各向异性油藏水平井线性井网渗流场分析

为了直观地反映各向异性油藏水平井线性井网地层压力分布及流体运动轨迹的特点,建立了各向异性油藏水平井不稳定渗流的数学模型,利用源汇理论、Newman乘积法及压降叠加原理获得了各向异性油藏水平井井网不稳定渗流地层压力公式,给出了流线生成方法,研究了水平井线性井网渗流场分布规律。结果表明:储层各向异性和生产时间对水平井线性井网渗流场影响较大。在不同的各向异性强度下存在着不同的最佳井排距,使水驱波及效率和水平井的产能达到最大。生产时间越长,则压力传播范围越广,采出程度越高。利用本文方法产生的流场图能够为各向异性油藏水平井开发井网设计、剩余油分析及注入方案的优化提供科学依据。     

各向异性油藏水平井渗流和产能分析

用拟三维方法分析了各向异性油藏的渗透率主值、主方向和油藏边界对水平井渗流的影响 ,给出了各向异性油藏内水平井渗流的压力场、流场分布及产量的解析解。结果表明 ,水平井的控制储量和产能由水平井方位、各向异性渗透率主值及主方向共同决定。计算产能时不仅要考虑边界点到井位的距离 ,还必须考虑边界点所处的位置。水平井与最大渗透率方向之间夹角越大及各向异性越强 ,则水平井的控制储量和产能越大。水平井筒中的流量分布及水平井所在直线上的压力分布既不受水平井方位的影响 ,也不受渗透率各向异性的影响。当油藏的水平方向尺度远大于其厚度时 ,水平方向渗透率对产能的影响明显大于垂向渗透率。水平井偏离地层的垂向中心位置越远 ,且水平井长度 (相对于地层厚度 )越小 ,水平井的产能越小。各向异性渗透率介质中的等压线不与流线相互正交     

各向异性油藏水平井渗流和产能分析

用拟三维方法分析了各向异性油藏的渗透率主值、主方向和油藏边界对水平井渗流的影响，给出了各向异性油藏内水平井渗流的压力场、流场分布及产量的解析解。结果表明，水平井的控制储量和产能由水平井方位、各向异性渗透率主值及主方向共同决定。计算产能时不仅要考虑边界占到井位的距离，还必须考虑边界点所处的位置。水平井与最大渗透率方向之间夹角越大及各向异性越强，则水平井的控制储量和产能越大。水平井筒中的流量分布及水平井所在直线上的压力分布既不受水平井方位的影响，也不受渗透率各向异性的影响。当油藏的水平方向迟度远大于其厚度时，水平方向渗透率对产能的影响明显大于垂向渗透率。水平井偏离地层的垂向中心位置越远，且水平井长度（相对于地层厚度）越小，水平井的产能越小。各向异性渗透率介质中的等压线不与流线相互正交。     

断块油藏水平井与直井组合井网渗流解析解及其应用

通过坐标转换,将渗透率各向异性断块油藏转换为等价的各向同性断块油藏,分析水平井与直井组合井网及断层边界的变化;基于保角变换方法计算断块油藏水平井和直井组合井网势的分布,并研究组合井网在地层中的流线分布;建立渗透率各向异性断块油藏水平井与直井组合井网的产能计算公式.结果表明:断块油藏部署水平井与直井组合井网时,主流线与水平井的交点位于水平井两端点之间,并随水平井距断层距离的减小而向水平井中心点靠近;组合井网产能公式计算误差小于常用的水平井产能计算公式的,与实际生产数据吻合较好.     

裂缝参数对压裂水平井入流动态的影响

基于拟稳态等效井径模型、裂缝内变质量线性流模型、水平井筒变质量流模型和完井表皮系数模型,根据势叠加与连续性原理,建立压裂水平井裂缝变质量流与油藏渗流的耦合模型,分析裂缝半长、裂缝宽度、裂缝渗透率对水平井筒和裂缝的入流速度及压力降分布、压裂水平井产能的影响.结果表明:随裂缝半长、裂缝宽度、裂缝渗透率增大,水平井段入流速度、产量减小,压裂水平井和裂缝产量增大;裂缝宽度越宽、裂缝渗透率越大,裂缝入流速度越大,裂缝内压降损失越小;越靠近外侧的裂缝入流速度越快,裂缝内压力损失越大.     

水平井注采井网条件下加密水平井产能评价模型

对于以水平井井网整体开发的油藏,后期加密的水平生产井产能评价过程应综合考虑其他油水井的干扰影响。基于镜像反映原理与微元线汇理论,给出任意水平井注采井网条件下加密水平井产能正、负因子的定义,建立任意水平井注采井网条件下加密水平井稳态产能评价半解析模型,在考虑井网内部其他油水井干扰以及井筒内由于井壁摩擦与流体加速度造成的压力降对加密水平井产能影响的前提下,定量分析不同油水井工作制度、不同注采井距对加密水平井产能的影响。应用实例表明:新模型的产能计算结果与实际产能相对误差小于15%,是水平井注采井网条件下加密水平井产能评价的一种有效手段;井网内部油井产能随水井注入量的变化呈线性变化,胜利油田某油藏的合理注采井距应控制在1.0～1.5倍水平段长度。     

基于扩散系数变化的致密储层水平井CO2吞吐产能预测模型

针对致密油油藏水平井CO2吞吐产能预测缺少合适计算模型的现状.通过建立CO2扩散区和非扩散区的复合流动模型,考虑原油在不同区域的黏度差异,提出了水平井CO2吞吐单井产能预测解析模型,推导出基于CO2扩散影响的致密油藏水平井产能预测的数值模型.研究表明:无因次扩散距离与扩散系数和扩散时间均呈正相关;采油指数与扩散系数呈正相关,增加幅度随扩散系数的增大而减缓.对单一扩散系数而言,井距越短采油指数越大,并随黏度不断降低而单调增加;水平井的井距和水平段长度对采油指数影响较大.通常情况采油指数随扩散半径的增大而单调增加,井距越小扩散半径对采油指数的影响越大;采油指数与水平段长度呈正相关,水平段长度为350 m的采油指数是长度为100 m的2.52倍.水平井水平段长度越小扩散半径对采油指数的影响增大.     

水平井二维稳定渗流场分析及应用

通过保角变换把水平井二维渗流场转换为直井二维渗流场,分析水平井二维稳定渗流场,推导出水平井二维稳定渗流场中的渗流速度参数方程,进而根据水平井产能公式和水平井二维稳定渗流场中的渗流速度参数方程优化水平井水平段长度和水平段方向。通过绘制水平井和垂直注水井不同方位组合的一注一采井网流线分布图,优化水平井和垂直注水井的最佳相对位置。结果表明,常规薄层油藏的水平井生产井段长度不宜大于100 m。应用水平井开发具有气顶或边水的油藏时,水平段应与油藏的构造线相平行,使水平井二维渗流场中的主流线方向避开气窜方向和边水锥进方向;在水平井和垂直注水井一注一采井网中,通过对比流场分布图明确垂直注水井的最佳位置在水平井的中垂线上。     

裂缝性稠油油藏水平井产能预测模型及分析

 基于分形理论, 用裂缝宽度分维和迂曲分维表征裂缝线密度和裂缝性储层等效渗透率。将储层水平井井筒周围流体流动状态划分为内外两个区域:内部渗流区为垂直于水平井段的平面径向流和水平井两端的球面向心流, 外部渗流区为平面椭圆渗流区。基于质量和动量守恒方程, 建立二区耦合稳态渗流数学模型, 推导出裂缝性稠油油藏水平井产能公式。计算结果表明, 缝宽分维越大, 裂缝线密度越大, 基质-裂缝等效渗透率越大;迂曲分维越大, 等效渗透率越低;水平井长度的增加, 会提高裂缝性稠油储层水平井的产能;幂律指数大于0.75 时, 对产能的影响逐渐增大, 且随着幂律指数的增大, 产能逐渐增大;启动压力越大, 水平井产能越低, 且随着启动压力梯度的增加, 产能降低的幅度也在增加。     

鄂尔多斯盆地长7致密油体积压裂水平井产能预测研究

致密油储集层致密,孔隙结构复杂,孔隙度小,渗透率低,储集层微裂缝发育,采用体积压裂后形成复杂缝网系统,水平井单井产量大幅提高。目前的水平井产能公式很难适应于体积压裂水平井产能的预测。以鄂尔多斯盆地长7致密油为例,利用体积压裂水平井与直线无限井排直井的相似性,忽略了水平井筒内流体阻力的影响,将各条压裂缝之间的干扰问题转化为直线无限井排直井之间的干扰问题,依据势的叠加原理,推导出体积压裂水平井稳态产能公式。在推导过程中,考虑了储层的有效厚度、压裂改造后油藏等效渗透率、流体的黏度、水平井水平段长度、压裂段数、压裂段间距和井底流压等因素对水平井产能的影响,使水平井产能计算结果更加合理和符合实际。利用所推导的计算公式,结合鄂尔多斯盆地长7致密油特征,分析了影响水平井产能的几个重要因素,得出了水平井最佳压裂段间距和合理流压,其结果对致密油体积压裂水平井的设计具有一定的指导意义。     

水平井、直井联合开发压力场及流线分布研究

针对目前大庆长垣外围低产低效水平井比例较高，亟待开展水平井井组剩余油分布特征规律研究等问题，开展了水平井、直井联合开发注采井网流线和压力分布特征研究。应用源汇理论及压力叠加原理，建立直井、水平井、压裂水平井以及直井与水平井联合开发压力场模型，采用Euler方法对模型进行了求解，模拟了二注、三注和四注3种井网形式的压力场和流线分布。研究表明，不同完井方式水平井组压力场和流线分布特征主要规律一致；水井位于正对水平井的边井位置处，水井与水平井之间易形成线性推进；水井位于非正对水平井的角井位置处，不易形成线性推进，形成大面积的低压力区域；压裂水平井特别之处在于，水井非正对水平井时外侧裂缝压力梯度场大于内侧裂缝。通过与实际井组数值模拟研究的剩余油结果对比，进一步验证了研究结论的准确性，最终达到指导水平井组剩余油分布特征研究及开发调整的目的。     

反九点井网不同井型对海上油田聚合物驱油效果影响实验研究

在内置微电极三维平面均质岩心模型上进行物理模拟实验,对比研究了反九点井网条件下直井和水平井对开采效果和剩余油分布的影响。在均质条件反九点井网(一注三采)中,边井之一采用水平井开发,水平井所控制的泄油面积大,区域内的剩余油较直井开发动用程度高,水平井单井最终采收率比相同位置直井单井最终采收率高了2.53%;但是整体上改善开发效果不明显。为了进一步研究不同井型对开发效果及剩余油分布的影响,利用数值模拟技术研究了非均质条件下不同水平井布井方式对驱油效果以及剩余油分布的影响。研究结果表明,非均质条件下采用水平井与直井组合开发,效果要好于单纯采用直井开发的模式。不同的水平井布井位置提高采出程度的幅度及动用剩余油的范围又有所差异。当水平井位于低渗带时,能够大范围动用直井开发时不能动用的低渗带剩余油,降低剩余油饱和度,提高采出程度相对较高。当水平井位于中渗带时,能够一定程度上提高采出程度,虽然提高了中渗带剩余油的动用程度,但大部分低渗带的剩余油仍然没有动用。当水平井同时位于中、低渗带时,提高采出程度的幅度小于低渗带为水平井的方案,而大于中渗带为水平井的方案。     

不同注采方式的流场计算模型及物模验证

针对不同注采方式（直井水平井一注一采、水平井一注一采、水平井两注一采）流场分布问题,开展了不同注采方式下流场数学计算模型和物理模拟研究。采用保角变换和镜像反映原理,建立了不同注采方式流场数学模型,推导出势函数和流函数数学表达式,得到不同注采方式内部等势线和流线分布图。通过开展不同注采方式下水驱油物理模拟实验研究,对不同注采方式流场计算模型计算结果进行对比验证。结果表明,不同注采方式流场计算模型计算结果与物模实验结果具有很好的一致性。直井水平井一注一采内部流场表现出一定的线性流,水驱波及面积较常规直井注采方式有所增大。水平井一注一采内部注采井间流线呈线性流,与直井水平井一注一采相比,流线控制的面积增大,驱替效果更好。水平井两注一采内部水平生产井跟端和趾端附近流线较为密集,水平生产井中部位置附近流线相对稀疏易形成滞油区。     

水平注水井和垂直采油井联合井网产能计算

针对长庆低渗油藏,水平井从单井开发逐渐转为水平井和直井联合井网开发中直井产能研究较少的问题,从实际开发需要出发,以水平注水井和垂直采油井联合五点井网为例,运用保角变换、镜像反映法以及复势叠加原理,理论上推导出联合井网中直井的产能方程,运用数值模拟方法对联合井网的直井产能进行了模拟计算。将理论计算公式和数值模拟结果相结合,引入修正系数对计算公式进行修正,方程修正后计算值和油田实际产能基本一致。同时研究了水平井长度对井网产能的影响。对水平井联合井网开发油田有一定指导意义。     

水平注水井与直井联合井网见水时间研究

为了寻求一种简单、有效的计算水平注水井与直井联合井网的见水时间的方法,将水平井简化为具有等效井筒半径的直井,考虑水平井与直井联合布井水驱油的非活塞性,运用等值渗流阻力法将渗流区划分为3个阻力区,推导出了五点法、七点法和九点法水平井与直井联合井网的油井见水时间的计算公式和修正公式。计算结果表明,井网的见水时间随水平井长度的增加而缩短;相同的井距和生产条件下,五点法井网的见水时间要长于九点法和七点法井网;随水平井与水平方向夹角的增大,五点法井网的见水时间缩短,七点法井网的见水时间先增加后缩短,九点法井网的见水时间增加;油藏和流体参数对井网见水时间影响不大。     

一种用于井筒及近井区流线模拟的半解析方法

随着对低渗油、致密油和致密气等非常规油气藏的勘探与开发,井筒及近井区的渗流特征研究成为重点。相较于传统的数值模拟方法,流线模拟方法将三维问题解耦为沿流线的一维问题,具有计算速度快和模拟结果可视化程度高等优点。但是,到目前为止流线模拟技术大多应用在全油藏中,对于井筒及近井区的流线模拟研究较少。提出一种在井筒及近井区进行流线模拟的半解析方法,采用具有对数径向间距的极坐标系统,在较近的区域采取较小的径向步长,能够更准确地捕获到近井区的流动特性。研究井筒及近井区渗透率的非均质性和不同完井方式对流线几何形状的影响。研究结果表明,行业标准的流线模拟方法Pollock方法不能精确模拟射孔井中的流线路径,半解析流线模拟方法是目前已知的唯一可以在井筒及近井区进行流线模拟的方法,并且在压力分布等方面优于Pollock方法。     

底水油藏水平井水淹动态的数值模拟研究

针对多数底水油藏水平井水淹动态规律研究未考虑井筒压降的情况,在探讨考虑井筒压降必要性的基础上,利用数值模拟方法,研究考虑井筒压降时不同因素影响的水淹动态规律。结果表明:见水时间和无水期采油量随水平井产量的变化呈幂指数关系,随水平段长度的增加呈线性增加,随油层厚度的增加呈现"上翘"的非线性关系;隔夹层渗透率对水淹规律的影响只表现为完全不渗透隔夹层和无隔夹层,不存在半渗透隔夹层;当隔夹层的长度大于水平井筒长度时,隔夹层面积越大抑制底水脊进的效果越好。     

底水油藏中水平井的水锥问题

在不变流线的假定下研究底部注水时底水油藏中水平井的水锥问题。利用特征线方法,求得了描述两相流体二维渗渗流的拟线性双曲型偏微分方程的解,给出了水锥的形成和发展以及水平井水淹的全过程。本文的结果可看作是著名的Ｂｕｃｋｌｅｙ──Ｌｅｖｅｒｅｔｔ理论在二维情形下的推广。