致密油气田中流体输运特征和工程方法

摘要

在传统的流体力学中，流体在固壁处流速为零，即无滑移边界条件。在微纳米条件下，由于固液界面作用力增大，无滑移边界条件不再适用。该文首先从微米石英圆管中的流动实验现象出发，给出润湿性边界粘滞层厚度随应力变化的边界模型。在此基础上推导出层流条件下，微纳米管中的流量公式，并对流量公式进行渐近分析，同时也分析流动微纳米尺度下的流动特征。接下来用微米圆管中去离子水的流动实验，对新建的理论模型进行验证;再将新模型应用于致密多孔介质，推导出考虑负滑移影响的渗流模型，并对渗流模型进行渐进分析，同时也用致密岩芯中去离子水的流动实验，对新建的理论模型进行验证。进而将新模型应用于油藏工程中求得其产能解，并对其产能及压力分布分别进行理论分析。最后将单相非线性渗流模型推广至两相非线性渗流，推导出两相在致密多孔介质中的渗流模型，并再用致密岩芯中去离子水流动实验验证，分别又对渗透率及粘度比对致密油藏中两相渗流的影响进行分析。　　研究表明:润湿性条件下，边界粘滞层厚度随驱动力的增大而减小;新建立的微纳米尺度下的边界模型以及所运用的流量公式非常符合实验结果，其中一次方的流量模型应用时更为简单，在压力梯度较小时，指数项起作用产生了非线性流动的效果;通过与利用核磁共振方法进行的可动油饱和度实验所得出的结果相对比，可发现两者所得到的实验数据基本吻合。因此可以得出结论:当渗透率较低，可动油减少的情况下，与之相对应的边界黏附层便会增厚;在水油两相渗流条件下，即使饱和度不同，油水的静态边界层厚度也大多都几近相似，其粘度比的变化与边界粘附层的厚度相同，大都没有明显规律。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 研究目的和意义

1．2 致密油气藏的特性

1．3．1 国外致密油气藏的分布

1．3．2 国内致密油的分布

1．4 主要研究内容

第二章 润湿性微纳米圆管中超纯水的流动特征研究

2．2 润湿性微纳米圆管中超纯水的流动规律

2．2．1 流体在微圆管中的微尺度效应

2．2．2 流体在微圆管中的流动特性

2．3 微圆管中流体的流动规律

2．3．1 边界层模型

2．3．2 牛顿流体在微圆管中的速度及流量公式

2．4 实验验证与分析

2．5 微管中的流量公式简化

2．5．1 微管中流量公式的n次方模型分析

2．5．2 简化模型的实验验证及应用

2．6 本章小结

第三章 牛顿流体在致密多孔介质中的渗流模型

3．1 渗流模型研究现状

3．1．1 单相渗流模型

3．1．2 两相渗流模型

3．2 牛顿流体在致密多孔介质中的渗流模型

3．3 单相非线性渗流模型推广到两相流动的理论方法

3．3．1 实验验证与分析

3．4 致密油藏中渗透率影响的两相渗流

3．4．1 水相、油相流动特征分析

3．5．1 粘度比影响的渗流模型

3．5．2 水相、油相流动特征分析

3．6 本章小结

第四章 致密油藏中渗流模型的工程应用

4．1．1 致密油藏中产能解

4．1．2 致密油藏中产能方程的理论分析

4．2 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文及研究成果