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第1章 绪论 1

1.1油藏物理模拟的意义 1

1.2油藏物理模拟与数值模拟 1

1.2.1物理模拟 1

1.2.2数值模拟 2

1.2.3物理模拟和数值模拟的关系 2

1.3国内外油藏物理模拟研究进展 3

参考文献 5

第2章 油藏物理模拟相似理论 6

2.1相似理论 6

2.1.1相似方法 6

2.1.2相似模型 6

2.1.3相似定理 7

2.1.4油藏物理模拟相似理论简介 8

2.2相似准则推导方法 8

2.2.1方程分析方法 8

2.2.2量纲分析方法 8

2.2.3方程分析方法与量纲分析方法的比较 8

2.3油藏物理模拟相似理论研究进展 9

2.3.1水驱相似准则 9

2.3.2火烧油藏相似准则 9

2.3.3蒸汽吞吐相似准则 9

2.3.4非混相二氧化碳驱相似准则 9

2.3.5化学驱相似准则 9

2.3.6混相驱相似准则 10

2.3.7蒸汽驱相似准则 10

2.3.8水平井开采相似准则 10

2.4水驱油藏物理模拟相似准则推导 11

2.4.1描述多孔介质的流体流动方程 11

2.4.2基本量的守恒方程 11

2.4.3单一组分流体的物性 11

2.4.4各组分流体的相互影响 11

2.4.5多孔介质中流动方程组讨论 11

2.4.6边界条件和初始条件 12

2.4.7用方程分析方法推导无量纲相似准数 13

2.4.8用相似模型比例模拟油藏的可行性讨论 15

2.5聚合物驱油藏物理模拟相似准则 16

2.5.1聚合物在多孔介质中的流动机理 16

2.5.2聚合物驱的流动方程 16

2.5.3聚合物驱油藏物理模拟的相似准则 19

2.5.4聚合物驱油藏物理模拟相似准则应用 22

2.6三元复合驱油藏物理模拟相似准则 25

2.6.1三元复合驱的驱油机理与重要物理化学现象 25

2.6.2三元复合驱的流动方程组 25

2.6.3流动方程组的无量纲化及相似准则推导 26

2.6.4三元复合驱的相似准则 30

2.7水平井开采的油藏物理模拟相似准则 33

2.7.1水平井开采的油藏物理模拟相似准则 33

2.7.2油藏物理模拟原型介绍 35

2.7.3模型按比例设计 35

符号说明 39

参考文献 40

第3章 油藏物理模型制作技术 42

3.1微观物理模型制作技术 42

3.1.1微观刻蚀模型制作技术 42

3.1.2微观填砂模型制作技术 46

3.2烧结物理模型制作技术 48

3.2.1人造模型研制的发展过程 48

3.2.2人造模型制作方法的选择 48

3.2.3烧结模型制作技术 50

3.3胶结物理模型制作技术 56

3.3.1模型渗透率控制方法 56

3.3.2模型孔隙度控制方法 57

3.3.3模型润湿性控制方法 58

3.3.4模型孔隙结构控制方法 58

3.4填砂物理模型制作技术 59

3.4.1填砂物理模型结构 59

3.4.2石英砂配比 59

3.4.3装填模型 60

参考文献 60

第4章 油藏物理模拟新技术 61

4.1三维油藏物理模拟饱和度测量技术 61

4.1.1饱和度测量探针的研制 61

4.1.2饱和度测量实验研究 64

4.1.3理论计算端面饱和度与出口位置实测饱和度对比 67

4.1.4一维模型三元复合驱饱和度测量实验 71

4.2高温、高压三维油藏物理模拟系统 73

4.2.1实验模型 74

4.2.2驱动系统 74

4.2.3加热保温系统 75

4.2.4压力控制系统 75

4.2.5油、气、水三相流量测量系统 76

4.2.6测量与控制系统 79

4.2.7测量控制系统软件 81

4.2.8三维油藏物理模拟渗流场动态可视化技术 82

4.3高温、高压微观物理模拟实验装置 82

4.3.1微观物理模型实验装置构成 82

4.3.2微观物理模拟的实验步骤 84

4.3.3微观物理模型在油藏物理模拟中的应用 84

4.4 CT技术在油藏物理模拟中的应用 87

4.4.1 CT技术概述 87

4.4.2 CT测量原理 87

4.4.3 CT扫描系统 89

4.4.4 CT扫描系统在油藏开发中的应用 90

4.4.5应用CT技术研究岩石孔隙变化特征 93

4.5核磁共振技术在油藏物理模拟中的应用 103

4.5.1核磁共振技术的基础原理 103

4.5.2核磁共振技术的石油应用原理 104

4.5.3聚合物驱油藏物理模拟核磁共振成像研究 107

参考文献 110

第5章 三元复合驱油藏物理模拟 111

5.1三元复合驱微观驱油机理物理模拟 111

5.1.1实验装置与实验方法 111

5.1.2柱状残余油的驱替机理 113

5.1.3簇状残余油的驱替机理 114

5.1.4膜状残余油的驱替机理 114

5.1.5孤岛状残余油的驱替机理 116

5.1.6“油墙”的形成有利于提高驱油效率 117

5.2三元复合驱一维物理模拟 119

5.2.1实验装置与实验方法 119

5.2.2开采效果分析 119

5.2.3三元复合驱提高波及效率与提高驱油效率分析 121

5.3三元复合驱二维可视化物理模拟 123

5.3.1实验装置与实验方法 123

5.3.2纵向非均质模型实验结果 124

5.3.3平面非均质模型实验结果 126

5.4三元复合驱层间非均质剖面模型油藏物理模拟 127

5.4.1实验装置与实验方法 127

5.4.2开采效果分析 128

5.4.3压力场变化 131

5.4.4饱和度场变化 134

5.4.5开采效果与渗流场变化对比分析 138

5.5三元复合驱纵向非均质三维油藏物理模拟 138

5.5.1实验装置与实验方法 138

5.5.2开采效果分析 139

5.5.3压力场变化 139

5.5.4饱和度场变化 142

5.6三元复合驱三维非均质有隔层油藏物理模拟 144

5.6.1实验装置与实验方法 144

5.6.2开采效果分析 145

5.6.3饱和度场变化 147

5.7三元复合驱三维非均质无隔层油藏物理模拟 148

5.7.1实验装置与实验方法 148

5.7.2开采效果分析 149

5.7.3饱和度场变化 149

5.8三元复合驱化学剂浓度变化的实验研究 151

5.8.1实验装置与实验方法 152

5.8.2实验结果及分析 154

参考文献 161

第6章 水平井开采油藏物理模拟 162

6.1高温、高压水平井三维物理模拟系统 162

6.1.1实验装置介绍 162

6.1.2水平井三维物理模拟误差分析 164

6.1.3水平井三维物理模拟系统主要功能 164

6.2侧钻水平井开采的油藏物理模拟 165

6.2.1模型设计 165

6.2.2实验方法 166

6.2.3直井开采效果变化 167

6.2.4侧钻水平井对开采效果的影响 168

6.2.5侧钻水平井开采的压力场变化 171

6.3水平井开采三维物理模拟实验研究 175

6.3.1模型设计 175

6.3.2水平井注、水平井采的开采效果变化 176

6.3.3直井注、水平井采的开采效果变化 177

6.3.4直井注、水平井采和水平井注、直井采的开采效果对比分析 179

6.3.5直井注、直井采和直井注、水平井采的开采效果对比分析 179

6.3.6直井注、直井采和水平井注、直井采的开采效果对比分析 180

6.3.7直井注、直井采和水平井注、水平井采的开采效果对比分析 181

6.3.8水平井开采的压力场变化 182

6.4水平井开采的二维可视化油藏物理模拟 183

6.4.1实验装置与实验方法 184

6.4.2水平井的水脊形成与发展 184

6.4.3水平井见水时间与含水率的变化 185

6.4.4水平井采收率的变化 187

参考文献 188

第7章 聚合物驱与凝胶驱油藏物理模拟 189

7.1聚合物驱纵向非均质三维油藏物理模拟 189

7.1.1实验装置与实验方法 189

7.1.2开采效果分析 190

7.1.3压力场变化 190

7.1.4饱和度场变化 192

7.2聚合物驱三维非均质有隔层油藏物理模拟 194

7.2.1实验装置与实验方法 194

7.2.2开采效果分析 195

7.2.3饱和度场变化 197

7.3新型耐温抗盐聚合物驱非均质油藏物理模拟 199

7.3.1实验装置与实验方法 199

7.3.2开采效果分析 201

7.3.3压力场变化 202

7.3.4产出液聚合物浓度变化 203

7.3.5模型内聚合物滞留量分布 207

7.3.6实验结果分析与讨论 208

7.4流动凝胶纵向非均质物理模拟 208

7.4.1实验装置与实验方法 208

7.4.2开采效果分析 209

7.4.3压力场变化 210

7.5交联聚合物封堵平面非均质油藏物理模拟 215

7.5.1实验装置与实验方法 215

7.5.2开采效果分析 216

7.5.3压力场变化 218

7.6调剖后弱凝胶驱三维油藏物理模拟 220

7.6.1实验装置与实验方法 221

7.6.2开采效果分析 223

7.6.3压力场变化 226

参考文献 230