裂缝性油藏注气开发分子扩散行为研究及数值模拟

论文题目: 裂缝性油藏注气开发分子扩散行为研究及数值模拟

论文类型: 博士论文

论文专业: 油气田开发工程

作者: 文玉莲

导师: 杜志敏

关键词: 裂缝性油藏,注气,分子扩散,数值模拟,有效扩散系数,动力学行为,渗流规律,动态预测

文献来源: 西南石油学院

发表年度: 2005

论文摘要: 裂缝性油藏注气开采渗流机理复杂,分子扩散是其中重要的一种流体行为,尤其裂缝中注入气向基岩原油的扩散,是提高基岩原油采出程度的主要机理之一。然而在油藏开发实践和理论研究中,大多习惯性地将对常规油藏注气开采中分子扩散作用的认识沿用到裂缝性油藏注气开发中,即认为分子扩散可以忽略。近年来,裂缝性油藏注气开发技术应用越来越广泛,扩散对采油的作用也越来越受到关注,一些学者通过实验手段或理论方法对该种机理进行了研究,但他们的工作还存在很多不足。本文围绕气驱过程中的分子扩散行为,力图探讨油藏条件下油气分子扩散能力问题,建立考虑分子扩散的裂缝性油藏注气开采数学模型,分析扩散对裂缝性油藏气驱动态的影响。在研究中,综合运用了地质学、流体动力学、分子扩散物理学、渗流力学、油藏工程、数值模拟等理论和方法,主要取得了以下成果: 1.在分析裂缝性油藏基本地质特征的基础上,探讨了传统衰竭式、注水方式在裂缝性油藏开发中存在的局限性。以大量裂缝性油藏注气实例为重要依据,论证了注气开发裂缝性油藏的有效性和现实性,分析了裂缝性储层注气开采特征,展示了注气方式在开发裂缝性油藏中的优势。 2.分析了裂缝性油藏注气开采过程中的流体动力学行为,对各种驱动因素包括粘滞力、毛管力、重力及分子扩散等作用下的油气流动规律进行了描述。着重讨论了于常规油藏注气过程中作用很小而在裂缝性油藏注气过程中作用突出的分子扩散行为。 3.探讨了扩散数学描述方法及多孔介质中流体有效扩散系数的确定方法,研究了油藏条件下气相中和油相中的有效扩散系数取值范围及油气分子的扩散能力,建立了多孔介质中气在油相中的扩散流量计算模型。 4.建立了考虑分子扩散作用的裂缝性油藏注气开采三维三相黑油数学模型。建模过程中,根据考虑因素的不同,分别建立了三种数学模型。模型一,考虑裂缝与基质之间的流体质量交换包括来自压差和分子扩散两方面的贡献;模型二,在模型一的基础上,增加考虑了重力对裂缝-基质质量交换的贡献;模型三,以模型一为基础,增加考虑了扩散、汽化/凝析等传质作用对流体性质的影响,引入混合参数ω修正油气粘度和密度。 5.利用有限差分原理,建立了考虑分子扩散作用的裂缝性油藏注气开采数值模型;并在现有单重介质黑油计算机模型基础上,发展了模拟裂缝性油藏注气开采过程的考虑分子扩散影响的双重介质黑油计算机模型。 6.以所建数学模型为基础,建立了四分之一五点井网气驱机理模型,分析了裂缝性油藏气驱扩散效果。对比研究了考虑扩散和不考虑扩散之间的生产动态

论文目录:

1 概述

1.1 研究目的及意义

1.2 裂缝性油藏注气 EOR技术应用概况

1.3 裂缝性油藏注气开采渗流规律研究进展

1.3.1 室内实验研究概况

1.3.2 渗流理论研究进展

1.4 分子扩散理论概述

1.5 研究目标及技术路线

1.6 本文主要研究成果

1.6.1 本文完成的主要研究工作

1.6.2 本文的创新点

2 裂缝性油藏基本特征及注气优势

2.1 裂缝性油藏地质特征

2.1.1 构造特征

2.1.2 储层特征

2.1.3 裂缝特征

2.2 裂缝性油藏开发特征

2.2.1 衰竭式、注水开发特征及存在问题

2.2.2 注气开采实例及优势

3 裂缝性油藏注气开采动力学行为分析

3.1 压力驱动

3.2 界面张力和毛管力作用

3.3 重力作用

3.4 重吸渗行为

3.5 分子扩散作用

4 分子扩散物理学基础及数学描述

4.1 分子扩散概念及起因

4.2 分子扩散基本数学模型

4.2.1 扩散研究的先驱

4.2.2 Fick扩散第一定律的推导

4.2.3 通过薄膜的稳态扩散模型

4.2.4 半无限厚板中的非稳态扩散模型

4.3 分子扩散系数

4.3.1 气相中的分子扩散系数

4.3.2 液相中的分子扩散系数

4.4 多孔介质中的分子扩散

4.4.1 多孔介质中扩散类型

4.4.2 多孔介质中有效扩散系数

4.4.3 多孔介质中气在油相中的扩散流量

5 考虑分子扩散的裂缝性油藏注气开采数学模型

5.1 传统裂缝性油藏开采数学模型局限

5.2 裂缝性油藏注气开采数学模型改进

5.2.1 裂缝性油藏几何模型

5.2.2 注气数学模型假设条件

5.2.3 注气数学模型的建立

5.2.3.1 数学模型一

5.2.3.2 数学模型二

5.2.3.3 数学模型三

5.2.3.4 数学模型辅助方程及定解条件

5.2.4 裂缝性油藏注气开采数值模型

6 裂缝性油藏注气开发模拟程序设计

6.1 模拟程序设计流程

6.2 模拟程序结构设计

7 裂缝性油藏气驱扩散效果分析

7.1 基本模型描述及参数准备

7.2 扩散效果分析方案设计

7.3 扩散效果分析

7.3.1 有效扩散系数

7.3.2 裂缝密度

7.3.3 裂缝-基质渗透率比值

7.3.4 裂缝-基质孔隙度比值

7.3.5 产气量

7.3.6 注入强度

7.4 扩散效果分析结论

8 实例分析

8.1 油藏概况

8.1.1 油藏地质特征及参数

8.1.2 油藏流体性质

8.2 开发设计及模拟设计

8.3 开发动态预测指标对比

9 结论和建议

9.1 结论

9.2 建议

致谢

参考文献

附录:攻读博士期间论文发表和科研情况

发布时间: 2006-01-11

参考文献

• [1].裂缝性油藏形状因子研究及应用[D]. 何勇明.成都理工大学2007
• [2].裂缝性油藏中高含水期开发技术研究[D]. 孙致学.成都理工大学2008
• [3].青西油田深层复杂岩性裂缝性油藏储层改造关键技术研究与应用[D]. 张虎俊.西南石油大学2009
• [4].大庆油田低渗透裂缝性油藏重复压裂造缝机理研究[D]. 孙庆友.东北石油大学2011
• [5].鄯善油田裂缝性油藏注水井解堵增注关键技术研究[D]. 朱红旺.西南石油大学2013
• [6].大庆油田特低渗透裂缝性油藏渗流特征研究及应用[D]. 黄德利.大庆石油学院2010
• [7].裂缝性油藏稠油蒸汽注采数值模拟自适应网格法的研究[D]. 罗海山.中国科学技术大学2009
• [8].火山岩裂缝性底水油藏油、气、水三相驱替机理及数值模拟研究[D]. 刘明高.西南石油学院2002

相关论文

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• [3].水驱气藏渗流机理及模拟理论与方法研究[D]. 余进.西南石油学院2005
• [4].水驱油田开发效果评价方法研究[D]. 李兴训.西南石油学院2005
• [5].双重介质气藏流固耦合数值模拟研究[D]. 文成杨.西南石油学院2005

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