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动态渗透率三维油水两相低渗透油藏数值模拟

石油学报 2011年第1期32卷 117-121页

作者：尹芝林孙文静姚军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163712 中国石油大学石油工程学院山东东营257061

考虑流体在低渗透油藏流动过程中的非线性渗流特征和启动压力梯度的影响,基于动态渗透率的概念,建立了综合考虑非线性渗流和拟线性渗流的三维油水两相油藏数值模拟数学模型,通过全隐式差分格式建立了低渗透油藏数值模拟数值模型,并采用... 详细信息

考虑流体在低渗透油藏流动过程中的非线性渗流特征和启动压力梯度的影响,基于动态渗透率的概念,建立了综合考虑非线性渗流和拟线性渗流的三维油水两相油藏数值模拟数学模型,通过全隐式差分格式建立了低渗透油藏数值模拟数值模型,并采用预处理共轭梯度法进行了求解。通过对均质油藏五点法井网和大庆油田某区块的计算结果表明,启动压力梯度对低渗透油藏的压力场有着显著的影响,在定产条件下,启动压力梯度越大则压力变化越剧烈,压降的影响范围越大,注采井间的压力梯度越高。由于非线性渗流规律较好地表达了流体在低压力梯度下的流动规律和最小启动压力梯度的影响,因此采用非线性渗流规律计算的压力变化要比拟线性情况平缓,更加符合低渗透油藏的开发实际。

关键词：低渗透油藏非线性渗流拟线性渗流启动压力梯度动态渗透率数值模拟

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考虑滑脱效应的低阶煤动态渗透率预测新模型

岩土力学 2019年第11期40卷 4270-4278页

作者：东振申瑞臣薛华庆陈艳鹏陈姗姗孙粉锦张福东刘人和彭涌中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油集团工程技术研究院北京102206

为准确预测低阶煤动态渗透率变化规律,在煤岩立方体模型基础上,考虑基质孔隙和滑脱效应对渗透率的影响,建立低阶煤动态渗透率预测新模型,并对影响绝对渗透率和滑脱系数的因素进行敏感性分析,讨论了甲烷和氮气对基质收缩与滑脱效应的影... 详细信息

为准确预测低阶煤动态渗透率变化规律,在煤岩立方体模型基础上,考虑基质孔隙和滑脱效应对渗透率的影响,建立低阶煤动态渗透率预测新模型,并对影响绝对渗透率和滑脱系数的因素进行敏感性分析,讨论了甲烷和氮气对基质收缩与滑脱效应的影响。研究表明:基于"火柴棍"假设建立的模型是新模型不考虑基质孔隙时的一个特例,P-M、S-D模型与新模型相比基质收缩作用更加明显,考虑基质收缩与滑脱效应的新模型更具实用性。气体郎格缪尔应变是影响基质收缩的关键,煤岩绝对渗透率能否反弹是割理压缩、基质孔隙膨胀、基质弹性形变和基质收缩4个因素共同作用的结果。相同条件下,甲烷的基质收缩强于氮气,氮气的滑脱效应强于甲烷,影响滑脱系数的因素包括内因和外因,滑脱系数与割理宽度随孔隙压力变化时呈现相反规律。滑脱效应和基质收缩效应共同提升气测渗透率,煤岩孔隙压力越低,二者对渗透率的提升作用越明显。

关键词：低阶煤基质孔隙基质收缩滑脱效应动态渗透率

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多孔介质各向异性动态渗透率模型

石油勘探与开发 2024年第1期51卷 173-181页

作者：裴雪皓刘月田林子愉樊平天米辽薛亮中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 延长油田股份有限公司南泥湾采油厂陕西延安716000 中联煤层气有限责任公司北京100011

基于迂曲毛细管网络模型,推导建立了各向异性渗透率与岩石正应变间的关系式,即各向异性动态渗透率模型(ADPM),采用孔隙尺度流动模拟对模型进行了验证,并对单轴应变过程进行了计算,分析了变形过程中影响不同方向渗透率变化的主要因素。... 详细信息

基于迂曲毛细管网络模型,推导建立了各向异性渗透率与岩石正应变间的关系式,即各向异性动态渗透率模型(ADPM),采用孔隙尺度流动模拟对模型进行了验证,并对单轴应变过程进行了计算,分析了变形过程中影响不同方向渗透率变化的主要因素。研究表明:层状油气藏开采的单轴应变过程中,有效面孔率对各方向的渗透率影响规律一致,随着有效面孔率的减小,渗透率对应变的敏感程度增大;垂直于压缩方向的渗透率对应变的敏感程度随迂曲度的增加而减小,沿压缩方向的渗透率对应变的敏感程度随迂曲度的增加而增大。初始各方向迂曲度相同的层状油气藏,在压力下降的过程中,迂曲度对各方向渗透率变化幅度的相对关系起决定性作用,迂曲度小于1.6时,岩石水平方向渗透率的降幅要高于垂向渗透率,迂曲度大于1.6时则相反,传统动态渗透率模型无法表征这一现象。经孔隙尺度模拟实验数据的验证,新模型拟合精度高,可以有效表征不同方向变形对各方向渗透率的影响。

关键词：多孔介质动态渗透率各向异性毛细管网络模型迂曲度正应变流动模拟渗透率变化特征

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深层页岩体积压裂缝网动态渗透率模型及其应用

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天然气地球科学 2021年第7期32卷 941-949页

作者：曾凡辉张涛马磊郭建春曾波油气藏地质及开发工程国家重点实验室西南石油大学四川成都610500 中海石油(中国)有限公司湛江分公司广东湛江524000 中国石油西南油气田公司页岩气研究院四川成都610500

深层页岩具有闭合应力高、非均质性强、流动性差等特点,体积压裂是提高深层页岩产能的重要手段。为表征体积压裂改造区非均质缝网形态及其渗透率动态变化,通过CT扫描人工造缝岩心得到二值化图像并计算分形维数,利用蒙特卡洛随机建模并... 详细信息

深层页岩具有闭合应力高、非均质性强、流动性差等特点,体积压裂是提高深层页岩产能的重要手段。为表征体积压裂改造区非均质缝网形态及其渗透率动态变化,通过CT扫描人工造缝岩心得到二值化图像并计算分形维数,利用蒙特卡洛随机建模并统计裂缝参数,基于流量等效原理分解非均质缝网。耦合页岩气黏性流、克努森扩散、表面扩散建立单缝流量方程,通过分形理论尺度升级并结合缝宽动态变化特征,建立了非均质缝网动态表观渗透率模型。结果表明:①小尺度缝网表面扩散在地层压力大于10 MPa时可忽略,黏性流比重与地层压力成正比,克努森扩散相反;②大尺度缝网克努森扩散随地层压力增加,先增大后减小,表面扩散和黏性流呈此消彼长的趋势,小尺度缝网渗透率随地层压力增加先减小后增大,大尺度缝网渗透率与地层压力成正比;③最小缝宽(bmin=10-7 m)不变时,最大缝宽增大10倍,缝网渗透率增大100倍,缝网渗透率与缝宽呈正比;④最大缝宽(bmax=10-4 m)不变时,小尺度缝网渗透率低压(5 MPa)时略大于大尺度,最小缝宽对渗透率影响不大;⑤裂缝孔隙度越大,缝网分布越密集,渗透率越高。研究成果对缝网改造区的渗流特征以及不同压力、缝网尺度下渗流机理研究具有指导意义。

关键词：深层页岩体积压裂缝网描述分形理论流量等效原理动态渗透率

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含瓦斯煤渗透率动态演化模型

煤炭学报 2015年第7期40卷 1555-1561页

作者：魏建平秦恒洁王登科姚邦华河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地河南焦作454000 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000 煤炭安全生产河南省协同创新中心河南焦作454000

瓦斯排采过程中煤层渗透率会随着瓦斯压力的变化而动态变化,渗透率的动态演化主要是由有效应力改变及煤体基质收缩两种因素共同作用的结果。基于裂隙平板模型,理论推导了瓦斯解吸、扩散及渗流过程中煤体渗透率的变化关系。利用表面化学... 详细信息

瓦斯排采过程中煤层渗透率会随着瓦斯压力的变化而动态变化,渗透率的动态演化主要是由有效应力改变及煤体基质收缩两种因素共同作用的结果。基于裂隙平板模型,理论推导了瓦斯解吸、扩散及渗流过程中煤体渗透率的变化关系。利用表面化学与有效应力理论,构建了该过程中基质收缩和有效应力增大等因素影响下的渗透率动态演化模型。根据矿井煤层实测参数,对模型进行了求解。计算结果显示:渗透率与瓦斯压力的关系呈现一种非对称"U"字型变化规律。最后通过渗透率计算结果与实验室实测结果的对比分析,两者吻合度较高,进而验证了理论模型的正确性。

关键词：含瓦斯煤动态渗透率有效应力基质收缩孔隙率

基于煤储层水力压裂动态渗透率变化的压裂效果评价方法及其应用

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煤田地质与勘探 2022年第5期50卷 57-65页

作者：山拓孙长彦王乾谢相军范毅刚河南理工大学资源环境学院河南焦作454003 乌鲁木齐国盛新能源投资开发(集团)有限公司新疆乌鲁木齐830009

压裂施工曲线是反映压裂效果的重要依据,而压裂阶段储层渗透率的动态变化能够更直观地反映造缝效果。借鉴试井渗透率测试原理,建立一种压裂阶段储层动态渗透率定量评价方法,并将该方法应用到准南某区块2口煤层气井水力压裂效果评价中,... 详细信息

压裂施工曲线是反映压裂效果的重要依据,而压裂阶段储层渗透率的动态变化能够更直观地反映造缝效果。借鉴试井渗透率测试原理,建立一种压裂阶段储层动态渗透率定量评价方法,并将该方法应用到准南某区块2口煤层气井水力压裂效果评价中,获得压裂阶段储层动态渗透率曲线;同时采用G函数对压裂效果进一步评价。结果表明:动态渗透率曲线所反映压裂效果与G函数分析和基于排量、井底流压关系的评价结果吻合较好,能够反映储层内裂缝开启、延伸效果;其中,CMG-01井通过实施煤储层与围岩大规模缝网改造,压裂阶段储层渗透率最高达到2.5μm^(2),造缝效果良好;而CBM-02井实施煤储层常规水力压裂,储层渗透率保持在1.8μm^(2)之下,显示出煤储层常规水力压裂与煤储层-围岩大规模缝网改造的差异性。动态渗透率定量评价方法弥补前期压裂改造效果缺乏量化评价的不足,为煤层气/煤系气储层水力压裂工艺的优化提供依据。

关键词：煤层气水力压裂动态渗透率压裂效果评价

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动态渗透率在低渗油藏数值模拟的应用

化工管理 2018年第21期 174-175页

作者：王刘英广东石油化工学院广东茂名525000

低渗储层在非线性渗流阶段,渗透率是随压力梯度变化的,而传统数值模拟方法采用恒定渗透率场进行数值模拟,不能合理反应低渗储层渗流特征。本文以CT扫描资料为基础,基于低渗油藏非线性渗流规律,结合不同孔径毛管模型,通过渗透率与孔隙孔... 详细信息

低渗储层在非线性渗流阶段,渗透率是随压力梯度变化的,而传统数值模拟方法采用恒定渗透率场进行数值模拟,不能合理反应低渗储层渗流特征。本文以CT扫描资料为基础,基于低渗油藏非线性渗流规律,结合不同孔径毛管模型,通过渗透率与孔隙孔径的理论模型推导出渗透率与压力梯度的关系;在此基础上,对传统数值模拟方法进行改进,形成低渗油藏数值模拟新方法,实现对低渗储层微观非均质性特征的表征。

关键词： CT扫描动态渗透率低渗油藏数值模拟

煤基质变形影响下含瓦斯煤渗透率动态变化规律

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天然气工业 2020年第1期40卷 83-87页

作者：李祥春黄涛陈小龙安振兴陆卫东陈志峰中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室新疆工程学院安全科学与工程学院

煤层渗透率不仅直接影响着煤层气(俗称瓦斯)抽采的效果,而且还是计算瓦斯涌出量的关键参数。为了明确不同压力条件下含瓦斯煤渗透率的变化规律,通过考虑有效应力和甲烷吸附/解吸对煤渗透率的综合影响,建立不同压力下含瓦斯煤渗透率动态... 详细信息

煤层渗透率不仅直接影响着煤层气(俗称瓦斯)抽采的效果,而且还是计算瓦斯涌出量的关键参数。为了明确不同压力条件下含瓦斯煤渗透率的变化规律,通过考虑有效应力和甲烷吸附/解吸对煤渗透率的综合影响,建立不同压力下含瓦斯煤渗透率动态演化模型;进而以山西晋煤集团岳城矿钻取的煤样为样品,开展了三轴应力状态下的渗透率测试实验,并将实验测试结果和模型计算结果进行对比,进而探讨不同压力下含瓦斯煤渗透率的动态变化规律。研究结果表明:①渗透率与压力的关系曲线呈不规则的“U”形,在相对低压阶段,随着压力增加,煤基质表面的甲烷吸附量增加,煤岩膨胀变形对渗透率的影响占主导地位,渗透率迅速减低,随着压力逐渐增加,甲烷吸附量达到饱和,有效应力对渗透率的影响占主导地位,渗透率小幅度回升;②实验结果和模型计算结果基本吻合,并且变化趋势也一致。结论认为,所建立的含瓦斯煤渗透率动态演化模型可靠,可以为煤与瓦斯突出防治及煤层气有效开采提供技术支撑。

关键词：含瓦斯煤煤层动态渗透率孔隙度有效应力甲烷吸附甲烷解吸不同压力条件

樊庄区块煤层气排采数据分析与储层渗透率动态预测

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煤炭科学技术 2015年第11期43卷 122-128页

作者：陈亚西杨延辉刘大锰姚艳斌张航闫涛滔中国地质大学(北京)国家煤层气工程中心煤储层实验室北京100083 中国地质大学(北京)能源学院北京100083 中国石油华北油田分公司河北任丘062552

为了更加准确地计算煤储层渗透率变化,从煤储层渗透率控制机理出发,以物质平衡原理为基础,分别建立有效应力、基质收缩、气体滑脱3种地质效应的渗透率变化数学模型,推导得到了基于排采数据求煤储层渗透率变化的计算方法。以沁水盆地南... 详细信息

为了更加准确地计算煤储层渗透率变化,从煤储层渗透率控制机理出发,以物质平衡原理为基础,分别建立有效应力、基质收缩、气体滑脱3种地质效应的渗透率变化数学模型,推导得到了基于排采数据求煤储层渗透率变化的计算方法。以沁水盆地南部樊庄区块的4口煤层气井为例进行计算,研究了不同地质效应影响下煤储层渗透率变化特征,探讨了不同生产阶段煤储层渗透率变化的主控因素。研究结果表明:压降幅度与有效应力或基质收缩导致的渗透率变化率呈正相关;对于低压低渗煤层气藏,滑脱效应不容忽视;生产初期,煤储层渗透率受3种地质效应综合控制,当储层压力降低到2 MPa以下时,滑脱效应起主导作用。

关键词：动态渗透率有效应力基质收缩滑脱效应排采数据