低渗透储层非线性渗流模型研究
低渗透油藏非线性渗流表征研究
律 函数表征 了非线性渗 流段 ，建立起 了在低速情况考虑启动压 力梯度 下渗 流定律 单相数 学模 型 ，完整地表征 了低速渗流规律 ，得 出了 维 、二雏及三维稳定渗流模型 下产能及压力表达式 ，为低渗透开发研究提供 了重要 的理论依据。 关键词 启动压力柱度 低 渗透 幂律 函数 非线性渗 流 数 学模 型
１ 实验数据及渗流表征
由 ： ＝ 一
Ｎｈ
、 出
＋ 一 五）
进而得到非线性渗流产量公式为
Ｑ 华 ：
３ 单 相 二 维 平 面 径 向非 线 性 渗 流 模 型
（ ５）
通过低渗透岩心 室内驱 替实验 可以得出驱 替压力梯 度及 流速关系 曲线 ，由实验结果可知 ，当渗流速 度非常 低时 ，曲线 表现 为非线性 渗 流，这 时可通过二项式 、 函数等方式来拟合渗 流曲线 ，而 通过幂 函 幂 数来描述非线性段的方法较 为精确 ，它既反映 了渗流过程 中的启动压 力 ，也反 映了低压力梯度 时渗流不稳定过程 。利用数 据拟 合方法可 得 出非线性段通过幂函数拟合精度较高 ，函数表达与最小启动压力梯
流体运动方程为 ：
Ｋ ｏ． Ｐ ｄ ｖ：＿＿ ． 无） ｄ 一
一
沿供给边 界至 排液坑道 方 向流动 ，流体粘度 为 ，流体体 积系数 为 Ｂ， 均质地层 的渗透率为ｌ ，取供给边界处为ｘ０ （ ０ ＝。
由假设条件 ，知 —－ ０ ａ ＜ ，流体运动方程为 ： 。 ／
Ｋｏ ｄ Ｐ
技 术 创 新
枉 霞 ２ １年第６ １０ 斗ｊ ００ 期 １
低渗透平板模型非线性渗流物理模拟实验研究
的喉 道 分 布 范 围 为 ０１～ ．０Ｉ 喉道 半 径 分 布较 ．０ ３３ ｍ， ｘ 为 分 散 ， 中 主 流 喉 道 半 径 为 １ ２Ｉ 属 于 细 喉 其 ． ｍ， ２ ｘ 道 【］ 通 过 实 验 平 板 露 头 与某 实 际 储层 特 低渗 透 １。 ０ 岩 芯 喉道 分 布特 征对 比可 知［］实 验所 采 用 的平板 １ １， １
文章 编 号 ：１ ７ —５ ８ （０ １０ ～０ ０ ～０ ６ ４ ０ ６２ １ ）６ １ １ ４ 中 图 分 类 号 ：Ｔ ３ ２ Ｅ １
ＤＯ ：１ ．８ ３ ． ｓ ．６ ４～５８ ．０ １０ ．１ Ｉ ０３ ６￣ ｉ ｎ １７ ｓ ０ ６２ １．６０ ９ 文 献标 识 码 ： Ａ
低渗透平板模型非线性渗流物理模拟流特征 的存在 ， 并且从微观 角度 阐明了非线性渗 流机理 。
关键词 ：低渗 透油藏 ； 线性渗流 ； 非 启动压 力梯度 ； 物理模拟 ； 压力 系统
网 络出版 地 址 ： ｔ ／ ｈｔ ／ ｐ： ｗｗｗ．ｎｄ． ｅ／ ｃ ／ ｅａ ｌ １ １ １ ． ２ １ １ ９ ０ ３ ． １ ．ｔ ｌ ｃ ｌ ｎ ｔｋ ｍｓｄ ｔｉ ５ ． ７ ８ＴＥ．０ｌ １ ２ ． ８ ８ ０ ４ ｈｍ ／
薛成 国 ， 青 ， 正 明 ， ． 何 杨 等 低渗 透平 板模 型非 线性 渗 流物理 模 拟实验 研究 ［］西南 石油 大学 学报 ： Ｊ． 自然科 学 版 ， ０ １３ （） １１ １４ ２ １ ，３ ６ ： ０— ０ ．
引 言
大 量实 验 资 料 以及 矿 场实 践 表 明 ， 于低 渗和 由 特 低 渗 透储 层 所 特有 的微 观 孔 隙结 构 特征 ， 使得 低
利用恒速压汞技术可以同时得到特低渗透平板
低渗透岩石非线性渗流机理与变渗透率数值方法研究共3篇
低渗透岩石非线性渗流机理与变渗透率数值方法研究共3篇低渗透岩石非线性渗流机理与变渗透率数值方法研究1低渗透岩石非线性渗流机理与变渗透率数值方法研究岩石渗透性是指岩石孔隙系统对流体流动的阻力大小，是岩石物理特性中最重要的一个参数之一。
然而，许多石油和水资源的储集层都是低渗透性的，岩石的渗透性很小，甚至同一层中不同岩性的渗透性也可能有所不同。
在这种情况下，岩石孔隙结构的非线性特性将对流体渗流产生重要影响。
与此同时，由于天然储集层中存在着不均匀性和随时间变化的渗透性，这些因素将在模拟过程中产生更大的影响，需要使用变渗透率数值方法进行研究。
低渗透岩石的非线性渗流机理主要表现在两个方面：渗透率与压力梯度之间呈非线性关系，而渗透率与孔隙度之间也呈非线性关系。
这意味着在压力过高的情况下，渗透率将逐渐衰减，并且随着孔隙度的减少，岩石的渗透性将逐渐变小。
这是因为孔隙结构的变化将影响渗透率，导致非线性渗流的产生，从而使得渗流行为变得更加复杂。
在数值模拟方面，为了解决低渗透岩石非线性渗流的问题，需要采用一种变渗透率数值方法，以准确地模拟天然储集层的渗透性变化。
这种方法可以在渗透率变化过程中使模拟计算更加准确，并且可以考虑到随时间变化的渗透性。
同时，为了模拟岩石的孔隙结构、渗透率和压力等因素的相互作用，需要采用多相介质模型来模拟多种流体相互作用的效应。
变渗透率数值方法主要基于有限元或有限体积法，采用渗流方程、多相渗流理论等方程设置复杂边界条件和物理量耦合关系，以提高模拟精度。
在模拟过程中，需要对孔隙结构、渗透率和压力等进行精细的建模，并进行合理的参数设定，以减小误差。
这种数值方法的理论基础比较强，具有广泛的适用性，并且可以与现场测试数据进行比对。
总之，低渗透岩石非线性渗流机理与变渗透率数值方法研究日益受到重视，并且在岩石渗透性变化的模拟中具有重要的应用价值。
通过这种研究，有望为天然能源提供更多有效的开采技术和管理策略。
《2024年特低渗透油藏非线性渗流数值模拟研究及应用》范文
《特低渗透油藏非线性渗流数值模拟研究及应用》篇一摘要：本文针对特低渗透油藏的非线性渗流问题，采用数值模拟方法进行研究。
首先，介绍了特低渗透油藏的特点及非线性渗流的重要性；其次，详细阐述了非线性渗流数学模型的建立与求解方法；最后，通过实际案例分析，探讨了该模型在特低渗透油藏开发中的应用及效果。
一、引言随着油气资源的不断开发，特低渗透油藏逐渐成为重要的开采对象。
由于特低渗透油藏的渗透率低、非均质性强等特点，导致其渗流过程具有显著的非线性特征。
因此，对特低渗透油藏的非线性渗流进行研究，对于提高采收率、优化开发方案具有重要意义。
二、特低渗透油藏特点与非线性渗流特低渗透油藏是指地下岩石渗透率极低，导致油、气、水在储层中的流动受到很大限制的油藏。
其非线性渗流主要表现为：随着压力梯度的变化，流体在多孔介质中的流动呈现出非线性关系。
这种非线性渗流导致传统线性渗流理论在特低渗透油藏中难以适用，需要进行深入的研究和探讨。
三、非线性渗流数学模型的建立与求解针对特低渗透油藏的非线性渗流问题，本文建立了相应的数学模型。
该模型考虑了多孔介质的非均质性、流体与岩石的相互作用等因素，通过引入非线性流动方程和边界条件，描述了流体在储层中的运动规律。
为了求解该模型，本文采用了数值计算方法，如有限差分法、有限元法等，并结合计算机编程技术，实现了模型的数值求解。
四、案例分析为了验证非线性渗流数学模型在特低渗透油藏开发中的应用效果，本文选取了某特低渗透油田作为研究对象。
首先，根据该油田的实际情况，建立了相应的地质模型和数值模型；其次，利用数值模拟方法对不同开发方案下的渗流过程进行模拟计算；最后，通过对比分析，得出了不同开发方案下的采收率、经济效益等指标。
结果表明，本文所建立的非线性渗流数学模型在特低渗透油藏开发中具有良好的应用效果。
通过模拟计算，可以得出不同开发方案下的最佳开采时机、开采量等关键参数，为实际生产提供了重要的决策依据。
同时，该模型还可以用于预测储层压力变化、剩余油分布等关键信息，为油田的后期开发和调整提供了有力的支持。
《2024年低渗透非线性渗流规律研究》范文
《低渗透非线性渗流规律研究》篇一一、引言在石油工程和地质学领域，低渗透非线性渗流规律的研究显得尤为重要。
低渗透性指的是地下岩石的孔隙度小、渗透率低，导致流体在岩石中的流动较为困难。
非线性渗流则是指流体在多孔介质中的流动规律不遵循线性流定律。
了解低渗透非线性渗流的规律对于优化油田开发方案、提高采收率等具有重要意义。
本文将通过研究相关理论和实验结果，对低渗透非线性渗流规律进行探讨和分析。
二、研究现状在低渗透非线性渗流的研究方面，国内外学者已经取得了一定的研究成果。
目前的研究主要关注于实验和数值模拟两个方面。
实验方面，通过设计和开展低渗透岩心的渗流实验，观察和记录流体在多孔介质中的流动情况。
数值模拟方面，利用计算机软件对低渗透非线性渗流进行模拟，以预测和解释实际油田开发过程中的相关问题。
然而，由于低渗透非线性渗流的复杂性，目前仍存在一些争议和挑战，如渗流机制、影响因素等。
三、低渗透非线性渗流规律研究方法针对低渗透非线性渗流规律的研究，本文采用以下方法：1. 理论分析：结合多孔介质理论、流体动力学原理等，对低渗透非线性渗流进行理论分析，探讨其基本原理和影响因素。
2. 实验研究：设计并开展低渗透岩心渗流实验，观察流体在多孔介质中的流动情况，记录相关数据。
3. 数值模拟：利用计算机软件对低渗透非线性渗流进行模拟，验证实验结果，预测实际油田开发过程中的相关问题。
四、实验与结果分析1. 实验过程（1）准备不同渗透率等级的低渗透岩心样本；（2）设置不同压力梯度条件下的实验环境；（3）进行渗流实验，观察并记录流体在多孔介质中的流动情况；（4）分析实验数据，探讨低渗透非线性渗流的规律。
2. 结果分析（1）通过实验发现，在低渗透条件下，流体在多孔介质中的流动表现出明显的非线性特征；（2）渗透率对低渗透非线性渗流具有重要影响，随着渗透率的降低，流体流动的非线性特征更为明显；（3）压力梯度对低渗透非线性渗流也有显著影响，随着压力梯度的增加，流体流动的规律性逐渐增强；（4）通过数值模拟验证了实验结果，进一步揭示了低渗透非线性渗流的规律。
低渗透油藏非线性渗流产能计算模型及参数敏感性分析
(−
2 r
) dr
⋅[
(−
a r
)
⋅
e
∫
2 r
dr
dr
+
c]
=
1 r2
(−
1 2
ar 2
+
c)
=
c r2
−
a 2
因此
z′
=
rH
=
r
c ⋅(r2
−
a )
2
=
c r
−
ar 2
(8)
z
=
c 1
ln
r
−
1 4
ar 2
+
c 2
从而得到原控制方程拟压力解析解为
m
=
z ⋅ ear
=
(c1
ln
r
−
1 4
ar 2
+ c2 ) ⋅ ear
+αL
−αμ)
i
110
水动力学研究与进展
A 辑 2011 年第 1 期
e ddpr (αk +αL −αμ )( p− p0 )
q
=
−G(αk
+αL r
−αμ
)
dρv dr
=
−
K0ρ0 μ0 (αk + αL
− αμ
)
⋅
d2m dr 2
+
K0 ρ0G μ0
dm dr
代入化简后即得
d2m dr 2
+
2 非线性渗流模型
设有一水平均质等厚的圆形地层（见图 1）中 的单相微可压缩液体，流体的粘度和密度为压力的 指数函数。在考虑启动压力梯度的影响、地层流体 流动为非线性渗流、地层应力敏感、不考虑重力和 毛管力的影响的条件下，流动的控制方程和边界条 件为：
低渗透油藏非线性渗流特征研究的开题报告
低渗透油藏非线性渗流特征研究的开题报告标题：低渗透油藏非线性渗流特征研究研究背景：随着我国油气勘探开采的深入，低渗透油藏的开发成为了重中之重。
然而，由于该类型油藏渗透率低、孔隙度小的特点，传统的线性渗流理论难以完全描述其流动特征。
因此，研究低渗透油藏非线性渗流特征对优化开发策略、提高采收率具有重要意义。
研究内容：本研究将对低渗透油藏的非线性渗流特征进行深入研究，包括以下方面：1. 研究低渗透油藏的孔隙结构特征，获得渗流参数的基础数据；2. 探索低渗透油藏非线性渗流模型，并与传统线性模型进行对比分析；3. 研究各种影响因素对低渗透油藏渗流特性的影响，比如含水饱和度、油气性质、温度等；4. 提出低渗透油藏改善采收率的方法，比如注水、增加井网密度、改变开采方式等。
研究意义：本研究的意义在于深入研究低渗透油藏的非线性渗流特征，为该类型油藏的开采提供理论支撑与实践指导。
同时，本研究的结果也将为其他低渗透储层的开发提供借鉴。
研究方法：本研究将采用实验室模拟和数值模拟相结合的方法，对低渗透油藏的非线性渗流特征进行研究。
其中，实验室模拟将用于获得渗流参数的基础数据，数值模拟则将用于探索非线性渗流模型和研究影响因素的变化规律。
预期成果：1. 建立低渗透油藏的非线性渗流模型，比较其与传统线性模型的差异；2. 揭示非线性渗流条件下各种影响因素的作用规律；3. 提出可行可行的低渗透油藏改善采收率的方法，并给出具体的应用方案。
参考文献：1. 陈元兴. 非线性渗流理论[M]. 北京: 石油工业出版社, 2006.2. 王克林, 张根聪, 田少华, 等. 低渗透油藏驱动机理与改善开采方案[J]. 石油学报, 2011, 32(1): 1-11.3. 杨文兴, 黄晓阳, 孔令宇. 基于渗流非线性特征的储层定量描述——以丹东地区三叠系沉积岩为例[J]. 大庆石油学院学报, 2009, 33(3): 45-48.。
《低渗透非线性渗流规律研究》
《低渗透非线性渗流规律研究》篇一一、引言在石油工程和地质学领域，低渗透非线性渗流规律的研究显得尤为重要。
低渗透性指的是地下岩石的孔隙度小、渗透率低，导致流体在岩石中的流动表现出非线性的特性。
这种非线性渗流规律的研究对于提高石油开采效率、优化采油策略以及保护地下资源具有重要意义。
本文旨在探讨低渗透非线性渗流规律的相关研究，为相关领域的研究者和工程师提供参考。
二、低渗透非线性渗流的基本概念低渗透非线性渗流是指在低渗透性岩石中，流体（如油、气、水等）的流动速度与压力梯度之间不呈线性关系的现象。
这种非线性特性主要由岩石的物理性质、流体性质以及流速等因素共同决定。
低渗透性岩石的孔隙度小、渗透率低，导致流体在岩石中的流动受到多种因素的影响，从而呈现出复杂的非线性渗流规律。
三、研究方法针对低渗透非线性渗流规律的研究，可以采用实验和理论分析相结合的方法。
首先，通过实验室模拟实验，可以模拟地下岩石中流体的流动过程，观察其非线性渗流规律。
此外，还可以利用数学模型和计算机模拟技术，对低渗透非线性渗流进行理论分析，以揭示其内在规律。
四、实验研究实验研究是低渗透非线性渗流规律研究的重要手段。
通过实验室模拟实验，可以观察到流体在低渗透性岩石中的流动过程，以及其非线性渗流规律。
实验中，可以通过改变岩石的物理性质、流体性质以及流速等因素，观察其对非线性渗流规律的影响。
此外，还可以利用先进的实验设备和技术，对实验数据进行精确测量和分析，以获得更准确的结论。
五、理论分析理论分析是低渗透非线性渗流规律研究的另一种重要手段。
通过建立数学模型和计算机模拟技术，可以对低渗透非线性渗流进行理论分析。
在理论分析中，需要考虑到岩石的物理性质、流体性质以及流速等因素的影响，建立合适的数学模型和方程，以描述流体在低渗透性岩石中的非线性渗流规律。
此外，还需要利用计算机模拟技术，对数学模型进行验证和优化，以获得更准确的结论。
六、研究结果与讨论通过对低渗透非线性渗流规律的研究，可以得出以下结论：1. 低渗透性岩石的孔隙度小、渗透率低，导致流体在岩石中的流动表现出非线性的特性。
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Study on non2linear seepage flo w model f or lo w 2permeability reservoir
S H I Yu1 YAN G Zhengming1 ,2 , 3 HU AN G Yanzhang1 ,3
( 1 . I nstit ute of Porous Flow an d Fl ui d Mechanics , Chi na A ca dem y of S ciences , L an g f an g 065007 , Chi na; 2 . Facult y of Pet roleum En gi neeri n g , Chi na U ni versit y of Pet roleum , B ei j i n g 102249 , Chi na; 3 . L an g f an g B ranch , Pet roChi na Ex ploration an d Develop ment Resea rch I nsti t ute , L an g f an g 065007 , Chi na)
基金项目 : 国家重点基础研究发展规划 ( 973 ) 项目 ( 2007 CB209500 ) 和中国石油天然气股份有限公司科技项目 ( 08202 A202202 ) 联合资助 。 作者简介 : 时 宇 ,男 ,1980 年 10 月生 ,2005 年获西安石油大学硕士学位 ,现为中国科学院渗流流体力学研究所在读博士研究生 , 主要从事油藏工程 和储层评价方面研究 。E2mail : shiyuywy @1261 co m
Δ Δ
Δ
2 τ 0 r Δ - 8 v = p 8μ 3r
(3)
对式 ( 11 ) 进行整理后可得 aπ ck ( p) cp ( p) v = p8μ ck ( p)
Δ
Δ
响的单相流体运动方程为 [ 1 ]
式中 : pmax 为产生非线性渗流的最大压力梯度 。
Δ
在毛细管模型的基础上 , 考虑毛细管中边界层影
01 974 01 900 01 964 01 977 01 915 01 903 01 928 01 907
式中 : A 为储层截面积 , m2 。 将式 ( 2 ) 代入式 ( 10 ) 得
Q = A
-
整理得 Δ Δ Δ Δ
v =
π a c k ( p) 8μ
( r4 max
-
p - cp ( p)
-
rmin ) rmax ( p ≥ pmax ) 3 p ≥ pmin )
3
Δ
Δ
Δ
式中 : N 为喉道累积数目 ; a , b 为拟合参数 ; r 为喉道 半径 ,μm 。
4 ( r4 max - r ) ( pmax > 4
Δ
Δ
rmin )
4
( p ≥ pmax )
大于 r 的喉道数目 N 与 r 有如下对数函数关系
b N = aln r (1)
其中
ck ( p) = 4
当流体开始在低渗透储层中流动时 , 首先参与流 动的是半径最大的喉道 。只有克服了半径最大的喉道 的边界层后 , 储层才会允许流体通过 。这个驱动压力 梯度就是真实启动压力梯度 。此时有 τ pmin = 8 0 / 3 rmax τ 0 = Δ Δ
第 30 卷 第5期 2009 年 9 月 文章编号 : 025322697 ( 2009 ) 0520731204
石
油
学
报
Vol. 30 Sept .
AC TA P E TROL EI SIN ICA
No . 5
2009
低渗透储层非线性渗流模型研究
时 宇1 ,3 杨正明1 ,2 ,3 黄延章1 ,3
3 p min rmax 8 (4)
式 ( 12 ) 为所建立的非线性渗流模型 。对比 Darcy 公式可知 , 非线性渗流条件下的渗透率计算公式为 aπ ck ( p)
K = 8 c p ( p) c k ( p)
其压力梯度计算公式为 Δ Δ
pe = p-
pmin
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
-
v =
p-
设喉道数量的累积分布函数为
N = f ( r)
图1 恒速压汞压力波动曲线示意图
Fig. 1 Pressure fluctuation of constant2rate mercury injection
则喉道分布密度函数为
dN ( r) = f′ dr
(9)
表1 恒速压汞数据
Table 1 Constant2rate mercury injection data
Abstract : On t he basis of t he classic capillary model and bo undary layer t heo ry , t he non2linear seepage flow model for t he low2perme2 ability reservoir was established. The density f unction of t hroat dist ributio n in Daqing low2permeability reservoir was determined by t he co nstant2rate mercury injectio n experiment . The non2linear seepage flow model and t he t hroat density dist ribution f unctio n were used to calculate t he p ressure gradient range of non2linear seepage flow in t he low2permeability reservoir. The facto rs impacting t he non2linear seepage flow were also quantitatively analyzed. The result s showed t hat t he co2operation of permeability and start up p res2 sure gradient resulted in t he non2linear seepage flow. The permeability has greater impact degree and smaller impact range t han t he start up p ressure. Key words : low2permeability reservoirs ; no n2linear seepage flow ; constant2rate mercury injection experiment ; start up p ressure gradi2 ent ; t hroat density dist ribution f unctio n ; permeability ; seepage flow model
Δ
式中 : rmax 为储层中最大喉道半径 ,μm ; p min 为真实启 Δ
Δ
(5)
式中 : pe 为非线性渗流模型的有效压力梯度 , MPa/ m ; p 为实际压力梯度 , M Pa/ m 。
Δ
Δ
Δ Δ
Δ
式中 : v 为运动速度 ,μm/ s ;Δ p 为压力梯度 , M Pa/ m ; μ为流体黏度 , mPa ・ s ;τ 0 为流体的屈服应力 , Pa 。
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
732
石 油 学 报
2009 年 第 30 卷
动压力梯度 , M Pa/ m 。 将式 ( 5 ) 代入式 ( 3 ) 可得 Δ
rmax /μm 11 3 11 9 11 2 11 0 51 0 31 1 31 1 61 0
∫
min
p-
11 02 11 32 01 71 01 78 01 51 11 01 21 59 61 17
131 89 131 80 151 19 151 41 51 390 71 760 231 47 181 77
岩心号
121 123 1822 1824 7222 8523 323 421
储层中通过流体的流量为 Δ
a 5 477 5 381 2 840 2 590 2 043 2 257 5 144 3 314
b/μm 11 33 11 99 01 96 11 05 31 64 21 73 31 44 71 98
低渗透油藏中的流体渗流由于真实启动压力梯度 和非线性段等非线性特征的存在 , 不符合线性达西定 律 [ 125 ] 。而近年来随着低渗透油藏储量的不断增加 ,对 于该类油藏非线性渗流特征的研究逐渐引起人们的重 视 。黄延章 、 葛家理等人较早地提出了利用带拟启动 压力梯度的分段函数描述低渗透油藏非线性渗流的方 法 [ 1 ,6 ] 。邓英尔 、 杨清立分别提出了带有 3 个参数和 2 个参数的单一函数非线性渗流模型 [ 728 ] 。但这些模型 主要利用唯象学方法 , 根据非线性渗流物理现象拟合 出数学方程 ,难以反映产生非线性渗流的内在原因与 影响因素 ,同时分段式渗流模型还存在着非线性流动 段与拟线性流动段如何划分的难题 [ 9 ] 。笔者从非线性 渗流机理出发 , 以毛细管模型为基础 , 根据边界层理 论 ,建立了低渗透油藏非线性渗流模型 ,定量描述了产