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页岩无机质孔隙含水饱和度分布量化模型

石油学报 2016年第7期37卷 903-913页

作者：李靖李相方王香增李莹莹石军太冯东白艳改徐敏中国石油大学石油工程教育部重点实验室北京102249 陕西延长石油集团有限责任公司陕西西安710075 中海油研究总院北京100027

目前对于页岩储层含水饱和度的评价多侧重于宏观尺度,而对页岩纳米孔隙内含水饱和度分布特征缺乏深入研究。在考虑页岩储层"超低含水饱和度"特征基础上,分析了储层液态水与气态水热力学平衡关系,结合水膜理论,建立了页岩无机质孔隙水膜... 详细信息

目前对于页岩储层含水饱和度的评价多侧重于宏观尺度,而对页岩纳米孔隙内含水饱和度分布特征缺乏深入研究。在考虑页岩储层"超低含水饱和度"特征基础上,分析了储层液态水与气态水热力学平衡关系,结合水膜理论,建立了页岩无机质孔隙水膜厚度量化模型。研究表明:孔隙尺度、孔隙形状及天然气相对湿度是影响水膜厚度的主要因素;在原始含水条件下,部分微小孔隙可以被毛细管水充填,以研究样品为例,当储层含水饱和度为50%,天然气相对湿度为0.98时,孔隙直径为5.35nm以内的孔隙将被毛细管水阻塞,此类孔隙对页岩气的吸附及流动不起作用。在微观尺度下,研究孔隙类型、孔隙半径、孔隙形状等对含水饱和度的影响规律对进一步认识页岩储层流体赋存方式、吸附特征及产气机理具有重要意义。

关键词：页岩无机质水膜含水饱和度分布有效孔隙分布

储层含水条件下致密砂岩/页岩无机质纳米孔隙气相渗透率模型

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力学学报 2015年第6期47卷 932-944页

作者：李靖李相方李莹莹石军太吴克柳白艳改徐敏冯东中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室北京102249 中海油研究总院北京100028 加拿大卡尔加里大学化学与石油工程学院

页岩及致密砂岩储层富含纳米级孔隙,且储层条件下页岩孔隙(尤其无机质孔隙)及致密砂岩孔隙普遍含水,因此含水条件下纳米孔隙气体的流动能力的评价对这两类气藏的产能分析及生产预测具有重要意义.本文首先基于纳米孔隙内液态水及汽态水... 详细信息

页岩及致密砂岩储层富含纳米级孔隙,且储层条件下页岩孔隙(尤其无机质孔隙)及致密砂岩孔隙普遍含水,因此含水条件下纳米孔隙气体的流动能力的评价对这两类气藏的产能分析及生产预测具有重要意义.本文首先基于纳米孔隙内液态水及汽态水热力学平衡理论,量化了储层孔隙含水饱和度分布特征;进一步在纳米孔隙单相气体传质理论的基础上,考虑了孔隙含水饱和度对气体流动的影响;最终建立了含水饱和度与气相渗透率的关系曲线.基于本文岩心孔隙分布特征,计算结果表明:储层含水饱和度对气体流动能力的影响不容忽视,在储层含水饱和度20%的情况下,气相流动能力与干燥情况相比将降低约10%;在含水饱和度40%的情况下,气相流动能力将降低约20%.

关键词：超低含水饱和度纳米孔隙页岩致密砂岩气相渗透率

页岩黏土孔隙气-液-固三相作用下甲烷吸附模型

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煤炭学报 2015年第7期40卷 1580-1587页

作者：李靖李相方李莹莹石军太白艳改徐敏赵天逸中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室北京102249 中海油研究总院北京100027

实际储层条件下含水页岩的甲烷吸附量低于实验室测定的干燥页岩吸附量,致使页岩气资源量被高估。在考虑页岩黏土孔隙含水的基础上,基于气-固界面Langmuir吸附理论、气-液界面Gibbs吸附理论及土壤吸附学,针对狭缝孔及圆管孔两类黏土孔隙... 详细信息

实际储层条件下含水页岩的甲烷吸附量低于实验室测定的干燥页岩吸附量,致使页岩气资源量被高估。在考虑页岩黏土孔隙含水的基础上,基于气-固界面Langmuir吸附理论、气-液界面Gibbs吸附理论及土壤吸附学,针对狭缝孔及圆管孔两类黏土孔隙,建立了气-液-固三相作用下甲烷吸附理论模型。该模型可以计算孔隙含水饱和度0~100%的吸附曲线,验证表明:计算结果与分子模拟结果吻合。并进一步揭示了甲烷在黏土水膜表面的气-液界面吸附特征:在低压下,吸附量与压力呈线性变化;在高压下,吸附量趋于饱和。

关键词：页岩气黏土矿物气-液-固三相甲烷吸附模型水分含量

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不同温度条件下页岩储层吸附能力预测模型

西安科技大学学报 2016年第2期36卷 235-242页

作者：安淑萍李靖于鹏亮白艳改延长石油(集团)有限责任公司研究院陕西西安710075 中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室北京昌平102249

吸附特征曲线函数是预测不同温度吸附曲线的重要参数,主要依靠＂拟合＂得到,缺乏严格理论推导,且需要多个温度下的吸附数据确保拟合精度,不能达到高效预测的目的。基于Polanyi吸附势理论与Langmuir吸附理论,推导了吸附特征曲线函数式,... 详细信息

吸附特征曲线函数是预测不同温度吸附曲线的重要参数,主要依靠＂拟合＂得到,缺乏严格理论推导,且需要多个温度下的吸附数据确保拟合精度,不能达到高效预测的目的。基于Polanyi吸附势理论与Langmuir吸附理论,推导了吸附特征曲线函数式,揭示了温度对吸附曲线的影响规律,并且建立了＂仅利用一条等温吸附曲线预测其他温度吸附曲线＂的方法。实验表明：利用页岩样品低温（38℃）条件下吸附曲线,预测得到的高温（65～150℃）条件下吸附曲线误差小于5%,具有较高精度。同时,在考虑实际储层压力梯度、地温梯度基础上,耦合温度与压力的共同影响,量化了页岩吸附能力与储层埋深关系曲线。结果表明：在埋深较浅的情况下（〈750 m）,页岩储层吸附能力随埋深增大而迅速增强;随后吸附能力随埋深变化缓慢,达到峰值后,存在下降趋势;样品吸附能力峰值对应的埋深约2 200～2 400 m.

关键词：页岩吸附温度预测模型

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致密油层体积压裂水平井压力传播特征研究

科学技术与工程 2016年第15期16卷 84-91,110页

作者：安淑萍李靖于鹏亮白艳改延长石油(集团)有限责任公司研究院西安710075 中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室北京102249

考虑体积压裂水平井不同区域渗流特征(裂缝控制外区-裂缝控制内区-压裂水平井),建立了储层-裂缝-井筒耦合流动模型,应用Laplace变换及Stehfest数值反演,给出并分析了压力动态特征曲线。结果表明:基于压力导数曲线斜率,可以将体积压裂水... 详细信息

考虑体积压裂水平井不同区域渗流特征(裂缝控制外区-裂缝控制内区-压裂水平井),建立了储层-裂缝-井筒耦合流动模型,应用Laplace变换及Stehfest数值反演,给出并分析了压力动态特征曲线。结果表明:基于压力导数曲线斜率,可以将体积压裂水平井压力传播过程划分为7个阶段:(1井筒储集控制阶段;2裂缝内径向流阶段;3裂缝及储层双线性流阶段;4裂缝干扰前线性流阶段;5裂缝干扰过渡流阶段;6裂缝内区线性流阶段;7裂缝外区拟径向流阶段)。同时,结合目标区块地质特征,分析了压裂参数对各阶段压力传播特征影响。结果表明:裂缝导流能力主要影响缝间干扰前早期流动特征,持续时间约200 h;裂缝条数主要影响缝间干扰出现的时间,持续时间约1 000 h;裂缝半长几乎影响整个生产前期与中期流动阶段,影响时间可持续至10 000 h。因此对于目标区块致密储层而言,建议首先优化裂缝半长,其次为裂缝条数,最后为导流能力。研究将对压力传播阶段识别、生产动态解释及裂缝参数优化提供理论基础。

关键词：致密储层体积压裂水平井压力传播解析模型

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压裂水平缝渗流特征及影响因素

大庆石油地质与开发 2016年第3期35卷 73-77页

作者：孟选刚杜志敏王香增白艳改邵长金西南石油大学石油工程学院四川成都610500 延长油田(集团)责任有限公司陕西西安717111 中国石油大学石油工程学院北京102249 中国石油大学理学院北京102249

为了突破压裂水平缝必须为圆形的假设条件限制,研究了更一般的椭圆形压裂水平缝渗流模型。基于Newman乘积方法和格林函数思想,用无限大地层中的椭圆面源函数和垂直方向条带形地层中条带源函数的乘积得到压裂水平缝的压力响应。从压力及... 详细信息

为了突破压裂水平缝必须为圆形的假设条件限制,研究了更一般的椭圆形压裂水平缝渗流模型。基于Newman乘积方法和格林函数思想,用无限大地层中的椭圆面源函数和垂直方向条带形地层中条带源函数的乘积得到压裂水平缝的压力响应。从压力及其导数的响应两个方面分析了水平缝渗流特征,分析了裂缝与渗透率的综合因子、裂缝形状、裂缝开度、裂缝位置等参数对渗流特征的影响。以实际油田一口压裂水平缝井的测试为例,应用椭圆水平缝渗流模型能够明确判断水平缝的存在,给出符合实际情况的解释。结果表明,椭圆水平缝模型具有很好的适应性。

关键词：椭圆水平缝压裂渗流特征

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延长长6浅油层水平缝水平井压裂参数设计

石油钻采工艺 2016年第1期38卷 83-87页

作者：孟选刚杜志敏王香增郝世彦白艳改西南石油大学石油工程学院陕西延长石油(集团)有限责任公司中国石油大学(北京)石油工程学院

水平井压裂技术是开发难动用低渗储层的有效手段,而对于长6低渗浅油层实施压裂技术一般会形成水平缝(低角度),影响实际施工效果。为了指导长6浅油层水平井的压裂设计和现场施工,把孔隙度、渗透率、含油饱和度、泥质含量和渗流系数作为... 详细信息

水平井压裂技术是开发难动用低渗储层的有效手段,而对于长6低渗浅油层实施压裂技术一般会形成水平缝(低角度),影响实际施工效果。为了指导长6浅油层水平井的压裂设计和现场施工,把孔隙度、渗透率、含油饱和度、泥质含量和渗流系数作为主要参数,将七平1井的水平段储层划分出5个流动单元,进行了Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类流动单元的评价;并且根据流动单元的划分结果,完成了七平1井压裂水平裂缝条数、裂缝位置、裂缝半长的参数设计,经过现场压裂效果分析,该设计符合延长长6浅油层的储层特征及开发要求,单井产能大幅增加,使水平井开发在延长长6浅油层具有可观前景。

关键词：浅油层水平井压裂水平缝裂缝参数流动单元

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流动物质平衡法误差分析及改进

大庆石油地质与开发 2015年第6期34卷 57-61页

作者：李靖李相方胡素明石军太李莹莹白艳改中国石油大学北京102249 塔里木油田公司勘探开发研究院新疆库尔勒841000 中海油研究总院北京100027

常用的流动物质平衡法(FMB方法),利用气井生产稳定后井底压力与累计产量的关系曲线斜率,代替平均地层压力与累计产量的关系曲线斜率来计算单井控制储量。但是,基于渗流理论及物质平衡方程推导表明:FMB方法忽略了天然气压缩系数与黏度乘... 详细信息

常用的流动物质平衡法(FMB方法),利用气井生产稳定后井底压力与累计产量的关系曲线斜率,代替平均地层压力与累计产量的关系曲线斜率来计算单井控制储量。但是,基于渗流理论及物质平衡方程推导表明:FMB方法忽略了天然气压缩系数与黏度乘积在生产过程中的变化,在考虑该变化后,井底压力与累计产量的关系曲线斜率和平均地层压力与累计产量的关系曲线斜率并不相等,且井底压力与累计产量的关系曲线斜率始终大于平均地层压力与累计产量的关系曲线斜率,因此利用FMB方法计算的控制储量总是偏小的。同时发现:配产量会影响FMB方法计算的准确性,只有在低配产时,FMB方法计算结果接近真实值;否则,计算结果将会严重偏小(误差可达40%)。据此提出改进方法,并给出修正系数图版,从而修正常用流动物质平衡法(FMB方法)的误差。通过验证,利用新方法计算得到的单井控制储量误差小于7%,具有较好的实用性。

关键词：流动物质平衡法控制储量高压物性修正系数改进方法

润湿性及孔径均匀性对铜液在多孔W骨架中渗流过程的影响

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稀有金属材料与工程 2013年第4期42卷 730-735页

作者：白艳霞梁淑华西安理工大学陕西西安710048 榆林学院陕西榆林719000

采用Voronoi随机算法建立微尺度W骨架多孔模型,基于Young-Laplace修正后的Navier-Stokes动量方程,应用有限体积法分析制备CuW合金的渗流过程。模拟结果表明:Cu-W间的润湿性越好,则铜液流股中心流速越大,但铜液在骨架壁面的黏附越强,从... 详细信息

采用Voronoi随机算法建立微尺度W骨架多孔模型,基于Young-Laplace修正后的Navier-Stokes动量方程,应用有限体积法分析制备CuW合金的渗流过程。模拟结果表明:Cu-W间的润湿性越好,则铜液流股中心流速越大,但铜液在骨架壁面的黏附越强,从而有利于铜液与壁面接触而产生机械结合。此外,渗流通道中由于孔径不均匀引起的扩孔与缩孔转变导致铜液在孔隙中形成漩涡,促使CuW合金中产生气孔,从而降低铜液的充填率。

关键词： CuW合金 W骨架渗流润湿性