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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