复杂断块油田中高含水期油水渗流规律研究

针对冀东油田主力油层2个区块天然岩心的3个不同含水阶段,研究复杂断块油田进入中高含水期后储层物性的变化及油水渗流规律。用分形维数表征孔隙结构参数,采用分段拟合回归分析大孔隙与小孔隙的物性差别,绘制含水率与含水饱和度、驱替效率、无因次采油指数采液指数的关系曲线。分析结果表明:随着注入水的增加,孔隙度渗透率增大,稠油油藏孔隙度增加幅度更大,岩石的亲水性增强,大小孔隙的分形维数均减小,岩心非均质性变弱;随着含水率增加,驱替效率增加,高含水阶段增长变缓;无因次采油指数随着含水率的升高而下降,当至高含水期时,稠油油藏采油指数急剧下降,稀油油藏采油指数趋于稳定;稠油和稀油油藏的无因次采液指数均急剧上升,进入水洗阶段,稀油油藏适合整体提液,稠油油藏应在含水80%前提液。     

复杂条件下的低渗透油田生产特征

在考虑了启动压力、毛管力、重力等因素的情况下 ,推导了低渗透油田油水两相渗流时含水率和无因次采油、采液指数的数学模型 ,并分析了上述 3种因素在数学模型中的作用。结果表明 ,对于水湿油藏 ,毛管力和启动压力的存在使含水率和无因次采液指数增加 ,重力则使无因次采液指数降低 ,而对含水率的影响与地层倾角有关。 3种因素均对无因次采油指数无影响。在理论分析的基础上 ,对胜利油区大芦湖低渗透油田的含水率和无因次采油、采液指数进行了实例计算 ,进一步验证了理论分析结果的可靠性     

复杂条件下的低渗透油田生产特征

在考虑了启动压力、毛管力、重力等因素的情况下，推导了低渗透油田油水两相渗流时含水率和无因次采油、采液指数的数学模型，并分析了上述3种因素在数学模型中的作用。结果表明，对于水湿油藏，毛管力和启动压力的存在使含水率和无因次采液指数增加，重力则使无因次采液指数降低，而对含水率的影响与地层倾角有关。3种因素均对无因次采油指数无影响。在理论分析的基础上，对胜利油区大芦湖低渗透油田的含水率和无因次采油、采液指数进行了实例计算，进一步验证了理论分析结果的可靠性。     

毛管压力对低渗透油藏渗流规律和开发动态的影响

为了解决低渗透油田生产过程中出现的采液指数随含水饱和度的增加而下降这个理论上难以解释的问题,通过理论推导和现场生产数据的分析。结果表明:低渗透油田的开发动态与高渗透油田的相比具有明显不同的特征,在低渗透油田中,采液指数随含水饱和度的增加而下降,这不符合一般的渗流规律。根据考虑毛管压力时计算相对采液指数和相对采油指数的理论公式,可以发现造成低渗透油田生产井见水后采液指数急剧下降的原因可能是低渗透油藏的储层岩石结构致密,孔喉半径小,毛管压力大,对两相渗流干扰显著,导致油水两相相对渗透率的下降。该成果从机理上解释了低渗透油田中采液指数随含水率的增加而下降这一宏观现象。     

利用Sigmoid函数表征超低渗透储层的非达西渗流特征

达西渗流产水率模型已难以准确描述超低渗透储层的产液性能,为了准确表征超低渗透储层的产液能力,必须基于非达西渗流特征建立高精度产水率模型.神经元非线性函数Sigmoid的突变性质能较好地描述非达西渗流特征,并可以通过改变系数来控制其突变时间和幅度,因此,引入该函数来构建超低渗透储层的产水率模型.在超低渗透储层,压裂改造措施破坏了油藏状态下含水饱和度与产水率之间的关系;计算方法和实验分析所携带的误差造成计算含水饱和度与油藏状态下含水饱和度之间存在数值差异.分类弥补这一差异之后,利用Sigmoid函数建立的产水率模型计算97口井的产水率,与实际压裂试油的产液数据进行对比分析,相关系数为0.900 4,满足研究区实际勘探开发生产需求.     

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.     

超低渗油藏动态毛管压力研究

毛管压力对储层油水两相的渗流有重要影响。通过实验研究了超低渗储层的渗流阻力特征。在此基础上建立了考虑动态毛管压力的超低渗透储层油水两相渗流数学模型。分析了动态毛管压力的敏感因素和动态毛管压力对油水两相渗流的影响。研究表明:超低渗透油藏毛管压力的动态效应明显。动态毛管压力的τs因数或注入速度越大,动态毛管压力越大;水驱前缘处动态毛管压力最大,动态毛管压力的存在阻碍了油水前缘的推进速度,降低了产油量;对于水湿超低渗透油藏,动态毛管压力使含水率上升更快,而对于油湿性油藏来说,动态毛管压力的存在降低了含水率上升速度。研究成果对于认识超低渗透油层的油水两相渗流规律具有重要意义。     

低渗透油田考虑启动压力梯度计算井网产量

针对低渗透、低丰度油层难以有效开发动用的难题,采用基于非达西渗流条件下的不同井网产量计算模型,作为低渗透油田井网优化设计方法。将动用系数作为衡量低渗透储层动用程度的指标,为井网优化设计提供参考。以某低渗透油田区块为例,结合启动压力梯度,考察了井距、注采压差与油井产量和动用系数之间的关系。研究结果表明,低渗透油田启动压力梯度的存在,井距越大,克服启动压力所消耗的压力越多,动用系数越低,在某低渗透油田区块目前300m井距下无法建立有效的驱动体系,需要减小井距。     

低渗透油田无因次采液指数归一化处理及应用

摘要：根据大庆朝阳沟油田提供的十块岩心相对渗透率曲线数据,首先将其进行归一化处理,得到两种类型的归一化相对渗透率曲线,在此基础上,计算出两种类型的无因次采液指数和含水率关系曲线,并将理论研究应用于实际区块中,对其开发效果进行分析。结果表明,符合第一类无因次采液指数的区块提液能力有限;符合第二类无因次采液指数的区块含水率高于50%以后可以提液,最大提液幅度为初期产液量的1.2倍左右。     

岩心油水两相渗流启动压力梯度实验研究

为了搞清油藏储层油水两相渗流启动压力梯度特点及其影响因素,对不同渗透率岩心水驱油两相渗流的启动压力梯度进行了室内实验测定,根据实验现象和实验结果,分析了产生启动压力的岩心孔隙内部的阻力效应。研究结果表明：气体渗透率小于50×10-3μm2的低渗岩心具有较大的启动压力梯度,且随渗透率降低,启动压力梯度快速增加,岩心内含水饱和度越高,启动压力梯度越大;气体渗透率大于50×10-3μm2中高渗岩心启动压力梯度随渗透率变化不大,且数值较小,随岩心含水饱和度增加而降低;产生启动压力的阻力效应大小和岩石的润湿性、毛管压力、微观孔隙的油水分布状态、固液界面张力及孔喉半径有关。对于低渗透油藏,岩心的润湿指数越大,含水饱和度越高,固液界面张力越大,所产生的油水两相阻力效应越大,岩心启动压力梯度就越大。     

非线性渗流对低渗气藏采收率的影响

 低渗透气藏开发过程中普遍存在非线性渗流,研究非线性渗流对采收率影响对于合理开发此类气藏具有一定意义。选取塔里木某低渗透气藏的岩心开展不同渗透率和含水饱和度条件下的非线性渗流实验,实验表明低渗透气藏存在启动压力梯度和较强的应力敏感性。渗透率越低、含水饱和度越高,启动压力梯度越大,应力敏感性越强,非线性渗流特征越明显。非线性渗流对低渗透气藏采收率有较大影响。启动压力梯度越大、应力敏感性越强的气藏,最终地层废弃压力越高,采收率越低。在低渗透气藏开发部署时,尽量寻找较高渗透率和较低含水饱和度的储层,优先开发。同时,井网加密调整、储层改造、降低含水饱和度也是提高低渗透气藏采收率的有效途径。     

难采油田不同区块储层物性特征及分类评价

 以柴达木盆地3个难采区块为例,针对其储层物性差、注水效果差、微观结构认识不深入等问题,应用恒速压汞、核磁共振及非线性渗流等室内实验技术,对研究区3个主力区块储层的物性特征及微观孔隙结构特征进行了系统研究。在低渗透油田储层分类系数评价方法的基础上,加入表征裂缝发育程度的的评价参数--脆性指数,形成了符合难采油田开发现状的六元分类系数评价方法。研究表明:难采油田储层整体属于典型的低孔、特低渗透储层,不同区块储层物性特征与孔喉特征参数的差异,均归因于储层微观孔隙结构的差异。开展柴达木盆地难采油田相对富集区块的开发潜力分析评价,其分类结果与油田实际开发生产效果相吻合。     

低渗透储层渗流能力模糊综合评价新方法

基于大庆和长庆低渗透油藏开发经验,相同流度的区块渗流能力、开发难度和开发效果迥异。为了分析这种差异产生的原因,从储层微观特征和渗流规律出发,通过对实验规律的总结,引入并论证了主流喉道半径、可动流体饱和度和启动压力梯度作为低渗透储层评价参数的必要性;为了反映储层流体对渗流能力的影响作用,引入影响水驱渗流能力的粘土含量类型和反映原油对渗流阻力影响的地下原油粘度这两个参数,共同组成了低渗透储层渗流能力评价参数体系。建立了低渗透油藏模糊层次化综合评价模型,综合评价结果表明,渗透率相近时,前者的综合评价值比后者综合评价值大,说明前者具有更大的开发潜力和渗流能力,通过对区块单采指数的研究表明,建立的综合评价方法比流度方法能更准确地反映低渗透油藏真实的生产能力,即渗流能力。     

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.     

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。     

低渗透油层注水开发的层间突进研究

低渗透油田层启动压力梯度注水开发应根据储层物性和油水前缘来合理划分层序 ,制定方案更为有效 .针对渗透油层的储层特性 ,利用低渗透储层的渗流理论 ,研究低渗油层注水开发层间突进 ,推导出适合低渗油层注水开发时水驱油的前缘公式 ,并利用推导的公式进行油田实例计算 .结果表明 ,在低渗透油田的开发计算中 ,须考虑低渗透油田储层特性的影响 ,否则会引起较大误差 .得出 ,当启动压力梯度越大时 ,考虑启动压力梯度算出的水驱前缘要远小于不考虑启动压力梯度算出的水驱前缘的结论 .由此给出油田合理开发层系     

水平井单井提液时机选择

提液的真正目的是要达到明显的增油效果.通过综合考虑提液能力和增油效果,借助无因次采油、采液指数分析方法,提出了水平井单井提液时机应选择在无因次采油指数递减较缓,且无因次采液指数急速上升之前的阶段.在现场实际的提液中得到了很好的印证,该提液时机选择方法对现场水平井单井提液可以起到很好的指导作用.     

考虑动边界影响的低渗透油藏反九点水力压裂注采井网数值模拟研究

考虑低渗透地层中因启动压力梯度存在而产生动边界的影响,利用CMG三维三相黑油油藏数值模拟器对开发低渗透油藏的正方形反九点水力压裂注采井网进行了精确的数值模拟。数值模拟结果表明:相对于达西渗流模式等压面足够光滑、整个油藏区块均参与流动,低渗透油藏启动压力梯度为0.2 MPa/m下的等压面(油藏初始压力)空间分布有较大间断性,在远离注水井和生产井的部分区域仍保持了油藏的初始状态,该区域还未参与到油藏的渗流系统中;地层中存在随时间变化的动边界,会降低油田注水的油藏波及体积和原油采出程度。由饱和度的三维空间分布图可以看出:达西渗流模式下的压裂注水效果较好,油水分布比较集中,界面清晰,更接近于活塞式水驱油;而启动压力梯度的存在会使压裂注水井驱油效果变差,油水存在较大的油水混合渗流区域,油水分布比较分散,属于典型的非活塞式水驱油。由绘制的油田开发特征曲线可以得出:启动压力梯度越大,累计产油量越小,累计产油量随时间上升越慢,生产井含水上升越快,日产油量越低;启动压力梯度对低渗透油藏压裂注水开发效果影响显著。     

低渗透油田井距与动用储量百分数关系研究

低渗透油藏开发中,油水渗流时的启动压力现象普遍存在,在开发过程中必须依据油藏的油水启动压力梯度规律来确定合理的注采井距。将启动压力梯度规律与渗流理论相结合,确定了井距与动用储层渗透率下限的关系及井距与动用储量百分数的关系,从而有效指导井网加密调整工作,可为低渗透油田开发确定合理井网密度提供理论依据。     

安塞油田长10储层渗流特征研究

为了全面研究陕北低渗透油田—安塞油田长10油藏渗流机理,解决开发过程中渗流阻力大、注水效果差等问题,进一步改善油田开发效果,应用室内高精度微量泵和高精度压差传感器对长10储层岩心开展了油水渗流特征、水驱油效率、启动压力梯度等多项实验研究,并推导了低渗透油田IPR新方程,结果表明该储层原油的物性非均质性较强,流体渗流不遵循达西定律,存在启动压力梯度且启动压力梯度与储层的渗透率成反比;油水两相渗流特征反映束缚水饱和度较高,油水两相流动范围窄,具有典型的低渗亲水油藏特征,因此可通过降低启动压力梯度、增大生产压差来改善开发效果。