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磁场-渗流场耦合作用下的铁磁流体多孔介质流动数值模拟

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科学通报 2017年第8期62卷 836-846页

作者：姚军黄涛黄朝琴谢昊君刘均荣张建光中国石油大学(华东)石油工程学院青岛266580 Department of Petroleum Engineering Colorado School of Mines

铁磁流体作为一种新型功能材料,由于同时具备磁性及流体性质被广泛应用于各个技术领域.本文从数值模拟理论上研究了利用磁场控制的铁磁流体驱油问题:针对外磁场作用下的铁磁流体多孔介质流动物理过程,将磁力项引入铁磁流体相运动方程从... 详细信息

铁磁流体作为一种新型功能材料,由于同时具备磁性及流体性质被广泛应用于各个技术领域.本文从数值模拟理论上研究了利用磁场控制的铁磁流体驱油问题:针对外磁场作用下的铁磁流体多孔介质流动物理过程,将磁力项引入铁磁流体相运动方程从而耦合磁场-渗流场给出其流动方程,并采用全隐式有限体积法形成相应数值离散格式;通过二维均质填砂平板流动实验验证了模型和算法的正确性,在此基础上,对比了平面及纵向非均质多孔介质中注水及注铁磁流体的驱油效果,计算结果表明通过控制铁磁流体的驱替路径可以提高驱替波及范围继而提高采收率,为提高原油采收率提供了新的思路和方法.

关键词：铁磁流体多孔介质磁场-渗流耦合注铁磁流体驱油实验及数值模拟

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铁磁流体驱油试验

中国石油大学学报（自然科学版） 2018年第1期42卷 99-104页

作者：黄涛姚军黄朝琴谢昊君张建光刘均荣中国石油大学石油工程学院山东青岛266580

铁磁流体作为一种可控的新型功能材料,当存在外磁场时将在铁磁流体中产生磁场力并影响其在多孔介质中的流动。通过试验手段首次研究铁磁流体驱油问题。首先,结合二维单相平板试验结果验证磁场力表达式及将磁场力作为一种彻体力的形式引... 详细信息

铁磁流体作为一种可控的新型功能材料,当存在外磁场时将在铁磁流体中产生磁场力并影响其在多孔介质中的流动。通过试验手段首次研究铁磁流体驱油问题。首先,结合二维单相平板试验结果验证磁场力表达式及将磁场力作为一种彻体力的形式引入运动方程的正确性;其次,制作二维非均质及裂缝性填砂平板物理模型,在此基础上分别利用铁磁流体和水作为驱替液进行驱油试验,并对比两者驱油开发效果。结果表明:利用磁铁施加外磁场可以在铁磁流体中产生磁场力,磁场力可以控制铁磁流体在多孔介质中的流动,控制并改变铁磁流体驱替路径,克服由于非均质性等因素造成的驱替波及范围小、原油动用程度低的问题,扩大波及范围,提高采收率。

关键词：铁磁流体磁场数值计算驱油试验提高采收率

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缝洞单元注水驱油可视化物理模拟研究

科学技术与工程 2015年第14期35卷 50-54,59页

作者：吕爱民李刚柱谢昊君秦丙林冯军中国石油大学(华东)石工学院青岛266580 中石化上海海洋油气分公司工程院上海200120

为了研究缝洞油藏注水驱油机理,以及注采参数对注水开发效果的影响,采用可视化物理模拟的方法研究了注采井位、注水强度对缝洞型油藏剩余油分布、含水率、采收率的作用机制。同时进行了单相物"理模拟实验和注气提高采收率实验。研究发现... 详细信息

为了研究缝洞油藏注水驱油机理,以及注采参数对注水开发效果的影响,采用可视化物理模拟的方法研究了注采井位、注水强度对缝洞型油藏剩余油分布、含水率、采收率的作用机制。同时进行了单相物"理模拟实验和注气提高采收率实验。研究发现:注采井位对水驱油效果产生明显影响,底部注水的采收率高于顶部注水。低流速范围内,无论注水井位置如何,重力对油水置换都起到积极的作用。在一定的流速范围内,注入速度越大,注入压力越大,生产井见水略早,含水采油期越长,采收率越高。单相物理模拟实验,在低流速范围内注入压力与注入速度成线性关系;在高流速范围内注入压力与注入速度成非线性关系。研究结果表明:注气可以有效地驱替缝洞中的剩余油,特别是对阁楼油和绕流油效果显著。

关键词：缝洞单元水驱油机理注采参数物理模拟实验

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三季铵盐表面活性剂界面性能及驱油效果评价

油气地质与采收率 2012年第1期19卷 72-74,116页

作者：赵琳李爱芬李会会谢昊君中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266555

在化学驱中,降低油水界面张力是表面活性剂驱油最基本的机理。三季铵盐表面活性剂因其特殊结构表现出更好的界面性能。针对已合成的三季铵盐,探讨了各因素对界面性能的影响,结果表明,纯三季铵盐溶液与长庆油区模拟油界面张力可达10-2mN... 详细信息

在化学驱中,降低油水界面张力是表面活性剂驱油最基本的机理。三季铵盐表面活性剂因其特殊结构表现出更好的界面性能。针对已合成的三季铵盐,探讨了各因素对界面性能的影响,结果表明,纯三季铵盐溶液与长庆油区模拟油界面张力可达10-2mN/m,比常规活性剂低1～2个数量级,具有较好的耐盐、耐高温性;与阴离子活性剂α-烯烃磺酸盐复配后,界面张力可达10-4mN/m,表现出较好的协同效应。驱替实验结果表明,纯三季铵盐可降低低渗透岩心注入压力10.6%,提高采收率8.35%;与α-烯烃磺酸盐复配后,降压率为17.4%,岩心采收率提高了11.1%,降压和驱油效果更佳,这也表明界面张力越低,提高低渗透岩心采收率效果越好。

关键词：三季铵盐表面活性剂界面张力复配提高采收率

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基于稠油火驱机理改进的数值模拟方程

特种油气藏 2021年第5期28卷 100-106页

作者：王泰超朱国金谭先红王凯谢昊君海洋石油高效开发国家重点实验室北京100028 中海油研究总院有限责任公司北京100028

为解决火驱数值模拟组分间转换关系复杂、收敛性差、结果精度低等问题,从火驱燃料沉积角度出发,将反应方程改进为稠油裂解和焦炭燃烧反应方程,并建立具有重复性和准确性的燃料沉积量室内实验方法,求取稠油裂解沉积量,拟合得到改进的模... 详细信息

为解决火驱数值模拟组分间转换关系复杂、收敛性差、结果精度低等问题,从火驱燃料沉积角度出发,将反应方程改进为稠油裂解和焦炭燃烧反应方程,并建立具有重复性和准确性的燃料沉积量室内实验方法,求取稠油裂解沉积量,拟合得到改进的模拟方程。结果表明:改进模型更加合理,其粗化后与室内实验结果、加密后的经典方程模型温度场、燃烧前缘分布等模拟结果基本一致,可以真实地描述高温氧化过程,且运算时间大幅度降低。该研究成果对火驱方案编制具有一定指导意义。

关键词：火驱动力学方程数值模拟燃料沉积量氧化前缘

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稠油蒸汽驱封窜剂/驱油剂组合调驱技术

油田化学 2022年第1期39卷 87-92页

作者：单景玲裴海华郑伟谢昊君郑家桢张贵才中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 非常规油气开发教育部重点实验室(中国石油大学(华东)) 山东青岛266580 中海油研究总院有限责任公司北京100028

针对稠油蒸汽驱汽窜严重问题,研究了高温封窜剂+驱油剂组合调驱技术,以高温栲胶体系为蒸汽封窜剂,以磺酸盐表面活性剂SLB和阴-非离子表面活性剂CY复配体系为高温驱油剂,采用非均质双管物理模拟实验评价了封窜剂+驱油剂组合调驱提高蒸汽... 详细信息

针对稠油蒸汽驱汽窜严重问题,研究了高温封窜剂+驱油剂组合调驱技术,以高温栲胶体系为蒸汽封窜剂,以磺酸盐表面活性剂SLB和阴-非离子表面活性剂CY复配体系为高温驱油剂,采用非均质双管物理模拟实验评价了封窜剂+驱油剂组合调驱提高蒸汽驱采收率效果。结果表明,高温栲胶封窜剂在250℃蒸汽驱冲刷15 PV后封堵率仍可达90%以上,封堵效果显著;SLB/CY(复配比2∶1)高温驱油剂经过300℃老化后仍可使油水界面张力降到10^(-3)mN/m以下。采用封窜剂+驱油剂组合调驱体系可有效封堵高渗管汽窜通道,保证后续注入驱油剂进入低渗管,最终综合采收率可以提高23.58%,有效地改善非均质地层蒸汽驱的开发效果。

关键词：稠油蒸汽驱封窜剂高温驱油剂提高采收率

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一种亲水岩心的人工制备新方法

科学技术与工程 2015年第20期35卷 234-237页

作者：谢昊君李爱芬宋浩鹏李刚柱中国石油大学(华东)石油工程学院青岛266580

人造亲水性岩心一般采用高温烧结或添加表面活性剂胶结等方法,虽可满足于亲水性要求,但制作步骤复杂且亲水性质不稳定。为此对亲水岩心的制作方法进行改进和简化,首先采用化学改性后的环氧树脂和固化剂对石英砂直接进行胶结。测试结果表... 详细信息

人造亲水性岩心一般采用高温烧结或添加表面活性剂胶结等方法,虽可满足于亲水性要求,但制作步骤复杂且亲水性质不稳定。为此对亲水岩心的制作方法进行改进和简化,首先采用化学改性后的环氧树脂和固化剂对石英砂直接进行胶结。测试结果表明:使用该类胶结剂胶结后的岩心呈亲水性质;岩心胶结强度较高,孔渗性质与常规胶结岩心基本一致;无水敏现象,洗油或者水相长时间浸泡后,岩心性质基本不变;该环氧树脂与固化剂混合后可直接用水稀释,无需使用有毒的有机溶剂。该类亲水岩心的制作方法简单,无需高温固化,岩心性质稳定,更适合于油层物理的机理实验研究。

关键词：亲水岩心润湿性改性环氧树脂人工胶结石英砂

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缝洞单元水驱油注采机理实验研究

科学技术与工程 2015年第18期35卷 50-55页

作者：吕爱民李刚柱谢昊君秦丙林冯军中国石油大学(华东)石工学院青岛266580 中石化上海海洋油气分公司工程院上海200120

为了揭示缝洞型油藏的注采机理,研究缝洞介质的水驱油规律,制作了二维平面规则缝洞网络模型;开展了物理模拟实验和数值模拟研究。研究了注采井网、注入速度、裂缝非均质性对水驱油含水率、采收率以及剩余油分布规律及形成机制的影响。... 详细信息

为了揭示缝洞型油藏的注采机理,研究缝洞介质的水驱油规律,制作了二维平面规则缝洞网络模型;开展了物理模拟实验和数值模拟研究。研究了注采井网、注入速度、裂缝非均质性对水驱油含水率、采收率以及剩余油分布规律及形成机制的影响。研究发现:在二维平面上,重力分异作用较弱,注采井网是控制缝洞网络剩余油分布的主要因素。适当改善注采井网,可以控制更多的缝洞网络,有效驱替缝洞内剩余油。在一定注入速度范围内,注入速度越大,模型注入压力越高,惯性阻力的影响越大,采收率越高,注入速度越小,生产井提早见水,含水采油期延长。裂缝非均质性,导致压力分布不均,油水流动速度各异,导致部分原油被滞留在溶洞内,无法被有效驱替出来,从而形成绕流油。

关键词：缝洞介质水驱油规律缝洞网络模型物理模拟实验数值模拟

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溶洞单元水驱油机理实验研究

科学技术与工程 2015年第10期35卷 92-96页

作者：吕爱民李刚柱谢昊君王月英马汉卿中国石油大学(华东)石油工程学院青岛266580

为了研究溶洞介质中水驱油规律,结合油田现场资料,根据相似理论确定物理模拟模型及实验条件,制作了单一溶洞充填模型;并提出了无因次重力数的概念,对该模型进行水驱油实验。研究了不同充填程度、注采位置、不同充填类型,模型的油水替换... 详细信息

为了研究溶洞介质中水驱油规律,结合油田现场资料,根据相似理论确定物理模拟模型及实验条件,制作了单一溶洞充填模型;并提出了无因次重力数的概念,对该模型进行水驱油实验。研究了不同充填程度、注采位置、不同充填类型,模型的油水替换效率及水驱后的剩余油分布情况。研究发现:低注高采时,油水的重力分异作用明显,油水的替换效率高,因此剩余油饱和度较低,采收率较高;高注高采时,通过无因次重力数的大小来判断重力与黏滞力对油水替换效率的贡献程度,得到无因次重力数为0.18,注水速度在40 m L/min附近时,油水替换效率较高,注水开发效果最佳。对溶洞型碳酸盐岩油藏进一步提高采收率具有重要的指导意义。

关键词：溶洞介质水驱油实验无因次重力数替换效率