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考虑启动压力梯度的致密油藏水平井裂缝干扰渗流特征

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岩性油气藏 2024年第3期36卷 172-179页

作者：钟会影余承挚沈文霞毕永斌伊然倪浩铭东北石油大学提高采收率教育部重点实验室黑龙江大庆163318 中国石油冀东油田公司南堡油田作业区河北唐山063005 中国石油大庆油田公司第六采油厂黑龙江大庆163114 北京大学鄂尔多斯能源研究院内蒙古鄂尔多斯017010

针对致密油开发中体积压裂水平井裂缝干扰的问题,在三线性流模型的基础上,通过引入半渗透边界条件和井间干扰系数α,建立了考虑未改造区启动压力梯度的致密油藏水平井裂缝干扰渗流模型,对不同干扰情况下水平井井底压力动态及产量递减特... 详细信息

针对致密油开发中体积压裂水平井裂缝干扰的问题,在三线性流模型的基础上,通过引入半渗透边界条件和井间干扰系数α,建立了考虑未改造区启动压力梯度的致密油藏水平井裂缝干扰渗流模型,对不同干扰情况下水平井井底压力动态及产量递减特征进行了研究。研究结果表明:(1)α越大,裂缝干扰条数越多,压力动态曲线改造区线性流持续的时间越长,改造区窜流、拟稳定流动发生得越晚;未改造区启动压力梯度越大,拟稳定流发生的时间就越早。(2)裂缝导流能力越大,主裂缝线性流出现时间越早,两井裂缝导流能力越接近,α对压力动态的影响较明显。(3)α越大,井底压力相对较低的水平井初期产量越高,至晚期后,产量下降越明显,无因次启动压力梯度越大,后期产量递减越快。(4)裂缝导流能力越小,前期阶段产量曲线越靠下,两井裂缝导流能力相近时,α对产量的干扰相对较大。

关键词：致密油藏井间干扰系数启动压力梯度裂缝导流能力渗流特征

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黏弹性聚合物驱渗流机理研究进展

力学学报 2024年第3期56卷 847-861页

作者：钟会影史博文毕永斌沈文霞许严芮尹洪军夏惠芬赵欣东北石油大学提高油气采收率教育部重点实验室黑龙江大庆163318 中国石油冀东油田公司南堡作业区河北唐山063200 中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院黑龙江大庆163414

聚合物驱已成为国内外化学驱中提高原油采收率主要方法之一,其在大庆油田的60年开发稳产中起到重要作用,在水驱基础上提高原油采收率达到约13%.聚合物驱主要机理为改善流度比,提高注入液的波及体积,从而提高驱油效率.近几年,聚合物溶液... 详细信息

聚合物驱已成为国内外化学驱中提高原油采收率主要方法之一,其在大庆油田的60年开发稳产中起到重要作用,在水驱基础上提高原油采收率达到约13%.聚合物驱主要机理为改善流度比,提高注入液的波及体积,从而提高驱油效率.近几年,聚合物溶液黏弹性能够进一步扩大其在多孔介质中的微观波及面积从而提高微观驱油效率的作用机理也逐渐被人们所认识.文章从聚合物溶液黏弹特性、聚合物驱微观可视化实验、岩心驱替实验及驱油机理理论研究4个方面进行了综合分析,对比论述了国内外关于黏弹性聚合物溶液渗流机理的研究现状、实验手段及方法,给出了聚合物溶液的黏弹性产生的法向应力能够进一步对水驱后残余油产生“拉”“拽”作用,从而使其比纯黏性流体进一步提高在多孔介质内的微观波及效率及驱油效率,明确了弹性湍流是产生表观增稠的本质,对提高驱油效率产生一定的正向影响.最后针对黏弹性聚合物驱渗流机理研究面临的问题及发展方向进行总结,弹性湍流产生的条件、黏弹性对不同尺寸孔隙内不同类型原油采收率的贡献及弹性与油藏润湿性的协同影响等机理成为未来研究的挑战与方向.论文的归纳能够为黏弹性聚合物溶液机理深入研究及矿场设计优选聚合物提供重要的参考.

关键词：黏弹性聚合物渗流机理松弛时间驱油效率弹性湍流

科研思政与课程思政融合的《现代渗流力学》课程改革探索与实践

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才智 2024年第7期 50-53页

作者：钟会影刘振宇王胡振东北石油大学石油工程学院

硕士研究生作为各个行业，尤其是油气能源行业科研院所中研究工作岗位的主力军，建立与培养其正确的科研价值观是研究生课程思政改革的核心与关键。本文以石油与天然气工程、资源环境工程专业硕士研究生的学位专业课程《现代渗流力学》... 详细信息

硕士研究生作为各个行业，尤其是油气能源行业科研院所中研究工作岗位的主力军，建立与培养其正确的科研价值观是研究生课程思政改革的核心与关键。本文以石油与天然气工程、资源环境工程专业硕士研究生的学位专业课程《现代渗流力学》为例，探讨研究生专业课程中思政改革的发力点与实践路径，将课程思政与科研思政相结合，深入挖掘学生创新能力，培养学生具备严谨的科研态度和勇攀科研高峰的刻苦钻研精神，最终取得良好的课程学习效果。《现代渗流力学课程》以“现代”为根，以“培养什么人、怎么培养人、为谁培养人”为根本任务，将现代渗流力学课程的知识传授与学生价值观的塑造融为一体。课程目标围绕研究生创新能力培养、注重解决现代渗流问题的研究实践，在本科开设的渗流力学课程基础上，分别以大庆油田化学驱成熟应用、古龙页岩油勘探获得重大战略突破等为切入点，以“化学驱渗流的关键问题”“聚合物驱渗流机理案例”“页岩油渗流理论调研”“页岩油多孔介质特点”及“页岩油体积压裂渗流理论”为课程重点难点，在传授知识的同时，引导学生关注国家能源领域的热点及难点问题，进而激发学生爱祖国、爱专业、奉献专业的责任感和使命感，打造学生主动学习、爱学习的良好课程学习氛围。

关键词：科研思政课程思政现代渗流力学研究生教学

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黏弹性聚合物溶液微观渗流机理研究

黏弹性聚合物溶液微观渗流机理研究

作者：钟会影大庆石油学院

学位级别：硕士

目前聚合物驱油已成为中高含水期油田普遍采用的提高采收率技术,国内外三次采油工作者已运用数值模拟、物理模拟及核磁共振等技术手段证实了聚合物溶液是一种黏弹性流体,并在微观可视玻璃模型仿真实验中观察到黏弹性聚合物溶液较纯黏性... 详细信息

目前聚合物驱油已成为中高含水期油田普遍采用的提高采收率技术,国内外三次采油工作者已运用数值模拟、物理模拟及核磁共振等技术手段证实了聚合物溶液是一种黏弹性流体,并在微观可视玻璃模型仿真实验中观察到黏弹性聚合物溶液较纯黏性流体(如黄原胶)具有更强驱替残余油能力的现象。而研究与描述黏弹性聚合物溶液的流动特性是认识聚合物微观渗流机理,掌握聚合物驱油方法的前提和基础,所以一直以来倍受关注,但这方面的大量研究还是主要基于各种实验手段。作为其流动特性,黏弹性聚合物溶液在油藏微观孔隙中流动能产生一定的涡流现象,涡流的强弱和变化是促使残余油变成可动油,进而提高微观波及效率的原因之一。为此,基于涡流现象选择适当的方法从理论上研究黏弹性聚合物溶液在微观孔隙中的流动特征,对于进一步深化认识和丰富聚合物驱油机理,特别对于指导油藏应用和筛选聚合物溶液驱油具有重要的价值。本文相继开展了以下研究: 结合聚合物溶液的典型流变特征,从分析众多描述聚合物溶液流变性的本构方程出发,根据聚合物溶液的流变性,研究多种本构方程的特点,选择了能够比较准确描述黏弹性聚合物溶液流变性的Upper-Convected Maxwell(UCM)本构模型和Phan-Thien-Tanner(PTT)模型。建立了包括连续性方程、动量方程和UCM本构方程的黏弹性流体微观流动数学模型,采用同位网格有限体积法对各类控制方程进行数值离散,并应用了强隐式方法(SIP)对控制方程组进行数值求解,绘制了黏弹性聚合物溶液在收缩模型中流动的流函数、速度和应力等值线图,从而分析了弹性对微观波及效率的作用及影响。研究结果表明,We数是影响涡流大小、收缩流速度场及应力分布的关键因素,We数的值越大,收缩流道内的流动区域越大,死油区的滞留区域越小,流体的第一法向应力差和剪切应力均有增加,从而使微观波及效率提高。在此基础上,针对UCM本构方程形式简单,能够验证数值算法的特点,研究了PTT流体在收缩流道内流动的特征,同样采用同位网格有限体积法对控制方程组进行离散,考察了弹性及物质参数对流函数、速度及应力场的影响。结果同样表明,随着We数的增加,涡流逐渐变大,收缩处的应力增加,微观波及效率提高。

关键词：黏弹性流体本构方程同位网格有限体积法波及效率

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粘弹性聚合物驱普通稠油微观渗流数学模型

地球科学（中国地质大学学报） 2017年第8期42卷 1364-1372页

作者：钟会影张伟东刘义坤尹洪军东北石油大学提高油气采收率教育部重点实验室黑龙江大庆163318

我国海上稠油资源比较丰富,但由于受到海上条件等因素限制,聚合物驱成为提高海上稠油采收率的主要方法.因此深化聚合物溶液驱稠油微观渗流机理对于进一步提高采收率具有十分重要的意义.目前关于粘弹性聚合物渗流机理的理论研究主要局限... 详细信息

我国海上稠油资源比较丰富,但由于受到海上条件等因素限制,聚合物驱成为提高海上稠油采收率的主要方法.因此深化聚合物溶液驱稠油微观渗流机理对于进一步提高采收率具有十分重要的意义.目前关于粘弹性聚合物渗流机理的理论研究主要局限于弹性聚合物溶液的单相流体在微观孔道内流动特征研究,而针对粘弹性聚合物、油两相流体渗流机理的研究甚少,特别是针对稠油聚合物驱的相关研究未见报道.为此,借助于计算方法较为成熟的OpenFOAM开源平台开展了聚合物驱稠油两相流体渗流机理的研究;以收缩孔道为微观物理模型,建立了粘弹性聚合物溶液、普通稠油两相渗流连续性方程、运动方程及本构方程,并采用VOF(volume of fluid)界面追踪方法建立两相界面相方程;以OpenFOAM开源平台为基础,开发了粘弹性流体、幂律流体两相流体求解器;绘制了不同弹性聚合物溶液在微观孔道内驱油的饱和度分布、速度分布及应力分布特征.结果表明,相对于水驱,纯粘性聚合物溶液前缘突破时间慢,波及面积大,驱油效率高.相比于同等粘度的纯粘性聚合物溶液,粘弹性聚合物的弹性有助于挖潜凸角内的残余油,聚合物溶液的弹性越大,稠油驱油效率越高.随着聚合物溶液弹性的增强,第一法向应力增大,当聚合物溶液进入到孔道突变处时,其弹性发挥的作用最大,法向应力的值最大.研究结果可为矿场实施聚合物驱设计、筛选聚合物溶液提供重要的理论支持.

关键词：粘弹性聚合物法向应力两相流动 OpenFOAM 驱油效率石油地质

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粘弹性聚合物溶液微观渗流的有限体积法

大庆石油地质与开发 2008年第6期27卷 112-115页

作者：张辉尹洪军钟会影大庆油田有限责任公司第一采油厂黑龙江大庆163001 浙江大学理学院浙江杭州310027 大庆石油学院石油工程学院黑龙江大庆163318

针对残余油的微观存在形式,应用收缩流道模型并结合非线性上随体Maxwell本构方程、动量方程、连续性方程及收缩流道的边界条件建立了完整的数学模型。采用有限体积法求解了由UCM本构方程、动量方程、连续性方程和流道的边界条件构成的... 详细信息

针对残余油的微观存在形式,应用收缩流道模型并结合非线性上随体Maxwell本构方程、动量方程、连续性方程及收缩流道的边界条件建立了完整的数学模型。采用有限体积法求解了由UCM本构方程、动量方程、连续性方程和流道的边界条件构成的非线性耦合方程组。为了解决流场计算中的关键问题——不合理压力场的检测,同时保证计算的准确度及对压力的物理特性模拟,在对整个计算域采用交错网格的同时采用乘方格式对动量方程进行离散,进而得出控制方程组的离散方程式。选择交替方向隐式迭代法,并补以块修正技术促进收敛,最终得到了粘弹性流体在收缩流道内流动时的速度场、流函数场。

关键词：聚合物溶液有限体积法上随体Maxwell模型粘弹性流体

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黏弹性聚合物溶液在突扩孔道内的流动特性

高分子学报 2009年第6期19卷 520-524页

作者：尹洪军姜海梅苏宇驰钟会影大庆石油学院提高油气采收率教育部重点实验室大庆163318 中海油田服务股份有限公司北京101149

采用上随体Maxwell本构方程,描述油藏条件下以第一法向应力差为主要特征的聚合物溶液的流变性.利用有限体积法对黏弹性聚合物溶液在突扩孔道内的流动特征进行数值模拟.绘制了流函数和速度的等值线图.研究了黏弹性的变化对微观波及效率... 详细信息

采用上随体Maxwell本构方程,描述油藏条件下以第一法向应力差为主要特征的聚合物溶液的流变性.利用有限体积法对黏弹性聚合物溶液在突扩孔道内的流动特征进行数值模拟.绘制了流函数和速度的等值线图.研究了黏弹性的变化对微观波及效率的影响.数值模拟结果表明,聚合物溶液的黏弹性是影响波及效率的主要因素.凹角处的流动区域随着弹性的增加在不断增大,因此滞留区域不断减小,微观波及效率不断增大.具有黏弹特性的聚合物溶液相比于纯黏性的牛顿流体更利于提高驱油效率.这一结论有助于驱油工业上聚合物溶液的设计和优选.

关键词：上随体Maxwell流体有限体积法聚合物溶液黏弹性波及效率

数值模拟黏弹性聚合物溶液在突扩收缩孔道中的流动特征

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西安石油大学学报（自然科学版） 2011年第1期26卷 54-57,119页

作者：钟会影周洪亮尹洪军谢锐东北石油大学提高油气采收率教育部重点实验室黑龙江大庆163318 大庆榆树林油田有限责任公司黑龙江大庆151100 大庆油田有限责任公司第四采油厂黑龙江大庆163310

三次采油技术的实践表明,聚合物驱技术既能扩大波及系数,又能提高驱油效率.为了从理论上清楚地认识黏弹性聚合物溶液的微观渗流特征,提出了用同位有限体积法对黏弹性聚合物溶液在简化油藏微观孔道模型中的流动特征进行数值模拟,建立了... 详细信息

三次采油技术的实践表明,聚合物驱技术既能扩大波及系数,又能提高驱油效率.为了从理论上清楚地认识黏弹性聚合物溶液的微观渗流特征,提出了用同位有限体积法对黏弹性聚合物溶液在简化油藏微观孔道模型中的流动特征进行数值模拟,建立了黏弹性聚合物溶液在突扩收缩流道内流动的数学模型,利用有限体积方法对数学模型进行离散求解,得到了流函数、速度、压力和第一法向应力差等值线图,并引入一个无量纲量(We)来表示黏弹性的大小.计算结果表明,聚合物溶液随着其黏弹性的增强,微观波及效率在不断增大.

关键词：黏弹性溶液突扩突缩流道流动特征数值模拟

基于PEBI网格的考虑诱导裂缝的聚合物驱压力动态研究

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岩性油气藏 2022年第3期34卷 164-170页

作者：钟会影沈文霞藏秋缘许严芮东北石油大学提高油气采收率教育部重点实验室黑龙江大庆163318 中国石油大庆油田分公司井下作业分公司黑龙江大庆163311

通过PEBI网格变尺度剖分方法,考虑注聚井在注入过程中会产生诱导裂缝的情况,综合聚合物溶液黏浓关系、剪切效应、渗透率下降以及吸附机理,建立了考虑诱导裂缝的聚合物驱垂直裂缝井数学模型。采用有限体积法对数学模型进行离散,从而得到... 详细信息

通过PEBI网格变尺度剖分方法,考虑注聚井在注入过程中会产生诱导裂缝的情况,综合聚合物溶液黏浓关系、剪切效应、渗透率下降以及吸附机理,建立了考虑诱导裂缝的聚合物驱垂直裂缝井数学模型。采用有限体积法对数学模型进行离散,从而得到井底压力数值解,进而绘制压力及压力导数双对数曲线并对其影响因素进行分析。研究结果表明:(1)聚合物驱垂直裂缝井试井曲线可以分为5个流动阶段:纯井筒储集阶段、双线性流阶段、线性流阶段、椭圆流阶段与径向流阶段;聚合物浓度主要影响试井曲线后期阶段,浓度越大,双线性流及非牛顿径向流阶段曲线越靠上。(2)诱导裂缝半长越小,压力和压力导数曲线上翘越明显;通过与水驱诱导裂缝闭合压力动态曲线的对比,基于混合PEBI网格考虑诱导裂缝聚合物驱数值计算方法能够准确描述诱导裂缝闭合后的压力动态。(3)当裂缝闭合速度因子(delpat)为0时,裂缝瞬间闭合,压力发生突变,在压力导数图中表现为一个明显峰值;delpat越大,裂缝闭合速度越慢,压力导数的峰值越高,曲线越靠右。

关键词： PEBI网格聚合物驱诱导裂缝数值试井裂缝闭合压力动态