各向异性油藏水平井渗流和产能分析

用拟三维方法分析了各向异性油藏的渗透率主值、主方向和油藏边界对水平井渗流的影响，给出了各向异性油藏内水平井渗流的压力场、流场分布及产量的解析解。结果表明，水平井的控制储量和产能由水平井方位、各向异性渗透率主值及主方向共同决定。计算产能时不仅要考虑边界占到井位的距离，还必须考虑边界点所处的位置。水平井与最大渗透率方向之间夹角越大及各向异性越强，则水平井的控制储量和产能越大。水平井筒中的流量分布及水平井所在直线上的压力分布既不受水平井方位的影响，也不受渗透率各向异性的影响。当油藏的水平方向迟度远大于其厚度时，水平方向渗透率对产能的影响明显大于垂向渗透率。水平井偏离地层的垂向中心位置越远，且水平井长度（相对于地层厚度）越小，水平井的产能越小。各向异性渗透率介质中的等压线不与流线相互正交。     

裂缝性稠油油藏水平井产能预测模型及分析

 基于分形理论, 用裂缝宽度分维和迂曲分维表征裂缝线密度和裂缝性储层等效渗透率。将储层水平井井筒周围流体流动状态划分为内外两个区域:内部渗流区为垂直于水平井段的平面径向流和水平井两端的球面向心流, 外部渗流区为平面椭圆渗流区。基于质量和动量守恒方程, 建立二区耦合稳态渗流数学模型, 推导出裂缝性稠油油藏水平井产能公式。计算结果表明, 缝宽分维越大, 裂缝线密度越大, 基质-裂缝等效渗透率越大;迂曲分维越大, 等效渗透率越低;水平井长度的增加, 会提高裂缝性稠油储层水平井的产能;幂律指数大于0.75 时, 对产能的影响逐渐增大, 且随着幂律指数的增大, 产能逐渐增大;启动压力越大, 水平井产能越低, 且随着启动压力梯度的增加, 产能降低的幅度也在增加。     

垂直压裂水平井非稳态条件下的产能分析

应用Green函数和Newman积原理,推导出垂直压裂水平井在非稳态条件下生产时的压降公式,建立压裂水平井井筒与油藏耦合的新模型,并给出求解方法.实例计算结果表明:水平井的产量随时间是不断减小的,经过一定时间,流动达到拟稳态;井筒内存在一定的压力降;摩阻对压裂水平井生产动态有一定影响;水平井长度对产量有一定的影响,而且水平井长度存在最优范围;各条裂缝产量不相等,裂缝条数存在最优范围.     

稠油油藏水平井热采吞吐产能预测新模型

针对普通稠油油藏水平井热采吞吐产能预测缺少合适计算模型的现状,通过建立加热区和未加热区的复合流动模型,考虑加热区和未加热区原油黏度的差异,研究了水平井单井热采吞吐产能预测的解析模型,推导了水平井热采吞吐相对于冷采的产能增产倍数计算公式。研究表明,增产倍数主要受加热半径、油层厚度和水平段长度等因素影响。以渤海N油田热采水平井典型数据为基础建立机理模型,通过数值模拟得到不同吞吐轮次的加热半径,在此基础上,利用新模型计算了不同吞吐轮次的产能增产倍数,预测第一轮吞吐的增产倍数为1.6倍,该值与渤海N油田10口热采吞吐水平井第一轮吞吐效果评价结果吻合程度较高。     

低渗透油藏压裂水平井的非稳态产能研究

应用Green函数和Newman乘积原理,推导出压裂水平井在非稳态条件下生产时的产能计算公式,并给出求解方法。实例计算结果表明：压裂水平井产能随时间逐渐减小;裂缝越长,产能越大;随裂缝条数增加,产能增加幅度变小;水平井压裂时,尽量靠近两端进行压裂,裂缝之间的距离尽可能大。研究成果对低渗透油藏压裂水平井的优化设计具有重要的指导意义。     

低渗透油藏中水平井的非稳态产能研究

用水平井开发低渗透油藏可以建立有效的驱替压差,提高单井产能。正确预测低渗透油藏中水平井的产能对水平井的优化设计具有重要意义。针对低渗油藏的特征,考虑启动压力梯度,建立了低渗透油藏中水平井开发时的不稳定渗流数学模型,采用拉普拉斯变换及数值反演技术,得到低渗透油藏中水平井的非稳态产能,并分析了无因次井底压力和无因次产量的变化规律及影响因素。研究成果对低渗透油藏水平井的开发具有重要的指导意义。     

稠油油藏中水平井试井分析新方法

本文研完了稠油油藏水平井试井中幂律流体的流动规律。利用弹性压力波传播理论,导出了试井计算近似式。并与其它解法进行比较,符合得较好。按该理论方法还可以导出垂直井、压裂井的试井计算式。     

鱼骨型水平井产能计算公式推导

根据等值渗流阻力方法和水平井产能计算公式推导了鱼骨型水平井产能计算公式。利用所推导的公式对实际油井产能进行了计算,并与实际生产数据进行了对比。结果表明,计算精度能够满足工程计算的需要。     

各向异性油藏水平井渗流和产能分析

用拟三维方法分析了各向异性油藏的渗透率主值、主方向和油藏边界对水平井渗流的影响 ,给出了各向异性油藏内水平井渗流的压力场、流场分布及产量的解析解。结果表明 ,水平井的控制储量和产能由水平井方位、各向异性渗透率主值及主方向共同决定。计算产能时不仅要考虑边界点到井位的距离 ,还必须考虑边界点所处的位置。水平井与最大渗透率方向之间夹角越大及各向异性越强 ,则水平井的控制储量和产能越大。水平井筒中的流量分布及水平井所在直线上的压力分布既不受水平井方位的影响 ,也不受渗透率各向异性的影响。当油藏的水平方向尺度远大于其厚度时 ,水平方向渗透率对产能的影响明显大于垂向渗透率。水平井偏离地层的垂向中心位置越远 ,且水平井长度 (相对于地层厚度 )越小 ,水平井的产能越小。各向异性渗透率介质中的等压线不与流线相互正交     

复杂结构水平井产能关系研究

通过分析多底井油藏内的渗流特征,建立了复杂结构井的概念,并对影响复杂结构井的产能因素进行了正交数值实验研究.结果表明,分支水平井的分支长度和分支井数是影响产能的主要因素,二者的影响程度相当,增加分支长度或分支井数均可以增大泄油范围,进一步增加油井产能.有限导流条件下复杂结构水平井的产能关系呈非线性特征,不同分支井条件下的产能增比与分支井数和分支长度组合数呈指数变化特征.复杂结构井的产能关系式能够涵盖常规水平井,具有水平井产能关系的一般性特征.     

一种新型稠油水平井注汽方法

针对水平井在注汽过程中,由于水平井段长,吸汽不均致使受热井段短,采收率低的问题,进行稠油水平井均匀注汽技术研究。根据分层注水原理,将单点注汽完善为多点注汽,通过孔眼限流,调整注汽剖面,保证水平段均匀受热,提高加热效率。应用油田统计数据,给出孔眼个数确定数学表达式,根据热学理论,建立水平段蒸汽干度分布模型及地层吸收热量与蒸汽干度降低损失热量平衡方程,确定了注汽孔眼直径,同时在注入工艺上进行改进,保证蒸汽正常注入。目前该技术已成功地在大庆油田第一口稠油水平井中应用,放喷阶段产油为该区块平均单井产油的7.3倍。测温曲线表明,水平段温度分布得到了很好的改善,实现了均匀注汽。     

低渗油藏垂直裂缝井产量递减规律

 油气藏改造时受地层复杂地应力的影响,压裂形成的垂直裂缝通常关于井筒不对称或裂缝左右两翼不在同一平面。针对垂直裂缝的特征,基于不稳定流理论,应用势理论、势叠加原理和数值分析方法,推导出低渗油藏垂直裂缝井产量动态预测模型,并利用实例分析了油井产量动态递减规律。结果表明,低渗油藏垂直裂缝井产量递减规律表现为油井初期产量较高,油井产量递减速度较快,而中后期油井产量进入缓慢递减阶段;裂缝非对称率对油井产量变化的影响较小,在开发初期,不共面夹角对油井产量变化的影响较大,油藏非均质性强弱对油井产量变化影响显著;裂缝长度越长,裂缝导流能力越大,油井产量越高,产量递减速度越快;随着裂缝长度和导流能力增加,产量增幅逐渐变小。     

稠油油藏水平井侧向重力水驱技术研究

针对常规水驱开发稠油油藏效果较差的问题,提出了顶部注水水平井侧向重力水驱技术。在水平井注水室内评价实验基础上,分别从纵向和平面上分析了稠油油藏水平井侧向重力水驱的驱油机理,认为侧向重力水驱技术能够充分利用注入水和底水能量,提高油藏纵向动用程度,同时加大油藏的水驱波及系数和局部驱油效率。以某底水稠油油藏为概念模型,对水平井侧向重力水驱注采井网和生产层位进行了优化研究,得到最优的注采井网形式、注采井距和水平段走向,获得不同底水体积大小和韵律特征下生产井无因次避射高度优化图版和无因次射孔井段长度优化图版。为指导同类油藏实施水平井侧向重力水驱井网设计和纵向射孔层段设计提供了标准和依据。     

页岩油水平井产量变化定量表征模型

页岩油水平井生产动态变化规律复杂,常规方法难以实现全生命周期的生产动态预测。为此,以吉木萨尔页岩油水平井为例,通过分析一口典型水平井自喷期生产动态曲线,将生产过程划分为焖井阶段、快速上产阶段、产量快速递减阶段和低产稳产阶段等4个阶段,并以此为基础,引入见油时刻、峰值产油量、峰值时间及平均递减率4个特征参数,推导建立页岩油水平井定量化表征模型,结合SPSA算法,实现全生命周期生产动态曲线的拟合、预测与参数解释反演。研究结果表明,峰值产油量和平均递减率对生产动态曲线影响较大,而见油时刻和峰值时间影响较小。运用提出的定量化表征模型及曲线拟合优化算法,进行了实例应用,证明了模型的适用性,也表明该模型可作为一种切实可靠的方法为现场提供页岩油水平井生产动态预测。     

蒸汽吞吐水平井注汽强度优化设计与应用

通过油藏数值模拟方法研究了蒸汽吞吐方式下注入蒸汽对水平井的作用机理。认为注汽参数中,注汽强度的大小直接影响到水平段加热半径扩展的范围、井筒的吸汽状态和水平段有效加热长度;同时注汽强度还决定了后期的蒸汽作用方向。通过典型油藏离散化数值模拟模型的注汽强度计算,针对性地提出蒸汽吞吐水平井在不同油藏条件下,合理注汽强度的优化设计原则,并在现场开展了增大注汽强度试验,应用后取得了较好的效果。     

定量化评价稠油油藏泡沫油采收率影响因素

以往对于泡沫油采收率影响因素的研究多限于定性描述,通过设计10组稠油衰竭实验,定量化地研究了降压速度、溶解气油比、原油黏度对泡沫油采收率的影响。根据实验结果,运用多元回归,建立了无因次泡沫油采收率(Re D)与无因次降压速度(Δpr D)、无因次溶解气油比(Rs D)和无因次原油黏度(μD)之间的数学表达式,得到了临界降压速度、临界溶解气油比和临界原油黏度分别为0.004 MPa/min、5 m3/m3、72 m Pa·s。得到lnΔpr D、lnRs D和lnμD对lnRe D的影响权重分别为0.548、0.257和0.195。由此可知,在泡沫油开发中,提高降压速度对提高泡沫油采收率最有效。这对于稠油油藏确定合理的开发操作策略,实现经济高效开发具有重要指导意义。     

裂缝性稠油油藏幂律流体蒸汽吞吐水平井压力动态分析

根据天然裂缝性油藏发育特征、稠油幂律特性以及水平井蒸汽吞吐开采过程中的流体分布特点,分蒸汽波及区和稠油区分别建立了双重介质幂律流体复合油藏水平井的渗流数学模型:蒸汽波及区内的流体为牛顿流体,符合达西定律;稠油区内为幂律流体,为非达西渗流。采用Laplace变换、Fourier有限余弦积分变换等方法对该模型进行解析求解,得到了井底压力的拉氏空间解,并利用Stehfest数值反演方法将拉氏空间解转换为真实空间解。研究表明:裂缝性稠油油藏幂律流体蒸汽吞吐水平井的压力动态复杂,最多会出现9个不同的流动阶段;当压力在牛顿流体区域(内区)内传播时,径向流动阶段压力导数曲线为水平线;在幂律流体区域(外区)内传播时,径向流动阶段的压力导数曲线为互相平行的倾斜直线,直线的斜率由幂律指数决定。     

低渗浅薄层稠油油藏水平井注氮技术研究

为了研究低渗浅薄层稠油油藏水平井注氮技术,以某区块为例,探讨了氮气辅助蒸汽吞吐的机理,并利用数值模拟方法优化设计了注氮参数。结果表明：氮气辅助蒸汽吞吐的作用机理主要包括隔热作用、增能作用、助排作用和解堵作用;随注氮量的增加,累积产油量逐渐增加,但是相对增油量、相对换油率和折算油汽比逐渐减小,最佳的混注比为60:1左右;太早或太晚注氮效果不佳,宜从第4周期开始每间隔一个周期注氮气;采用大段塞且先注氮气后注蒸汽的注氮方式效果最好。     

稠油热采垂直井筒热量损失计算模型与应用

在稠油热采井注蒸汽阶段蒸汽干度和注蒸汽速度是影响其成功与否的主要因素,准确计算沿井筒的热量损失是评价注蒸汽效果的关键.从干度的定义出发结合两相垂直漂移流动模型,按井筒深度和注蒸汽时间分段,建立了稠油热采井垂直井筒热物性参数和热量损失速率模型.模型计算得出的热物性参数对比现场实测数据误差在5％以内;在同一井深注蒸汽时间的增加会导致热量损失速率降低,但对沿程热物性参数影响较小.