低渗裂缝性双重介质油藏渗吸特性的分形研究

已成为我国未来石油勘探开发主要对象的低渗储层常伴随裂缝发育，形成裂缝-基质双重介质，研究表明水渗吸驱油是这类储层中水湿油藏的重要采油机理。基于油气储层岩石孔隙及裂缝分布的分形特征，本课题将利用分形理论和技术，探索利用自发渗吸作用预测多孔介质孔隙度、渗透率等物理特征的方法；分析单根裂缝的各种特征对渗吸作用的影响机理；推导裂缝-基质双重介质的分形渗吸模型，研究水渗吸驱油机理。在解决单根裂缝特征对渗吸影响机理分析以及采用树状分形分叉网络模拟裂缝分布，构造最优化的裂缝和基质间相互连通的双重介质模型等关键问题的基础上，通过对低渗裂缝性油藏渗吸特性的系统研究，将量化渗吸作用与各因素的解析关系，并建立一套较完整的描述低渗裂缝性油藏渗吸特性的分形数学模型。研究结果对揭示低渗裂缝性油藏渗吸机理，进一步深刻理解和认识低渗裂缝性多孔介质的输运规律有重要意义，为利用渗吸作用提高低渗油藏采收率提供科学依据。

项目按照原计划顺利完成预期目标，发表学术论文16篇，出版专著一本和撰写英文专著一章，其中SCI检索11篇，EI检索1篇。基于毛细管束模型和油藏岩石的分形特征，建立了水自发渗吸到气体饱和介质的分形模型，即渗吸系数和考虑重力因素的渗吸体积的解析表达式；考虑孔隙大小和形状不同，流线的弯曲特性以及原始润湿液体饱和度等因素发展了一个广义的渗吸模型，分析了累计渗吸质量、渗吸率、气体采收率和多孔介质性质、流体性质及流固相互作用之间的相互关系；分析了裂缝性双重介质油藏水自发渗吸机理，建立了渗吸机理的分形判据模型，分析了结构常数随孔隙度的变化关系，绘制了优化采收率图版；分析了单根裂缝的不同特征对渗吸的影响，考虑了裂缝平面的大小，高度，倾斜度等因素对渗吸的影响；建立了一种采用渗吸效应预测多孔介质渗透率的简单模型，分别基于渗吸高度和质量随时间的变化关系求得。引入分形几何研究了低渗透多孔介质的低速非达西渗流，建立了启动压力梯度与多孔介质微观结构参数，流体性质等因素的解析函数，并发展了启动压力梯度与渗透率的标度关系，还开展了非牛顿流体的非达西渗流特性，渗吸时间指数，渗吸高度指数以及储层岩石微观非均质性等方面的研究。