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《低渗透油藏非达西流动数值模拟资料要点》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、SPE154890低渗透油藏非达西流动数值模拟JianchunXu,SPE,RuizhongJiang,SPE,LishaXie,RuihengWang,LijunShan,中国石油大学（华东）,LinkaiLi,威德福（中国）能源服务有限公司摘要随着全世界油田的进一步开发，越来越多的低渗透油藏投入生产。然而，流体在低渗透孔隙介质中的流动不再遵循达西流动规律，相代替的是一种低速非达西渗流。大部分商业数值模拟软件在进行低渗透油藏开发模拟时会带来不准确性。所以针对非达西流动的数值模拟软件已经开发出来。在本文中，非达西流动数学公式已
2、经给出。接着，在实际油田和实验室测试数据的基础上，一个理想化的五点法井网公式被建立出来。在相同油藏条件下，进行了非达西模拟，达西模拟和拟线性模拟。最后，得出了达西流动条件下的压力梯度分布，累计产油量和剩余油分布的模拟结果，以及拟线性流动和非达西流动的模拟结果。调查研究显示了大部分低渗透油藏区块的流动满足非达西软件表明合理的曲线段；与达西流动结果相比较，当考虑非达西流动时，累计产油量减少，拟线性流动时最少，所以达西流动模型夸大了油藏的渗流能力，而拟线性流动模型夸大了油藏的渗流阻力；剩余油饱和度的分析表明，真对非达西流动模型模拟和
3、拟线性流动模型模拟，不同的流动区域存在着包括使得在低渗透油藏流动模型更加复杂的死油区和流动区。引言许多年内，达西规律已经被认为是一个运用于流体在孔隙介质中流动的基础公式，尤其是在石油工业。然而经验结果显示，在低渗透油藏的流动已经不再遵循达西规律（PradaandCivan1999;Zengetal.,2011）。对于低渗透油藏，流动曲线是一条直线和一条曲线结合出来的。存在拟启动压力梯度（拟TPG）和最小启动压力梯度（最小TPG）(Zengetal.,2011)。图例1用三种流动模型来描述流动特性。达西流动模型忽略了凹曲线段，渗
4、流曲线只是一条通过原点的直线；拟线性模型同样也一条经过X轴上拟压力梯度点的直线。非达西模型反映了低渗透真实渗流特性的核心。为了用公式描述低渗透油藏非达西模型，提出了不同的数学模型，包括分段函数模型和连续化模型（Xuetal.,2007;Yangetal.,2007;DengandLiu，2001）。事实上，在这种情况下，基于达西公式的传统油藏数值模拟软件的使用将会导致产量效果评估的不准确。拟线性流动模型（Xiongetal.,2009;Jietal.,2009）将拟压力梯度作为一个常数并延伸拟线性流动段，忽略非线性渗流段。目前
5、，拟线性流动模型已经被广泛运用于油藏工程。Cheng和Han(1998,2004)开发了一种基于拟线性流动二维两相的非达西流动数值模拟软件。Zhao（2006）实现了将拟启动压力作为变量的三维三相拟线性流动数值模拟软件。Yuan和Han（2008）同样对开发拟线性流动数值模拟软件作出了贡献。然而，拟线性流动模型不能将缩短低渗透油藏流动范围考虑到非线性流动段。那将会使得油田应用时产生错误。因此，将非达西流动模型运用到低渗透油藏数值模拟中是非常有必要的。在本文中，建立了一个基于低渗透油藏流动特性的非达西流动油藏数学模型。模拟了一个
6、五点井网单元的地质模型，用来研究非达西流动在开发低渗透油藏的影响。已经给出了在达西流动模型、拟线性流动模型和非达西流动模型下的原油产量，油藏压力梯度分布，剩余油分布。这个数值模拟方法能够描述渗流特性和更好的模拟低渗透油藏非达西流动效果。低速非达西流动模型为了描述低渗透非达西流动曲线，Jiang等（2011）建立了经过实验验证的数学模型。在低渗透油藏，油相和水相遵循非达西流动，气相遵循达西模型。概念公式如下所示：(1)(2)(3)在公式（1）和（2），和是反映了流体性质和流体与固体内部作用影响的非达西参数。如果公式将变成达西模型
7、，如果公式将变成拟线性流动模型。当和被赋予不同的数值将会得到不同的曲线。数值模拟模型在数值模拟模型里，考虑了非达西渗流和应力敏感度。为了描述非达西渗流，应用了公式（1）和（3）。为了描述应力敏感度，假设渗透率是压力的函数，然后建立数学模型。假设如下：（1）流动是恒温的；（2）油藏中最多存在三种组分，油相和水相满足非达西流动模型；（3）气体可以达到瞬间相平衡；（4）考虑了应力敏感度，重力影响和毛细管压力。通过将运动方程代入连续性方程得到数值模拟模型。原油组分：（4）水组分：（5）气组分：（6）饱和度等式：（7）毛细管压力等式：（
8、8）初始状态：（9）外边界状态：（10）内边界状态：生产井的井底压力，恒定油流量，恒定液体或者水流量已经给出；注水井等的井底压力或者恒定注水率已经给出。应用已经建立了一个五点井网的概念模型。网格系统为41*41*1；每个网格在X轴和Y轴方向为10m，在Z轴方向为3m。表1和表
