侧钻井渗流数学物理模型及解的应用

评价侧钻井对油层的伤害研究是油田需要解决的一项课题.从渗流流态讲,侧钻井是水平井渗流的一种近似,因此不能沿用裸眼井复合油藏试井模型.笔者从侧钻井完井方法入手,建立侧钻井对砂岩储层伤害的不稳定渗流数学物理模型,采用比差分法和有限元法更节时、省力的边界元数值方法求解.然后合理组合相关参数团、绘制标准图版,从而计算出侧钻井引起的表皮系数和污染半径评价大修侧钻井对储层的伤害.     

碳酸盐岩油藏基质酸化水平井表皮因子模型研究（Ⅱ）模型实例分析

借助（Ⅰ）文中所建立的碳酸盐岩基质酸化水平井表皮因子综合模型，考察了来自酸液、油藏以及酸化过程中的一些主要因素对碳酸盐岩油藏水平井基质酸化效果的相对影响。经实例分析发现，当酸蚀孔洞径向等效半径小于或等于储层伤害径向半径时，影响其酸化效果的因素主要有酸液浓度、酸液排量、酸液用量、酸蚀孔洞分形维数、地层孔隙度、地层渗透率非均质变量、最大椭圆污染带水平轴长以及未污染与污染带渗透率比值；而当酸蚀孔洞径向等效半径大于储层伤害径向半径时，影响其酸化效果的主要因素则为酸液浓度、酸液排量、酸液用量、酸蚀孔洞分形维数、地层孔隙度。分析结果可为深入进行油井动态分析、评价水平井基质酸化技术有效性以及优化处理施工提供一定的依据和参考。     

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。     

高速非达西流动定压生产气井试井分析方法

针对定压气井试井中求取高速非达西流动因子的难题,研究了井筒周围气体高速非达西流动影响,推导得出了无限大地层气井定井底流压生产的渗流方程,通过对该方程的处理,并对定压生产气井试井数据进行分析,确定出此类气藏的储层渗透率、非达西流动因子和表皮因子。实例分析表明,对于具备条件进行定流压生产测试的气井,利用该试井分析方法可方便、准确地求取地层参数。     

油气层损害定量分析和评价

表皮系数是识别和诊断地层伤害程度中最重要的参数,它的大小直接反映地层伤害和产能损失情况。根据试井解释模型的假设条件,提出试井解释出的表皮系数必须进行修正分解才能正确地评价储层伤害程度,推导出总表皮数的表达式和每项表皮系数的计算公式,通过实例分析表明地层伤害程度的定量分析是十分有效的,为钻井、完井、试油和增产过程的伤害评价提供了一种可行的办法。     

沁水盆地煤储层参数影响产气量数值模拟

为揭示沁水盆地煤层气储层参数差异性影响产气量规律,采用理论分析和数值模拟方法,研究沁水盆地煤储层参数的差异性,分析产气量对孔隙度、含气量、兰氏体积、渗透率、表皮系数的敏感度.研究结果表明:煤层气储层参数差异性较强,产气量与储层含气量、渗透率呈正相关性,而与储层孔隙度、兰氏体积、井筒表皮系数呈负相关性;产气量对含气量、兰氏体积、渗透率、表皮系数非常敏感;储层保护的关键是减小钻井、固井、完井、压裂工程对渗透率的伤害,降低表皮系数;煤层气开发技术应有针对性地增加渗透率、增加压降区域面积、减少储层伤害.     

低渗致密气藏压裂水平井产能分析与完井优化

基于压裂水平井产能影响因素较多,基于常规产能评价方法的单因素敏感性分析法不能对各因素的影响程度做出综合定量评价,在建立并求解考虑裂缝干扰、裂缝污染表皮系数、裂缝不同分布形式、裂缝与井筒有限导流的压裂水平井产能预测模型基础上,通过正交试验分析得到压裂水平井产能影响因素的主次顺序。研究结果表明:压裂水平井产能影响因素的主次顺序依次为地层渗透率、裂缝污染表皮系数、地层有效厚度、裂缝半长、裂缝条数、裂缝导流能力、水平段长度、井筒半径和裂缝分布形式,其中地层渗透率、裂缝污染表皮和有效厚度对产能的影响尤为显著,而井筒半径和裂缝分布形式对产能无明显影响。对于实际水平井,在储层渗透率、有效厚度和储层规模等因素均无法改变的条件下,应尽量降低作业对储层的伤害,并根据实际地质参数进一步优化裂缝参数,这对提高水平井产量和开发经济效益具有重要意义。     

注水过程中储层深部污染的试井诊断及应用

注水开采原油是目前普遍采用的采油方式,它对保持油层压力,实现油田高产稳产、高效开发发挥着重要的作用。注水过程中由于注入水向地层推进,在储层内会发生物理的或化学的反应,从而导致储层中流体渗流阻力增加和渗透率下降,造成地层污染。通常,人们通过试井手段来进行储层污染评价,但仅限于井筒周围附近地带,试井得到的地层参数反映的也只是近井地带的性质。对于深部储层特性,特别是储层深部污染的诊断却没有深入的研究。从典型的实例出发,分析了储层深部污染在试井曲线上的反映,并定性分析了储层深部污染的原因,得出了用试井手段评价注水过程中对储层深部伤害的方法。实践证明,这种方法切实有效,能有效指导油田注水开发,改善油田注水开发效果。     

水平井储层损害的室内评价方法

针对水平井的特点.通过流动效率的计算.建立了钻井液对水平井锗层损害程度的室内评价方法.根据大量实验结果.提出了计算损害带半径的数学回归模型.使用该模型.并结合岩心受钻井液污染前后渗透率的测定,可计算出表皮系数.运用该方法系统地评价了大港油田女MH-01水平井的储层损害情况.     

粉细砂岩油藏防砂井堵塞规律研究及充填参优化

粉细砂岩油藏的纵向层系较多,层间矛盾严重,出砂堵塞影响提液生产效果。在现有斜直井产能模型的基础上,对筛管、环空充填层、挤压充填层和储层的渗透率细化描述,改进了机械防砂表皮系数公式。通过室内实验分析了防砂体系堵塞规律,认为随着驱替注入量和驱替流量提高,防砂体系堵塞加剧,渗透率最大下降40%。储层颗粒进入套管内,堵塞环空砾石与防砂筛管,导致表皮系数急剧上升,产能下降超过80%。扩大挤压充填半径能够将微粒阻挡在远离井眼的位置,有助于保持油井产能。对分层防砂井充填半径进行优化分析,发现在中低渗透扩大充填半径能够改善层间动用效果。对盘二沙三下区块的防砂井充填参数优化,对渗透率较低的S4层扩大充填半径,措施后油井液量保持稳定,日产油提高9.56 t。     

水平井分段酸化后表皮因子研究新方法

水平井封隔器分段酸化技术作为各向异性油气藏中实现均匀酸化的一种重要增产措施,因而均匀酸化后表皮
因子的研究变得至关重要。以水平气井井筒周围椭圆形污染带为基础,考虑酸液均匀改造污染带以及残酸返排对气
体渗流的影响,将椭圆形伤害带内复合区域渗流问题划分为3 个均质区域内流体的渗流,利用阻力叠加原理获得计算
水平气井分段酸化后表皮因子新方法。实例分析表明：水平气井分段酸化后局部表皮因子沿井筒方向由跟端到趾端
不断减小,且随着酸化半径以及酸化带渗透率的增大不断减小,而随着泥浆垂向最大浸入半径的增大而增大。研究为
水平气井分段酸化表皮因子计算提供了一个新思路。     

水平井产能计算新方法

研究表明,低渗透油藏中存在启动压力梯度及应力敏感效应,且在钻完井及试油过程中,由于钻井液滤失,易导致储层污染。推导了同时考虑启动压力梯度,应力敏感效应及表皮因子的低渗透油藏水平井压力分布及产能公式,运用质量守恒原理及二分迭代法得到水平井产量精确解。并以某油田为例,进一步分析了启动压力梯度,应力敏感效应,表皮因子等因素对水平井产能的影响。最后,对比了几种经典水平井产能计算方法,结果表明运用本文公式计算水平井产量是合理可靠的。     

低渗气井水锁伤害半径研究

水锁伤害是一个长期而持续的过程,评价水锁伤害对低渗气井产能影响时主要通过岩心水锁伤害实验实现。由于实验时间短、岩心长度小等限制,因此无法准确描述作业周期长的低渗气井水锁伤害半径。通过对水锁伤害机理分析,确定影响水锁伤害半径主要因素。结合渗流力学理论将水锁伤害过程近似为毛管束模型的活塞式运动,推导出水锁伤害半径的计算方法;并结合实际井的钻完井和测试资料,进一步验证了计算方法的准确性。运用该方法可以准确计算作业周期长的低渗气井水锁伤害的半径,准确评价其对产能的影响。     

基于集合卡尔曼滤波的非稳态油水相对渗透率曲线计算方法

提出一种基于半迭代集合卡尔曼滤波(EnKF)的自动历史拟合方法用于非稳态油水相对渗透率曲线的计算。进行高温、低界面张力体系作用下油水相对渗透率试验,利用半迭代EnKF历史拟合方法和JBN解析法进行数据处理,研究温度、界面张力对油水相对渗透率的影响。结果表明:利用半迭代EnKF历史拟合方法和JBN解析法所得结果区别较大,但从历史拟合的角度来看,半迭代EnKF方法结果更为合理;随着温度的升高,束缚水饱和度增大,残余油饱和度降低,油相相对渗透率升高,水相相对渗透率降低,相对渗透率曲线右移;随着界面张力的降低,束缚水饱和度和残余油饱和度都降低,油水两相共渗的范围变宽;新方法将驱油机制考虑到数学模型中,得到的相对渗透率曲线更适于在油藏数值模拟、生产优化等方面应用。     

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。     

油水相对渗透率曲线预测模型建立及应用

油水相对渗透率曲线是油藏数值模拟中提高历史拟合精度和准确预测开发指标的关键参数。数值模拟中不同储层物性采用不同的相对渗透率曲线是十分必要的。以目标油田具有代表性的52条非稳态油水相对渗透率曲线为样本,利用交替条件期望方法,建立了束缚水饱和度、残余油饱和度、束缚水下油相渗透率和残余油下水相渗透率等端点值模型,结合油藏归一化平均相对渗透率曲线,形成了油水相对渗透率曲线预测模型。基于所建立的预测模型,可以得到目标油田不同储层物性对应的相对渗透率曲线,并应用于历史拟合过程中。历史拟合结果表明,历史拟合精度尤其是含水率急剧变化段的拟合精度有明显提高。该预测模型可广泛应用于相渗资料丰富的老油田的历史拟合和指标预测过程中,同时也为相对渗透率曲线网格化奠定了基础。     

储层孔隙结构对油水两相相对渗透率影响微观模拟研究

油水相对渗透率曲线是表示两相渗流的重要信息,而储层微观孔隙结构特征是影响相对渗透率的重要因素.结合逾渗理论,采用截断威布尔分布作为孔喉分布函数,模拟初次油驱和二次水驱过程,建立了油水两相流的三维准静态孔隙网络模型.利用建立的孔隙网络模型,研究了水湿情况下储层微观孔隙结构参数如孔喉半径、孔喉比、配位数、形状因子等对油水相对渗透率的影响.结果表明:孔喉半径和孔喉比越大、配位数和形状因子越小,残余油饱和度越大,两相共流区越窄;配位数对非润湿相相对渗透率影响较大,而形状因子对润湿相相对渗透率影响较大.     

相渗曲线对油水两相流数值试井曲线的影响

地层岩石相对渗透率的变化会影响地层中油水的流动,因此对试井曲线形态的影响也很大。用数值试井方法研究了不同相渗曲线对试井曲线的影响,采用PEBI网格技术,给出了在PEBI网格下油水两相流动控制方程的离散形式,并耦合了井筒存储和表皮系数公式,得到了压力降落数值试井问题的产量模型。不同相渗曲线经数值试井模型计算并对比发现,油相相对渗透率的降低或增加,引起地层压力变化的幅度及速度也增加或降低,因此试井曲线也相应地上抬或下掉。对油田的生产具有指导意义。