渗流力学——油水两相渗流的理论基础
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油藏油水两相渗流特征研究油藏油水两相渗流特征研究指的是对具有油水两种相的地下储层中流体运移过程进行分析和研究,以解析油藏中油水相间的相互作用及其对油藏开发和生产的影响。
下面将从原理、特征及影响等方面进行详细介绍,以期更好地理解油藏油水两相渗流特征。
首先,油藏油水两相渗流的原理是基于多相流理论。
地下油藏中油水两相存在共存,每个相都受到渗流过程中的岩石孔隙结构和岩石表面张力等影响。
油水两相的运动会相互干扰,从而影响油藏的开采效果。
油相的渗流受到表面张力的作用,而水相的渗流则受到毛细力的影响。
同时,油水两相之间的界面张力也会影响两相之间的相互转化和流体的分布。
其次,油藏油水两相渗流的特征体现在以下几个方面。
首先,油藏中油水相的分布会受到岩石孔隙结构的限制,不同的孔隙尺度和孔隙连通程度会导致油水相分布的非均匀性。
其次,两相渗流会存在于不同的渗流状态中,包括饱和渗流、非饱和渗流和混相渗流等。
不同的渗流状态会导致两相的流动特征和渗透能力有所不同。
最后,油水两相会发生相间的运移,即油相和水相会在渗流过程中相互转化。
这种相间运移会影响油藏中的渗流行为和生产动态,对油气开发产生重要影响。
最后,油藏油水两相渗流的特征对油气开发和生产有着重要的影响。
首先,了解和研究油藏油水两相渗流特征可以帮助评估储层的物理性质和渗流能力,为开发方案的制定和调整提供依据。
其次,油藏中油水两相的相互作用与运动对油气的产出和采收率有着重要的影响。
通过深入研究油藏中油水两相渗流的特征,可以优化开采方案,提高采收率,减少技术和经济风险。
此外,还可以通过研究油藏中的油水两相渗流特征来评估油藏的剩余储量和可采储量,为资源评价和油气储量估算提供依据。
综上所述,油藏油水两相渗流特征研究对油气开发和储层评价具有重要作用。
通过对油藏中油水两相渗流的原理、特征及其影响进行深入研究,可以更好地理解油藏中油水相的相互作用和运动规律,为优化油气开发方案以及评估油藏剩余储量提供科学依据。
第五章两相渗流理论基础内容概要本章第一节主要介绍了油水、油气两相渗流基本微分方程式的建立,其中考虑了三种特殊情况,虽然要求得各种情况的解析解非常困难,但可以借助数值方法求解,因此这部分内容为数值模拟等后续课程奠定基础。
第二节介绍了活塞式水驱油的基本思路。
尽管这种认识与实际情况之间存在矛盾和差距,但这种认识问题的思路却为求解水驱油时的产量与压力差之间的关系提供了一种近似解决问题的思路和方法。
第三节非活塞式水驱油理论是本章的重点。
尽管是在忽略了重力和毛管力的情况下的近似解,但它却正确的揭示了水驱油非活塞性的结论,为解决油水两相渗流的开发计算奠定了理论基础。
后面几节介绍了油气两相渗流的基本概念和规律。
学习本章应抓住油水两相渗流的特殊性,深入了解非活塞式水驱油的影响因素及作用机理,从分析两相渗流区中含水饱和度分布及变化规律入手,熟悉其求解思路和步骤。
为解决实际生产问题奠定了良好的理论基础。
本章导学前几章所研究的是单相液体或气体的渗流,是以均质流体作为前提条件,没有考虑油和水在粘度和密度上的差别及毛管力的影响。
其次,由于假定地层压力高于饱和压力,所以不产生溶解气从油中分离的过程,因此属于单相流体的渗流问题。
然而,实际上无论是水压驱动,气压驱动溶解气驱动等的渗流过程中,单相流体的渗流仅表现在整个渗流过程中的局部地区或某一阶段。
在地层压力高于饱和压力的情况下,水驱油过程中油和水的性质是有差别的,有时这种性质的差别悬殊还很大。
另外,孔隙介质的润湿性也将对两种不同性质的流体的驱替产生影响,从而存在油水两相共渗的混合区。
油水的粘度差和密度差以及毛管力必然影响两相共渗混合区范围及其阻力变化规律。
因此进一步深入分析油水两相渗流问题,对于正确了解水驱油藏的渗流规律,采取有效措施,控制含水量的变化而保证水线的均匀推进,延长高产稳产时间,提高采收率都是具有极其重要的意义。
两相渗流与单相渗流的区别:油水(气)存在粘度的差别;岩石对油水(气)的润湿有差别;油水(气)间存在界面现象-存在毛细管力;油水(气)间密度存在差别。
第六章 油水两相渗流理论基础油气运移理论认为储层原为水所饱和,而油是在后来的某一时间才运移来的。
迄今为止,人们还没有发现孔隙空间中绝对不含水的油气藏。
地层固有水饱和度称为原生水或间隙水饱和度。
仅这些水的存在,除了减少储存烃类物质的孔隙空间外,也构成了孔隙空间中的多相(至少两相)流体体系。
另外,诸多大油区成功经验表明,起源于19世纪下叶的注水采油能够显著提高原油最终采收率,这一技术在20世纪40年代之后蓬勃发展,由注水所引起的多相渗流问题一直被国内外研究者重视,并相继取得了一系列成果。
在理论上,Richards (1931)最先开始了未饱和土壤中毛管束气—液两相流动的研究,之后Wyckoff 和Botset (1936)在研究未饱和土壤中气—液两相渗流时,首先提出了相对渗透率的概念。
Muskat 和Merese (1937)运用相对渗透率的概念先将Darcy 定律推广到了多相流体渗流之中。
诚如Scheidegger (1972)所说,Darcy 定律的这种推广只能有条件的成立,即相对渗透率不受渗流系统的压力和速度影响,而只是流体饱和度的单值函数(Muskat 假设)。
Leverett (1939,1941)、Leverett 和Lewis (1941)、Buckley 和Leverett (1942)相继完成了孔隙介质二相驱替机理。
关于二相或者三相流动的细观研究成果几乎都是基于Leverett 等人的理论推广而进行的。
在宏观渗流方面,主要贡献者有Perrine (1956)、Martin(1959) 、Weller(1966)、Raghavan (1976)、Aanonsen (1985)、Chen (1987)、Al-Khalifah (1987)、B φe (1989)、Camacho-V 和Standing (1991)、Thompson (1995)等,主要成果有P-M 近似模型、拟压力模型、拟压力拟时间模型及压力平方模型等。