裂缝性致密油藏非线性渗流试井分析方法*

传统试井模型的非线性偏微分方程中根据弱可压缩流体的假设,忽略了二次梯度项,这对于裂缝性致密油藏计算带来一定偏差。裂缝性致密油藏的渗流通常需要克服启动压力梯度,且存在压力敏感性。本文推导出了考虑二次梯度项和介质变形影响的渗流方程,建立了裂缝性致密油藏的数学模型;采用数值方法进行求解,绘制井底压力动态曲线,并对影响因素进行分析。研究表明,启动压力梯度和介质变形的值越小,后期的无量纲压力越大,即地层的压力下降越快,且二次梯度项系数影响着径向流动过程。此试井解释模型能够更加科学地指导裂缝性致密油藏的试井解释,具有一定的理论价值和实用价值。     

脱气对致密油藏流体渗流规律影响研究进展

 致密油藏大多含有溶解气,开采压力低于泡点压力时溶解气析出,产生渗流阻力,影响产能。从致密储层孔喉结构特征入手,阐述了脱气后致密油藏流体渗流特征形成的内因,分析了油藏脱气后流体的流动特征和影响因素,对比了致密油藏和常规油藏在脱气后流体渗流特征的差异,概述了现有的研究手段及相关数学模型的研究现状,展望了脱气后致密油藏流体渗流规律研究趋势。     

致密油藏流体渗流规律实验研究

采用光电微流量计实现了微细流量的精确测量,建立了一套致密油藏岩心渗流曲线测试方法,分析了喉道半径、微裂缝和流体性质对致密油渗流规律及启动压力梯度的影响。研究结果表明:岩心由不同级别的喉道组成是致密油产生非线性渗流的本质,真实启动压力梯度与最大喉道半径具有较好的幂律关系,拟启动压力梯度和平均喉道半径具有较好的幂律关系;与基质型岩心相比,含微裂缝岩心的真实启动压力梯度和拟启动压力梯度都有所降低,真实启动压力梯度降低的幅度大于拟启动压力梯度;与模拟地层水相比,利用模拟油得到的真实启动压力梯度和拟启动压力梯度都有所增大,渗透率越低,不同流体介质得到的真实启动压力梯度和拟启动压力梯度差异越显著。     

致密油藏渗流规律及数学模型研究进展

中国致密油藏资源潜力大、分布广,现阶段已成为中国长庆、大庆、新疆和吉林等油田稳产、上产的重要保障,也是全球油气开发的热点和难点。致密储层岩石致密,孔隙度和渗透率极低,其主流喉道为亚微米,微尺度流动效应的影响显著,传统的油气渗流理论已无法准确描述此类油藏的流动规律,且开发过程中表现出原油流动困难、驱替难度大、动用程度低等开发难点,通常采用水平井和大规模体积压裂的井工厂模式实现致密油藏的高效开发。针对致密油藏渗流规律及数学模型,阐述了致密油藏渗流理论的最新研究进展,包括微纳米孔喉流动机理及数学模型、致密油藏应力敏感及数学模型、致密油藏非线性运动方程、孔隙网络模型、非线性渗流规律和致密基质裂缝耦合模型及流动规律,并针对各个前沿关键科学问题总结了其发展趋势,对致密油藏的科学高效开发具有重要的理论意义。     

双重介质分形油藏非线性流动分析

在非线性偏微分方程中，根据弱可压缩液体的假设，忽略了二次梯度项，这在湿气石油和低渗透储层的计算中将产生误差。对于双重分形介质流动系统及其物质平衡方程，在保留非线性偏微分方程中所有项的前提下建立了新的双孔模型。采用Douglas-Jones方法，获得了定产生产和定压生产时分形介质双孔模型的数值解。结果表明，对于定产生产，油藏参数cLD对非线性影响更敏感，线性解和非线性解的偏差约为10％。对于定压生产，fLD的影响可忽赂不计。讨论了液体压缩系数和双重分形介质参数变化时的压力变化规律，给出了典型压力曲线。     

致密油多尺度渗流数学模型及影响因素分析

通过改进巴西劈裂实验的施力方式联用声发射实时监测技术,实现多尺度渗流的准确模拟,揭示致密油藏非线性渗流规律;依据致密油藏多尺度渗流物理特征,将水平井多级压裂形成的流场结构划分为三大区五小区即I水平井筒区、II改造区(强、弱改造区)、III未改造区(基质动用、未动用区),并建立水平井多级压裂开发多区耦合非线性渗流数学模型;依据不同时刻供给边界的波及区域,将开发过程划分为水平井筒区—改造区两区耦合和水平井筒区—改造区—未改造区三区耦合2个阶段,推导不同阶段的产量计算公式;依据稳态依序替换方法迭代求解,揭示动态供给边界的扩张规律和致密油藏水平井多级压裂开发产量递减规律。明确启动压力梯度、应力敏感性特征等参数对致密油藏累计产量的影响规律。基于鄂尔多斯盆地致密油藏实际参数,通过模拟衰竭式开发2 000 d。研究结果表明：启动压力梯度和应力敏感性对致密油开采影响显著,其中,改造区的应力敏感性特征是影响致密油藏采出程度的主要因素,其影响幅度约为基质区应力敏感性特征影响幅度的3.14倍。以鄂尔多斯盆地A井为例,合理水平井长度为2 000~3 000 m,合理裂缝半长为200~250 m,目标区块合理生产压差为7~9 MPa。     

致密油藏渗流机理及开发方式研究进展

随着非常规能源开发越来越受到人们的重视,如何开发致密油藏成为学者们关注的话题。基于对加拿大致密D油藏研究和文献调研,提出了致密油藏的特点及与常规油藏的区别,分析了致密油藏微观孔隙结构和渗流机理,综述了致密油藏提高采收率和补充地层能量的方法,包括水平井多段压裂技术、体积压裂技术、CO2混相驱和水气交替注入开发技术等。总结出致密油藏在开发过程中应注意的问题及下一步发展方向,为我国致密油藏的开发提供借鉴价值。     

压裂致密油藏产能递减分析方法

致密油储层自然渗透率低,孔隙结构细小、流体流动难度大,一般采用压裂井衰竭开发方式。压裂后储层将形成裂缝、基质两种渗流介质。在综合考虑介质类型及不同介质渗流能力基础上,结合物质平衡方程及产能方程,建立了压裂致密油储层的产量递减模型。实例分析表明,产量递减模型与生产动态数据吻合度较高;而常规Arps递减由于没有考虑基质与裂缝的差异性,递减曲线与生产动态数据吻合度相对较低。因此,该方法可以用于压裂致密油藏产能递减规律的分析。     

致密油藏有限元数值模拟

 目前数值模拟方法均基于达西渗流,无法对致密油藏非达西渗流进行有效模拟。致密油藏内在复杂,为实现致密油藏非达西渗流的科学模拟,建立了油水2相微可压缩非达西流的油藏数值模拟数学模型。同时考虑到致密油藏渗透率低、非均质性强的特点并兼顾模拟精度采用有限单元法进行离散,从而建立了有限元数值模型,形成了新的致密油藏数值模拟方法,最后将该方法进行实例检验,验证了方法的正确性。     

致密油藏分段多簇压裂水平井电模拟实验研究

致密油储层物性差、天然裂缝发育,水平井技术和水力压裂技术是开发致密油的有效手段。微地震监测资料证明水平井分段多簇压裂后形成复杂的裂缝网络。基于水电相似原理,利用水电模拟方法,研究了致密油水平井开发不同压裂方式下的压力场特征,并对分段压裂水平井产能影响因素进行了分析。结果表明:(1)分段多簇压裂水平井近井区等压线较面缝压裂更为平缓,远井区等压线主要由边界影响;(2)与面缝相比,分段多簇压裂的体积改造区域越大,压裂水平井产量越大;当体积压裂改造区域规模一定时,改造区域内的渗透率变化对压裂水平井产能影响较小。     

吉木萨尔致密储层压裂多缝干扰产能分析

针对吉木萨尔区块致密油薄互层储层的细分切割多簇压裂改造工艺措施,使用斯伦贝谢地质工程一体化软件Mangrove进行了缝间干扰压裂模拟,探究了在两种不同工况条件下簇间距、单段射孔簇数及加砂强度对裂缝发育形态、储层改造效率、裂缝规模和施工压力的影响,并对各种施工方式的经济性进行了对比评价。研究发现,簇间距是影响缝间干扰的主要因素,单段射孔簇数的影响较弱。缝间干扰越严重,裂缝形态越复杂,施工压力越高,储层整体改造效果越好,但也有出现裂缝无法起裂的情况,具体施工设计要依据现场实际情况调整。     

基于离散裂缝模型致密储层压裂直井动态分析

针对致密油藏渗流规律表现出的启动压力梯度和应力敏感等非线性特征,基于离散裂缝模型建立致密油藏压裂直井的不稳定渗流模型。由于有限体积方法具有物理意义明确的特点,易于计算压力梯度,方便考虑启动压力梯度的影响,采用该方法对模型进行数值求解,并对压力动态进行敏感性分析。结果表明:启动压力梯度与应力敏感的存在使得压力导数曲线上翘,启动压力梯度与渗透率模数越大,上翘幅度越大,流动阶段越难划分;与启动压力梯度不同,应力敏感使得边界响应段的压力导数曲线上翘;裂缝半长越短,启动压力梯度和压敏效应导致的曲线上翘越明显;裂缝导流能力对早期流动阶段的影响较大,随着裂缝导流能力的增大,压力导数曲线向下移动。     

变形双重介质油藏动态特征

在应力敏感油藏的试井分析中 ,常岩石特性的假设对于确定传导率和储存系数可能引起较大的误差。研究了应力敏感地层中双重介质油藏的动态特征 ,建立了应力敏感地层双重介质的新的数学模型。在考虑裂缝发生形变时渗透率依赖于孔隙压力变化的流动方程是强非线性的前提下 ,采用Douglas Jones预估 校正法获得了只有裂缝发生形变定产量生产时无限大地层线源井和定压生产时无限大地层圆柱面源井的数值解 ,并探讨了变形参数和双重介质参数变化时压力的变化规律 ,给出几种情况下典型压力曲线图版。这些结果为变形介质试井参数解释提供了理论依据     

复合材料机翼整体油箱结构分析与设计

基于MSC.Patran/Nastran对一机翼盒段结构进行了复合材料结构改型设计与精细分析。通过线性屈曲分析与非线性分析,对比平直梁腹板和带曲度的蒙皮壁板稳定性受非线性的影响,揭示出曲板稳定计算分析时考虑非线性的重要性及线性预测的价值。在进行非线性分析与结构改型设计时,应用小片子模型数值实验技术,加快了整个细节研究的工作进程,对于工程中类似大型模型计算与改进具有一定的借鉴意义。对于数值分析时遇到的边界约束条件的影响、由于肋缘条转折或局部刚度不匹配引起的应力集中等问题也做了一定探讨,得出的一些结论对工程实践有参考价值。     

致密砂岩储层近井区启动压力梯度的存在原因探讨

研究了低渗透油气藏近井区启动压力梯度的存在原因.以安塞油田王窑区致密砂岩储层为例1,在对岩心进行渗透率与有效压力实验的基础上,研究了渗透率对有效压力的敏感性、渗透率的大小与有效压力的敏感性关系.研究表明,存在层理缝或微裂缝时,渗透率在低有效压力下变化特别明显.岩心在净围压的重复变化过程中均具有一定的塑性;在低渗透油气藏近井区储集层的岩石形变在矿场上明显存在,这可能是导致近井区启动压力梯度的主要原因,某些开采特征与流动现象可用近井区岩石形变来解释.通过致密储层压力敏感性机理分析,建立了具有启动压力梯度特征的渗流理论模型.     

低渗透变形介质砂岩油藏水平井产能研究

基于椭圆流模型获得了考虑启动压力梯度和介质变形条件下的水平井产能方程,并对水平井产能进行了参数敏感性分析。介质变形系数、启动压力梯度以及生产压差等因素对水平井产能有重大影响。实例计算结果表明:介质变形系数或启动压力梯度越大,水平井产能越低;由于介质变形效应的存在,随着生产压差的增加,水平井产能不再直线上升而呈现非线性变化,介质变形系数越大,非线性变化越强。