【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 要研究?jī)?nèi)容與現(xiàn)狀 油水是 兩種不互溶液體，其界面張力高達(dá) 30— 500mN/m。油層是高度分散體系，界面性質(zhì)對(duì)油水流動(dòng)有著關(guān)鍵影響，特別是毛管力對(duì)油的滯留和排驅(qū)有著主導(dǎo)作用。油層巖石是由幾何形狀大小不一致的礦物顆粒構(gòu)成的，形成一個(gè)復(fù)雜的空間網(wǎng)格，且礦物顆粒的組成也不完全相同，這些因素決定了孔隙介質(zhì)的微觀幾何結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)都是不均 一的。油層性質(zhì)的非均質(zhì)性，增加了水驅(qū)油的復(fù)雜性，驅(qū)油過程中儲(chǔ)層縮孔中的流場(chǎng) 2 直接影響微觀水驅(qū)油的效率 。 通過 分析榆林 當(dāng)?shù)貎?chǔ)油層孔隙結(jié)構(gòu)的特征， 針對(duì)其地下儲(chǔ)油層結(jié)構(gòu)特征制定相應(yīng)的驅(qū)油方案。 采用水驅(qū)油， 利用 Gambit、 Fluent建立出口、入口直徑比為 1:1: 1: 1:4和 1:5的通道模型，并進(jìn)行驅(qū)油過程的仿真，分析縮孔通道的孔徑比對(duì)驅(qū)油過程中油、水流動(dòng)狀態(tài)的發(fā)展規(guī)律的影響；分析驅(qū)油過程中縮孔通道中壓力場(chǎng)及阻力系數(shù)的變化；分析驅(qū)油過程中油、水沿通道截面的分布規(guī)律及通道中速度場(chǎng)的變化 ，從而得出適合本地油層孔隙特征的孔徑比 。 目前，國(guó)內(nèi)具有代表性的屬鐘映春 [2]等對(duì)微流體力學(xué)中的固體邊界的邊界層滑移問題 ,層流與湍流的界定問題 ,表面張力特性問題 ,流體粘度特性問題等進(jìn)行了探討，得出了液體微流動(dòng)與氣體不同，小分子有機(jī)液體在微管道中的流場(chǎng)特性進(jìn)行了研究，認(rèn)為非極性的、分子尺度小于納米級(jí)的有機(jī)液體，在微米尺度管道中的流場(chǎng)特性仍符合連續(xù)性介質(zhì)假設(shè)的經(jīng)典假說。 對(duì)于微尺度液體流動(dòng) ,雖也有一些研究 報(bào)告 ，但由于液體在常溫、常壓下其分子靠的更近，分分子間以及與固體之間的吸引力和粘著力在微流動(dòng)中起主要作用 [3]，所以其微流體力 學(xué)問題要復(fù)雜一些由于液體分子的結(jié)構(gòu)比氣體復(fù)雜，粘度也比空氣大，所以液體微流動(dòng)研究的難度更大。由于液體分子平均自由程比氣體小得多，而微管道的尺寸與液體分子平均自由程相比較大，且所研究的液體又多為小分子液體，所以有關(guān)微尺度液體流動(dòng)的研究結(jié)果大多與宏觀流動(dòng)規(guī)律相吻合。 國(guó)外具有代表性的為日本的牧原光宏 [4]對(duì)液體在微笑管道中的研究，他得出了流量與壓力成比例關(guān)系。 綜上所述，目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)微流動(dòng)的研究發(fā)現(xiàn)，隨著幾何尺寸的縮小，并非是傳統(tǒng)理論的和宏觀尺度下的研究結(jié)果在尺度上的縮小，而是產(chǎn)生了許多不同于宏觀尺度的現(xiàn)象和 問題。 陜北地區(qū)儲(chǔ)油層孔隙結(jié)構(gòu)特征 陜北榆林儲(chǔ)層巖性為長(zhǎng)石砂巖和巖屑質(zhì)長(zhǎng)石砂巖，屬于低 — 特低滲透儲(chǔ)層。低滲透油藏是基質(zhì)滲透率較低的油藏，通常是指低滲透的砂巖油藏 [5]。低滲透油藏是一個(gè)相對(duì)的概念，世界上沒有統(tǒng)一固定的標(biāo)準(zhǔn)和界限，其根據(jù)不同國(guó)家、不同時(shí)期的資源狀況和技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件而劃定，因此，各項(xiàng)參數(shù)變化較大。根據(jù)我國(guó)生產(chǎn)實(shí)踐和理論研究，對(duì)低滲透油層的范圍和界限，目前有了比較一致的認(rèn)識(shí)。 榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)特征，按照油層平均滲透率的大小，進(jìn)一步把低滲透儲(chǔ)層劃分為三類：一般低滲透儲(chǔ)層、特低 滲透儲(chǔ)層、超低滲透儲(chǔ)層 [6]。之前所有低滲透油藏都認(rèn)為是非常規(guī)油藏，近年來低滲透開發(fā)儲(chǔ)量所占比例越來越大，所以部分學(xué)者認(rèn)為一般低滲透儲(chǔ)層也可認(rèn)為是常規(guī)油藏，特低滲透和超低滲透油藏仍作為非常規(guī)油藏。 根據(jù)鑄體薄片鑒定研究區(qū)儲(chǔ)層碎屑顆粒主要為石英長(zhǎng)石和巖屑等巖性為長(zhǎng)石砂巖和巖屑質(zhì)長(zhǎng)石砂巖石英顆粒含量為 30％ 左右，長(zhǎng)石顆粒含量為 40％ 左右，剩余的大多為巖屑。膠結(jié)物有方解石、鐵方解、石高嶺石、綠泥石等、白云石和硅質(zhì)膠結(jié)物很少。高嶺石和方解石含量高且分布廣泛，其中高嶺石含量為 1％ ~6％ ,方解石含量為 ％ ~15％ 。 雜基為泥質(zhì)雜基，含量為 3％ ~6％ 。碎屑顆粒直徑為~，顆粒呈棱角 — 次棱角狀，分選差，磨圓度差；顆粒間以線狀接觸為主，其次為點(diǎn) — 線狀接觸；膠結(jié)類型為孔隙膠結(jié)和接觸膠結(jié) [7]。 孔隙結(jié)構(gòu)，是指巖石所具有的孔隙和喉道的幾何形狀、大小、分布、相互連通情況，以及孔隙與喉道間的配置關(guān)系等。它反映儲(chǔ)層中各類孔隙與孔隙之間連通喉道的組合，是孔隙與喉道發(fā)育的總貌 [8]。 儲(chǔ)層孔隙類型有殘余粒間空隙、溶蝕孔隙、晶間空隙、微裂縫，以溶蝕孔隙為主要類型，其產(chǎn)狀多樣且孔徑大小不均一，喉道類型以細(xì)喉 道為主。 （ 1） 原生孔隙 原生孔隙包括殘余粒間孔隙和填隙物內(nèi)微孔隙： a． 殘余粒間孔隙：指砂質(zhì)沉積物在埋藏成巖過程中原生粒間孔隙被填隙物部分充填改造后形成的一類孔隙， 這類孔隙一般個(gè)體較大、分布比較均勻，孔隙連通性好。 在掃描電鏡觀察分析中， 方解石、白云石星散狀充填孔隙，交代碎屑，硅質(zhì)多呈自形短柱狀垂直孔壁生長(zhǎng)充填孔隙，這類粒間孔孔徑較大，連通性好，是主要的貢獻(xiàn)孔隙。另外發(fā)現(xiàn)石英次生加大后的殘余粒間孔，此類孔隙孔徑小，連通性差 b． 填隙物內(nèi)微孔隙：指砂巖中與砂質(zhì)碎屑同時(shí)沉積的泥質(zhì)雜基內(nèi)的微孔隙 以及砂巖自生礦物晶 間微孔隙 。 是顆粒間充填及交代長(zhǎng)石的自生粘土及碳酸鹽晶片之間的微孔隙，填隙物內(nèi)微孔隙極為細(xì)小，一般小于 ,只能在掃描電鏡下見到。自生石英、高嶺石晶間微孔隙。 孔隙個(gè)體小，分布不均勻且連通性差。 （ 2）次生孔隙 本區(qū)砂巖次生孔隙以溶蝕型次生孔隙為主 ，這類孔隙分布很局限，孔徑比較小，它們對(duì)砂巖儲(chǔ)層的孔隙性能貢獻(xiàn)較小，研究區(qū)以以下幾類溶蝕次生孔隙為主： 驅(qū)油過程中儲(chǔ)層縮孔中的流場(chǎng) 4 a． 溶蝕粒內(nèi)孔隙：指砂巖中部分碎屑內(nèi)部在埋藏成巖中發(fā)生部分溶解而產(chǎn)生的一類孔隙。通過鑄體薄片和掃描電鏡觀察分析，溶蝕粒內(nèi)孔隙多見于長(zhǎng)石部分巖屑內(nèi)，常見溶蝕粒內(nèi) 孔隙與溶蝕粒間孔隙連通 。 ：砂巖在成巖過程中形成的分布于碎屑顆粒間自生礦物晶體間的微孔隙。研究區(qū)內(nèi)部分蝕變高嶺石見晶間小孔及少量長(zhǎng)石、石英產(chǎn)生的微裂。 ：在砂巖儲(chǔ)層中，由于地應(yīng)力作用而形成的微裂縫，呈細(xì)小片狀，縫面彎曲，裂縫寬度一般平行于最小地應(yīng)力方向。它能極大地改善巖石的滲透性。 陜西榆林定邊油區(qū)位于陜甘寧盆地東部，又叫做陜北斜坡。斜坡上構(gòu)造活動(dòng)十分微弱，地層產(chǎn)狀平緩，傾角小于 1176。斜坡上缺乏油氣聚集的有利二級(jí)構(gòu)造帶和構(gòu)造圈閉，因此其油氣藏的形成宏觀上受控 于巖石特性和古地貌的影響，為巖性圈閉類油氣藏。油氣藏中巖石類型以長(zhǎng)砂石巖為主，其中以細(xì)砂、粉砂級(jí)為主，屬于低孔低滲型和低孔特低滲型的儲(chǔ)集類型。陜北定邊油區(qū)系延長(zhǎng)組主力含油層按其特征由上向下可分為長(zhǎng) 長(zhǎng) 4+長(zhǎng) 長(zhǎng) 8 等幾個(gè)巖性段 [9]。在以往的勘探中，人們尋找油氣的注意力注重于巖石電阻率較高的層位。鉆井、錄井、取心、測(cè)井顯示均良好，即屬于阿爾奇公式型的油層。而隨著近年勘探工作的開展，通過對(duì)陜北定邊油區(qū)鉆遇長(zhǎng) 6 段地層的部分井資料進(jìn)行詳細(xì)分析，認(rèn)為該區(qū)域尚存在著特征和前者相差異的低阻油層或含油層位。該層系在 鉆井、錄井、取心顯示含油性良好，而測(cè)井曲線顯示為類似于含水砂巖特征，表現(xiàn)為較高孔隙度、較低電阻率特征，屬于低孔低滲型和低孔特低滲型的儲(chǔ)集類型。 榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 2 計(jì)算模型的建立 建立模型的主要軟件的使用方案 GAMBIT 是為了幫助分析者和設(shè)計(jì)者建立并網(wǎng)格化計(jì)算流體力學(xué) （ CFD） 模型和其它科學(xué)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一個(gè)軟件包。 GAMBIT 通過它的用戶界面來接受用戶的輸入。 GAMBIT 用戶界面既 簡(jiǎn)單又 能 直接的建立模型、網(wǎng)格化模型、指定模型區(qū)域大小等基本步驟，然而這對(duì)很多的模型應(yīng)用已是足夠了。面向 CFD 分析的高質(zhì)量的前處理器，其主要功能包括幾何建模和網(wǎng)格生成。由于 GAMBIT 本身所具有的強(qiáng)大功能，以及快速的更新，在目前所有的 CFD 前處理軟件中， GAMBIT 穩(wěn)居上游 [10]。 GAMBIT 軟件具有以下特點(diǎn)： （ 1）它具有二維、 三維幾何建模能力，通過多種方式直接建立點(diǎn)、線、面、體，而且具有強(qiáng)大的運(yùn)算能力 ， 可對(duì)自動(dòng)生成的文件進(jìn)行編輯，以自動(dòng)控制修改或生成新幾何與網(wǎng)格； （ 2） 可以導(dǎo)入 PRO/E、 UG、 CATIA、 SOLIDWORKS、 ANSYS 等大多數(shù)CAD/CAE 軟件所建立的幾何和網(wǎng)格。導(dǎo)入過程新增自動(dòng)公差修 補(bǔ)幾何功能，以保證 GAMBIT 與 CAD 軟件接口的穩(wěn)定性和保真性，使得幾何質(zhì)量高，并大大減輕工程師的工作量； （ 3） 強(qiáng)大的網(wǎng)格劃分能力，可以劃分包括邊界層等 CFD 特殊要求的高質(zhì)量網(wǎng)格。 GAMBIT 中專用的網(wǎng)格劃分算法可以保證在復(fù)雜的