特征点拟合法在非牛顿流试井解释中的应用

在分析幂律流体均质试井模型与幂律–牛顿流体复合试井模型影响因素的基础上,获得了复合驱非线性渗流两种试井模型理论特征点与试井解释参数的关系表达式,通过试井压力导数曲线的特征点坐标可以求取幂律指数、井筒储集系数、表皮系数、渗透率、探测半径、外边界距离等地层参数。两种试井模型的相关实例解释分析表明,非牛顿幂律流均质模型与非牛顿幂律–牛顿流两区复合模型的压力导数特征点求取地层参数的计算式是准确的,可用于聚合物驱等非牛顿渗流条件下的试井解释。     

非牛顿幂律流体试井模型的一种简明解析解

 在实际油藏的三元复合驱条件下,三元复合体系多表现出非牛顿幂律流体的渗流特征。将三元复合体系假定为非牛顿幂律流体所得到的均质试井模型是非线性的,难以求得解析解,通常只用数值方法求得其近似解。本文使用加法分离变量法,求解尚未有解析解的非定常非线性试井方程,导出了一系列简明（无特殊函数和无穷级数）的解析解,以发展非Newton幂律流体的理论;而且还可以作为标准解来检验相应的数值解的准确度、收敛性与稳定性,以发展数值方法。此外,应用常规分离变量法也得到了一些显式解析解。     

考虑井储和表皮的复合油藏干扰试井分析

目前,国内外的干扰试井理论已有了相当程度的发展,均质油气藏的干扰试井理论及分析方法已比较完善,双重介质油气藏干扰试井理论相对也比较完整。但是,有关复合油气藏试井的试井理论和分析方法还很少,尤其是考虑井储和表皮的复合油气藏试井理论更少。因此,提出了考虑井筒储集和表皮系数影响的复合油藏试井模型,并利用拉氏变换进行了求解,制作了相应的样版曲线。     

超完善井条件下三重介质试井解释模型求解方法

无论是均质油藏还是碳酸盐岩油藏试井解释模型,求解时负表皮系数会引起早期数据的不稳定。将Ramey提出的无限大均质油藏负表皮系数计算方法推广至具有边界的多重介质油藏,即引入折算半径的同时,对无因次时间、井筒储存系数、窜流系数以及测试井到边界的距离进行修正。计算结果表明,利用该方法求解解释模型,早期数据不发散、稳定性好。     

超完善井条件下三重介质试井解释模型求解方法

无论是均质油藏还是碳酸盐岩油藏试井解释模型，求解时负表皮系数会引起早期数据的不稳定。将Ramey提出的无限大均质油藏负表皮系数计算方法推广至具有边界的多重介质油藏，即引入折算半径的同时，对无因次时间、井筒储存系数、窜流系数以及测试井到边界的距离进行修正。计算结果表明，利用该方法求解解释模型，早期数据不发散、稳定性好。     

考虑热损失非牛顿稠油热采不稳定试井分析

针对蒸汽未波及区的油层没有得到有效改善这一问题,通过采用内区考虑热损失,外区考虑为非牛顿幂律流体复合模型分析,求得了无限地层情况下的拉氏空间解。通过数值反演方法作出了相应的样版曲线,并且对样版曲线作了相应的敏感性分析。新的样版曲线在非牛顿流的影响下有别于常规复合油藏,外区径向流段不再呈现一般的水平直线段,在交界处由于冷凝系数的影响,压力导数出现明显的下掉现象,冷凝系数越大,下掉越严重。为稠油开发油藏压力动态分析提供了一种新的模型。     

缝洞型油藏三重介质数值试井模型影响因素

通过对缝洞型油藏三重介质数值试井模型进行数值求解,分析了各个模型参数对试井曲线的敏感性,确立了数值试井模型的参数体系。这些参数直接对应着油藏渗透性、缝洞大小、长度等物理量,更直观具体。不同的参数对曲线的影响方式不同：原始地层压力和裂缝渗透率影响压力恢复曲线的位置分布,表皮系数、井筒储集系数主要影响早期的曲线形状,基质渗透率等其他参数的影响则反映在曲线上的两个拐弯处,这些结论在曲线拟合求参时具有重要的参考价值。     

幂律流体不稳定径向流的数值解法

对微可压缩非牛顿幂律流体在均质多孔介质中的非稳定径向渗流方程进行了回顾和对比，用有限差分方法建立了微分方程的数值解法．研究了时间步长、空间步长对数值解精度和稳定性的影响，并结合算例绘出了不同流性指数的瞬时压力曲线．该研究结果可用于非牛顿流体渗流机理研究及试井分析．     

低渗透油藏CO_2驱试井曲线特征分析

根据低渗透油藏CO2驱流体分布,将渗流区划分为CO2区、CO2-原油过渡区和未波及原油区,考虑过渡区内流体物性参数幂律变化,建立变性质CO2驱三区复合油藏模型,应用Laplace变换及Stehfest数值反演,求得井底压力解,绘制典型试井曲线,研究试井曲线变化特征及其影响因素。结果表明,过渡区流体流度、储容系数变化幂律指数和CO2区与过渡区交界面流度比、储容比分别影响CO2区与过渡区间的过渡段以及过渡区径向流直线段斜率;储容系数变化幂律指数、交界面储容比越大,过渡区与原油区间的过渡段开始时间越早,过渡段峰值越小;增大过渡区半径,压力波在过渡区内传播时间增加,过渡区径向流直线段延长,过渡区向原油区过渡段曲线右移,CO2注入压力降低。     

聚合物驱双层油藏试井分析方法

考虑了在地层中聚合物溶液存在剪切、扩散、对流等物化参数作用,建立了双层油藏聚合物驱试井解释模型。采用有限差分算法进行了数值求解,研制了典型曲线图版。研究表明:典型曲线存在4个流动段;当两个层的表皮系数同时增大时,压力导数曲线在径流段重合;当某一个层的表皮系数固定不变,另外一个层的表皮系数增加时,压力导数曲线在径向流段不再重合。随着注入聚合物溶液浓度增大,过渡段的"驼峰"越大,径向流段上翘幅度越大。实例应用表明该模型能准确确定不同地层的渗透率、表皮等参数。     

致密储层垂直裂缝井压力动态特征

 针对致密储层非达西渗流规律及垂直裂缝井的特殊流动模式,采用考虑井筒存储和裂缝表皮的三线性流模型描述早、中期流动阶段及考虑启动压力梯度的有效井径模型反映晚期拟径向流阶段。通过三线性流模型和有效井径模型的优化组合,建立了致密储层垂直裂缝井不稳定渗流试井分析模型,采用最小二乘法拟合三线性流模型与有效井径模型的压力解。分析了无量纲导流系数、裂缝表皮及启动压力梯度对井壁压力及压力导数动态曲线的影响,结果表明：无量纲导流系数越大,压力降越小,从而能量损耗越小;裂缝表皮主要影响早、中期压力动态;启动压力梯度越大,后期无量纲压力增加越明显,说明渗流过程能量损失增大。     

复合驱油藏非线性渗流试井模型的影响因素

 在基于变截面孔喉模型建立的黏弹性本构方程的基础上,考虑黏弹性与流变参数的变化,建立了碱-表面活性剂-聚合物（ASP）溶液不稳定渗流的试井模型,并用有限差分方法求解,得到了相应的有量纲与无量纲试井曲线。通过有量纲试井曲线,分析了幂律指数、注入速度、稠度系数、渗透率、特征时间、孔隙因子等参数对复合驱油藏注入压力的影响;通过无量纲试井曲线,分析了这些参数对复合驱油藏试井曲线形态的影响。研究表明,在进行复合驱驱油藏试井分析应用的过程中应适当考虑流变参数变化与黏弹性的影响;而在流变参数变化不太剧烈、黏弹性不太大的情形下,幂律试井模型具有很好的适用性。该试井模型的分析研究对复合驱渗流规律的探讨具有一定的借鉴意义。     

黏弹性聚合物驱油藏渗流规律及试井模型探讨

实验测定了不同浓度下高分子聚丙烯酰胺溶液在岩芯和流变仪中的流变性,证实了其在多孔介质中流动时存 在“弹性”,且在中等剪切速率范围内（0.1～100.0 s−1）符合非牛顿幂律渗流模式。基于实验取得的认识,利用黏弹性本 构方程表征聚合物溶液有效黏度,建立了黏弹性聚合物驱油藏的不稳定渗流数学模型,利用有限差分方法求得数值 解,研制了相应的无因次试井图版,并对实测试井资料进行了拟合解释,探讨了弹性对聚合物驱油藏试井曲线形态的 影响。研究表明,弹性虽然会造成近井地层压力大幅上升,但几乎不改变试井曲线形态。因而,在黏弹性聚合物驱油 藏试井分析中,可以忽略弹性的影响,应用非牛顿幂律试井模型求取解释参数。     

聚合物驱垂直井筒流动和视粘度模型

与常规油井相比，聚合物驱抽油机井因其产出液粘度明显增大导致抽油杆受力状况变差，杆管偏磨现象严重。通过实验对聚合物产出液的流变特性进行了研究。考虑油井举升过程，利用幂律模式绘制了幂律指数与稠度系数随聚合物浓度、温度变化的关系图版。以非牛顿流体流变学理论和人工举升理论为基础，按照不同的流动规律，给出了从地层到井口聚合物驱垂直井筒流动的运动方程及其边界条件，并对方程进行求解得到了视粘度模型。应用结果表明，该模型能够提高设计结果的误差精度，为聚合物驱抽油机井的优化设计提供理论指导。     

天然裂缝性气藏水平井试井典型曲线计算方法

考虑井筒储集和表皮效应,建立了天然裂缝性盒型封闭气藏中水平井三维渗流的数学模型,在获得数学模型解的基础上,针对解的复杂性,研究了压力响应的有效计算方法,获得了正确计算每项无穷级数所需的最小收敛项数,基于无穷级数的最小收敛项数,研究了井筒压力响应的计算方法,并且应用数值积分和拉氏反演计算了用于识别渗流特征和试井分析的典型曲线,提出的计算方法对于快速计算天然裂缝性气藏中水平井试井分析的典型曲线具有实用价值。     

存在扶正器条件下三元复合溶液环空流动实验与模型研究

基于自主研制的全尺寸井筒复杂流动实验模拟装置,考虑存在扶正器条件下的水平井三元复合驱非牛顿流体井筒流动的复杂特性,开展了抽油杆扶正器对三元复合溶液水平环空流动特性影响的实验研究。结果表明,当管路存在扶正器时,流动压降显著增大,且其随流量仍呈近似指数规律增加。运用非牛顿流体力学理论,结合水力当量长度的概念和实测压降数据,建立了存在扶正器条件下的三元复合溶液非牛顿流体水平同心环空流动的压降预测模型。采用VB.NET对模型进行了编程求解,其平均绝对百分误差在10%以内,性能良好且简单实用。研究成果为后续的存在扶正器条件下的三元复合溶液和原油两相环空流动压降模型的建立及扶正器的优化设计奠定了重要基础。     

水平井段偏心环空中非牛顿流体层流流场的研究

对水平井段偏心环空中幂律流体和宾汉流体轴向流层流流场作了理论分析.把偏心环空视作变外径的同心环空.根据同心环空中流场分布规律.导出了水平井段偏心环空中轴向流速、剪切应力和剪切速率分布的数学表达式.并结合实验用非牛顿流体钻井液.绘制了各参数在偏心环空不同部位的分布规律曲线.解释了水平井段钻具的正偏心不利于岩屑携带的原因.并用实验结果验证了这一结论.初步建立了水平井段同心环空中层流螺旋流的微分方程.     

双渗透聚合物驱油藏不稳定压力动态

针对双渗透聚合物驱油藏,提出试井解释模型,求出该问题的Laplace空间对于有限井眼情况、具有井筒储存和表皮效应情况的分层和井筒压力响应解及分层流量解,讨论了零窜流系数的混合油藏解的有限形式,双渗透油藏的无限作用早期和后期有限形式。这些解可通过Laplace反演变换产生典型曲线,拟合实测井压力资料,分析油藏中非牛顿流体幂律指数及两个层中的渗透率和分层流量。     

现代试井分析中关于负表皮效应问题的研究

本文研究了现代试井分析中的负表皮效应问题。Agarwal考虑到均匀微可压缩流体在均质地层中渗流具有井筒存储及表皮因子的影响,得出渗流解析解。本研究是通过扩大井筒半径的影响,对Agarwal解析解进行数值积分,获得不同的负表皮效应参数的大量数据及表皮效应小于零的各参数的数据表,并绘出理论图版。补充了 Gringarten 理论图版关于负表皮效应值的内容,为研究钻井与完井过程中油层污染状况以及油井压裂、酸化等增产措施效果提供了分析依据。