低渗透油藏非线性多因素影响的渗流机理及数值模拟研究

摘要

开发低渗透油田对中国石油工业的发展至关重要。而经济高效的开发低渗透油田，必须正确认识其储层特征及流体渗流机理。在低渗透油田的开发过程中出现了一系列有别于中高渗油田开发的特殊问题，开发效果普遍较差。其实质是由于储层结构的特点引起的非线性渗流，进而引起的注水开发特征的差异。因此，要开发好低渗透油田，首先应该正确认识其储层特征和渗流规律，对揭示油气田流体渗流的特殊运动形态和基本规律至关重要。目前对低渗透油田渗流机理的研究局限于单一因素的研究，比如仅仅考虑启动压力梯度效应存在的影响。而全面考虑各方面因素才能真实反映低渗透地层中的渗流情况。为此，本文根据我国低渗透油藏的特点，运用实验和理论研究相结合的方法，对低渗透油藏渗流机理进行了深入的研究。
　　 针对低渗透油藏中存在低速非线性渗流的现象，本文重点研究了低渗油藏启动压力梯度效应和应力敏感效应对油井产量的影响。首先进行了低渗油藏启动压力梯度效应和应力敏感效应的室内实验，验证了低渗油藏中确实存在启动压力梯度效应和应力敏感效应。
　　 其次，把启动压力梯度效应、介质变形作为一个整体来研究，建立了考虑启动压力梯度效应和应力敏感效应的数学模型并进行数值求解。
　　 最后，本文以长庆西峰油田为例，以实际油田区块资料为计算依据进行应用研究，并结合应用实例对各个敏感因素进行了分析。结果表明，在低渗透油藏渗流中，同时存在启动压力梯度效应及应力敏感效应，两种影响因素都对储层渗流有负作用，但启动压力梯度效应的影响要大于应力敏感效应的影响；启动压力梯度效应和压力敏感效应共同作用时，对储层渗流的影响要大于两种影响因素单独作用时的影响。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1本文研究的目的和意义

1.2国内外研究现状

1.2.1应力敏感效应研究现状

1.2.2启动压力梯度效应国内外研究现状

1.3本文的研究内容、技术路线和创新点

1.3.1本文研究内容

1.3.2技术路线

1.3.3创新点

第二章低渗透油藏渗启动压力梯度实验及储层应力敏感实验

2.1低渗透油藏启动压力梯度实验

2.2低渗透油藏储层应力敏感性评价实验

第三章低渗透储层流体的渗流特征及机理研究

3.1低渗透储层的地质特征

3.2低渗透储层渗流特征描述

3.2.1受应力敏感效应影响的低渗储层渗流特征

3.2.2受启动压力梯度效应影响的低渗储层渗流特征

第四章考虑应力敏感效应的低渗透油藏渗流数学模型

4.1模型基本假设条件

4.2低渗透油藏渗流的连续性方程

4.3低渗透油藏储层岩石状态方程

4.4考虑应力敏感效应的油、水两相运动方程

4.5考虑应力敏感效应的低渗透油藏渗流数学模型

4.6定解条件

第五章考虑启动压力梯度效应的低渗透油藏渗流数学模型

5.1模型基本假设条件

5.2低渗透油藏渗流的连续性方程

5.3考虑启动压力梯度效应的油、水两相运动方程

5.4考虑启动压力梯度效应的油、水两相渗流数学模型

5.5定解条件

第六章考虑应力敏感效应影响和启动压力梯度效应影响的低渗透油藏渗流数学模型

6.1模型基本假设条件

6.2低渗透油藏渗流的连续性方程

6.3低渗透油藏储层岩石状态方程

6.4考虑应力敏感效应影响和启动压力梯度影响的油、水两相运动方程

6.5考虑应力敏感效应和启动压力梯度效应影响的油、水两相渗流数学模型

6.6定解条件

第七章低渗透油藏数值模型及求解方法

7.1偏微分方程组离散化

7.1.1空间离散

7.1.2时间离散

7.1.3基本有限差分方程

7.2非线性方程组线性化

7.2.1 IMPES解法

7.2.2方程左端项的展开

7.2.3方程右端项的展开

7.3线性代数方程组的求解

7.4参数项处理

第八章实例计算

8.1数据准备

8.2敏感性分析

8.2.1启动压力梯度效应敏感性分析

8.2.2应力敏感效应敏感性分析

8.3理论计算与实际产量对比

第九章结论及建议

9.1结论

9.2建议

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的论文