缝洞型介质内单相流体流动特征.pdfVIP

大 庆 石 油 学 院 学 报 第 33卷 第 6期 2009年 12月 JOuRNAIOFDAQINGPETROIEUM INSTITUTE Vo1．33 No．6 Dec． 2009 缝洞型介质 内单相流体流动特征 郑松青 ，卢 占国 ，孙 华。 (1．中国石油大学(华东)石油工程学院，山东 东营 257061； 2．中石化石油勘探开发研究院，北京 100083； 3．胜 利油 田 东胜公司 ，山东 东营 257000) 摘 要 ：忽略孔、洞 、缝的具体形式 ，从宏观角度，建立 了以Navier—Stokes方程为控制方程的流体流动模型 ，对不同尺 度复杂储集空间内流体的流动特征进行研究．研究结果显示 ：阻力因子同雷诺数 的双对数 曲线上可分为线性流区、过渡 区和阻力平方区．这种模式 同管流 、渗流类似．结果表 明：缝洞型储层 内既存在线性流也存在非线性流 ，但以非线性流为 主 ；用渗透率对缝洞介质进行表征存在适用条件；相同压力梯度下 ，流动通道尺度越大 ，黏度越小 ，非线性流发生的概率 越高；缝洞型储层内流体的流动同渗流 、管流存在密切联系． 关 键 词 ：缝洞型介质；流动特征 ；线性流 ；非线性流 中图分类号 ：TE344 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—1891(2009)06—0068一O4 缝洞型碳酸盐岩油藏流体流动特征同碎屑岩油藏有区别_l]，前人对此做了很多研究，认为缝洞型油 藏内存在渗流、空腔流等多种流态 ，提 出应该采取 2种或多种流动方程 (包括 N—s方程 、Stokes方程、 Brinkman方程、达西方程 、管流方程等)耦合 的形式解决这一 问题LI,s-63．这种思路在实际应用 中存在 2 方面问题，首先溶蚀孑L洞、大型溶洞 、溶蚀缝 、构造缝 、粒问孔等相互嵌套 ，它们之间不可能存在明显的水力 学特征界限和区域界限．李传亮教授 已经指出，渗流和管流是统一的L7]，描述裂缝内流体流动的立方定律 同达西定律也是统一的ll8]，从这个角度说 ，“孑L隙”和 “空腔”的定位是模糊的；其次 ，现有的油藏识别预测技 术水平不足以提供有效地质模型，目前一般定义溶蚀孔洞大小为 0．01～10mlTl[9]，大型溶洞超过 lOmm， 相较于 10mm的界限尺度，油藏地质模型的尺度显然太大．因此，对缝洞型油藏流体流动规律研究，更多 地应着眼于 “宏观”和 “等效”．笔者从这一角度出发 ，忽略流动通道的孔 、洞 、缝定位，以Navier—Stokes方 程作为流体流动控制方程 ，对不同尺度下的复杂空隙空问中单相流体的流动特征进行研究．该研究对于 深入理解缝洞型介质流体流动同多孔介质的本质区别，进而确定缝洞型介质水力学性质表征方法 ，以及在 此基础上进行油藏描述和多相流数值模拟技术的研究具有重要意义． 1 模型建立及验证 假设流体不可压缩，等温，忽略重力影响，出口端an。 、人 口端a 以外 的外边界a 州 为不渗透边 界 ，流动通道和基岩边界a 。为无滑移边界．流体流动数学模型为 一 p+ ，一 (，． )l，， p p P — Pi，a le ， p ： P。 ，a 。le， ．1，= O，弧 ， (1) 一 0，力 ， p 一 0，t一 0， ’一 0。t一 0， 收稿 日期 ：2009—06—10；审稿人 ：张继成 ；编辑 ：关开澄 基金项 目：国家 “973”重点基础研究发展计划项 目(2006CB202400) 作者简介：郑松青 (1982一)，男，博士生 ，主要从事碳酸