011 水湿油藏油气水三相渗流模拟_中国石油大学学报

孔隙级油气水三相渗流模拟基于三维孔隙网络模型进行多孔介质中多相流体研究,可以从微观尺度上揭示其流动机理,为宏观渗流理论的应用提供理论依据。

在油气田开发工程和环境工程领域,都会存在多孔介质中三相流动问题,如注气驱、溶解气驱、蒸汽驱、水气循环交替注入等提高采收率方法和非水相污染物治理等。

一般情况下很难开展多孔介质中油气水三相流动的室内实验,而经验公式估算结果又具有很明显的不准确性和局限性,这就显示出了三维孔隙网络模型巨大的优越性。

本文基于三维孔隙网络模型,进行油气水三相微观渗流理论研究。

基于多孔介质油气水三相渗流界面参数和三相渗流基本公式Bartell-Osterhof方程,论文首先分析了不同驱替过程圆形毛细管中驱替相的入口压力,揭示了不同润湿体系油气水三相的驱替机理及微观油气水分布。

其次,基于非圆形截面孔隙中两相活塞式驱替时的毛细管压力计算方法(MS-P方法),扩展推导得到了非圆孔隙油气水三相毛细管入口压力,并获得了中间润湿相铺展层的存在条件。

第三,基于油气水相间界面张力随压力变化的实验数据,创建了近混相状态油气水三相界面张力线性模型、非混相状态三相接触角数学模型和近混相状态三相接触角数学模型。

第四,建立了三维孔隙网络模型,详细阐述了油气水三相渗流传输性质的计算方法,对三维孔隙网络模型进行了参数敏感性分析,应用正交设计方法进行模拟方案设计,将本文的模拟结果与Oak的实验数据进行了拟合,验证了三维孔隙网络模型的可靠性。

基于三维孔隙网络模型,从微观孔隙角度研究了不同润湿体系气驱前后的油气水微观分布和气驱开发效果,重点揭示了中性润湿体系润湿膜比例、驱替路径和油湿孔隙分数对气驱效果的影响规律。

孔隙级油气水三相流动模拟研究,不仅揭示了油气水三相流动机理,还极大地丰富了微观渗流理论体系,具有重要的科学意义、学术价值和广阔的应用前景。

油藏开发中的渗流模拟技术研究随着石油资源的日益枯竭和需求的不断增长，油藏开发技术研究已经成为工程技术领域中的一大重要方向。

其中，渗流模拟技术是油藏开发领域中的关键技术之一。

渗流模拟技术通过对油藏内石油的渗流、运移和分布规律的模拟和研究，能够对油藏的开发和管理提供科学、合理的理论依据，是实现优化开采和资源有效利用的必要手段。

一、渗流模拟技术的基本原理渗流模拟技术研究的基本目的是模拟油藏内的流体运动情况及其渗透性特征，研究油藏内石油的分布，推导出油藏的渗透性、储量、地质特征、压力分布等相关参数，从而建立一个全面、准确的油藏模型。

这需要借助数学模型和计算机模拟，进行模型建立、参数计算和模拟，最终实现对油藏开发的有效控制。

渗流模拟技术的实现原理可以简单概括为：建立油藏数学模型→模型参数估计和计算→建立数学模拟模型→进行模拟和预测。

其中，数学模型是渗流模拟中的核心，直接关系到模拟结果的准确性、可靠性和稳定性。

而油藏数学模型是建立在几何模型和物理模型的基础上，反应了油藏的结构、地质特征和石油分布规律。

因此，准确获得油藏的结构模型和物理模型，成为实现渗流模拟技术的先决条件。

二、渗流模拟技术研究的难点渗流模拟技术作为一项复杂的研究领域，在实际应用中面临着诸多难点和挑战。

其中，主要包括以下几个方面：1.数据获取和测量问题。

油藏内部的信息获取受限，很多参数很难直接获取。

因此，在进行渗流模拟之前，需要通过多种方法获取油藏内部的结构信息、储层厚度、渗透性、孔隙度等相关参数，这需要费时费力的勘探和测试。

2.数学模型复杂性问题。

渗流模拟中所用的数学模型往往十分复杂，需要考虑多个因素的复杂相互关系，如渗透性因素、非均质性因素、流体动力学因素等。

因此，研究者需要建立更加准确的数学模型，并找到适合的数值算法，以提高模拟精度和效率。

3.模拟参数计算技术问题。

模拟参数的估计和计算直接关系到模拟效果的准确性和可靠性。

尽管现有的数值拟合技术和数据处理方法有很大的发展，但在实际操作过程中，选择适合的模型、参数计算和数据加工方法，还需要大量的实践经验和专业技术支持。

中国石油大学渗流物理实验报告实验日期: 2017-9-23 成绩: 班级: 石工1505 学号: 1502010504 姓名: 丁雨教师: 付帅师同组者:李泽阳流体粘度及流变性测定实验一．实验目的1、学会旋转粘度计使用方法，测定脱气原油在不同温度和剪切速度下的粘度。

2、掌握粘度随温度变化的规律。

3、学会使用毛细管粘度计测量流体的粘度，掌握粘度计算过程。

二．实验原理（内容应包括：动力粘度、旋转粘度计、毛细管粘度计）1．液体粘度分为动力粘度和运动粘度，动力粘度是指做相对运动的两液层间单位面积上的内摩擦力τ与速度梯度的比值，即：μ=τ/(dυ/dy)式中μ——液体的动力粘度，Pa•sτ——剪切应力，N/m²;dυ/dy——相距为dy的两液层间的速度梯度，1/s。

当式中各参数的单位采用CGS（厘米-克-秒）制单位时，粘度的单位为泊，符号为P。

常用粘度单位为mPa•s，各粘度单位间的转换如下：1 mPa•s=0.001Pa•s 1P=100cP(厘泊) 1cP=1 mPa•s2．旋转粘度计由电机经变速带动转子作恒速转动。

当转子在某种液体中旋转时，液体会产生作用在转子上的粘性力矩。

液体的粘度越大，该粘性力矩越大；反之，液体的粘度越小，该粘性力矩也越小。

该作用在转子上的粘性力矩由传感器检测出来，经仪器所带的微电脑处理后，可得出被测液体的粘度。

3．毛细管粘度计用于测试脱气液体在某一温度、低流速下的粘度。

由于地层条件下石油的流动速度很低，因此，毛细管粘度计测得的粘度可直接用于地下渗流计算（含气原油粘度需由脱气原油粘度计算得到，或由其他测试方法得到）。

1．旋转粘度计结构图（如图一）图一旋转粘度计结构图（1）粘度计机头水准泡；（2）液晶显示屏；（3）外罩；（4）转子保护架；（5）主机底座；（6）微型打印机；（7）粘度计机头；（8）操作键盘；（9）转子连接头；（10）转子；（11）主机底座水平调节旋钮（使水准泡居中）2、毛细管粘度计结构图（如图二）图二毛细管粘度计结构图1．旋转粘度计操作步骤（1）将脱气原油置于直径不小于70mm，高度不低于125mm的双层杯中。

告实验日期：2013.11.18 成绩：班级：石工11-13 学号：11021626 姓名：李华教师：霸天虎同组者：小明-实验三水电模拟渗流实验平面径向稳定渗流模拟实验以圆形供给边界中心一口直井为例，详细介绍平面径向稳定渗流问题的实验研究方法。

包括实验原理、方法、步骤以及注意事项。

1、实验目的（1）掌握水电模拟的实验原理、实验方法，学会计算相似系数；（2）测定圆形定压边界中心一口直井生产时产量与压差的关系，并与理论曲线进行对比，加深对达西定律的理解；（3）测定生产井周围的压降漏斗曲线，加深对压力场的分布的认识。

2、实验流程及原理实验电路如图3-7所示。

图3-4中拔下电流表与可变电阻相连的一端，使其与测量电源的低压端连接，连接电流表另一端带铜丝的导线2连接，如图3-7所示。

改变调压器，由测量电压表读出供给边缘与生产井2之间的电压值，由电流表读出电流值。

图3-7 圆形恒压边界中心一口直井电路图1 - 电解槽2 - 铜丝（模拟井）3 - 供给边界3、计算原理圆形恒压边界中心一口直井（完善井）稳定生产时产量计算公式：2lne fwKh P PQ r R r πμ∆∆==(3-17) 地层中任一点压力分布公式：ln ln ln W ew wP rP P A B r r r r ∆=+⋅=+ (3-18) 由相似原理可知，模拟模型中电压与电流同样满足上述关系式： 完善“井”“产量”公式：2ln m em m wmh U UI r R r πρ∆∆==(3-19) 改变电压U ∆值，并测得相应的电流值I 。

由此可得到U ∆-I 关系曲线（理论上应为直线）。

任一点电压分布公式：ln ln ln m wm m m m em wmwmr UU U A B r rr r ∆=+=+ (3-20) 固定U ∆值,测得不同m r 处的电位值U ，由此可得“压降”漏斗曲线。

由“完善井” 电压与电流的关系及及相似系数Cp 、Cq ，可以求出完善井压差（P e -P w ）与流量的关系：流量： qC I Q =； 压差： p w e C UP P ∆=- (3-21) 由模拟条件下任意半径m r 处的电位值U ，可求得实际地层中任意半径r 出的压力P ，即可求得地层中的压力分布：压力：pC UP =； 对应半径： L m C r r = (3-22)式(3-18)的压力及半径均用式（3-22）处理，可求得实际地层中任意点的压力分布。

油藏模拟中的多相流动与渗流特性研究引言油气是现代社会的重要能源之一，而油藏模拟是对油田开发与生产过程进行研究和预测的重要工具。

在油藏模拟中，多相流动与渗流特性的研究经常被提及。

本文旨在探讨油藏模拟中多相流动与渗流特性的相关理论和方法。

一、多相流动的基本概念与分类多相流动是指存在两种或两种以上的相（流体）同时存在于一定空间内，并且彼此之间相互影响的流动现象。

在油藏模拟中，主要涉及到气液两相和气液固三相的流动。

多相流动的分类主要依据相之间的形态和分布情况。

其中，气液两相流动的形态包括气泡-液滴流动、泡沫流动、液膜流动等。

而气液固三相流动的形态主要有气固液三相流动、固液两相流动等。

二、多相流动的基本方程多相流动的基本方程包括连续性方程、动量方程、能量方程和物质守恒方程等。

其中，连续性方程描述了物质的守恒规律，动量方程描述了相之间的相互作用，能量方程描述了物理过程中的热交换和能量转化，物质守恒方程描述了物质在不同相之间的变化。

三、渗流特性的研究方法渗流特性的研究方法主要包括实验研究和数值模拟两种。

实验研究是通过设计和搭建实验设备，模拟真实的油藏条件，获取多相流动与渗流特性的相关数据。

常用的实验方法包括物理实验、模拟实验和人工场景实验等。

通过实验研究，可以得到真实场景下的渗流特性数据，从而提供理论模型和数值模拟的验证。

数值模拟是利用计算机模拟的方法，通过求解多相流动与渗流特性的基本方程，预测和描述油藏中油气运移和分布的过程。

数值模拟方法主要包括有限差分法、有限元法、网格无关法等。

通过数值模拟，可以实现对油藏模拟中多相流动与渗流特性的深入研究，提供了一种经济、高效、可靠的研究手段。

四、多相流动与渗流特性的影响因素多相流动与渗流特性的研究不仅需要对基本理论和方法有所了解，还需要了解影响因素。

1. 岩石性质：油藏中的岩石特性包括孔隙度、渗透率、孔隙结构等。

不同的岩石特性对多相流动和渗流特性有着重要影响。

2. 物质性质：油、水、气等物质的物理和化学性质对多相流动和渗流特性的研究有着重要作用。

中国石油大学渗流力学实验报告实验日期： 2013.11.18 成绩：班级： 石工11-13 学号： 11021626 姓名： 李华 教师： 霸天虎 同组者： 小明 -实验三 水电模拟渗流实验一、水电模拟原理1、水电相似原理利用电场模拟地层流体的渗流规律，机理在于流体通过多孔介质流动的微分方程与电荷通过导体材料流动的微分方程之间的相似性，即水-电相似原理。

多孔介质中流体的流动遵守达西定律：)(p grad K A q v μ-== (3-1) 式中，v —流速，m/s ；q —流量，cm 3/s ；A —渗流截面积，cm 2；K —渗透率，2m μ；μ—流体粘度，s mPa ⋅；P —压力，0.1MPa 。

通过导体的电流遵守欧姆定律：)(U grad SI ρδ-== (3-2) 式中，ρ为电导率，是电阻率的倒数，西门子/cm ；U —电压，伏；δ-电流密度，安培/cm 2；I-电流，安培，S-导体截面积，cm 2。

均质地层不可压缩流体通过多孔介质稳定渗流连续性方程：0)(=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛P grad K div μ (3-3) 均匀导体中电压分布方程：()div grad U ρ()=0 (3-4)对比方程上述方程可以看出：电场与渗流场可用相同的微分方程进行描述，因此，不可压缩流体的稳定渗流问题可用稳定电场进行模拟。

于是可以用电位分布来描述渗流场的压力分布，用电流来描述流量或流速，电阻描述渗流阻力。

2、水电相似准则物理模拟模型各参数与油层原型相应参数之间存在比例关系，称为相似系数。

各相似系数之间满足一定的约束条件，称为相似准则。

水电模拟各相似系数定义如下：1）几何相似系数模型的几何参数与油层的相应几何参数的比值。

即：()()m l oL C L = (3-5) 任意点的几何相似系数必须相同。

2）压力相似系数模型中两点之间的电位差与地层中两相应点之间的压差的比值。

即：()()mp oU C P ∆=∆(3-6) 3）阻力相似系数模型中的电阻与油层中相应位置渗流阻力的比值。

水湿油藏油气水三相渗流模拟
杨永飞;姚军;王晨晨
【期刊名称】《中国石油大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2010(034)001
【摘要】针对试验获得多孔介质中油气水三相的渗流参数难度较大、经验模型预测不准确的问题,建立水湿油藏近混相状态下的三相渗流网络模型.利用孔隙级模拟方法分析三相渗流过程中可能存在的3种驱替过程,模拟再现不同的饱和路径,得到油气水三相相对渗透率.结果表明:在水湿油藏中,各种驱替结束后最终的油气水分布均为水相占据小孔隙,气相占据大孔隙,油相占据中间孔隙;三相水湿体系中的水相相对渗透率只是含水饱和度的函数,气相相对渗透率和油相相对渗透率小仅与各自的饱和度有关,还与三相饱和历史有关.
【总页数】5页(P79-83)
【作者】杨永飞;姚军;王晨晨
【作者单位】中国石油大学石油工程学院,山东,青岛,266555;中国石油大学石油工程学院,山东,青岛,266555;中国石油大学石油工程学院,山东,青岛,266555
【正文语种】中文
【中图分类】TE312
【相关文献】
1.高含水期水平管油气水三相流动数值模拟 [J], 汪笑楠;马贵阳;孙皓;李思宁;李丹;杜义朋
2.油气水三相相对渗透率物理模拟实验 [J], 董云鹏;王进;陈江;闫士亮;江淑丽;胡伟
3.垂直上升管内油气水三相流数值模拟方法研究 [J], 于莉娜;李英伟;郭学涛;孙跃义
4.低渗透油藏水平井油气水三相流测试技术 [J], 马宝全;杨少春;傅永强;李洪军;张鸿;王进旗
5.致密砂岩中的油气水三相渗流规律研究 [J], 田巍;王明;朱维耀;韩加芳;聂法健因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。