碳酸盐岩油藏基质酸化水平井表皮因子模型研究(Ⅰ)理论模型建立

水平井开采技术是近年来广泛用于页岩薄层、低渗透等复杂油藏开采的一种主要方法.然而,如何全面考察来自油藏、酸液及酸化过程中的一些主要因素特别是难于用一般方法描述的酸蚀孔洞形成和生长的随机因素对酸化处理效果的影响,则是碳酸盐岩油藏水平井基质酸化技术设计和效果评价时所遇到的难题之一.通过首次综合考虑当代分形理论研究的新成果——酸蚀孔洞形成和生长过程中的分形与分维特征、水平井地层伤害沿水平井筒的椭圆柱体分布形态以及水平井油藏渗透率各向异性特性,提出了一种碳酸盐岩油藏水平井表皮因子综合模型,从而为上述问题的探讨在一定程度上提供了理论基础和可能途径.     

碳酸盐岩油藏基质酸化水平井表皮因子模型研究（Ⅱ）模型实例分析

借助（Ⅰ）文中所建立的碳酸盐岩基质酸化水平井表皮因子综合模型，考察了来自酸液、油藏以及酸化过程中的一些主要因素对碳酸盐岩油藏水平井基质酸化效果的相对影响。经实例分析发现，当酸蚀孔洞径向等效半径小于或等于储层伤害径向半径时，影响其酸化效果的因素主要有酸液浓度、酸液排量、酸液用量、酸蚀孔洞分形维数、地层孔隙度、地层渗透率非均质变量、最大椭圆污染带水平轴长以及未污染与污染带渗透率比值；而当酸蚀孔洞径向等效半径大于储层伤害径向半径时，影响其酸化效果的主要因素则为酸液浓度、酸液排量、酸液用量、酸蚀孔洞分形维数、地层孔隙度。分析结果可为深入进行油井动态分析、评价水平井基质酸化技术有效性以及优化处理施工提供一定的依据和参考。     

碳酸盐岩储层水平井靶向酸化研究及应用

水平井极大增加了油层泄油面积,具有直井无法比拟的优势。但是,油藏强非均质性给有效布酸带来了巨大挑战。结合中东地区碳酸盐岩油藏的开发现状,系统梳理了水平井酸化所面临的关键技术难点。针对油田不同开发阶段,提出了水平井的靶向酸化技术思路,推导了水平井三维径向酸化数学模型,模拟分析了不同布酸方法对水平新、老井酸化效果的影响。研究表明,针对水平(新)井酸化,基于钻井伤害特征的靶向布酸效果优于均匀布酸、物性布酸和锥台布酸;当达到相同酸化效果下,靶向布酸至少能够节约10%酸量;5口新井采液指数分析表明,靶向布酸能够提高新井酸化投产效果。针对水平(老)井酸化,采用局部酸化能够有效实现均衡水平井产液剖面目的;对于局部低渗层段改造,采用1.5 in.(1 in.=2.54 cm)连续油管进行定点喷射酸化,能够形成深穿透酸蚀蚓孔;7口老井酸化前后对比分析表明,靶向布酸能够大幅提高水平井重复酸化效果。     

酸化返排液/原油乳状液的破乳脱水研究

 酸化返排液与原油混合可形成稳定性强的乳状液,影响原油的脱水及原油沉降罐的安全运行.通过室内实验考察温度、破乳剂加量、pH 值及降黏剂加量对乳状液黏度和破乳效果的影响,并采用显微镜观察不同阶段乳状液微观形态变化.实验表明:酸化返排液与原油混合成的乳状液其黏度随温度升高先急剧下降,后平缓下降,在温度低于40℃时乳状液稳定性较强,温度50~60℃时,随着温度升高,乳状液脱水率上升幅度不大,综合选取破乳温度为50℃;添加破乳剂有利于降低乳状液黏度,但效果不明显,破乳剂加量越大,乳状液破乳效果越好,当破乳剂加量达到150 mg/L 后,随破乳剂用量加大,乳状液脱水率上升幅度不大,综合选取破乳剂加量为150 mg/L;调节酸化返排液pH 值至6.0～7.0 有利于乳状液破乳,pH 值越高,油水界面变得棱角分明,脱出水的原油结构更加紧密;加入降黏剂后,乳状液脱水速度明显加快.研究结论对指导油田酸化改造后,井口初期返出的乳状液实施破乳具有借鉴作用.     

水平井产能计算新方法

研究表明,低渗透油藏中存在启动压力梯度及应力敏感效应,且在钻完井及试油过程中,由于钻井液滤失,易导致储层污染。推导了同时考虑启动压力梯度,应力敏感效应及表皮因子的低渗透油藏水平井压力分布及产能公式,运用质量守恒原理及二分迭代法得到水平井产量精确解。并以某油田为例,进一步分析了启动压力梯度,应力敏感效应,表皮因子等因素对水平井产能的影响。最后,对比了几种经典水平井产能计算方法,结果表明运用本文公式计算水平井产量是合理可靠的。     

各向异性油藏定向井表皮因子计算方法研究

为了研究定向井近井地带储层渗流规律对表皮因子的影响,采用坐标变换方法将渗透率各向异性介质转换为各向同性介质,建立了适应于各向异性油藏任意井眼轨迹的定向井裸眼完井表皮因子计算模型。在此基础上,应用该模型研究了由于井斜和储层污染产生的表皮因子随井斜角、方位角的变化规律。计算分析表明：在各向异性油藏中,定向井的井眼轨迹对表皮因子具有重要影响。井斜角的减小会导致井斜产生的表皮因子增加,而井斜角、方位角的减小均会导致储层污染产生的表皮因子增加。该模型适用范围广泛,能够为进一步研究定向井的产能提供依据。     

暂堵酸化试验研究

本文提供了一种暂堵剂酸化试验研究方法。对暂堵剂的油溶性、粒度分布及在酸液中的稳定性和暂堵剂与酸液的配伍性进行了试验分析,采用特殊设计的暂堵酸化试验仪器,分别研究了暂堵剂对岩芯的暂堵效率,在产出液中解堵效率,及不同渗透率岩芯的暂堵分流效率．模拟实际酸化过程的注酸顺序,进行了暂堵酸化试验研究。结果表明,采用DZ-1暂堵齐,其油溶性好,在酸液中表现为惰性,与酸液及添加剂配伍性好,并联岩芯酸化时能有效地暂堵分流,使低渗透岩芯吸酸量增大,均匀改善了各不同渗透性岩芯的最终渗透率,提高了酸化效果。结果分析表明,采用暂堵剂酸化技术可有效地解决渗透率差异较大的多层油藏均匀吸酸,均匀解堵问题,而无需进行其它分层措施,是一项值得推广的砂岩酸化新技术。     

微胶囊固体硝酸酸化液实验研究

固体硝酸酸压是近年来新发展起来的酸化技术,借鉴水力压裂微胶囊延迟破胶技术,先将固体硝酸微胶囊化,再用水基液携带固体酸颗粒带入地层裂缝,在裂缝中释放出H⁺,对地层实现深     

页岩气井返排早期气水两相流研究

目前存在的早期单相流返排的数学模型适用于致密油气储层,却不适用于页岩气储层,这是因为页岩气井早期返排阶段不存在单相流,而是气水两相流。利用北美某页岩气储层压裂水平井的返排数据分别绘制气水产量随时间的变化曲线和气水比随累积产气量的变化曲线,气水产量曲线在早期返排阶段气水同产,表明裂缝中存在自由气的消耗;而气水比曲线根据斜率的正负将返排分为两个阶段,并针对曲线的“V型”进行原因分析。针对气体早期返排阶段,建立裂缝系统物理模型,运用物质平衡方程和扩散方程,推导得到页岩气井早期两相流返排数学模型,数学方程表明：等效压力与拟时间成线性关系。应用现场实例对数学模型进行分析,结果表明,该模型能够较好地拟合现场数据,拟合得到的直线斜率可用于估算原始裂缝体积,截距可以给出裂缝半长和裂缝渗透率之间的关系。本文创新性地对返排数据进行调研分析,在此基础上得出适用于现场估算裂缝参数的返排数学方程,从而为认识裂缝特征提供了新的方法。     

压裂气井返排压力新模型研究

气井压裂后返排阶段压力的准确预测对于优化返排工作制度具有重要意义,目前的返排压力模型缺乏对两相返排阶段的研究,压力模型不完善。为此,根据质量守恒原理、能量守恒原理、岩石力学理论和地层渗流理论,建立了考虑裂缝闭合前后不同返排规律和压力变化规律的返排压力新模型。新模型包含单相压裂液返排和气液两相返排的不同阶段,将压裂返排过程与地层产能综合分析,最终得到从停泵返排初期直至气井稳定产气整个过程的返排压力变化规律。现场实例表明,新模型的计算结果与现场实测压力吻合较好。放喷油嘴尺寸越大、裂缝闭合时间越短,到达稳定产气阶段的时间越短,稳定产气阶段的井底压力也越低。新模型可为现场合理返排制度的确定提供理论指导。     

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。     

不同完井方式下水平井不稳定产能研究

随着钻完井技术的发展,采用水平井开发底水油藏成为提高产量、降低成本的有效途径,但是在生产过程中也暴露出日益严重的问题,主要为含水上升快、无水采收期短、完井方式不适应开发的需要和产能预测不准确等。在总结水平井产能预测模型的基础上,采用井筒与油藏耦合作用下的水平井不稳定产能预测数学模型,借鉴Cinco H等人求解有限导流垂直裂缝压裂井压力动态的计算方法,建立产能预测计算模型。该模型考虑底水驱油藏水平井情况,通过对不同完井方式下的表皮系数分解计算,开展了不同完井方式下的产能预测研究,这些研究结果对水平井完井方式优选和水平井油藏工程研究具有重要的指导意义。     

不纯物质色谱重量校正因子测定方法

在气相色谱分析中,用纯正丁醇作基准物(亦为内校物),用校正因子内部归一法计算正丁醇百分含量的公式推导出甲基丙烯酸重量校正因子的计算公式。运用此公式不需知道甲基丙烯酸的纯度,只需知道其中所含杂质的种类及杂质的重量校正因子,即可测定计算甲基丙烯酸的重量校正因子。     

一种确定平面滑动型均质边坡安全系数的弹性极限平衡方法

根据均质边坡的实际地质与几何特征,将其简化为无限大楔形体弹性力学模型,用经典弹性理论推导出了该力学模型对应的坡体内部应力分量的解析表达式．根据求出的应力表达式,对潜在滑动面形式为平面的边坡,结合极限平衡理论推导出了边坡安全系数的表达式．最后用简单算例验证了应用该安全系数表达式的可行性,同时将其计算结果与基于刚体极限平衡理论的条分法的结果之间的异同进行了比较．首次采用弹性极限平衡法确定了安全系数的解析表达式,具有一定的应用前景．     

水平圆管内油气两相流分层流向段塞流转变机理的实验研究

根据气液两相流一维波模型建立分层流向段塞流转变的判别准则,对水平管内气液两相流出现段塞流时的各相临界表观速度进行了理论预测,并对流型转变进行了分析.理论计算中,主要考虑了两相流体和管壁之间的摩擦和气液相界面之间的摩擦对流型转变的影响,并结合分层流理想化模型分析了发生流型转变时的临界参数.在内径分别为40 mm和50 mm的水平管道油气两相流实验系统中进行了流型转变实验,所获实验数据处理结果与理论计算结果进行了对比.对影响流型的管径、流速等因素的分析结果表明,该模型较好地预测管内分层流向段塞流的转变.     

水平井气举模型初探

本文提出了一种模拟水平井气举流动状态的物理模型,它由六部分组成,其主要功能为:(1)模拟各种混气流体在不同倾斜状态下的流动状态;(2)模拟垂直径向流与水平井平行流动机理;(3)进行三相流动的各种研究工作;(4)在各种规定的井口压力下计算井底的流动压力以确定合理的生产方式;(5)计算合理的油气比。     

前苏联与美国求表皮系数方法的异同

根据射孔完井电模拟以及Locke和Hong数值模拟研究的结果分析了射孔孔径、孔密及射入深度对表皮系数和油井产能的影响,发现使用和Locke曲线所得出的结果基本一致;曲线未考虑孔眼周围压实带的缺点,完全可以用近似公式修正。因为,实际上无法准确知道压实带的厚度及渗透率,准确地考虑这一因素是不可能的;曲线较现有的任何一种曲线都便于查找,至今仍在前苏联广泛使用,那种认为曲线已经过时的说法是缺少根据的,但扩大该曲线的范围和对压实带作修正则是需要的。     

凝析气藏水平井产能计算新方法及影响因素分析

当前对于凝析气藏渗流和产能的研究是以直井研究较多,甚少有研究凝析气藏水平井产能。考虑压力变化对流体物性影响,对凝析气藏的产能进行研究评价。从常规的产能分析出发,考虑岩石应力敏感系数、气体高速非达西渗流因素,定义了气油两相拟压力,采用复变函数理论保角变换,推导凝析气藏气油两相渗流产能方程。实例计算表明,新公式与产能测试的误差仅为7.2%,准确程度高。产能影响因素分析表明,凝析气藏高速非达西渗流效应对产能影响较小,岩石应力敏感系数、油气体积比和滑脱因子对产能影响较大。随着岩石应力敏感系数和油气比的增大,气井无阻流量逐渐降低,而随着滑脱因子的增大,无阻流量不断增大。