縫洞型介質流動機理實驗與數值模擬研究.pdf

1、碳酸鹽巖縫洞型油藏存在著孔、縫和洞，且結構復雜多樣，尺度大小分布范圍非常大，具有較大的各向異性和非均質性，導致流體在縫洞型介質中的流動復雜。開展縫洞型介質流動機理的研究，對于此類油藏的高效開發(fā)具有重要意義。論文以物理模擬實驗為主，結合理論分析和數值模擬，開展了縫洞型介質流動機理的研究。首先，根據物理模擬的相似理論推導了縫洞型介質物理模擬的相似準則數群，結合縫洞型介質的特征，確定了物理意義明確、簡單實用的7個主要相似準則；針對基質巖塊儲滲

2、能力極弱的特點，提出了重點考慮簡單且主要因素的概念化模型設計思想，開發(fā)了縫洞規(guī)格和結構的精確控制技術，以大理石為模型材料設計制作了不同縫洞結構的物理模型38個。采用傳感器測量技術和計算機數據自動控制和采集技術，建立了物理模型實驗裝置和實驗系統(tǒng)，開發(fā)了實驗控制和數據測量處理系統(tǒng)軟件，實現(xiàn)了壓力、注入流量、產出液流量（質量流量和體積流量）、產出液總量（質量和體積）、產出液密度、產出液溫度等實驗數據的實時測量、采集、存儲和處理。形成了一套縫洞

3、型介質流動實驗的方法和技術，為開展單相和兩相流動的物理模型實驗奠定了基礎。其次，通過單相流動實驗的結果分析，建立了縫洞型介質滲透率與縫密度、縫張開度、縫粗糙度、縫連通度、洞隙度、空隙度、介質厚度等7個參數相關的擬合公式，發(fā)現(xiàn)了縫系統(tǒng)是影響滲透率的主要因素，洞系統(tǒng)的影響一般不會使?jié)B透率增加一倍；揭示了縫與縫之間以及縫與洞之間的結構關系對線性流動轉變?yōu)榉蔷€性流動的臨界速度的影響機制；建立了縫洞型介質線性流動達西方程，非線性流動二項式方程、指

4、數式方程以及雷諾數方程。第三，根據兩相流動實驗結果，分析了縫洞型介質結構與油水相對滲透率曲線特征、水驅油效率和含水率變化規(guī)律的相關關系：水相相對滲透率曲線一般呈下凹型，單裂縫且張開度大于100μm時可呈直線。裂縫張開度越小，網絡結構越復雜，隨著含水飽和度的增大水相相對滲透率增加越緩慢；縫洞網絡結構復雜，水驅油效率低，而結構復雜性對水驅油效率的影響程度隨洞隙度的增大而減小?？p洞網絡結構復雜，無水采出程度高；但見水后含水率上升快，最終采出程