特高含水期非线性渗流规律研究

摘要

我国主要的陆上老油田都已进入注水开发后期。由于注入水的长期冲刷以及储层的非均质性，优势渗流通道逐渐形成并大大影响了油田的产能，当油田处于特高含水期后，流动规律并不单纯的符合线性渗流规律。 本文分析了优势渗流通道形成与发育，总结了现有的线性流与非线性流的运动规律及流动状态与阻力的关系，在此基础上开展高速非达西物理模拟实验，利用相似准则建立物理模拟模型。分析了优势通道内高速非达西流的运动规律、多孔介质粒径的影响规律与雷诺数Re的临界值，建立了相应的数学方程。并以此作为依据建立了一维径向流数学模型，得到了不同渗流指数与渗流模式下的井底压力分布曲线，分析了非线性渗流对井底流压所产生的影响。 除优势通道的形成外，长期注水开发也导致了产出液含水率不断提高，地下液体的运移主要以水相流动为主，简单的油水两相或者水单相渗流并不能准确描述其流动规律，本文通过开展填砂管物理模拟实验，分析了高含水条件下含油饱和度与压力梯度之间的相对关系，剩余油存在类启动压力项，定性研究了模型渗透率、原油粘度与介质粒径对其的影响，之后应用人造岩心模拟实验对结果加以验证。 根据实验结果，建立了改进后的油水两相数模模型，着重对比分析了类启动压力项对剩余油分布的影响，为油藏剩余油开发做出了理论指引。

目录

声明

第一章 引言

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 研究内容及技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

第二章 高速非达西渗流特征及对开发动态影响研究

2.1 优势渗流通道的形成与对开发的影响

2.1.1 优势渗流通道的形成与发育

2.1.2 优势渗流通道对开发的影响

2.2 渗流阻力与相似原理

2.2.1 渗流阻力分析

2.2.2 相似原理

2.3 物理模拟实验

2.3.1 物理实验模型的建立

2.3.2 实验装置

2.3.3 实验流程

2.3.4 实验结果与数据处理

2.4 存在高速非达西流的一维径向流数值模拟

2.4.1 临界雷诺数研究

2.4.2 高速非达西运动方程

2.4.3 数学模型

2.4.4 差分方程的建立

2.4.5 数值模拟结果与分析

2.5 小结

第三章 特高含水期非线性渗流规律特征实验研究

3.1 填砂管物理模拟实验

3.1.1 实验原理与目的

3.1.2 实验装置

3.1.3 实验流程

3.2 实验结果处理与分析

3.2.1 实验数据处理

3.2.2 实验结果分析

3.2.3 渗透率的影响

3.2.4 原油粘度的影响

3.2.5 颗粒直径的影响

3.3 人造岩心物理实验模型

3.3.1 人造岩心的制作

3.3.2 实验数据

3.3.3 实验结果与分析

3.4 小结

第四章 特高含水期剩余油分布影响研究

4.1 达西渗流数值模拟求解

4.1.1 数学模型的建立

4.1.2 差分方程的建立

4.1.3 求解差分方程组

4.1.4 实例运算

4.2 考虑油相启动压力梯度的数学模型

4.2.1 数学模型的建立

4.2.2 差分方程的建立

4.2.3 求解差分方程组

4.2.4 实例运算

4.3 剩余油饱和度分布对比

4.4 小结

结论

参考文献

致谢