考虑变应力影响的粗糙裂缝油水两相流动能力数值模拟方法

油水两相相对渗透率和毛管力曲线是表征裂缝中流体流动特性的重要指标。基于侵入逾渗模型,建立一种考虑变应力影响的粗糙裂缝内油水两相流动数值模拟方法。通过蒙特卡洛法构建单条粗糙裂缝模型;利用侵入逾渗模型模拟单条粗糙裂缝中的稳态油-水驱替过程,数值求解毛管力及相对渗透率曲线。通过与Mualem解析模型比较验证模型的准确性。借助裂缝所受有效应力与开度间的解析关系,研究变应力影响下油水两相流动能力的变化规律。结果表明:油-水驱替过程中,随着裂缝有效应力增加,毛管力曲线呈整体抬升趋势,其中油相相对渗透率明显减小,而水相相对渗透率基本不变,同时发现油相开始流动对应的含水饱和度和水相基本失去流动能力对应的含水饱和度均随有效应力的增加而减小。     

三交区块煤层气井产液规律及排采强度

为确定鄂尔多斯盆地三交区块煤层气合理的排采强度,采用理论分析、现场实测的方法,研究三交区块煤层气井产液规律,提出三交区块煤层气井排采强度计算方法.研究结果表明:渗透率直接影响煤储层供液能力,压降传递速度在单相水阶段显著快于气、液两相阶段;地层供液能力与渗透率、降压幅度、煤厚、含水饱和度之间存在正相关关系;计算得出三交区块直井、水平井在单相水产出阶段的合理排水量;随含水饱和度减小,应该相应降低排采强度.该成果对煤层气排采具有一定的参考价值和指导意义.     

水湿油藏油气水三相渗流模拟

针对试验获得多孔介质中油气水三相的渗流参数难度较大、经验模型预测不准确的问题,建立水湿油藏近混相状态下的三相渗流网络模型.利用孔隙级模拟方法分析三相渗流过程中可能存在的3种驱替过程,模拟再现不同的饱和路径,得到油气水三相相对渗透率.结果表明:在水湿油藏中,各种驱替结束后最终的油气水分布均为水相占据小孔隙,气相占据大孔隙,油相占据中间孔隙;三相水湿体系中的水相相对渗透率只是含水饱和度的函数,气相相对渗透率和油相相对渗透率小仅与各自的饱和度有关,还与三相饱和历史有关.     

复合驱流度设计方法研究

应用低界面张力下相对渗透率曲线的处理方法,推导了低界面张力下水相相对渗透率的计算公式。以流度设计的基本思想为基础,结合聚合物的描述方法,建立了复合驱流度设计模型。以胜利油田孤岛中一区Ng3单元为例,研究了控制二元复合驱流度的最小聚合物浓度,并制作了相应的图版。研究结果表明:含水饱和度越大,界面张力越低,控制复合驱流度的最小聚合物浓度越大;复合驱段塞的流度要根据储层的水洗程度和主体段塞降低油水界面张力的程度来设计。     

阿布扎比陆上巨型碳酸盐岩油田CO2混相驱适应性分析及注采优化

阿布扎比陆上Bab油田为巨型碳酸盐岩油田,地质储量250亿桶,纵向上发育的6个油气藏,平均有效厚度(6~50)m,平均渗透率(2~20)m D,孔隙度7%~30%。主力油藏Thamama B于1963年投入开发,先后经历衰竭式和注水开发但处于低含水中等采出程度阶段,其他非主力油藏基本未动用。根据该油田6个油气藏地质特点和油藏参数,进行了EOR技术初步筛选,结合室内物理模拟实验确定的各油藏CO2混相驱压力,证实CO2驱在Bab油田较好的适应性。室内驱替实验研究表明,CO2WAG混相驱可提高采收率25%。无论是否有前期水驱,都是最有效的提高采收率方法。同时,利用Bab油田各油藏相关资料建立数值模型,采用数值模拟方法,研究不同参数的合理区间:气水比范围1∶2~1∶3之间,注入时机为含水小于60%~70%,水平井注采井距和油藏物性及厚度关系密切,范围在(250~750)m之间,CO2注入速度(150~400)t/d,CO2净利用率(3.5~7.6)MSCF/bbl,驱替结束后约50%~60%的CO2滞留在油藏内部。各油藏典型区块模型的预测结果表明,相对水驱开发,CO2WAG混相驱可提高采收率12%~18%,含水下降5%~10%,稳产期延长4~7年。     

三相流体非均匀饱和多孔岩石声学模拟与分析

多孔岩石岩性、孔隙度、渗透率变化,导致流体饱和度在储层中非均匀分布.传统的基于流体均匀混合的双相介质模型不能用于计算流体非均匀饱和岩石的声学性质（纵、横波速度）.依据三相流体Brooks-Corey模型、Gassmann理论和边界理论提出了有效计算中观尺度下非均质多孔岩石三相流体非均匀饱和时岩石声学性质的方法,为研究三相流体非均匀分布对岩石声学性质影响提供理论与方法,并建立了在毛管压力平衡状态下非均匀饱和多孔岩石声学性质与总含水饱和度的定量关系.揭示了不同流体饱和状态下纵、横波速度随总含水饱和度的变化规律.实例模拟分析表明,多种岩性岩石组成的多孔岩石储层三相流体非均匀饱和时,纵波速度随总含水饱和度的变化趋于连续变化,而流体均匀饱和岩石,仅在接近完全含水时,纵波速度有明显变化.流体饱和度分布均匀与否对横波速度没有影响,但岩石三相流体饱和与两相流体饱和时相比,横波速度随总含水饱和度的变化特征更加复杂.     

一种适用于水驱开发全过程的新型水驱曲线推导及应用

常规水驱特征曲线可以较好描述中高含水阶段水驱动态规律,但在特高含水阶段,水驱特征曲线会偏离原来直线关系,进而导致对生产动态的预测分析误差增大。本文对高、特高含水阶段油水相对渗透率比值的对数与含水饱和度相关性进行了重新拟合,得出了一条能够准确描述相渗曲线形态特征的油水相对渗透率比值表达式。在此基础上推导出了一种适用于水驱开发全过程的新型水驱特征曲线,表达式中所涉及的相关参数在高含水和特高含水阶段呈线性相关,通过这种线性相关性的外推,可以方便地实现对生产动态的准确预测。与传统水驱特征曲线相比,传统甲型水驱特征曲线也是本文所提出的新型水驱特征曲线的一个特殊表达形式。最后通过数值模拟对新型注水型曲线的准确性进行了论证,通过胜利油田、大港油田和冀东油田典型区块的生产数据对新型注水型曲线的实用性和先进性进行了验证。研究结果表明,新型注水型曲线与传统曲线相比具有更高的精度和可行性。     

低渗透油藏油水两相启动压力梯度变化规律研究

低渗油藏单相渗流启动压力梯度目前已进行了大量研究,但油水两相启动压力目前研究很少,没有明确的结论.较系统地研究了两相启动压力梯度产生原因及变化规律,从启动压力梯度定义出发研究了两相启动压力梯度的测定方法.用胜利油田天然低渗岩心测定了不同渗透率岩心油水两相启动压力梯度与含水饱和度的关系,通过数据回归建立了油水两相启动压力梯度与渗透率、饱和度之间的经验关系式.实验结果表明:油水两相同时渗流时,两相的启动压力梯度相等,随含水饱和度的增加而呈线性降低的趋势,并且渗透率越低的岩心,降低的趋势越明显.建立了根据岩石的物性预测研究区块两相启动压力梯度的经验方法.     

基于Weibull模型的相渗关系表征研究

针对特低含水饱和度和特高含水饱和度时相渗关系表征误差较大的问题,通过对大量岩芯样品的相对渗透率测定实验数据进行详尽分析,发现水、油相对渗透率比值的自然对数ln（K_rw/K_ro）与标准化后的含水饱和度S_wn的双重自然对数ln（ln 1/SS_wn）之间具有良好的线性关系,两者符合Weibull函数关系。在此基础上,基于Weibull模型提出了一种新的相渗关系表征关系式,并以此为基础改进了相渗分流量方程的拟合计算方法。该方法及由其推导的相渗分流量方程较传统油层物理学方法计算的分流量方程在特低中含水期内能大幅度提高产水率的拟合精度。     

粘度比对稠油-水相对渗透率曲线的影响

相对渗透率是描述多孔介质中多相流的基本参数,也是评价油藏特征、制定开发方案等的重要依据,通常可由室内实验获得。针对胜利油田某区块稠油,本文采用稳态法测定了油水粘度比相同和不同时的稠油-水相对渗透率曲线,并利用核磁共振技术替代传统称重法测定不同时刻的岩心含水饱和度,结果表明：粘度比对稠油-水相渗曲线具有显著影响。当油水粘度比一定时,相渗曲线不随实验条件的改变而变化;随油水粘度比的增大,油相、水相的相对渗透率均大幅降低,两相渗流区变小,等渗点的含水饱和度降低但幅度较小,束缚水饱和度和残余油饱和度增大,其中,油水粘度比为1861的残余油饱和度比40的高出达10.59%,而采收率则低了近20%,说明油水粘度比对残余油饱和度也有很大影响,且残余油饱和度与油相粘度的对数值呈线性关系。     

用J函数提高致密砂岩气层饱和度测井评价精度

低孔渗致密砂岩储层具有孔隙度小、孔隙结构复杂,泥质含量高、束缚水饱和度大等特点。该类储层阿尔奇岩电参数m、n值变化大,电阻率与流体关系复杂,很难用电阻率测井资料据阿尔奇公式求准含气饱和度。通过对致密储层岩样毛管压力曲线形态分类,统计不同毛管压力曲线形态类型的物性特征,最终按孔隙度范围分类建立J函数与饱和度的统计关系。实际应用结果表明,该方法与阿尔奇变m指数法相比计算精度可提高1倍,与孔渗指数方法相比精度也显著提高,且能反映气水界面附近饱和度的变化趋势;为准确求取低孔渗储层饱和度提供了切实可行的测井评价方法,克服了低孔渗储层难以求准饱和度的技术难题。     

特高含水期相渗关系表征新理论与实践

特高含水阶段油水相对渗透率比与含水饱和度半对数关系曲线发生转折，针对传统相渗线性理论难以适用于特高含水期水驱油田开发问题，开展了特高含水期相渗非线性理论研究。采用数学建模方法建立了相渗有理函数，基于局部加权回归理论对参数进行识别，通过构建F-统计量开展拟合优度检验，率先将有理拟合理论应用到特高含水期相渗关系表征。利用贝尔油田、榆树林油田、西峰油田及羊二庄油田实际数据，对比分析传统线性拟合方法、二次多项式拟合方法、指数拟合方法、基于数据变形的线性拟合法，新方法预测精度更高、相关性更强，且能准确反映特高含水期相渗曲线半对数坐标轴弯曲特性；基于新方法的水驱特征曲线预测精度更高、相关性更强。新方法对于改进特高含水期水驱评价方法及开发指标预测具有极强的实用性。     

考虑非达西和气水相渗的页岩气支撑裂缝缝内气相导流能力研究

水平井分段压裂是页岩气有效开采的关键技术之一,压后支撑裂缝成为页岩气渗流的重要通道。页岩气压后产量大,并伴有压裂返排液或地层水的产出,缝内呈现非达西气水两相渗流状态。本文通过修正支撑裂缝导流能力的测试行业标准,建立了气测非达西渗流支撑裂缝导流能力计算模型,通过实验数据证实了考虑非达西效应后导流能力下降幅度约为50%;同时本文基于支撑裂缝气水两相渗流相渗计算公式预测了不同含水饱和度和束缚水饱和度下气相导流能力均呈现不同程度的下降趋势;研究认为页岩气压裂施工设计时不宜采用传统行业标准进行优化,应确定支撑裂缝导流能力的真实值。     

东胜气田致密砂岩储层渗流机理

致密砂岩气藏渗流阻力大,废弃压力高,采收率低,含水饱和度影响显著,明确致密砂岩储层气体的渗流机理对于气藏的有效开发具有重要意义。选取东胜气田致密砂岩储层样品100余块,开展了孔渗测试及其相互关系与分布特征分析;进行了致密砂岩储层在不同含水饱和度下的气体渗流特征实验,计算了单相气体及不同含水饱和度下气体渗流的滑脱因子;测试了样品在不同驱替压力下的气水两相相对渗透率曲线。实验研究结果表明：东胜气田致密砂岩储层覆压渗透率约为常压下测得的标准渗透率的1/10,且普遍低于0.1 mD,孔隙度偏低;滑脱效应受渗透率、孔隙压力、含水饱和度影响明显;干岩心气体临界流态特征明显,小于0.1 mD岩样渗流特征曲线为线性,大于0.1 mD岩样非线性特征明显;含水饱和度对于渗流特征曲线影响显著,随着含水饱和度增加,气体渗流由气态渗流过渡到液态渗流,气相渗流滑脱效应逐渐变弱;驱替压差对残余水饱和度影响大,控制气藏生产压差,防止大压差驱动储层水,导致气井大量产水。渗流机理研究对于东胜致密砂岩含水气藏的合理、有效开发具有重要的基础理论支撑作用。     

东坪基岩气藏气水相对渗透率的确定方法

东坪基岩气藏储层岩性差异大,非均质性强.孔缝发育区岩石松散,无法钻取完整的岩芯,而致密带几乎不渗透,无法通过驱替实验获取相对渗透率曲线,这成为困扰气藏动态分析和开发指标计算的难题.基于水驱气藏物质平衡原理,建立了不依赖水侵量的储层含水饱和度计算方法,避免了水侵量计算方法中的不确定因素,提高了含水饱和度计算的准确性.建立...     

水泥与减水剂相容性的流变学研究

通过考察水灰比、减水剂类型、水泥等因素对水泥与减水剂相容性及净浆流变性能的影响,研究相容性与浆体流变性能的关系,阐述了相容性的流变学含义.研究结果表明:掺减水剂的水泥净浆的流变特征符合一般宾汉姆流型或牛顿流型.Marsh筒法检测的流速是浆体屈服应力和黏度系数的综合反映;饱和点掺量与饱和点Marsh时间分别代表了浆体屈服应力和黏度系数降低至最小恒定值时对应的减水剂最小掺量,以及最小黏度系数的大小.     

裂缝发育的特低渗透砂岩储层特征

 裂缝的发育对特低渗透砂岩储层有重要影响。基于室内实验数据,从孔渗关系、微观孔隙结构、应力敏感性及油水两相渗流等角度对裂缝发育储层的特征进行了分析,结果表明:与裂缝不发育的储层相比,相同孔隙度下裂缝发育储层的渗透率更高,孔隙度10%~20%时,裂缝发育储层渗透率约为裂缝不发育储层的3~5 倍;渗透率相同时,裂缝发育储层喉道半径分布范围更宽,大尺寸的喉道比例更高,主流喉道半径更大,渗透率主要由大喉道贡献;裂缝发育储层应力敏感性更强,有效应力增大引起的渗透率损失约为裂缝不发育储层的2~3 倍;裂缝发育储层束缚水饱和度和残余油饱和度均较高,两相共渗区范围窄,随着含水饱和度的增大,油相曲线急剧下降,水相曲线上凸型快速抬升,且幅度很大,无水采油期很短且期内采出程度低,见水后含水率急剧上升,最终采收率很低。     

基于产出气密度的富气驱气/水交替注入新方法

目前文献报道的各类气/水交替（WAG）注入方法中,采用采收率、TRF（Tertiary recovery factor）、累计净现金流 及NPV 等常用指标来优化段塞方案时经常会得出不同结论,其实质是该类WAG 设计方法本身就忽略了注入气与波 及区剩余油的定量关系。通过富气驱过程中产出气密度变化规律研究,提出了一种高效的富气驱WAG 注入新方法, 即EWAG（Efficiency WAG）定量优化设计各WAG 周期的气段塞、水段塞及WAG 总周期数。在M 油田算例研究中, 与几种常用的WAG 注入方法相比较,EWAG 在采收率、TRF、液化气回采率及累计净现金流等指标上均优势明显。     

一种变系数动态剩余油饱和度方程的构建

油田开发中后期,地下剩余油的评估一直是油田开发的重要工作.当前比较精确的评估工作是在开发区块钻更多的加密井,并利用测量的井曲线进行剩余油评价,但这种方式会增加更多的开发成本.为此,依据油田采油井开采过程中的实际含水率推演地下岩层剩余油饱和度状况有助于油层开采方案的制定.针对岩心样品实验测定的油水相对渗透率反映了产水率与含水饱和度之间的理论关系.依据油水两相渗流理论,应用大庆长垣6口密闭取心井17块岩样的相对渗透率实验数据,研究给出由孔渗参数计算的因次法渗饱公式系数,进而构建由含水率计算含水饱和度的公式.依据该公式可以得出不同孔渗性质的储层,即使产水率一致,储层层内的剩余油饱和度并不相同的规律认识.将研究成果应用于研究区1口新钻加密井剩余油饱和度的预测中,给出了与油藏开发相符合的开采建议,取得好的应用效果.     

特低渗透油藏渗流特征实验研究

目前,国内外对启动压力梯度的研究基本都集中在理论研究层面,实验研究很少.用胜利油田某特低渗透油藏的天然岩心,通过实验研究了水在特低渗岩心中的启动压力梯度及流速—压差关系,束缚水饱和度下油在特低渗岩心中的启动压力梯度及流速—压差关系.通过对实验数据回归,得出了最小启动压力梯度、拟启动压力梯度、最大启动压力梯度及描述流速—压差曲线参数与岩石气测渗透率、流体黏度的经验公式,建立了确定最小、最大启动压力梯度的图版.研究表明,特低渗地层启动压力梯度及描述流速压差曲线的参数与岩石气测渗透率/流体黏度比值有很好的相关性,拟绝对渗透率与岩石气测渗透率有很好的相关性.