凝析气相变微观孔隙模型实验研究

凝析油气体系相平衡是在储层多孔介质中进行,多孔介质中凝析油气相变是凝析气藏开发研究者关注的主题。应用二维刻蚀玻璃微观孔隙模型,通过可视化技术,对凝析气微观气液两相相变特征进行了研究,并对多孔介质吸附和毛细凝聚对凝析气相变的影响进行了分析。     

凝析气藏高速多相渗流机理与数值模拟研究

凝析气藏渗流的主要特征是流体流动过程伴随着复杂的气液相变与近井地带的高速两相渗流。在分析凝析气藏高速多相渗流机理的基础上,模拟了考虑毛管数效应与非平衡流动影响的凝析液饱和度分布,并阐述了凝析气高速多相流动规律,为凝析气藏的生产动态分析与高效开发提供理论指导。     

低渗透介质启动压力梯度的介观机理研究

对于具有孔隙结构和微尺度效应的低渗透储层,其渗流现象的介观机理逐渐受到人们的重视。本文采用微流控技术在硅片上加工出微通道作为微观模型,模拟岩心内部的孔隙结构,对微通道中单相和油水两相的渗流规律进行了实验研究。研究结果表明,微观模型中带有喉道段的微通道存在启动压力梯度,这揭示了孔隙中的喉道是低渗透储层中产生启动压力梯度的主要介观因素。启动压力与孔隙结构和驱替介质的性质有关,在此基础上建立了适用于单相和油水两相渗流的启动压力预测模型。     

单一微孔隙中油水相对渗透率特性研究

孔隙渗流是多孔介质渗流的微观基础。本文对孔隙中的两相流应用分相模型,结合达西渗流定律,提出了适用于油水两相的相对渗透率模型,得到相对渗透率与孔隙度无关、相对渗透率只是微孔隙中相态分布的几何尺度以及流体饱和度的函数等结论。设计了微流动实验装置,以去离子水和白油的乳化液为两相流体,在不同含油率下研究了微孔隙中油水两相的渗流特性,并与相应条件下的模型计算结果进行对比。结果表明,对于低渗透尺度等级的微孔隙,实验与计算结果吻合较好,对于高渗透尺度等级的微孔隙,实验与计算结果存在偏差。在某些条件下,油与水的相对渗透率之和存在大于1的情形。     

多尺度波致流非饱和孔隙介质波传播理论研究

弹性波在非饱和孔隙介质中传播时,孔隙流体会发生宏观Biot流、微观喷射流以及由于孔隙流体不同(气、液双相)导致的介(中)观流.将非饱和孔隙介质等效为含液相孔隙流体的背景介质中嵌入含气相孔隙流体的包裹体,在非饱和双重孔隙介质模型基础上,引入微观喷射流,建立了包含宏观、微观和介观三种尺度波至流的非饱和孔隙介质波传播方程.数值分析表明该模型可以更好地预测更宽频带内的波速频散和衰减.     

二维孔隙裂隙双重介质逾渗规律研究

在孔隙介质逾渗理论的基础上，将另外一个非常重要的渗透通道——裂隙引入到介质的逾渗研究中，提出了更为普遍的孔隙裂隙双重介质的逾渗研究方法.通过对二维平面孔隙裂隙双重介质的数值计算，得到了孔隙裂隙双重介质三个重要参数：孔隙率，裂隙分形维数、裂隙数量分布初值与逾渗概率的关系，给出了孔隙裂隙双重介质逾渗阈值的数学表达式，揭示了孔隙裂隙双重介质的逾渗规律. 关键词： 孔隙 裂隙 双重介质 逾渗 逾渗阈值     

基于分形几何的非饱和多孔介质热流映射关系

基于分形几何建立了非饱和多孔介质热传导和气液两相渗流的孔隙尺度模型,研究并提出了传热与渗流的映射关系。结果表明非饱和多孔介质的热流特性取决于介质孔隙率、孔隙尺度限、孔隙分形维数、迂曲度分形维数和液相饱和度。孔隙结构固定时,液相相对渗透率与有效热导率均随着液相饱和度的增加而提高,气相相对渗透率则随着饱和度的增加而降低,因此液相和气相相对渗透率与有效热导率分别呈正相关和负相关;液相饱和度不变且孔隙结构发生变化时,液相和气相相对渗透率与有效热导率分别呈负相关和正相关。非饱和多孔介质的相对渗透率与有效热导率满足二次函数关系,热流映射关系对于理解其传热传质机理和预测输运特性具有重要的意义。     

无限流体中孔隙介质圆柱周向导波的传播特性

为研究无限大流体约束的孔隙圆柱中周向导波的传播规律,分析孔隙参数对导波传播特性的影响,建立了无限流体中孔隙介质圆柱的理论模型,利用孔隙介质弹性波动理论,建立了周向导波频散方程,通过数值模拟计算得到无限流体中孔隙介质圆柱的频散曲线,探讨了圆柱半径和孔隙参数对导波传播特性的影响,并对导波的衰减特性进行了分析;通过数值计算,得到了周向导波的时域波形,讨论了孔隙参数对波形的影响.结果表明,孔隙介质圆柱半径的改变影响圆柱尺度,孔隙度的改变影响孔隙介质中体声波的波速,都对周向导波频散曲线产生一定的影响,所得到的频散曲线特征及衰减曲线与时域波形吻合.研究结果对开展无限流体中孔隙介质圆柱的超声无损评价提供了一定的理论参考.     

微纳孔隙材料渗透率的瞬态实验研究

介绍了一种自行设计的微纳孔隙材料的气体渗透过程瞬态实验测量装置,提出了一种测量微纳孔隙材料渗透率的方法,基于达西定律导出了材料渗透率的计算公式。以某种具有微纳孔隙的二氧化硅气凝胶材料为对象,进行了气体渗透过程瞬态实验测量,获得了渗透实验腔内的气体压力变化曲线。并以实验测量数据为依据,考虑滑动渗透效应对测量结果进行Klinkenberg修正,进一步得到了该材料的固有渗透率。结果表明,该实验装置能够实现低渗透性微纳孔隙材料的渗透率测量,所测二氧化硅气凝胶材料样品的渗透率为(4.1±0.1)×10~(-16)m~2。该实验结果为该类材料的热质扩散性能分析提供了基础物性数据。     

裂缝-孔隙型双重介质油藏渗吸机理的分形分析

低渗透油藏常常伴随裂缝发育,形成裂缝-基质双重介质.自发渗吸是低渗裂缝性水驱油藏的重要采油机理,有顺向和逆向两种渗吸方式.基于基质孔隙结构的分形特征,引入分形几何对裂缝性双重介质渗吸机理的判据进行了改进,建立了渗吸机理的分形判据模型,并进一步推导了结构常数的解析表达式.结果表明,渗吸机理的判别参数是基质孔隙度、高度、孔隙分形维数、流动迂曲度、最大孔隙直径、界面张力、油水密度差以及接触角的函数.改进后的判据模型与现有结果一致.最后绘制了判别渗吸机理的图版,为利用表面活性剂提高低渗透油藏采收率提供理论依据.     

含低渗透夹层的非均质双重介质垂向干扰的精确解

本文建立了单一介质、双重介质中由两个渗透层被一个致密低渗透层隔开的多层油藏渗流的数学模型,并求得了无穷大地层的精确解和长时渐近解。利用这个解可以在双重介质层状油藏的单井、多井试井中解释压力恢复曲线、垂向干扰试井和垂向脉冲试井。     

Direct measurement of porous media local hydrodynamical permeability using gas MRI.

The concept of hydraulic permeability is at the core of modeling single phase or multi-phase flow in heterogeneous porous media, as it is the spatial distribution of the permeability that primarily governs the behavior of fluid flow in the medium. To date, the modeling of fluid flow in porous media has been hampered by poor estimates of local permeability. Magnetic Resonance Imaging is well known for its ability to measure non-invasively the local density and flow rate of different fluids saturating porous media [1,2]. In this paper we demonstrate the first non-invasive method for the direct measurement of a single projection of the local permeability tensor of a porous medium using gas-phase MRI. The potential for three-dimensional imaging of the medium permeability is also discussed. The limitations of the method are listed and results are presented in a model porous medium as well as in a real oil reservoir rock.     

随机多孔介质的蒙特卡罗重构与渗流特性模拟

根据多孔介质微观结构的分形尺度标度特征,采用蒙特卡罗方法分别重构随机多孔介质的微观颗粒和孔隙结构,并基于分形毛管束模型研究多尺度多孔介质的气体渗流特性,建立多孔介质微观结构和宏观渗流特性的定量关系。结果表明：分形蒙特卡罗重构的多孔介质微细结构接近真实介质结构,气体渗流特性的计算结果与格子玻尔兹曼模拟数据较为吻合; 多孔介质气体渗透率随着克努森数的增加而增大,孔隙分形维数对于气体渗流的微尺度效应具有显著影响,而迂曲度分形维数对于表观渗透率和固有渗透率的比值影响可以忽略。提出的分形蒙特卡罗方法具有收敛速度快且计算误差与维数无关的优点,有利于深入理解多尺度多孔介质的渗流机理。     

变形双重介质分形油藏非达西流动分析

考虑与实际生产相符的介质的双重特性和分形特征,并考虑介质的变形,引入双重分形介质渗透率模数,建立应力敏感地层双重分形介质系统的流动方程.采用Douglas-Jones预估-校正法获得无限大地层定产量生产时变形双重分形介质模型的数值解和无限大地层定压生产时分形介质双孔模型的数值解,作出了典型的压力曲线图版.     

Underground Storage of Natural Gas in Hydrate State: Primary Injection Stage

The paper is devoted to simulation of the initial stage of natural gas hydrate underground storage: gas injection into aquifer just below permafrost rocks. It is based on the mathematical model of multiphase non-isothermal real gas and water flow in porous media. The model takes into account the transformation of gas and water into hydrate at certain temperature, which depends on gas flow pressure. The dynamics of hydrate and water saturation as well as the pressure and temperature fields in a reservoir with given porosity, permeability, and initial values of pressure, temperature and water saturation were studied. An implicit finite-difference scheme is used to approximate the original boundary-value problem. The finite-difference equations are solved using simple iteration and sweeping algorithms. Several examples of calculations corresponding to real cases are given. Calculations have revealed that the final result strongly depends on the combination of porosity and permeability of a reservoir.     

利用井中偶极弯曲波反演渗透率的影响因素及灵敏度分析

本文以各向同性饱和流体孔隙介质充液井孔中声场传播理论为基础,系统考察了影响偶极弯曲波特征的主要因素,分析了快慢地层条件下弯曲波衰减和速度对不同参数的敏感度,对比结果表明,弯曲波的速度基本不受地层渗透率的影响,其衰减对渗透率的敏感性要远高于速度。弯曲波中心频率会随着波的衰减而发生偏移,说明利用弯曲波衰减和频移特征联合反演地层渗透率是可行的。通过对比快慢地层下的弯曲波衰减和速度灵敏度曲线,发现在慢速地层中反演渗透率的结果要好于快速地层。同时,本文也指出在低孔低渗储层中,还可以考虑利用弯曲波衰减识别气层。     

考虑变井筒存储的三重介质凝析气井压力动态分析

基于Xu & Lee的凝析气井试井分析数学模型,采用Hegeman提出的井筒相再分布压力的误差函数表达式,建立考虑变井筒存储的三重介质凝析气井试井解释数学模型.通过Laplace变换和Stehfest数值反演进行求解,绘制其压力及压力导数曲线,并分析研究井筒相再分布压力系数等对压力和压力导数动态的影响.     

Statistical physics of Bose-Einstein-condensed light in a dye microcavity

We theoretically analyze the temperature behavior of paraxial light in thermal equilibrium with a dye-filled optical microcavity. At low temperatures the photon gas undergoes Bose-Einstein condensation, and the photon number in the cavity ground state becomes macroscopic with respect to the total photon number. Owing to a grand-canonical excitation exchange between the photon gas and the dye molecule reservoir, a regime with unusually large fluctuations of the condensate number is predicted for this system that is not observed in present atomic physics Bose-Einstein condensation experiments.