗过程电流始终保持在一个较高的水平,提高了排水固结效率。三维电动-水力渗流固结系统的单位体积排水能耗和单位体积单位排水量能耗分别约为一维电渗系统的2/3和1/30。在高含水量软土固结排水中具有显著的节能效果。三维电动-水力渗流固结系统可以提高排水固结效率、大幅度降低能耗,为...