低渗透油藏不同非线性渗流模式的流动模拟对比研究

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1、中国石油大学（华东）博士学位论文低渗透油藏不同非线性渗流模式的流动模拟对比研究姓名：刘顺申请学位级别：博士专业：油气田开发工程指导教师：姚军20090401摘要低渗透油藏表现为非线性渗流特征，其渗流规律不再遵循经典的达西定律。但目前，对低渗透油藏的描述普遍采用带启动压力梯度的渗流规律，有时甚至直接用达西定律，这显然是一种近似的表述，不符合油藏的实际渗流规律。渗流模式(运动方程的数学表达形式)是油气藏流动模拟理论的基础，对于低渗透油藏尤为重要。而考虑幂律非线性渗流模式或者动态渗透率效应渗流模式的低渗开发模型目前尚未建立。论文基于幂律模式、动态渗透率效应模式以及带启动

2、压力梯度模式等三种渗流模式建立了低渗透油藏的产能评价模型、试井解释模型以及多相流动数值模拟模型。运用隐式格式、隐压显饱等方法进行了数值求解，得到了压力响应特征和产量响应，并进行了对比分析。产能对比分析认为，相同压力差条件下，幂律指数越大、动态渗透率效应持续时间越短、定压外边界越大，稳定流产量响应则越小；建立的渗流模式得到的产量指示线为经过坐标原点的曲线，而且压力分布比较匀缓。试井压力响应得到的认识为，井筒储存系数、表皮系数、外边界等参数对试井压力响应的影响与中高渗流时的影响相一致；但当幂律指数越大或者动态渗透率效应持续时间越短时，压力响应曲线越往上翘，不出现水平直

3、线段；试井压力响应的上翘幅度比带启动压力梯度模型的要平缓且小；非线性的影响使压力导数曲线上翘的幅度比封闭边界效应使之上翘的幅度要小，而且时间要早，两种影响的分辨点非常明显。数值模拟水平井和五点井网结果显示，无论地层压力，还是产油量和产气量，幂律渗流模式方法和动态渗透率效应渗流模式方法的模拟值，介于带启动压力梯度渗流模式方法和传统的中高渗流方法的值之间，且对比值的偏差较大；产能评价模型和试井解释模型亦得到相似结论。因此，带启动压力梯度渗流模式方法或传统的中高渗流方法并不适应于描述低渗透油藏的渗流规律，而应采用幂律非线性渗流模式或动态渗透率效应模式方法来指导油藏开发。

4、关键词：低渗透油藏，渗流模式，幂律非线性渗流，动态渗透率效应，启动压力梯度，产能，试井，数值模拟StudyonFlowSimulationCorrelationofVariousNonlinearPercolationPatternforLowPermeableReservoirsLiuShun(PetroleumEngineering)DirectedbyPro￡YaoJunAbstractThecharacterofeffluentseepageforlowpermeabilityreservoirisnon-linear,anditisn’tt0fitwit

5、hDarcy’slaw．Butnow,themethodofstart—uppressuregradientisadoptedtodepictseepageprocessforlowpermeabilityreservoir．Sometimes，Darcy’Slawisdirectlytobeused．Evidentlythetwotraditionalmethodsonlyrepresentapproximately,donotaccordwimactualseepagecharacter．Percolationpattern(themathematictype

6、forequationofmotion)isbasisforflowsimulationtheoryofreservoir,especiallyforlowpermeabilityreservoir．However,themodelsforpower-lawnon—linearpercolationpatternorthemutativepermeabilityeffectpercolationpatternoflowpermeabilityreservoirhavenotbeenfounded．Thispaperdepictsseepagelawforlowpe

7、rmeabilityreservoirbyintroducingthepower-lawnon-linearpercolationpattern,themutativepermeabilityeffectpercolationpaRemandthestart-uppressuregradientpercolationpaRem．Baseonthosethreefundamentalpatterns，theoilwellproductivitymodel，thewelltestinterpretationmodelandthemultiplephasenumeric

8、alsim