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低渗透油藏非达西渗流特性的分形研究

作　者: 蔡建超
导　师: 郁伯铭
学　校: 华中科技大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 低渗透油藏非达西渗流塑性流体启动压力梯度分形分析
分类号: P618.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

随着中国石油工业的发展,低渗透油藏在开发中所占的比例越来越大。要合理高效地开发这些低渗透油藏,就需要充分认识低渗透油层自身所具有的特殊规律及其特性参数,并准确地描述低渗透油藏的渗流力学规律。本文采用有关多孔介质的分形几何理论和方法,从分析低渗透油层中的渗流特点入手,阐述了渗流过程存在启动压力梯度的物理意义及渗流规律,并从近代表面与胶体化学的基本原理出发,回顾了单相液体在低渗透饱和多孔介质中非线性渗流研究的不同观点,分析了低速非达西流动的机理。基于大小分布满足分形幂规律的毛细管束模型,结合塑性流体的管流特点,即Buclingham-Reibe方程,对低渗透油藏中流体的渗流特征进行了研究,找到了适合低渗透油藏流体渗流的运动方程。导出了低渗透油藏的有效渗透率,并与牛顿流体的渗透率作以比较,得到了塑性流体在低渗透多孔介质中流动时的启动压力梯度的分形模型,由该模型所得的低渗透多孔介质非达西流动的启动压力梯度是流体的屈服应力、孔隙分形维数、迂曲度分形维数以及介质微观结构参数的函数。本文建立的分形模型没有经验常数,每个参数都有明确的物理意义。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
1 综述  7-21
  1.1 低渗透油藏概述  7-9
  1.2 低渗透油藏中流体渗流的特点  9-11
  1.3 研究低渗透油藏渗流规律的意义  11
  1.4 分形介质的基本特征  11-20
  1.5 本文的工作  20-21
2 低渗透油藏非达西渗流机理的研究现状  21-29
  2.1 引言  21
  2.2 原油在多孔介质流动的影响因素  21-23
  2.3 低速非达西渗流的数学描述  23-24
  2.4 低速非达西渗流机理假设概述  24-26
  2.5 确定启动压力梯度的方法概述  26-29
3 低渗透储层单相渗流启动压力梯度的分形分析  29-43
  3.1 研究多孔介质的基本分形理论  29-32
  3.2 多孔介质中牛顿流体渗流的分形模型  32-33
  3.3 塑性流体在多孔介质中的流动  33-35
  3.4 启动压力梯度的分析解  35-37
  3.5 启动压力梯度J 的确定  37-38
  3.6 结果与讨论  38-43
4 结论  43-44
5 展望  44-45
致谢  45-46
参考文献  46-51
附录攻读硕士学位期间完成的论文情况  51

低渗透油藏非达西渗流特性的分形研究

内容摘要

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