低渗透砂岩油藏低速非达西渗流数学建模

摘要

达西定律己广泛地应用于多种工程技术领域，渗流理论已经成为人类开发石油、天然气资源等诸多地下资源的重要工具。运用达西线性渗流规律，成功地解决了中高渗透油气田开发计算问题。然而，低渗透油田开发过程中出现了一系列有别于中高渗油气田开发的特殊问题，仅仅用达西定律来解决低渗透问题是不准确的。 流体的渗流呈现何种特征严重影响并制约着油田的开发。然而，对低渗储层中流体的渗流形态的判别至今尚无权威的判别标准。本文以现有的研究成果为基础，深入分析低渗透储层中流体渗流的各类影响因素及形成非达西渗流的机理，研究低渗储层中流体渗流出现非达西渗流的条件，通过因次分析，结合低渗非达西渗流矿场应用表现，综合分析实验数据，对该条件进行量化，建立非达西渗流的判别标准——压力数判据。非达西渗流特征越强，压力数越大。非达西渗流特征越弱，压力数越小。当压力λN>3时流体表现出非达西渗流特征；当压力数λN<3时流体表现出达西渗流特征。 本文在分析讨论了低速非达西渗流特征的基础上建立了一维、二维油水两相低速非达西渗流数学模型，在模型的建立时充分考虑启动压力梯度、附加渗流阻力和毛管力等因素，并选取IMPES方法对其进行了求解。依据数学模型的基本求解思路，开发低渗透油藏注水开发模拟器。 应用模拟器对低渗透油藏进行模拟分析，分析的结果表明启动压力梯度越大，则相同时间内原油的采出程度越低，反之启动压力梯度越小，则相同时间内采出程度越高。对于不同的注水时机，超前注水的的同产油量、平均压力较高，而滞后注水的日产油、平均压力较低。超前注水能建立有效的驱替压力系统，提高单井产量及最终采收率。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1论文研究的目的和意义

1.2低速非达西渗流模型概况

1.3本文的研究内容和技术路线

第二章低速非达西渗流特征与机理

2.1低渗透储层非达西渗流特征

2.2低渗透油层渗流机理分析

2.2.1渗流流体与孔隙介质之间的相互作用

2.2.2多孔介质的孔隙结构影响

2.2.3流体的非牛顿性质

2.3 本章小结

第三章 低渗非达西渗流综合判据

3.1 低渗非达西渗流判别标准

3.2 因次分析与压力数判据

3.2.1 因次分析

3.2.2压力数的物理意义

3.2.3实验结果分析

3.3无量纲压力数

3.4临界雷诺数

3.5本章小结

第四章低渗透砂岩油藏低速非达西渗流数学模型及其数值求解

4.1一维油水两相渗流数学模型

4.1.1基本假设

4.1.2数学模型的建立

4.2二维油水两相平面渗流模型

4.2.1基本假设

4.2.2数学模型的建立

4.3模型的数值求解

4.3.1模型的离散化

4.3.2流动方程的线性化

4.3.3井的处理方法

4.3.4模型的求解

4.3.5 IMPES方法的稳定性

4.4本章小结

第五章 低渗透砂岩油减低速非达西渗流程序设计

5.1模拟器开发

5.1.1模拟器流程

5.1.2模块设计及其功能

5.2模拟器界面

5.3模拟与分析

5.3.1基本数据

5.3.2非达西渗流与达西渗流的对比

5.3.3超前注水期间特征参数分析

5.3.4超前注水时机分析

5.4本章小结

第六章结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文