水平井注采井网合理井间距研究

为解决水平井注采井网合理井间距问题,从水平井渗流理论出发,运用拟三维思想,采用保角变换的方法,利用势叠加原理推导了水平井注采井网稳态压力分布公式,得到水平井注采井网渗流场图。根据水平井单井控制面积与井间距的关系,推导了水平井井网井间距计算公式。分析认为:水平井井网井间区域中心附近存在难动用区,井间区域内可动用面积大小与注采井距、水平段长度、井间距有关。在此基础上,提出了水平井井网合理井间距的确定方法,对水平井注采井网在油田开发中的应用,特别是开发方案的设计提供了理论基础。     

无限导流水平井动态压力分布研究

针对水平井渗流中一系列问题,以单井作为研究对象,从渗流力学基本理论出发,围绕物理数学模型,综合渗流力学、油藏工程、现代数学等多学科交叉的方法,研究了无限导流水平井的非稳态渗流理论。在此基础上推导了顶底封闭油藏中无限导流水平井的线源渗流模型及体源渗流模型。得到其在时间域、空间域上的动态压力分布。     

分支水平井产能公式研究进展

分析了分支水平井的7个典型产能公式.对比发现,王卫红公式、李?公式均为程林松公式的特例;蒋廷学公式比程林松公式更加准确.通过理论分析和实例运算,验证了齐成伟公式在外部渗流阻力部分的重要突破.进一步分析发现,齐成伟公式的外部渗流阻力部分自相容,科学严谨.最后,考虑到各种附加阻力,得出了完整的产能公式.     

热采井简变质量流与渗流耦合的数值模型

在"微元段"假设的基础上,提出了"交错网格"和"等效渗透率"概念,建立了热采水平井井筒单相和多相变质量流的等效渗流模型以及井筒变质量流与油藏渗流耦合的水平井产量公式.根据质量守恒和能量守恒方程建立了井筒变质量流与油藏渗流耦合的数学模型.利用该模型进行了热采水平井开采机理研究,研究认为(1)水平井井筒内的压降影响水平井生产动态,忽略井筒内的压降将使计算的产油量和油汽比偏高;(2)水平井的产油量主要来自水平井筒的始端,对于一定的具体条件(油藏条件、水平井参数等),存在一个水平井段的最优长度.     

大庆外围油田压裂水平井参数优选及渗流特征

 压裂水平井已成为开采特低渗透油藏的重要手段.为深入了解压裂参数及渗流规律对水平井开发效果的影响,针对大庆外围某特低渗透油藏水平井开发的实例,应用特低渗透非线性渗流理论,建立了考虑非线性渗流的数学模型,给出已钻水平井的最优压裂参数,研究了不同渗流规律下压裂水平井的渗流特征.结果表明,在水平井水平段长度、压裂缝长一定的条件下,裂缝条数和裂缝间距对开发效果的影响显著;裂缝条数越少,裂缝间距对水平井产能影响越大;裂缝条数大于3条,裂缝间距的影响减小;对比了达西渗流规律和考虑启动压力梯度的非线性渗流规律下压裂水平井的渗流特征,非线性渗流模型计算的水平井产油量较低,见水后含水上升速度较快,剩余油饱和度较高;非线性渗流模型中注水井井筒附近和主流线附近的压力等值线密集,能量消耗大,压力梯度高,水平井井筒附近压力梯度较大,但低于直井;非线性渗流模型的地层渗透率与压力梯度呈正比关系.     

多裂缝非稳态产能模型与计算方法研究

本文研究了水平井在穿越多条裂缝条件下的地层渗流规律.根据油气藏渗流力学理论和能量守衡定理,结合气体的性质,建立了气藏压裂水平井地层非稳态渗流和水平井筒管流耦合的计算模型,由于裂缝是跳跃的,用函数进行刻画,并给出了模型的求解方法.     

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。     

分段多簇压裂水平井渗流特征及产能分布规律

为了直观反映分段多簇压裂水平井渗流特征,在优选了水平井合理压裂段数的基础上,利用流线模拟方法,研究了分段多簇压裂水平井流线场、压力场及饱和度场分布特征,分析了裂缝产能的分布规律.研究表明:整个渗流区域先后经历了裂缝附近线性流、裂缝附近拟径向流和油水井连通后的拟径向流3个渗流阶段;剩余油一部分分布在压裂裂缝段与段之间的低压区无法驱替,另一部分则分布在注水井与注水井之间的压力平衡区;端部外侧缝汇集着大多数流线,是水平井产油/液的主要来源;水平井端部裂缝见水早,含水上升快.     

影响水平井射孔完井产能的多因素分析

针对影响水平井射孔完井产能的各个参数,开展了多因素分析,模拟水平井真实射孔的条件,建立了地下渗流场的三维物理模型和流体渗流的连续性方程及其相应的数学模型,推导出了有限元求解的变分方程;对该变分问题的求解应用了大型有限元分析软件ANSYS,通过实体建模、材料定义、网格剖分等步骤,获得了求解水平井射孔完井产率比PR的新方法;运用二次回归的正交组合设计方法,对各个参数进行了敏感性和多因素分析,得到影响PR的重要性排序。编制了相应软件进行水平井射孔参数的优化设计。在塔中16井区采油方案编制和辽河油田射孔完井水平井中得到应用,取得了良好的效果。     

底水驱油藏水平井锥进的油藏工程研究

利用镜像反映和势的叠加原理，对底水驱油藏水平井稳定渗流问题进行了研究，得到了水平井流场分布，渗流速度，产能以及油井见水时间的计算公式，对水平井产能及见水时间的影响因素进行了分析，其结果和方法对水平井油藏工程设计和理论研究上有一定的指导意义。     

水平井注蒸汽传热和传质分析

利用质量守恒、动量守恒和能量守恒的原理.推导了水平井注蒸汽过程中.水平井段内汽液两相变质量流的数学模型,并用数值解的方法计算了水平段内蒸汽质量传递和热量传递的规律.结果表明,在注汽参数一定的情况下.水平井段各处吸入蒸汽数量和热量并不相等.蒸汽压力沿井筒变化不大.但干度变化较大.一定完井条件和油藏条件下.随注汽参数的改变。会有三种情形发生:(1)蒸汽只能达到水平井的上半部而不能到达井底;(2)蒸汽刚好到达水平井的井底;(3)蒸汽到达井底后仍有剩余.为了充分利用水蒸汽.因此.必须保证蒸汽注入参数、井结构和油层的互相协调.提出了通过布孔来实现水平井均匀吸汽的建议.并提出了布孔设计方法.     

存在供给边界油藏水平井产能分析

保角变换方法是一种求解稳定的平面流动问题的有效方法。应用保角变换方法,将水平井三维流动简化成水平面和垂直面的两个平面流动,推导出了油层底部和顶部存在供给边界油藏水平井流量公式;并分析了偏心距和储层非均质性对水平井产能的影响。结果表明,偏心距对水平井产能影响较小,当δ/h小于0.3时,偏心距对垂直平面流量变化影响不超过5%;而储层非均质性对水平井产能影响与水平方向和垂直方向液流阻力相对大小有关。当水平方向液流阻力大于垂直方向液流阻力时,水平井产能随kv/kh增大而减小;当水平方向液流阻力小于垂直方向液流阻力时,水平井产能随kv/kh增大而增大。     

低渗油藏中含启动压力梯度水平井生产动态

水平井渗流为三维流动,远比垂直井的渗流复杂,因而水平井的压力产量公式往往非常复杂,为了简化,进行了一些理论分析．在没有边界影响的情况下,水平井生产时在地层中形成的等压面是一个旋转椭球面．从水平井椭球流态出发,用平均质量守恒方法,在椭圆坐标内分析具有启动压力梯度的低渗油藏中水平井的生产动态．包括稳态条件下,即椭球供给边界油藏、底水油藏中的近似压力分布和产能公式,分析了启动压力梯度对原油生产的影响：１．生产压差一定时,启动压力梯度越大,水平井的产量越低,且启动压力梯度的影响与水平段的长度平方成正比,２．存在启动压力梯度时,水平井产量随井长的增加呈变斜率增长,当启动压力梯度很大时,存在最佳水平井长;以及水平井在具有启动压力梯度的双重介质油藏中的不稳定渗流压力近似公式,并绘制了相应的试井理论图版,分析了启动压力梯度的影响,在启动压力梯度为零时,经过与精确解对比,表明近似解是适用的．所得到的所有公式均有常规项（不考虑启动压力梯度时的公式）和启动压力梯度项组成,形式简单,易于理解和应用．     

基于离散裂缝模型的复杂裂缝系统水平井动态分析

针对目前人工压裂裂缝存在倾斜、分支及不对称分布等情况,提出复杂裂缝系统下水平井渗流数值计算方法。首先对裂缝系统进行显式处理,分别建立基岩和复杂裂缝系统的数学模型,利用有限元方法对模型进行求解,并基于离散裂缝模型对裂缝系统进行显式降维处理,以减少数值计算量。与Odeh和Zerzar模型对比验证数值算法的正确性,并对复杂裂缝系统下的水平井进行计算。结果表明:压裂水平井除常见的4种流动形态(不包括外边界),早期还可能存在裂缝内的径向流动;定产量生产时早期裂缝内径向流动不再出现,且外部裂缝产量所占比例增大;水平井定井底流压生产时,裂缝分支增加了储层改造体积,能大幅度提高压裂水平井产量。     

STUDY ON PRODUCTIVITY OF HORIZONTAL WELLS WITH SEGMENTAL PERFORATION BASED ON PSEUDO STEADY-STATE FLOW

Segmental perforation is widely used for horizontal wells. However, the flow of fluid in porous media is a complex problem. Using the Fourier transform, principle of potential superposition, trigonometric function transform, asymptotic analyses, a pressure solution of a pseudo steady-state flow model in 3D circular-boxed media has been established. Comparing with the productivity of vertical wells, an equivalence radius model can be obtained. Based on the model, a method of evaluating the productivity of segmental perforation horizontal well is presented by means of principle of superposition. It shows that the equivalence radius is different for various positions of horizontal wells; the output of both ends of horizontal wells is greater than the others under the same length of perforation interval; it is more important to obtain high productivity by increasing the length of perforation interval than enlarging the spacing between perforation intervals. The result of this research can be used to ascertain the yield of each perforated interval.     

水平井井筒与气藏流动耦合数值模拟研究

水平井技术不断发展与成熟,已经成为动用地质储量行之有效的方法,并逐渐在气藏的开发中广泛应用。随着水平井研究的不断深入,有大量学者认为,水平井井筒流动与直井有着明显区别。水平井水平段的流动是变质量流动,井筒与储层之间存在流动耦合。在水平井产能设计中不能忽略井筒损失的影响。近年来数值模拟技术不断完善,主流模拟软件已经推出模拟结果的三维显示功能。利用数值模拟软件,研究水平井井筒与储层的流动耦合,使理论公式计算与研究成果展示结合起来,能够更直观地认识渗流规律。主要应用Eclipse软件中的多段井模拟技术,以实际区块的水平井数据为基础,研究井筒损失对水平井的影响以及井筒与气藏的流动耦合规律,认为水平井井筒的紊流是影响水平井产能的主要因素,投产初期控制产气量,维持较低的生产压差,可以延长无水采气期,提高开采效果。     

双重介质油藏水平井试井分析方法

水平井开发双重介质油藏比直井能取得更好的开发效果,已为油田开发的实践所证实。水平井试井分析是油藏类型识别及求取地层参数的重要手段。考虑井筒储集和表皮效应的情况下,建立了双重介质无限和盒型封闭油藏中水平井三维渗流的数学模型,利用拉普拉斯变换获得了数学模型的解,并对一口实例水平井的试井资料进行了分析,获得了裂缝渗透率、表皮系数、井筒储集系数、弹性储容比和窜流系数,结果表明,所提出的理论和方法是可行和实用的。     

低渗透稠油油藏水平井极限动用范围

低渗透稠油储层具有明显的启动压力梯度,油藏储量动用受到更多条件的限制。基于低渗稠油油藏基本渗流特征,首先通过稳定逐次逼近法分析衰竭开发不稳定渗流过程,得到考虑启动压力梯度影响的直井渗流方程基本解;在此基础上,利用保角变换方法,建立考虑启动压力梯度影响下水平井在三维空间上的压力分布和驱替压力梯度分布计算模型;根据油藏开发的要求,提出考虑启动压力梯度影响时衰竭开发方式下水平井储量极限动用范围的确定方法,包括平面上的极限动用半径和垂向上的极限动用厚度。基于实际油田参数计算和分析表明,水平井在水平平面上的极限动用半径较大,而在垂向平面上的极限动用厚度较小;只有同时考虑水平井在水平平面和垂向平面上的极限动用范围,才能合理部署水平井开发井位,提高油藏储量动用程度。     

致密气藏多级压裂水平井生产动态机理分析

为准确预测致密气藏多级压裂水平井在非线性渗流和复杂裂缝下的生产动态特征,通过双重连续介质-离散裂缝耦合模型对原始致密储层和水力压裂裂缝系统流动特征进行刻画并构建综合渗流数学模型,采用非结构三维四面体网格和控制体积-有限元方法建立全隐式数值模型,并通过修正Peaceman方法建立复杂压裂水平井数值井模型,从而获得准确的数值解。开展含水饱和度、应力敏感系数、压裂裂缝压开程度和空间非对称分布等关键参数对X致密气藏某区块压裂水平井生产动态的影响因素分析。研究表明,该模拟方法能准确预测致密气藏压裂水平井生产动态特征,为致密气藏的高效开发提供理论支撑和计算工具。     

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。