双重介质分形油藏井筒耦合模型及数值模拟研究

针对双孔介质地质特征和油气的实际流动过程,同时考虑油藏的分形特征以及油藏和井筒耦合流动的影响,将双重介质分形油藏渗流与井筒管流作为整体进行研究。建立了双重介质分形油藏中非牛顿幂律流体径向渗流与井筒耦合流动模型。并采用Douglas-Jones预估-校正法求得模型的数值解,最后探讨压力动态变化规律,绘制压力图版。     

分形油藏低速非达西渗流问题的组合数学模型

将非线性分形几何理论应用于渗流力学,建立分形油藏低速非达西渗流问题的组合模型。该模型由两个同心圆(圆中心为一口定产量的生产井)的分形油藏组成,内域为低速非达西渗流的分形油藏,外域为达西渗流的分形油藏。在内边界定流量和考虑井筒储存、表皮效应影响情况下,建立了分形油藏低速非达西渗流问题的有效井径组合数学模型,应用拉普拉斯变换方法求出了在两区域内压力分布的解析解,应用Stehfest数值反演方法求得井底的无因次压力,并分析了井底压力动态特征和参数影响。     

分形油藏分段压裂水平井压力动态

为分析分形油藏渗流机理,基于分段压裂水平井渗流特征,建立了分形油藏分段压裂水平井试井解释模型,应用Laplace变换和Stehfest数值反演求得了定产条件下不同边界类型分形油藏分段压裂水平井井底压力半解析解.结合某油藏储层特征参数对分形油藏流体流动形态进行划分并研究了天然多孔介质自相似参数对井底流体流动形态的影响.研究结果表明:分形油藏分段压裂水平井井底主要存在井筒存储、过渡流、拟线性流、拟双线性流、边界影响流等五个流动阶段,天然多孔介质自相似性的不规则程度对流动形态影响较大,多孔介质中传导率异常影响相对较小.     

多分支井渗流和不稳定压力特征分析

根据多分支井的非稳态渗流特点,建立了多分支井的非稳态渗流模型,利用单支水平井的压力分布叠加得到了多分支井的压力分布.采用井筒流动与油藏流入相互作用的耦合模型,得到各种多分支井压力不稳定动态曲线,并分析了其不稳定压力动态特征.通过对多分支井压力不稳定动态曲线特征分析划分出了不同多分支井的渗流特征段,这对于多分支井试井解释和油藏评价具有重要的意义.     

水平井酸化数值模拟

对水平井进行酸化是提高其产能的重要途径之一。在水平井的酸化过程中,酸液一方面沿水平井筒流动,同时还沿井筒管壁流向井筒周围的储层,所以酸化过程实际上是井筒变质量流动和周围油藏渗流的耦合过程。对水平井筒流动及其周围储层的渗流进行了流动分析,建立了井筒流动模型、流动剖面模型和油藏渗流模型。将这些模型进行耦合,得到了描述水平井酸化过程的耦合模型。通过对模型数值求解,预测了注入酸的分布,分析了注入参数对酸化效果的影响,为选择合理的布酸方式提供了理论依据。     

井筒与油藏耦合条件下的水平井非稳态产能预测(Ⅰ)——数学模型

如何准确有效地预测水平井产能是进行油藏工程分析和采油工艺设计的重要基础,常规的稳态产能预测方法由于内在理论缺陷导致严重的误差。以不稳态渗流理论为基础,将水平井的油藏渗流与水平井井筒流动视为一个相互作用的整体,建立油藏与井筒耦合条件下的不稳态流动数学模型,在井筒流动模型中考虑流体磨阻、动量变化、井筒壁面流入的混合干扰等复杂因素,应用边界积分法建立井筒油藏耦合模型,可以与不同的油藏模型组合,从而为水平井的油藏工程研究、完井及采油工程设计提供更先进的手段。     

复杂结构井数值模拟分段耦合模型

针对复杂结构井的油藏渗流特征和井筒流动特点,分别建立油藏质量守恒方程、井筒质量守恒方程和井筒动量方程,采用井筒分段的方法对复杂结构井进行分段、编号,并与油藏网格相匹配,结合数值模拟矩阵"镶边"处理方法实现复杂结构井油藏和井筒的耦合,利用全隐式方法进行求解。以鱼骨状分支井为例进行计算分析。结果表明,复杂结构井分段耦合模型能够充分体现油藏渗流和井筒变质量流的相互影响,改进后的数值模拟软件可以满足复杂结构井生产动态模拟的需求。     

低渗透油藏储层多尺度裂缝的建模方法研究

低渗透油藏储层中流体的流动是一个横跨致密基质、天然裂缝、水压裂缝、井筒的典型多尺度力学行为。明确油藏储层中裂缝的尺度分级,建立精确的低渗透储层多尺度裂缝模型,探究多尺度之间的级联耦合作用过程和内在联系,是低渗透油藏渗流研究的关键,也是实现超低渗透油藏有效开发的重要理论基础。根据复杂学科的多尺度关联方法及油藏多尺度裂缝建模的相关文献资料,明确提出了油藏中多尺度裂缝的尺度分级标准,总结归纳了多尺度关联方法和低渗透油藏储层多尺度裂缝模型,分析了按连续介质思想和离散介质思想构建的几种代表模型的优劣。在此基础上,提出了储层裂缝多尺度建模的建议,并指出了低渗透油藏多尺度裂缝建模研究的趋势。     

一种新的底水油藏鱼骨分支水平井耦合模型

针对底水油藏鱼骨分支水平井的产能预测和井筒压力分布问题,开展了分支水平井井筒与油藏渗流的耦合模 型研究。研究利用底水油藏下边界恒压供给的特点,采用微元思想,用储层细分的方法代替井筒细分的处理方法,建 立了底水油藏鱼骨分支水平井储层渗流与井筒流动的耦合模型。对储层微元细分处理属于一类新的微元处理方法和 研究手段,由此获得的简化耦合模型求解产能和压降剖面时可大幅减小计算量,节约计算成本。简化模型的计算结果 符合精确模型的基本规律和认识,同时给出了简化模型向精确模型修正的比例,按此比例修正后的简化模型进行产能 的快速估算是一种实际可行的简便方法,为底水油藏鱼骨分支水平产能预测,为进一步计算延缓底水上升的临界产 量、临界压差等参数提供了研究基础。     

考虑井筒变质量流动的砾石充填水平井产能预测

应用质量守恒和动量守恒原理推导砾石充填水平井井筒内变质量流动压降方程,并采用拟三维思想,将地层内流体在三维空间的流动分为水平面内的向垂直裂缝流和近井区域垂直平面内的径向流,建立油藏渗流模型.提出将井筒变质量流与油藏渗流耦合的数学模型及求解方法.结果表明:利用该模型计算的水平井产能与实测结果平均误差仅为3.79%,沿井筒...     

页岩气压裂增产机理与施工技术分析

能源是制约中国经济发展的重要因素,但中国常规油气资源基本上都已经进入了产量递减期,开发页岩气是一条势在必行之路。在页岩气开发中压裂又是最为关键的环节,它直接关系到了气井的产能、采收率和经济效益。较为全面地介绍了页岩气的压裂增产机理和施工技术,对中国的页岩气开发提出一些有益的建议。从地质入手分析了页岩的地质概况,建议加强对脆性和天然裂缝的评价;并详细阐述了改造体积增产理论,简要分析了影响页岩气井产能的因素;结合改造体积增产机理,对页岩气压裂中需要应用到的各项技术进行了分析,提出了一些新的观点以及研究建议。     

深层低渗稠油径向钻孔储层敏感参数研究

深层低渗稠油油藏具有地质条件复杂、储量丰度低、经济效益差等特点,采用常规稠油热采或冷采工艺均无法实现有效动用,考虑径向钻孔技术具有定层位、定方位、定深度等技术优势,建立基于径向钻孔方式下的数值模拟模型,开展储层敏感参数间相互关系研究,最终建立径向钻孔模型下的开发技术界限筛选图版,为后期能否顺利实施径向钻孔提供合理筛选标准。     

裂缝-孔洞储层连通溶洞模式注气效果研究

针对缝洞碳酸盐岩油藏主要进行自喷采油或停喷后注水替油作业,导致本体溶洞内存在大量剩余油的问题,开展了缝洞碳酸盐岩油藏注气采油开发效果的研究。对裂缝孔洞储层连通溶洞模式进行模型简化,计算分析氮气、甲烷及二氧化碳气体的注入适应性,通过物理模拟方法对该类储层进行自喷、注水及注气模拟实验,并建立了注气开发分析方法,结果表明,对于该类储层溶洞连通底水规模越大,裂缝孔洞储层物性越好,注气开发效果越差,且随注气周期增加,缝洞体的弹性能量逐渐增大。在矿场条件下,应选择上部裂缝孔洞储层物性较差,溶洞连通底水规模较小的缝洞体进行注气实践;建立弹性产率与压缩系数的线性关系式,可预测气顶体积、油水能量及周期产出量等参数,为注气效果评价提供一定依据。     

凝析气井产能和储量计算新方法

凝析气藏存在复杂的相变与相态分布,当地层压力下降到露点压力以下时,凝析油会在地层和井筒中分别析出,导致井口产气量、产油量与井底产气量、产油量之间存在质量转换,但仍遵循质量守恒定律。因此利用质量守恒建立考虑油、气两相的渗流微分方程,通过引入两相拟压力函数,推导凝析气井不稳定产能方程。在此基础上,结合物质平衡方程,利用生产动态数据拟合整个历史生产过程,不但可以获得气井目前的产能,还可以获得地层压力及各种地层参数。实例分析表明,计算结果准确可靠,有利于在凝析气井中推广使用。     

异常高压页岩气藏应力敏感及其合理配产研究

异常高压页岩气藏生产中表现为初期产量迅速递减的特征,这种情况一方面和页岩气低渗透压裂投产的方式 有关,另一方面可能和储层及压裂缝应力敏感有关。分析了页岩气井储层及压裂缝应力敏感特征,认为储层和压裂缝 在力学性质上有较大差别,应分别进行考虑,采用数值模拟方法计算了考虑应力敏感和配产大小对最终采气量的影 响,结果表明,储层的应力敏感对页岩气的生产影响较小,压裂缝应力敏感影响相对较大,如果考虑渗透率应力敏感只 和压力有关,则配产大小对最终采气量影响不大,而假设高产下具有更强的渗透率应力敏感衰竭曲线,则初期配产对 最终采气量影响较大,并采用图形诊断法进行分析,证实了这种情况下初期低配产气井生产潜能更大,研究成果可以 用于高压页岩气井的合理配产优化。     

蜀南地区DTC区块中二叠统茅口组高产气井地震响应及裂缝预测研究

针对蜀南地区DTC区块中二叠统茅口组储层孔渗条件差、非均质性强的特点,开展了茅口组主力产层段茅三段高产井地震反射特征及裂缝定量预测研究。结合邻区勘探成果,通过对研究区多口高产井的储层精细标定,总结出高产井储层段的地震波形特征为低频强振幅的波谷响应,横向上波谷呈现较强的扭曲错动现象,包括波谷反射不连续,并伴有波形分叉、合并或呈楔形、复波等,为茅口组顶部古风化壳物性横向非均质性强、低速缝洞系统的特征响应。以此为基础,利用基于叠前方位各向异性(AVAZ)技术对茅三段裂缝发育特征进行了预测和刻画,经与钻井、前期叠后裂缝预测结果反复比对,最终认为利用AVAZ技术进行裂缝预测,结果更加可靠,更加适用于蜀南地区海相碳酸盐岩的裂缝预测。 关键词 蜀南地区 茅口组 地震响应 叠前方位各向异性 裂缝预测[基金项目：国家十三五重大专项（编号：2016ZX05052001,2016ZX05047-002-05）、中国石油集团公司重大专项编号：2016E-0604）、中国石油科技创新基金研究项目（2016D-5007-0107）联合资助 第一作者简介：吴仕虎（1981— ）,博士研究生。研究方向：石油地质与地球物理综合研究。E-mail：shihuwu@petrochina.com.cn     

低、无污染基质孔隙型灰岩储层基质酸化增产可行性探索

伊拉克某油田灰岩储层三口低、无污染井基质酸化作业后平均增产幅度仅7%,符合目前业界对此类井酸化提产效果甚微的共识。根据目前碳酸盐岩储层酸化增产机理最新研究,并结合该单重介质储层渗流特征分析以及该储层测井、试井解释结果,对无污染井酸化提产幅度公式进行改进,引入蚓孔参数对提产幅度的影响。然后根据Gadanski等公式计算目标蚓孔长度和提产幅度所需的酸液量,并优化排量形成深穿造主蚓孔酸化设计。现场实验结果表明,三口普通酸化工艺无效或提产幅度低的井在采用深穿工艺后产量均有一定幅度提高。从而通过理论计算以及现场实验证明,对于基质孔隙型灰岩储层,即使是无污染或者污染程度低的油井,采用适当的深穿透酸化造主蚓孔工艺仍可实现一定幅度的提产。     

缝洞型油藏强边、底水窜进油井特征及机理研究

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏部分高产油井具有油井不见水则稳产,一旦见水则暴性水淹、产量呈快速递减
的典型特征,且高产井的水淹对区块稳产的影响重大。针对这一现象,通过水淹高产井生产动态的分析找出了水淹前
的异常信号,并利用井筒节点分析方法和流体力学软件开展了强边、底水窜进机理研究,论证了水淹前异常信号的正
确性。研究得出：强边、底水缝洞单元能量接替可分为纯弹性驱,弹性驱向水驱过渡,纯边、底水驱3 个明显阶段;自
喷井的油压和产量异常波动特征是强边、底水突破井底附近的重要信号;在此基础上,提出了高产井见水风险预警分
阶段控制方法,并在矿场取得较好的运用效果。通过高产井水淹前异常信号的分析,为油田高产井管理和油井实施见
水风险预警提供了依据。     

鄂尔多斯盆地甘谷驿油田低渗透砂岩沉积微相特征及对产量的控制

鄂尔多斯盆地上三叠统长6油层是盆地的主力油层.以盆地东部的甘谷驿油田为例,分析了该油层的沉积微相特征、产量分布特征及其相互关系,认为储层的沉积微相控制油井的产量;研究区(水下)分流河道砂体渗透性好,油井产量高;高产油井在平面上呈条带状分布,与储层的沉积微相展布、渗透率平面展布基本一致.