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变形介质流固耦合渗流的数值模型及其应用 总被引：7，自引：0，他引：7
在地下流体的开采过程中,随着地下流体的不断采出,必然造成孔隙流体压力的逐渐降低,由此导致储层岩石骨架的有效应力增大,地层产生变形或压实,甚至造成地表沉陷.针对饱和土固结问题,利用可变形多孔介质中流体渗流的流固耦合有限元数值模型,对该问题进行了数值模拟.同时,对油井开采过程进行了模拟. 相似文献
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流固耦合问题及研究进展 总被引：16，自引：0，他引：16
传统的渗流理论一般假设流体流动的多孔介质骨架是完全刚性的,即在孔隙流体压力变化过程中,固体骨架不产生任何弹性或塑性变形,这时可将渗流作为非耦合问题来研究。这种简化虽然可以得到问题的近似解,但存在许多缺陷,而且也不切合生产实际。比如:在油田开采过程中,孔隙流体压力会逐渐降低,将导致储层内有效应力的变化,使储层产生变形。近年来,流固耦合问题越来越受到人们的重视,这方面的研究涉及许多领域。该文介绍了有关工程涉及到的流固耦合问题,重点针对油、气开采问题,介绍了储层流固耦合渗流的特点及研究方法和理论进展,包括单相、多相流体渗流的流固耦合数学模型及有限元数值模型。 相似文献
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油气在盆地中产生和运移过程中,水动力因素起着重要的控制作用［１］,如何确定这一作用的实际影响,是一个值得研究的问题。通过数学推导,得出储层中的稳态油层和非稳态油层两种情况下的水动力理论模型,并且对水动力圈闭、深度－压力系统和流体势等作出理论模拟,将其用于油气勘探中,结果与实际情况较相符。 相似文献
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地应力是储层改造方案设计、提高油气勘探开发效率的重要指标。致密储层所处环境复杂,需要综合考虑温度-应力-渗流多场耦合作用的影响。为此,以准噶尔盆地中部4区块某三维区致密储层为例,基于COMSOL Multiphyics软件,建立了温度-应力-渗流耦合控制方程,研究了多场耦合作用下研究区致密储层地应力场的变化规律。研究结果表明:研究区最大水平主应力范围在113~134 MPa之间,最小水平主应力范围在106~124 MPa之间,均表现为压应力;在油气开采过程中,最大水平主应力先增大后趋于稳定,随着油气开采的深入,应力变化范围逐渐由井口周围向附近断层延展,并且优先沿着断层的开裂方向发展;在断层的破碎过渡区应力值最小,断层核部应力值介于破碎过渡区与连续地层之间;随着油气开采的深入,致密储层会发生竖向变形,储层最大竖向变形出现在井口附近,位移量超过10 cm,随着距离变远,沉降量不断减小。 相似文献
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多场耦合作用下致密储层渗流特性研究 总被引：1，自引：1，他引：0
储层岩石的渗流特性对致密砂岩储层的评价及开发具有重要意义。为此,研究构建热流固耦合控制方程,采用COMSOL Multiphyics软件,针对准噶尔盆地中部4区块某三维区致密储层不同开采时间下流体渗流速度和地层孔隙压力的分布规律开展了数值模拟研究。研究结果表明,流体渗流速度最大值出现在井口及其周围地区,断层破碎过渡带流体渗流速度高于周围连续地层和断层核部;随着与井口距离的增加,开采过程中流体渗流速度变化规律由先增加后减小最后趋于稳定逐步转化为先缓慢增加后逐步趋于稳定;在开采初期,孔隙压力等压线在井口周围呈环形分布,而后低应力区沿断层的开展方向进行扩展;孔隙压力随着开采时间的增加而不断减小,同时间节点下,距离井口越远,孔隙压力越大且下降幅度越小。研究成果为正确预测开发生产指标,为提高致密油气勘探开发效果提供技术支撑。 相似文献
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通过对川西坳陷中侏罗统上沙溪庙组砂岩储层样品的普通薄片和铸体薄片观察分析,讨论了砂岩中绿泥石环边胶结物的特征、形成期次以及油气地质意义。研究表明,富SiO2的孔隙流体对初期形成的绿泥石环边胶结物产生溶蚀作用。如果孔隙流体性质呈现适合石英胶结物形成时,当流体渗透过绿泥石环边到达石英碎屑颗粒表面,由于对绿泥石环边的溶蚀作用使得流体中SiO2浓度降低,则不足以形成石英胶结物,从而保护了孔隙空间不被充填。在成岩过程中矿物蚀变成绿泥石发生的＂成岩耗水＂作用使得地层水减少,地层压力降低,与围岩形成压力差,有利于油气运移和富集。 相似文献
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基于三维流-固耦合模型的油井出砂细观机制研究 总被引：1，自引：0，他引：1
油井出砂机制的研究是提高油藏产能和石油开采成本减小的关键课题,而常规的宏观力学理论和方法不能全面反映油藏开采过程中油井出砂的发生和发展。鉴于砂岩储层的物理性质和射孔试验特征,从岩土力学的角度建立基于柱坐标系的三维颗粒流数值模型,与理论分析成果进行比较,以说明该细观数值模型可行性,有效地模拟出砂过程中的渗流及流-固耦合效应。在该基础上,综合考虑流体压力梯度力和拖曳力,基于PFC3D模型模拟流体不同运动时的砂岩性态。数值分析得到的模型宏观应力图形说明流体运动对砂岩力学特性的影响不可忽略,且在相同条件下,流量越大,砂岩的塑性区越大,形成砂岩破坏出砂的几率也越大。同时,不同工况的砂岩黏结分布和颗粒转动图形表明,相同条件下流量越大,颗粒间平行黏结破坏越多,颗粒转动越大,失去黏结约束的颗粒也越多,出砂量就越大,可见两种细观特征图形与宏观应力图形变化规律一致,该模型可用于油井出砂机制的研究,可为出砂量预测及出砂控制提供新的研究思路。 相似文献
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成岩作用与油气侵位对松辽盆地齐家—古龙凹陷扶杨油层物性的影响 总被引：5，自引：3，他引：2
对松辽盆地齐家—古龙地区扶杨油层砂岩岩石学特征、孔隙类型与物性特征、胶结物种类及成岩作用特点及其分布与变化规律的详细研究表明:扶杨油层主要的成岩作用包括机械压实作用、胶结作用、溶蚀溶解作用。压实作用是导致砂岩储层质量变差的主要原因之一,可使孔隙度减少0.2%～22%;方解石是造成扶杨油层砂岩物性降低的主要胶结物,其次是石英次生加大;晚成岩阶段发生的油气侵位未能阻止石英的次生加大和部分自生矿物的沉淀;油气侵位后生成的酸性孔隙流体和通过断裂带渗入的大气水淋滤造成大量长石和方解石的溶蚀溶解,对储层物性起到了一定的改善作用。 相似文献
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笔者根据我国陆相盆地富油、海相地层盆油、“盆小油量大”、油气与金属－非金属矿床伴生等特点，提出油气成藏物质侧向源的观点，依据碰撞造山成岩成矿与流体作用模式（CPMF）分析盆山转变过程中流体产生，运移，有机－无机分离和富集的机制，建立了盆山转换过程流体作用与油气侧向源模式。从油气田富集金属元素，造山带金属矿床成矿流体含烃类等有机组分，盆地沉积所堆积的有机质随盆山转换而形成油气，现代油气盆地与造山带金属矿集区空间耦合等4个方面论证了油气成藏物质侧向源的客观性和流体运移成藏模式的科学性。讨论了中国陆相油气藏的形成和分布规律，提出了今后油气勘查的方法。 相似文献
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三维地质建模及油藏数值模拟一体化剩余油分布规律研究 总被引：1，自引：0，他引：1
剩余油分布规律研究一直是中后期油田开发的研究重点和难点,研究方法也多种多样.针对马岭油田中一区的开发特点,采用三维地质建模和油藏数值模拟一体化技术研究思路,在构造特征研究、精细地层对比、沉积相研究和流动单元研究的基础上,建立了中一区延长组到富县组的三维立体地质模型,从而为油藏数值模拟提供了初始静态地质模型.在历史拟合的基础上通过精细油藏模拟方法进行了油藏剩余油分布模拟计算,并结合沉积相和流动单元分析了剩余油分布规律,从而为油田下步方案调整提供了挖潜方向. 相似文献
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江苏码头庄油田储层流动单元与水淹状况分析 总被引：4，自引：1，他引：3
提出了储层流动单元"两步"法的研究新思路,并以江苏码头庄油田为例进行了尝试性的研究工作。在储层流动单元划分时,首先根据稳定的泥岩和含泥粉砂岩隔夹层的分布划分连通单元,然后对影响流体流动的储层特征参数进行聚类分析,并划分流动单元。通过对码头庄油田砂岩含油层系隔夹层的研究,可将储层划分为3个砂组和12个连通单元。码头庄油田有8个储层参数与日产油和吸水强度的关系密切,因而用这8个参数进行聚类分析划分出4类流动单元:E型、G型、F型、P型,它们的储层质量依次变差。把这8个储层参数经线性组合成一个综合参数———FU来作为综合判别流动单元类型的指标。码头庄油田油层内部流动单元的分布形式复杂,各种类型流动单元相间分布,流动单元的形状多呈条带状,沿北西—南东向延伸。流动单元的分布与沉积微相的分布和基准面旋回有关。流动单元的储层质量越好,其水淹状况越严重;流动单元的储层质量越差,其水淹状况越弱。平面上,流动单元的分布控制了边水和注入水的流动方向及水淹的分带性。 相似文献
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在油藏开发和油藏工程方面，三维地震勘探技术正在起着越来越重要的作用，每年都可发现三维地震在这些方面的应用，特别是时间延续的三维地震即四维地震技术使得用计算机来监测油田开发的日子已为期不远。也许这种监测技术不久将成为石油工业的标准。野外生产监测仪可以源源不断、近真时地把地层压力、温度和流体的变化送到控制中心。在控制中心，油藏模拟、弹性波和声波的正反演将告诉我们有关这些变化的答案，进而通过先进的计算机视像显示来控制油藏的开发。文中我们应用在哥伦比亚大学Ｌａｍｏｎｔ－ＤｏｈｅｒｔｙＥａｒｔｈＯｂｓｅｒｖａｔｏ－ｒｙ发展的四维地震振幅分析技术分析了墨西哥湾ＥｕｇｅｎｅＩｓｌａｎｄ３３０／３３８块中的沙岩油气藏ＬＦ。初步结果显示，在类似北墨西哥湾的盆地中，连续三维地震反射振幅的变化可以直接显示第三系盆地中的碎屑岩油气藏的存在。井Ａ－８ＳＴ的成功钻探也证明了四维地震振幅的变化可以有效地帮助寻找油气藏。目前，我们正利用现有的测井资料结合地震正反演技术进一步分析振幅的变化。我们相信这种应用重复三维地震勘探的四雏地震技术将在油藏开发和生产中起着越来越大的作用。 相似文献
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Reservoir depletion results in rock failure, wellbore instability, hydrocarbon production loss, oil sand production, and ground surface subsidence. Specifically, the compaction of carbonate reservoirs with soft rocks often induces large plastic deformation due to rock pore collapse. On the other hand, following the compaction of reservoirs and failure of rock formations, the porosity and permeability of formations will, in general, decrease. These bring a challenge for reservoir simulations because of high nonlinearity of coupled geomechanics and fluid flow fields. In this work, we present a fully implicit, fully coupled, and fully consistent finite element formulation for coupled geomechanics and fluid flow problems with finite deformation and nonlinear flow models. The Pelessone smooth cap plasticity model, an important material model to capture rock compaction behavior and a challenging material model for implicit numerical formulations, is incorporated in the proposed formulation. Furthermore, a stress-dependent permeability model is taken into account in the formulation. A co-rotational framework is adopted for finite deformation, and an implicit material integrator for cap plasticity models is consistently derived. Furthermore, the coupled field equations are consistently linearized including nonlinear flow models. The physical theories, nonlinear material and flow models, and numerical formulations are the focus of part I of this work. In part II, we verify the proposed numerical framework and demonstrate the performance of our numerical formulation using several numerical examples including a field reservoir with soft rocks undergoing serious compaction. 相似文献
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石油储层地球化学的原理及应用 总被引：2，自引：0，他引：2
储层地球化学是一门新兴的地学边缘学科，近几年，它已成为评价储层含油特征的重要手段，其核心内容是研究储层流体的非均质性。储层中石油组成的变化除由生物降解和水洗引起外，油源岩相和成熟度的变化同样能造成石油组成的非均质性。识别储层流体的非均质性不仅是重建油气聚集史的基础，而且还能为石油开发提供重要信息。这样能降低勘探目标的风险和油田开发费用。储层流体特征的旧纳依赖于油气、岩心抽提物的地化分析，其研究成果在勘探早期到油田生产结束过程中都能得到应用。 相似文献
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强非均质油藏注水开发过程中随着水洗程度的加深．高渗层水淹严重，低渗层无法动用或动用程度较低，油层平面及纵向动用差异日益增大，严重影响注水开发效果．以强非均质油藏板9断块为例，针对油藏本身的流体特性及注水开发特点，从油、气、水三相渗流达西运动方程和物质守恒角度出发，建立了该断块油藏三维三相渗流数学模型．优化设计合理的网格系统以及算法组合对该断块进行了数值模拟研究，准确描述剩余潜力分布．有针对性的提出综合治理措施．使开发效果得到明显改善，为同类断块油藏的开发提供指导和借鉴。 相似文献
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目前国内关于CO2咸水层封存尚处于先导性和试验性研究阶段,对超临界CO2注入过程中岩层力学响应和流体运移的理论与技术方面的认识还不完善。为研究CO2注入下岩层变形和流体运移,基于两相流动数学模型,给出了超临界CO2和咸水质量守恒方程;采用毛细压力和有效饱和度的关系式,将质量守恒方程变换成以毛细压力为变量的表达式,以便于考虑流体压力对岩层的影响。提出了无流体压力影响下的岩层力学本构模型,该模型能够同时考虑岩层的塑性变形和损伤。分析了两相流体-岩层相互作用机制:一方面,采用有效应力原理,考虑流体压力对岩层的力学影响;另一方面,通过岩层固有渗透率变化考虑岩层变形对流体运移的影响。 相似文献
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吉林油田乾146区块经多年开采,已经进入高含水、高采出阶段。通过储层流动单元研究,运用多参数模糊聚类方法将该区高台子油层由好至差划分为A、B、C、D、E 5类储层流动单元。查明了区内主要目的层系各含油小层的储层流动单元发育特征:40、39小层主要发育A、B类优质储层流动单元,42、41、38小层则以C、D、E类储层流动单元为主,各小层储层流动单元类型及展布与初始产能吻合度较高,表明储层流动单元类型的差异是控制本区油气分布的重要因素之一。综合油藏地质特征及油田开发动态数据,对各储层流动单元的注采渗流体系进行了深入剖析,归纳总结出乾146区块高台子油层XII砂组中剩余油分布的5条规律,据此在剩余油分布预测区部署了1口扩边井和2口老区加密井,投产后分别获得了11.2t/d、5.5t/d和8.6t/d的初始产能。 相似文献