高含水开发期基于微观渗流机理的宏观油藏数值模拟研究

论文题目: 高含水开发期基于微观渗流机理的宏观油藏数值模拟研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 海洋地质

作者: 谷建伟

导师: 翟世奎

关键词: 高含水开发期,网络模型,逾渗理论,微观渗流机理,宏观油藏数值模拟,剩余油分布形式

文献来源: 中国海洋大学

发表年度: 2005

论文摘要: 在分析不同尺度油藏动态研究方法的特点基础上，指出处于高含水开发期间的油藏需要将微观研究与宏观研究相结合来得到此时地下流体的分布规律。通过分析微观油水运动机理，指出稳定法和不稳定方法测量的油水相对渗透率曲线是一种宏观上的统计规律，没有考虑岩石微观特征对油水运动分布规律的影响，不适用于油藏高含水开发期间描述地下油水分布规律。同时指出了经典数值模拟计算中出现的各种问题，并分析了造成这些问题出现的原因。指出利用孔隙网络模型可以计算出基于微观孔喉特征的相对渗透率曲线，再和经典油藏数值模拟技术相结合，可以得到基于微观渗流机理的宏观油藏数值模拟方法。采用逾渗理论和孔隙水平网络模型，导出了不同润湿体系和饱和历史下的逾渗可进入度、逾渗临界值、有效分数和相导流能力的具体表达形式。利用截面为等边三角形的棱柱管代替以往网络模型中采用的圆管，更细致地描述了岩石的润湿性影响和微观油水分布特征。采用Bethe网络计算了油水相对渗透率规律，并分析了微观特征参数对相对渗透率的影响，计算结果分析表明该方法可行。对考虑启动压力下的一维油水动态进行了推导，扩展了该方法的适用范围，可以用于低渗透油藏动态的计算，分析了重力、毛管压力和启动压力的存在对油藏动态参数的影响规律。建立了考虑微观渗流特征的油气水三维三相渗流的数学模型，采用差分离散方法形成数值模型；讨论了由于网格加密和死节点消除给系数矩阵造成的影响；给出利用数值模拟结果计算油藏开发指标的方法；利用预处理共轭梯度正交极小化方法求解方程组，并编制了相应地计算软件。与经典的数值模拟方法相比，基于微观渗流机理的宏观数值模拟计算方法主要的优点是考虑了油藏不同部位由于微观孔喉结构分布不同导致地油水渗流规律的改变，并可以得到剩余油在不同孔喉空间中的分布形式和规律，实现了利用黑油模型即可以为调剖堵水、化学驱等提高采收率措施提供决策依据。此外该模型中还可以考虑的问题有:不同孔喉分布采用不同的油水渗流关系;网格加密和死节点消除的新方法;原油粘度和地层的渗透率随开发过程的变化;波及系数;计算剩余油储量丰度、可采储量丰度、单井控制储量、单井控制可采储量;水淹状况等参数。最后利用该模型对胜利油区的某油藏区块进行了计算，利用取心资料分析计算不同部位的相对渗透率曲线，讨论了运用过程中的处理方法。对区块计算结果进行了分析，对涉及到的问题进行了验证，结果表明计算过程稳定，考虑问题全面，可以为现场决策提供丰富的结果信息。关键词:高含水开发期;网络模型;逾渗理论;微观渗流机理;宏观油藏数值模拟;剩余油分布形式

论文目录:

中文摘要

英文摘要

0 前言

0．1 目前该领域的研究现状

0．2 研究选题依据和研究目的

0．3 研究思路和技术依托

0．4 主要研究内容和创新点

1 文献综述

1．1 孔隙多孔介质的宏观与微观研究

1．1．1 多孔介质的性质

1．1．2 多孔介质的宏观和微观研究界定

1．2 多孔介质中油水分布的描述方法

1．2．1 孔隙水平上油水分布研究方法

1．2．2 岩心水平上油水分布研究方法

1．2．3 油藏水平上油水分布研究方法

1．3 描述多孔介质的微观孔隙模型

1．3．1 毛管束模型

1．3．2 网络模型研究

1．4 数值模拟计算宏观油水分布

1．4．1 物理模拟

1．4．2 数值模拟

1．4．3 油藏数值模拟方法的基本过程

1．5 本部分总结

2 多孔介质微观孔隙结构及油水渗流机理

2．1 多孔介质微观结构特征描述

2．1．1 孔隙的连通度

2．1．2 孔隙与喉道描述

2．1．3 均质系数和相对分选系数

2．1．4 影响孔隙结构的因素

2．2 压汞法确定岩石孔隙结构参数

2．2．1 有关毛管压力的基本概念

2．2．2 压汞法测量岩石毛管压力曲线

2．2．3 压汞毛管压力曲线的基本特征

2．2．4 实际岩心资料分析

2．3 地层微观孔隙中油水渗流规律

2．3．1 束缚水的形成及分布状态

2．3．2 驱替机理

2．3．3 剩余油分布的形态

2．4 经典数值模拟中相对渗透率的求取

2．5 经典数值模拟计算中存在的问题

2．6 本部分总结

3 网络模型计算油水渗流规律

3．1 孔隙网络模型的建立

3．1．1 网络模型的维数和连通度

3．1．2 网络模型孔喉分布特征

3．1．3 网络模型其它性质确定

3．2 逾渗理论及参数计算

3．2．1 逾渗理论的基本参数

3．2．2 逾渗参数计算

3．3 应用逾渗理论研究不同油水驱替过程

3．3．1 岩石的润湿特征

3．3．2 第一次驱替过程参数计算

3．3．3 第二次驱替过程参数计算

3．4 两相渗透率计算

3．5 实例计算分析

3．6 本部分总结

4 基于微观特征的宏观油藏数值模拟计算

4．1 一维油藏动态计算

4．1．1 考虑启动压力的基本方程

4．1．2 影响含水率变化因素分析

4．2 数值模拟基本方程建立

4．2．1 数学模型的假设条件

4．2．2 渗流偏微分方程

4．2．3 定解条件

4．3 数值模型形成

4．3．1 压力方程的形成

4．3．2 方程的差分离散

4．4 方程求解

4．4．1 网格排序方法

4．4．2 方程组的求解

4．5 模型处理中的几个问题

4．5．1 原油过泡点状态计算

4．5．2 井点内边界条件处理

4．5．3 自动时间步长的控制

4．5．4 原油粘度变化的处理

4．5．5 相对渗透率曲线问题

4．6 相关油藏数值模拟结果特征参数的计算

4．6．1 水驱波及系数的计算

4．6．2 剩余储量丰度的计算

4．6．3 水淹特征计算

4．6．4 单井控制储量计算

4．6．5 剩余油饱和度分布形式计算

4．7 求解程序步骤

4．8 本部分总结

5 实例分析

5．1 模拟区块情况介绍

5．1．1 7_4-8_1地质特征

5．1．2 7_4-8_1开发历程

5．1．3 模拟计算区域选取

5．2 数据资料准备

5．2．1 网格划分

5．2．2 高压物性参数

5．2．3 生产动态模型建立

5．2．4 压汞资料处理

5．3 生产动态的拟合

5．4 计算结果对比

5．4．1 区域整体开发状况

5．4．2 含油饱和度计算结果对比

5．4．3 不同孔喉控制的剩余油饱和度分布

5．4．4 储量丰度和单井控制储量计算

5．5 本部分总结

6 研究结论

参考文献

致谢

个人简历及在学期间的主要成果

发布时间: 2005-03-30

参考文献

[1].油藏数值模拟温度场问题研究[D]. 程洪亮.吉林大学2008
[2].低渗透储层开发压裂的油藏数值模拟研究[D]. 王永辉.西南石油学院2004
[3].不同构造区特殊油藏数值模拟的地震信息约束机制研究[D]. 李春霞.中国矿业大学(北京)2017
[4].基于非结构六面体网格的裂缝性油藏数值模拟[D]. 刘勇.西南石油大学2016
[5].渤海南部渤中A油田储层三维地质建模与油藏数值模拟一体化研究[D]. 王威.西南石油大学2013
[6].濮城油田西区沙二上2+3油藏描述与剩余油分布规律研究[D]. 华强.中国地质大学（北京）2014
[7].油藏数值模拟方法研究及算法设计[D]. 陈凤欣.山东师范大学2012
[8].油藏数值模拟自适应网格法中若干问题研究[D]. 吴斌.中国科学技术大学2012
[9].油藏注水采油优化控制低阶模型算法研究[D]. 贾欣鑫.中国石油大学(华东)2014
[10].低渗透油藏嵌入离散裂缝模型的数值模拟研究[D]. 周方奇.中国科学技术大学2015

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