缝洞型油气藏室内试井模拟实验研究

针对塔里木油田缝洞型碳酸盐岩油气藏,运用相似理论,在室内采用大型中间容器模拟溶洞,填砂细管模拟裂缝,设计了单溶洞、单缝单洞、串联双溶洞和串并复合几种室内实验模型,并使用高精度压力监测仪和流量计分别记录节点压力与气体流量,根据计算机采集的压力恢复数据,绘制压力恢复试井的双对数曲线。实验结果表明,双对数曲线大致反映了3个流动过程,即前期井储效应过程,裂缝流动过程,溶洞流动过程,其中凹子反映了压力波在溶洞内的来回扰动过程。因此,该室内模拟实验能够准确反映流体在裂缝和溶洞中的流动情况,从而为现场试井解释提供可靠依据。     

大尺度溶洞型油藏压力响应特征

由于多重连续介质模型无法有效模拟大尺度溶洞与地层流动过程,需要建立新的缝洞型油藏试井解释模型研究非均质缝洞型油藏流体流动规律。将溶洞简化为一个等势体,内部压力处处相等,溶洞外流体流动满足达西定律,利用溶洞质量守恒建立了含大尺度溶洞缝洞型油藏数学模型,基于直接边界元方法对数学模型进行了求解。绘制了溶洞压力导数曲线及井底压力双对数曲线和井底压力导数曲线,研究发现,溶洞在井底压力导数曲线双对数图上反映的是一个先上凸后下凹的特征,溶洞半径越大,井底压力曲线上凸下凹幅度越大;溶洞离井距离越大,井底压力导数曲线上凸出现的时间越早。相同溶洞半径情况下,离井距离越小溶洞压力导数峰值越大;相同溶洞离井距离情况下,溶洞半径越大,压力导数峰值越小。     

串珠状缝洞型碳酸盐岩储层压力变化特征研究

目前的缝洞型碳酸盐岩储层模型建立主要以多重介质、渗流、管流或渗-管流结合等理论为基础,但是当储层内具有大尺度溶洞时,多重介质、渗流理论不能准确表征宏观缝洞储集体。当储层内具有大开度裂缝时,其内部流体流动特征与平板流特征更为接近。因此,需要建立以裂缝平板流与宏观非均质性理论为基础的储层模型。根据气体物质守恒方程与流体力学方程,推导了更接近于真实大型裂缝中气体流动特征的平板流动模型,建立了串珠状缝洞型碳酸盐岩气藏储层的宏观非均质数学模型,并通过数值方法求解出该模型定产量生产时井底压力与各溶洞压力数据。绘制出了溶洞压力导数半对数曲线和井底压力双对数曲线。压力导数双对数曲线可以分为4段：井筒储集反应段、裂缝反应阶段、溶洞反应阶段和边界反应阶段。随后,分别研究了各类缝洞参数对压力导数双对数曲线形态特征的影响。研究表明,不同的缝洞参数会影响压力导数双对数曲线上相应阶段的形态特征。     

井打在大尺度裂缝上的缝洞型油气藏试井模型

大尺度的碳酸盐岩缝洞型油气藏,常规试井分析的方法受到实际地质特征的限制,简化的模型有时不能满足求解要求。针对此问题,建立了基于线性流考虑缝洞特征尺度的井打在裂缝上的边缝洞试井解释模型,利用拉普拉斯变换和改进的Stehfest数值反演(AWG)求解并在MATLAB中编程绘制了双对数典型曲线。通过对典型曲线进行敏感性分析,得到其规律如下:溶洞半径主要影响了裂缝过渡段和溶洞响应阶段,其半径越大,在裂缝过渡段压力导数曲线形态不变但向下平移,其溶洞响应段波谷越深;储容比在更大程度上决定了溶洞弹性膨胀能量的大小,同时也影响了流体从裂缝中流入井筒的启动时间即流速,储容比越大,井储和表皮效应阶段启动时间越早,溶洞响应段波谷越深;裂缝系统渗透率与裂缝和溶洞系统渗透率之和的比值决定了流体在裂缝中的流动能力,其值越小,典型曲线向右平移,井储和表皮效应阶段的启动时间越晚。通过VB编程,利用该模型的典型曲线对塔里木油田某井的现场数据进行了拟合,其拟合效果较好,对特征参数的解释结果也比较符合该井的实际地质资料。     

变井筒储存的三重介质油藏试井解释方法研究

建立了由基岩系统、裂缝系统和溶洞系统组成的三重介质油藏的试井解释模型 ,采用Laplace变换进行求解 ,并给出了考虑变井筒储存和表皮效应的压力计算方法。讨论了介质间窜流、弹性储容比及变井储参数对压力响应的影响。在半对数曲线上出现 3条直线和 2个台阶 ,双对数导数曲线表现为 2个下凹部分 ,分别表示裂缝系统和基质孔隙系统向溶洞系统的窜流。提出了利用遗传算法进行自动拟合的试井解释方法 ,并编制了实用软件。实例分析结果表明了该方法的可靠性和实用性     

变井筒储存的三重介质油藏试井解释方法研究

建立了由基岩系统、裂缝系统和溶洞系统组成的三重介质油藏的试井解释模型,采用Laplace变换进行求解,并给出了考虑变井筒储存和表皮效应的压力计算方法。讨论了介质间窜流、弹性储容比及变井储参数对压力响应的影响。在半对数曲线上出现3条直线和2个台阶,双对数导数曲线表现为2个下凹部分,分别表示裂缝系统和基质孔隙系统向溶洞系统的窜流。提出了利用遗传算法进行自动拟合的试井解释方法,并编制了实用软件。实例分析结果表明了该方法的可靠性和实用性。     

塔中碳酸盐岩水平井酸压效果评价研究

塔中奥陶系缝洞型碳酸盐岩油气藏近年来投产井中,多数井均采用水平井结合分段酸压完井投产模式,对于水平井分段酸压实质性效果以及酸压后储层渗流特征,仍缺乏相应评价研究.本文通过模拟酸压过程井底压力变化,利用裂缝净压力拟合分析,判断人工裂缝沟通天然缝洞体特征.利用分段酸压各段酸压完时井底压力与累计注入量关系,识别水平段有效沟通几个天然缝洞体.结合压力恢复不稳定试井双对数曲线特征诊断,评价酸压后储层渗流特征.最终评价出酸压未沟通、沟通大型、沟通小型和沟通亏空天然缝洞体4类模式,并建立分段酸压各段井底压力与累计注入量典型模型,归纳出酸压后2类水平井试井双对数曲线特征:曲棍球棒状(沟通天然缝洞)和典型水平井曲线(未沟通天然缝洞).为评价该区块水平井是否发挥能控制多套缝洞体井型优势以及后续措施提供理论指导.     

大尺度溶洞裂缝型油藏试井新模型

针对常规试井模型解释结果与大尺度缝洞型油藏地质特征不相符问题,以一个缝洞和两个缝洞为例,建立了拟稳态条件下的流动方程,采用Laplace变换和逆变换,得到实空间的解析解。研究结果表明：单个缝洞与封闭均质油藏中一口油井条件下拟稳态流动阶段的试井曲线相同;两个缝洞条件下压力导数曲线在早期为开口向下的抛物线,在双对数图版上,压力-时间双对数曲线在早期和晚期都表现为斜率为1的直线段,早期末出现了与常规双重介质模型相似的凹形曲线段,晚期没有水平直线段。将模型用于塔河某缝洞单元做试井分析,解释结果与地质模型一致。     

井打在溶洞外的缝洞型油藏数值试井模型

 缝洞型碳酸盐岩油藏多发育大尺度的溶洞和裂缝, 非均质性极强。这类油藏不能使用常规的连续介质理论描述。根据缝洞型碳酸盐岩油藏的特征, 结合地震、地质等资料, 建立了井未钻遇溶洞的缝洞型碳酸盐岩油藏数值试井物理数学模型。利用有限元方法对模型进行求解并绘制了试井样版曲线, 对影响井底压力动态的主要因素进行了分析。研究表明: 当井打在洞外时, 由于洞内的渗透性远优于洞外地层, 压力导数曲线后期出现明显下掉, 溶洞的尺寸主要影响压力导数曲线的下掉幅度。模型解释结果与实测数据对比分析表明, 该试井模型具有较高的预测精度, 能够为碳酸盐岩油藏的试井分析提供理论指导。     

缝洞型油藏离散介质网络数值试井模型

针对多重介质试井模型不符合缝洞型油藏网络状分布、非均质性极强的地质特征,建立了新的试井模型,将大尺度溶洞（流体主要的储集空间）视作零维模型,裂缝、孔洞发育的条带状地层（沟通溶洞的渗流通道）作为控制流体流动的一维模型,从而构成离散介质网络（DMN）模型。用有限差分法建立了缝洞型油藏离散介质网络油水两相数值试井模型,对渗流通道的储渗性能、大尺度溶洞的容积和距测试井的距离等因素对测试井压力响应特征的影响进行了研究。结果表明：缝洞型油藏试井压力导数曲线上类似“凹子”的特征是由大尺度溶洞向渗流网络的窜流造成的。实例分析表明,新模型解释结果与缝洞型油藏地质特征一致。     

油水两相渗流压降数值试井模型的建立

数值试井问题不同于常规油藏数值模拟问题。介绍了数值试井模型中采用的非结构网格技术 ,给出了在非结构网格下油水两相流动控制方程的离散形式 ,而后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。将压力法与数值试井模型进行了对比校验 ,发现随油井的生产 ,压力导数曲线呈上翘趋势。通过计算结果对比 ,对原压力法提出的无量纲方法进行了修正。修正后的双对数曲线均可与同参数的单相流双对数曲线重合 ,边界反应也可以从两相流的压降试井曲线中获得。     

油水两相渗流压降数值试井模型的建立

数值试井问题不同于常规油藏数值模拟问题。介绍了数值试井模型中采用的非结构网络技术,给出了在非结构网络下油水两相流动控制方程的离散形式,而后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。将压力法与数值试井模型进行了对比校验,发现随油井的生产,压力导数曲线呈上翘趋势。通过计算结果对比,对原压力法提出的无量纲方法进行了修正。修正后的双对数曲线均可与同参数的单相流双对数曲线重合,边界反应也可以从两相流的压降式井曲线中获得。     

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。     

缝洞型碳酸盐岩油藏大尺度试井新方法

试井技术是认识油气藏、评价油气藏动态、完井效率以及措施效果的重要手段。塔河缝洞型碳酸盐岩油藏储集体特征形态各异,存在大型溶洞、裂缝和溶蚀孔洞,常规试井分析采用三重介质模型。针对塔河缝洞型碳酸盐岩油藏开发过程中生产井压恢曲线较少的问题,根据试井思想,利用Blasingame生产数据分析法提出了基于"生产曲线"的缝洞型油藏时间大尺度试井分析方法。     

一种三重介质溶洞与溶孔尺寸界线的确定方法

缝洞型碳酸盐岩油藏中单相及多相流动常采用双重介质或三重介质的数学模型进行模拟,这类油藏的储集空间包括溶洞、裂缝和基质3种类型.裂缝系统是流体流动的主要通道,溶洞和基质中的溶孔和微裂缝是流体主要的储集空间.一个值得研究的问题就是如何从渗流力学的角度定义溶洞和溶孔.本文的目的是建议一种溶洞与溶孔尺寸界线的确定方法.这一方法首先设定三重介质的缝洞概念模型;对三重介质单相水平径向流动问题进行研究,采用Laplace变换和数值反演求解,通过压力导数曲线分析三重介质的流动特征;最后根据压力导数曲线上溶洞到裂缝的拟稳态串流期临近消失的临界状态,确定溶孔与溶洞的尺寸界线.     

煤层气试井注入压降法模拟实验

 煤层气开发首先需要通过试井分析来反演地层参数,而注入压降法是煤层气开发过程中最常用的试井方法。为进一步扩展注入压降法在煤层气试井中的适用性,尽量在煤层气试井过程中获得更多的地层信息,提高试井解释合格率,通过室内模拟实验的方法研究了注入压降法试井新方法。首先建立了室内模拟实验装置,通过控制注入流量的变化,获得井底压力时程变化曲线,与现场试井得到的井底压力曲线形式一致,证明室内模拟实验能够复现现场试井过程。实验首次提出并采用一次试井过程中多级流量注入的方法,获取井底压力不同阶段的变化曲线,结果表明,多级变流量注入时井底压力增加的幅值与注入流量的增加呈非线性关系。实验模拟过程可控制注入流量,充分反映井底压力变化,以此获得更多的数据资料,为后续试井资料解释提供更充分的信息,以便提高试井解释准确率和合格率。同时还可通过控制和改变地层参数(如渗透性)进行实验,从而在已知地层参数前提下,达到校验试井理论解释模型的合理性和准确性的目的。     

三重介质油藏压力动态分析的边界元法

油藏形状对井底压力动态响应有着显著的影响,为了研究任意形状三重介质油藏的压力动态,本文首先建立了由基岩系统、裂缝系统和溶洞系统组成的任意形状的三重介质油藏试井解释模型.利用Laplace变换和边界元方法获得油藏内任意点的压力,进而由杜哈美原理得到了考虑井筒储存和表皮效应的井底压力.讨论了介质间窜流、弹性储容比、复杂边界以及油藏内存在不渗透区域等因素对压力响应的影响.分析表明,溶洞—裂缝窜流系数越大,半对数压力曲线上第一个过渡段出现得越早,双对数压力导数曲线上第一个下凹部分出现得越早;基岩—裂缝窜流系数和溶洞—裂缝窜流系数类似,只是其影响压力响应曲线的第二个过渡段;裂缝弹性储容比的大小控制着第一个过渡段持续时间的长短,表现为压力曲线上第一个过渡段台阶的宽窄和压力导数曲线上第一个凹兜的深浅;油藏的边界条件对油藏的压力动态存在明显影响,与定压边界条件相比,分段定压边界条件明显延迟了压力导数曲线下掉的时间;不渗透区域的存在使得压力导数曲线上第二个凹兜变浅,晚期径向流段抬升,偏离了0.5水平线.     

导流能力不均匀的部分压开垂直裂缝试井分析方法

考虑水力压裂不能完全压开厚层,压裂后支撑剂无法到达裂缝尖端,缝内导流能力分布不均匀,采用两段导流系数定量表征裂缝内不均匀的导流能力,建立了导流能力不均匀的部分压开垂直裂缝试井模型。运用Laplace变换求解渗流方程,获得考虑井筒储集效应与表皮效应的井底压力解,绘制典型曲线图版,模型参数敏感性分析表明:裂缝内不均匀分布的导流系数会影响井底压力响应特征,差异程度取决于裂缝两端导流系数比。压力与压力导数在双对数曲线上会出现斜率介于0.25～0.5的特征直线段。用本文提出的模型对新疆油田某油井试井解释表明实际储层厚度大于压裂厚度,为进一步改善压裂效果和提高解释精度提供了依据。     

双洞型碳酸盐岩油藏试井分析研究

基于弹性理论和达西定律,针对双洞缝型碳酸盐岩油藏进行理论分析,建立了简化的试井模型,通过Laplace变换与逆变换的方法求得井底压力表达式,并对影响压力特征曲线的主要因素进行分析,结果表明：地下原油粘度主要影响压力曲线和压力导数曲线早期直线段的长短;溶洞体积相对大小主要影响压力曲线和压力导数中期下凹段的凹曲幅度;裂缝渗透率主要影响压力曲线的早期直线段斜率和压力导数曲线的截距大小。     

裂缝性油藏分段压裂水平井试井模型研究

建立了裂缝性油藏分段压裂水平井试井模型,模型分水力裂缝区域与储层区域两部分,水力裂缝基于离散裂缝模型降维处理,储层区域使用双孔双渗模型表征,使用伽辽金有限元方法进行求解,最后通过编程计算绘制了压力动态曲线,并对曲线的形态特征及影响曲线的因素进行分析.研究结果表明:压力动态曲线分为双线性流、裂缝径向流、椭圆流、拟径向流、窜流及边界反映6个流动阶段.裂缝间距越大,裂缝径向流持续的时间越长;裂缝条数越多,消耗的压差越小;弹性储容比越小,窜流形成的"凹子"就越宽越深;窜流系数越大,"凹子"形成的时间就越早.研究结果不仅丰富了试井模型,而且可为裂缝性油藏分段压裂水平井试井解释提供科学依据.