工程硕士学位研究生
开题报告与文献总结
课题名称：*************************************
学
号：
学科专业： 石油与天然气工程领域 年姓
级： 名：
指导教师 报告时间 ： 2012年5月25日
中 国 石 油 大 学
目 录
第一部分 开题报告...................................................................................................... 1
1. 课题的研究目的及意义.................................................................................... 1 2. 国内外研究现状................................................................................................ 2
2.1 油气水三相相对渗透率的实验研究....................................................... 2 2.2 油气水三相相对渗透率的理论研究....................................................... 7 2.3 油气水三相相对渗透率的经验模型....................................................... 8 3. 课题的主要研究内容及拟解决的关键性问题.............................................. 11
3.1 研究内容................................................................................................. 11 3.2 拟解决的关键性问题............................................................................. 11 4. 课题的研究方法及技术路线.......................................................................... 12 5. 课题的创新性.................................................................................................. 13 6. 研究进度安排.................................................................................................. 14 7. 预期成果.......................................................................................................... 14 第二部分 文献综述.................................................................................................... 15
1. 前言.................................................................................................................. 15 2. 油藏油水两相渗流机理分析.......................................................................... 16
2.1 油藏两相渗流微观机理描述................................................................. 16
2.1.1 亲水地层中水驱油的微观机理................................................... 16 2.1.2 亲油地层中水驱油微观机理....................................................... 18 2.1.3 中性地层中水驱油微观机理....................................................... 18 2.2 油藏残余油的形成和分布机理............................................................. 18
2.2.1 在亲水多孔介质中残余油的形成............................................... 19 2.2.2 亲油多孔介质中残余油的形成................................................... 19 2.2.3 中性多孔介质中残余油的形成................................................... 19
3. 注气开发方式及注气驱机理.......................................................................... 20
3.1 注气开发的方式..................................................................................... 20 3.2 非混相气驱机理..................................................................................... 23 4. 油藏相对渗透率的实验方法.......................................................................... 23
4.1 稳态法..................................................................................................... 23 4.2 非稳态法................................................................................................. 23 4.3 毛管压力法............................................................................................. 24 5. 油气水三相相对渗透率的国内外研究现状.................................................. 25
5.1 油气水三相相对渗透率的实验研究..................................................... 25
5.2 油气水三相相对渗透率的理论研究..................................................... 30 5.3 油气水三相相对渗透率的经验模型..................................................... 31 6. 结论.................................................................................................................. 39 参考文献...................................................................................................................... 40
中国石油大学（华东）硕士学位论文开题报告及文献总结
第一部分 开题报告
1. 课题的研究目的及意义
当研究一个油藏的生产时，有很多情况必须考虑所有三相—油、气、水的流动。水驱、蒸汽驱、地下燃烧、溶解气驱和气顶驱经常包含所有三相的同时流动。利用气驱和轻烃驱提高采收率技术的应用经常伴随着三相流动。
相对渗透率曲线是油田开发设计、油藏计算中的一项重要资料,它反映了油气水三相在多孔介质中的流动规律。油气水相对渗透率数据在油藏工程计算中的采用精细数值模型拟合,预测及优化油藏动态时,油气水相对渗透率数据更是必不可少的基础数据。相渗曲线不仅反映了油气水流动规律,而且还包含了岩石润湿性、理论采收率、扫油面积等多种信息。因此,相对渗透率曲线对于充分了解地下流体的渗流规律、制定合理的开发方案以及开采过程中的调整措施等有着重要的意义。
在油气藏不同的环境中，以及非水相的运移和非饱和区的排液中都存在油、水、气三相的流动。为了了解流体的流动，需要评价三相相对渗透率。然而，通常要取得两相（油/水，气/油，气/水）的相对渗透率是非常耗时的，而且仅有两种主要的驱替途径：一相的饱和度要么增加要么减少。相比之下，三相相对渗透率的测量面临很大的难度。除了要测量饱和度，压降，三相流动的流量，还有无限的不同的驱替路径。这是因为任何三相驱替都包含了两个独立饱和度的变化。因此，测量油藏中所有可能发生的三相驱替的相对渗透率是不切实际的——比如说溶解气驱、气驱和不同初始含油气饱和度下的水驱。
三相相对渗透率的关系可以界定多孔介质中流体流动的水动力学。这些关系对模仿多孔介质中的多相流动是有必要的，例如化学驱、蒸汽驱、加强天然气驱的系统。尽管，自从1941年之后被Leverett和Lewis报道在文献中的可利用的相对渗透率测量的数量是有限的，但是在文献中有几个三相相对渗透率测量的设置对特殊的多孔介质是有限制的。因为缺少可靠的实验数据和三相相对渗透率测量的复杂性，所以对于评价各种相的等渗透率线的最常见的工程实践是使用理论模型。这些模型通常使用这些信息，例如两相相对渗透率、毛细管压力和饱和历史去预测三相相对渗透率的等渗透率线。
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中国石油大学（华东）硕士学位论文开题报告及文献总结
因此，积极开展三相相对渗透率经验模型的研究，并且针对三相相对渗透率的等渗透率线的形成，提供选择预测模型的准则。通过比较实验值和预测值，选出更好更广泛的预测模型。对解决油气藏开发中三相流的各种问题，优化开发方式合理的开发油气藏、提高油田采收率都具有重要的指导意义。
2. 国内外研究现状
2.1 油气水三相相对渗透率的实验研究
早在1941年Leverett和Lewis就公布了三相相对渗透率的实验测量。Leverett和Lewis进行了紧密的人造砂岩中稳态三相相对渗透率的测量。在这些实验里，盐水（氯化钠），氮气，煤油（粘度1.67mpa.s）和煤油—机油（粘度18.2mpa.s）用来测定三相相对渗透率，并且测定粘度对等渗透率线的影响。这项研究显示了测定的水相相对渗透率只与含水饱和度有关。在同样的含气饱和度下，三相系统中的气相等渗透率略小于两相中的气相渗透率，但是仍然是它自身饱和度的函数。然而，在油相等渗透率图里，能观察到更复杂的行为。在同样的含油饱和度下，油相等渗透率好像在一些区域里高于两相的相对渗透率，在另外的区域里低于两相的相对渗透率。观察到的所有组分的等渗透率的这些趋势都与油相粘度无关。
Corey等人（1956）在贝雷砂岩中使用赫斯勒的毛细管压力方法公布了三相相对渗透率测量的结果。在这些实验里，基于油相等渗透率线的曲率他们观测到油相等渗透率取决于所有存在相的饱和度。气相等渗透率线是直线，暗示了这些等渗透率线只是含气饱和度的函数。因为该实验中使用的测量技术的限制性，所以不能测量水的等渗透率。实际上，产生的这些等渗透率线是基于在水湿系统里油气两相流动时水相相对渗透率等于油相相对渗透率的假设。在这个研究里水的等渗透率线是直线并且平行于水的等饱和度线。
Sarem（1966）尝试使用与稳态方法相比耗时少、灵巧的非稳态技术修正相对渗透率的测量技术。他也将Buckley和Leverett（1942）建立的理论从两相流动扩展到三相流动，并且取得饱和度方程。与Welge的方法兼容的演变的新方法用来预测两相流动系统里驱替相的饱和度。然后，他研究了饱和历史对每相等渗透率线的影响。他观察到初始饱和度的条件影响油和水的等渗透率线，但是对
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