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介质间流体交换对裂隙介质渗流的影响

中国石油大学学报（自然科学版） 2010年第2期34卷 93-97页

作者：黄朝琴姚军吕心瑞李亚军中国石油大学石油工程学院山东青岛266555 中国石油大学石油工程教育部重点实验室山东东营257061

建立光滑可渗透平行板单裂隙新模型,以此为基础分析介质间流体交换对基质岩块渗透性和单裂隙导流能力的影响,推导出两者的等效渗透率修正公式,并对不同裂隙开度和间距下的裂隙介质渗透性进行分析,研究介质间流体交换对裂隙介质渗流的影... 详细信息

建立光滑可渗透平行板单裂隙新模型,以此为基础分析介质间流体交换对基质岩块渗透性和单裂隙导流能力的影响,推导出两者的等效渗透率修正公式,并对不同裂隙开度和间距下的裂隙介质渗透性进行分析,研究介质间流体交换对裂隙介质渗流的影响。结果表明,当裂隙开度大于250μm或裂隙间距大于1.36cm时,可忽略介质间流体交换对裂隙介质渗流的影响。

关键词：裂隙介质流体交换渗流裂隙开度裂隙间距

采用双重介质模型研究血液非牛顿特性对毛细血管——组织间流体交换的影响

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中国生物医学工程学报 1990年第2期9卷 73-77页

作者：赵跃钱民全吴望一北京大学力学系中国科学院力学研究所

本文采用文献中[4]提出的双重介质连续介质模型。将血液视为Casson流体,讨论了血液的非牛顿特性对毛细血管—组织间物质交换的影响。假设流动是一维的,且组织液不流动,得到了与Oka非牛顿流体的结果〔2〕相同的结论。此外,本文还考虑了... 详细信息

本文采用文献中[4]提出的双重介质连续介质模型。将血液视为Casson流体,讨论了血液的非牛顿特性对毛细血管—组织间物质交换的影响。假设流动是一维的,且组织液不流动,得到了与Oka非牛顿流体的结果〔2〕相同的结论。此外,本文还考虑了组织液流动时此问题的解,将Oka的纯漏失量公式推广到组织液流动时的情形。

关键词：血液非牛顿特性流体交换微循环

考虑断层活化的CO2地质封存流体泄漏及交换机理研究

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考虑断层活化的CO2地质封存流体泄漏及交换机理研究

作者：张士岩中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

盐水层具有分布广泛、储存容量大的优势,被认为是最理想的CO地质封存场所。然而,当盐水层上方的盖层存在缺陷(废弃井、高渗区、断层等)时,封存的CO可能会发生泄漏。CO沿断层的泄漏是常见的CO泄漏方式之一。伴随CO泄漏,沿断层会发生特殊... 详细信息

盐水层具有分布广泛、储存容量大的优势,被认为是最理想的CO地质封存场所。然而,当盐水层上方的盖层存在缺陷(废弃井、高渗区、断层等)时,封存的CO可能会发生泄漏。CO沿断层的泄漏是常见的CO泄漏方式之一。伴随CO泄漏,沿断层会发生特殊的流体交换现象(包括CO泄漏、清洁水漏失、盐水逃逸)。目前,该现象很少被提及,而现象背后的机理尚未被揭示。为了揭示该流体交换机理,本文对伴随CO沿活化断层泄漏的流体交换现象展开调查。首先,本文对CO盐水层封存中的Water-Salt-CO系统进行特性分析,重点考虑Water-Salt-CO系统的相态组成和多孔介质多相流动特点,根据质量守恒建立了Water-Salt-CO系统的控制方程。同时,对断层水力特征进行分析,建立了断层水力耦合方程,并通过摩尔-库伦准则分析了断层活化的条件。其次,建立了CO沿断层泄漏的物理模型和数值模型,模型重点考虑了两个活化断层的特殊地质情境。通过调查CO、盐水、清洁水的泄漏速度,沿断层泄漏的流体交换机理被揭示。伴随CO泄漏的流体交换过程包括一个主要的流体交换和两个次要的流体交换。在这个主要的流体交换中,CO沿临近注入井的断层从盐水层向上泄漏到清洁水层,而清洁水沿远离注入井的断层从清洁水层向下泄漏到盐水层。这个主要的流体交换对CO地质封存非常不利,因为它增加了CO的泄漏速度。此外,在CO注入初期,沿临近注入井的断层,一个次要的流体交换发生。在CO泄漏一段时间后,沿远离注入井的断层,另一个次要的流体交换发生。然后,通过对比有抽采井和无抽井时的地层监测压力、CO羽流形态、流体泄漏速度、流体泄漏量的差异,CO地质封存中,抽采井设置的意义被调查。研究表明设置抽采井可以大大降低地层压力。此外,设置抽采井后,盐水层中断层附近的部分CO羽流受漏失清洁水的影响而向下迁移。从流体交换的角度看,设置抽采井虽然一定程度上增加了清洁水的漏失,然而,设置抽采井可以大大降低CO和盐水的泄漏,这对于降低清洁水层的酸化污染和咸化污染意义重大。此外,为了分析断层特性对流体交换的影响,不同断层分布、断层宽度、断层渗透下的CO羽流形态、流体泄漏速度和泄漏量被重点调查。研究表明断层分布对CO羽流形态有显著影响。当断层非对称分布时,将会出现更加显著的流体交换现象,且流体交换中清洁水的泄漏促进CO的泄漏,当断层对称分布时,将不会出现显著的流体交换现象,且在该较弱的流体交换中清洁水的泄漏抑制了CO的泄漏。对于任意一个断层,当断层宽度增加时,沿两个断层的流体交换将会加强,且对比而言,流体交换对远离注入井的断层的宽度变化更加敏感。断层渗透率对沿两个断层的流体交换有显著影响,随着断层渗透率增加,沿两个断层的流体交换呈增强趋势。最后,围绕主要的流体交换(两个断层的流体交换),本文对影响流体交换的诸多控制因素展开调查。这些因素包括盐水层渗透率、清洁水层渗透率、CO注入速度、残余CO饱和度、水平和垂直渗透率比。研究表明沿两个断层的流体交换会随着断层渗透率的增加而加剧,且与断层渗透率相比,盐水层渗透率变化对流体交换影响更为显著。当清洁水层渗透率为59 m D时,沿两个断层的流体交换最强。在这个渗透率下,清洁水层渗透率不论增加还是减小,沿两个断层的流体交换都会减弱,且渗透率减弱时影响更显著。当增加CO注入速率时,沿两个断层的流体交换将会显著增强。残余CO饱和度和渗透率比(水平和垂直)与流体泄漏速度都呈负相关,在较小的残余饱和度或渗透率比下,沿两个断层的流体交换更为显著。

关键词： CO2泄漏流体交换断层盐水逃逸清洁水漏失

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中国复合含油气系统的基本特征与勘探技术

石油学报 2001年第1期22卷 6-13页

作者：赵文智何登发池英柳雷振宇瞿辉中国石油勘探开发研究院北京100083

中国叠合含油气盆地具有演化历史长、沉积层系多、构造变动强烈等特点。其中发育的含油气系统常表现出多源多灶多期生烃与运聚成藏以及成藏后多期调整改造的复杂性 ,形成过程有多个关键时刻 ,而且由于断层、不整合、砂体和裂缝等通道的... 详细信息

中国叠合含油气盆地具有演化历史长、沉积层系多、构造变动强烈等特点。其中发育的含油气系统常表现出多源多灶多期生烃与运聚成藏以及成藏后多期调整改造的复杂性 ,形成过程有多个关键时刻 ,而且由于断层、不整合、砂体和裂缝等通道的连接作用 ,系统之间可发生烃类流体交换 ,形成多源油气的混合聚集。鉴于中国含油气系统的复杂性 ,提出复合含油气系统的概念 ,并总结其基本特征、描述方法和勘探技术。建议从生烃灶确定开始 ,以顺藤摸瓜的方式 ,确定不同关键时刻 ,理清各成藏地质要素特征与空间组合关系 ,指出油气运移和聚集的空间范围。流体历史分析与盆地模拟等现代勘探技术的配套使用在复合含油气系统描述与评价中发挥着重要作用。

关键词：复合含油气系统叠合盆地流体交换油气勘探中国

裂缝性致密砂岩油藏CO_(2)吞吐微观孔隙动用特征

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西安石油大学学报（自然科学版） 2021年第5期36卷 64-70,76页

作者：刘国华中国石油集团长城钻探工程有限公司工程技术研究院辽宁盘锦124010

为明确CO_(2)吞吐过程中裂缝-基质间的流体交换特征,基于核磁共振在线扫描的CO_(2)吞吐岩心实验,从微观孔隙尺度定量表征了多轮次吞吐过程中“吞、焖、吐”3个阶段下基质内原油的动用特征,揭示了裂缝-基质之间的流体交换特征。结果表明... 详细信息

为明确CO_(2)吞吐过程中裂缝-基质间的流体交换特征,基于核磁共振在线扫描的CO_(2)吞吐岩心实验,从微观孔隙尺度定量表征了多轮次吞吐过程中“吞、焖、吐”3个阶段下基质内原油的动用特征,揭示了裂缝-基质之间的流体交换特征。结果表明,每轮吞吐采收率随吞吐次数的增加而降低,其中大孔隙(2 ms

关键词： CO_(2)吞吐流体交换裂缝微观孔隙致密油藏核磁共振

缝洞型介质中油水两相自由流/渗流耦合流动研究

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缝洞型介质中油水两相自由流/渗流耦合流动研究

作者：陶柯中国石油大学（华东）

学位级别：硕士

缝洞型介质复杂的内部结构和特有的多尺度特征使得正确描述和模拟缝洞型介质中的流体流动成为了一项意义重大而又非常具有挑战性的工作，其主要难点在于流体在其中不仅有渗流而且还存在大空间自由流动，即存在一种渗流/自由流的耦合流... 详细信息

缝洞型介质复杂的内部结构和特有的多尺度特征使得正确描述和模拟缝洞型介质中的流体流动成为了一项意义重大而又非常具有挑战性的工作，其主要难点在于流体在其中不仅有渗流而且还存在大空间自由流动，即存在一种渗流/自由流的耦合流动。本文首先对自由流/渗流耦合流动进行实验研究。使用Beavers和Joseph边界条件得到的解析解能很好的匹配用激光多普勒测速仪测得的实验数据;而且在多孔介质的表面存在一定的滑移速度，该速度要明显大于达西渗流速度，该实验也证明了Beavers和Joseph滑移边界条件的有效性。对两相自由流/渗流耦合流动的实验研究证实了在自由流/渗流交界面处两相流体的复杂流动和分布情况，以及流体交换现象的存在。然后从即微观尺度、宏观尺度和介观尺度三个尺度上研究了单相自由流/渗流耦合流动。由于惯性作用的逐渐增强导致了流体在界面处的流体交换;因为滑移速度对交界面位置的影响很敏感，所以确定滑移系数必须要知道界面的精确位置，发现滑移系数依赖于渗透率和界面区域的结构。当过渡层厚度明显时，需要考虑其中宏观属性具体变化形式。导致过渡层内速度差异最重要的原因是对过渡层中的渗透率变化趋势的描述。接着在微观尺度上对油水两相自由流/渗流耦合流动进行直接数值模拟，发现在自由流动区域和多孔介质区域的交界面处有可能会同时存在水-水界面、油-油界面和油-水界面。交错排列多孔介质具有较大的渗透率即更好的导流能力，使其中的驱替速度更均匀。基于对实际界面处物理现象的解释并满足各种平衡前提下对两相耦合流动的数学模型进行了分析。最后在宏观尺度上进行通过摄动理论研究了自由流道内油水分散两相流的耦合流动，经过研究发现：由于正弦通道内粗糙表面对其中的流动附加的较大的流动阻力，在完全发展流动情况下正弦流道中的压力降要大于平行板模型中的压力降;对应于正弦流道的摩擦因子总是大于平行板流道的摩擦因子;滑移参数和悬浮相的体积分数对准确描述由渗透性多孔介质包围的流道内的流动具有重要影响。

关键词：缝洞型介质自由流/渗流多尺度边界条件流体交换