裂缝性低渗透油藏等效连续介质模型

研究结果表明：天然裂缝对低渗透油藏尤其是特低渗透油藏有很大影响：一方面显著提高了储层的渗透率,使油藏得以开发;另一方面加剧了储层的各向异性,增加了开发难度。     

裂缝性砂岩油藏渗流的等效连续介质模型

低渗透裂缝性砂岩油藏由于其裂缝分布的不均匀、不连续的特点,其自身不能形成其渗流网络.因此,基于灰岩基础上的双重介质渗流理论不再适用.笔者打破将裂缝性油藏处理成双重介质的传统做法,建立适合低渗透裂缝性砂岩储层的等效连续介质渗流模型.其中等效介质的渗透张量的确定通过流量相等的原则,毛管力和相对渗透率曲线通过渗吸平衡时的毛管力相等原则来确定.通过实例计算表明,所建立的等效连续介质模型是合理的.     

特低渗透天然砂岩大型物理模型渗流规律

建立特低渗透天然砂岩大型物理模型,提出研究特低渗透油藏渗流规律的新方法.通过引入无因次产量系数的概念,分析大模型的渗流曲线,给出天然大模型的渗流特征;结合对比小岩样的非线性渗流规律和测量的平面压力梯度场,将大模型划分为死油区、非线性渗流区和拟线性渗流区.研究结果表明:特低渗透天然大模型同小岩心一样具有非线性渗流特征,相同注采压差下,渗透率越低,无因次产量系数越小,非线性渗流特征越显著;注采压差越大,无因次产量系数越大,最终趋于定值.大模型的渗流区域与注采压差、井距及模型物性有关,相同注采压差和井排距下,渗透率越低,死油区范围越大,非线性渗流区和拟线性渗流区越小;增加注采压差、缩小井排距均可缩小死油区,甚至使死油区消失,整个油藏流动能力增强.该新方法更能直观地描述实际油藏的渗流规律.     

特低渗透裂缝性油藏超前注水井网评价方法

大庆油田外围某特低渗透试验区天然裂缝发育,微裂缝一方面可以增大油、水渗流能力,另一方面会加剧注入水窜流,认清裂缝发育特低渗透油藏超前注水的水平井井网部署对开发效果的影响是很有必要的。考虑特低渗透油藏非线性渗流规律,对微裂缝采用等效渗流介质理论,运用室内岩心分析数据和数值模拟的方法,探讨了超前注水水平井井网部署。根据井网与微裂缝匹配关系,建立12套模拟模型。通过分析各方案采出程度与含水率关系、地层压力保持水平和压力梯度场分布,明确了各方案的开发效果和适应性。分析结果表明水平井井筒垂直于最大主应力方向井网开发效果好。七点水平井网开发效果好,应优化井距以驱动注水井间的原油。九点井网见水快,应合理设计注水井位置,避免过早见水。水平井五点井网不适用于该地区。     

等效裂缝渗流模型在天然裂缝储层产能预测中的应用

 为了研究天然裂缝发育的低渗透油藏产能特征,根据连续介质理论,简化了裂缝系统,建立了天然裂缝的等效渗流模型,得到了等效渗流模型稳态渗流的产能方程。应用产能方程进行实例计算,所得单井产能结果与实际油田单井产能相符合,验证了该产能方程的正确性及适用性。分析了裂缝宽度、裂缝长度和裂缝渗透率对产能的影响,结果表明,裂缝长度对产能的影响更大;当裂缝渗透率和裂缝宽度达到一定值之后,要提高产量应主要增加裂缝的长度。     

特低渗透裂缝型油藏矩形井网开发的实践

首次采用井排平行于人工裂缝延伸方向、排距150m、井距450m的矩形井网对安塞油田坪桥北区特低渗透裂缝型油藏进行了注水开发部署。注水开发试验表明，井网部署合理，人工裂缝是影响注水开发的主要因素。     

特低渗透砂岩油藏水驱微观机理

为探讨特低渗透砂岩油藏水驱油的微观机理及水驱后的开发潜力,选取鄂尔多斯盆地延长组典型岩心进行水驱油实验并进行核磁共振测试.结果表明:特低渗透砂岩油藏小孔喉中赋存的石油很难被驱替出来,剩余油大部分集中于小孔道;岩心的原始含油饱和度普遍小于可动流体百分数,驱油效率小于可动油百分数;随着岩心渗透率的增大,原始含油饱和度、可动油饱和度、可动油百分数、驱油效率均有增大的趋势;且渗透率越低,随着渗透率的变化,上述参数变化的幅度越大.可动油百分数、可动油饱和度是影响驱油效率的主要参数.剩余油由剩余可动油与剩余不可动油组成,剩余可动油是油藏下一步挖潜的目标,其评价参数为剩余可动油百分数.水驱油实验中,只驱出了可动油的66.22%,还有33.78%的可动油残留在岩心中,特低渗透砂岩油藏水驱后还有很大的挖掘潜力.     

特低渗砂岩储层临界启动渗透率分析

根据特低渗油藏启动压力梯度的概念提出了临界启动渗透率概念.以鄂尔多斯盆地延长组特低渗砂岩储层岩心实验结果为基础,得到了拟启动压力梯度与储层渗透率之间的关系,建立了注采井间驱动压力梯度的变化规律分析.根据拟启动压力梯度与驱动压力梯度的关系,给出了临界启动渗透率的计算方法,以及注采井间临界启动渗透率的变化规律.结果表明,拟启动压力梯度的变化存在临界点;注、采井附近临界启动渗透率下限最低;在两井间中心附近临界启动渗透率下限达到最大.可见,建立有效的驱替压力系统,增大注采井间驱动压力梯度,降低临界启动渗透率,是实现特低渗储层高效开发的主要措施.     

西峰特低渗油藏流体渗流特征影响因素实验研究

西峰特低渗油藏原油含蜡量和油气比相对较高,地饱压差小,生产过程中近井地带生产压差下降过快导致溶解气逸出,造成流体间热交换量增大,引起近井地带储层温度降低,原油中蜡等重质组分析出使得近井地带有机垢堵塞严重.根据渗流力学和边界层理论,对西峰特低渗油藏不同温度下油、水两相及单相渗流特征进行了实验研究.实验结果表明:温度和压力降低导致原油中重质组分在孔隙表面吸附量增大,流体边界层增厚,致使油相和水相渗流的启动压力梯度增大,油水流度比增大,油水两相区变窄,岩心润湿性由水湿向油湿转变,驱油效率明显降低,最终导致油井产能降低.     

低渗透砂岩油藏天然裂缝开启压力及影响因素

以鄂尔多斯盆地安塞油田王窑区长6低渗透油层为例,利用岩心和测井资料,在分析储层天然裂缝发育特征的基础上,求取不同产状天然裂缝的开启压力并分析其影响因素,为低渗透油藏的注水开发提供地质依据。研究后发现,王窑区长6低渗透储层主要发育构造裂缝和成岩裂缝两种类型,其中以高角度构造裂缝为主。构造裂缝主要为剪切裂缝且大多数在单岩层内发育,与层面近垂直,在平面上呈雁列式排列。计算得到王窑区天然裂缝的开启压力主要分布在19.26~27.61 MPa,平均为22.60 MPa。研究后认为,裂缝的开启压力与裂缝产状、埋藏深度、孔隙流体压力、现今地应力方向及其大小等因素有关。该区主要发育NE—NEE向、EW向、SN向和NW向4组高角度天然裂缝,受现今地应力的影响,其中与现今地应力方向近平行的NEE向裂缝的开启压力最小,且随着裂缝倾角变大,裂缝的开启压力逐渐变小。控制注水压力低于裂缝的开启压力,防止NEE向高角度构造裂缝的开启和扩展延伸,可有效地提高低渗透油藏的注水开发效果。     

裂隙基岩渗透张量反分析及等效连续介质模型

对裂隙介质渗流理论在实际工程中的应用作了尝试和研究。由大坝原型观测资料对坝基的渗透性作了反分析，得到了基岩的裂隙张开度及渗透张量，并对裂隙介质与连续介质的等效条件作了探讨。离散模型和等效连续介模型的计算结果与实测资料较为吻合，验证了所得的渗透张量是合。计算所采用的理论和方法对类工程具有参考和推广价值。     

应力敏感性低渗透地层渗流规律研究

基于低渗透油藏渗流特征,针对具有应力敏感性的低渗透地层垂直裂缝井,采用三线流分析方法,建立了带有启动压力梯度和渗透率变异系数的渗流数学模型。应用此模型可描述裂缝内和地层内的渗流规律,计算结果表明随着介质变形系数的增大,井底压力-流量关系曲线逐渐偏离线性关系,介质变形系数越大,在相同的井底压力下,渗流流量越小;同时,随着介质变形系数的增大,地层压降幅度也增大,任一流量下,介质变形系数越大,靠近裂缝面位置处的地层压降幅度也越大。     

特低渗透油藏压裂水平井新型布井方式研究

考虑长庆油田特低渗油藏地貌特征和储层各向异性,提出了一种压裂水平井新型布井方式。从钻井和油藏两个角度论证新型布井的可行性。丛式井技术可确保压裂水平井新型布井的顺利实施。利用油藏数值模拟方法,分别从单井产能、阶段采出程度、含水率、波及面积等方面评价了压裂水平井新型布井在交错、菱形和矩形井网中的开发效果。研究表明,新型布井与常规布井在交错井网中具有相同的开发效果;菱形和矩形井网中,新型布井可以提高阶段采出程度、单井产能和相对波及面积,降低相同采出程度对应的含水率。新型布井在菱形井网（矩形井网）30 a 的相对波及面积和采出程度分别提高6.00%（10.00%）和0.96%（1.60%）,含水率95% 的采出程度提高1.05%（1.50%）     

低渗气藏多级压裂水平井产能模型及影响因素

多级压裂水平井（MFHW）能大幅度提高低渗气藏的单井产能,提高低渗气藏的开发效益,而准确计算气井产能并分析其影响因素是压裂优化设计、气藏科学开发的基础。为低渗气藏MFHW产能计算建立了一个严格的数学模型,综合运用Laplace变换、叠加原理、积分方程的边界离散求解法、矩阵理论等数学方法成功地对模型进行了求解,并对不同因素影响下的产能进行了定量计算和分析,分析了气层有效厚度、气藏渗透率、压裂缝条数、压裂缝半长、压裂缝导流能力对气井产能的影响,同时也分析了地层流入各条压裂缝流量的差异。研究结果表明,气层有效厚度或气藏渗透率增大时,气井产量几乎呈线性增大;压裂缝条数、压裂缝半长、压裂缝导流能力增大,产量增大,但前期增速快,后期增速慢;地层流入各条压裂缝的流量在早期差别不大,晚期差别明显——端部流量大于中部流量。     

低渗透气藏垂直裂缝井椭圆渗流模型研究

针对低渗透气藏垂直裂缝井的渗流过程,考虑了非线性渗流和介质变形系数的影响,建立了椭圆渗流模型。根据此模型可以模拟气井生产压力降落过程中及关井压力恢复过程中地层压力分布状况。计算结果表明：在不稳定渗流早期,即压力波传播的第一阶段。压降漏斗曲线随时间不断扩大和加深;关井之后地层压力逐渐恢复,井底附近地层关井瞬间,地层压力上升趋势较为明显,关井时间越长,距离井底越远,地层压力上升速度越小。     

特低渗透储层岩石渗透率应力敏感新机制

 地层岩石多孔介质的渗透率应力敏感性一直是石油工业与岩土工程建设等领域持续研究的一个热点课题.在低渗透岩石渗透率应力敏感性实验研究的基础上,提出了毛管束-孔隙网络渗流模型的多孔介质渗透率应力敏感新机制,该模型充分考虑了多孔介质孔隙之间相互连通的复杂性、渗流迂曲度以及不同类型和大小的孔隙对多孔介质渗透率贡献率的差异.有效应力作用下,低渗岩石中作为主要渗流通道的较大孔喉首先被压缩变小,流体渗流阻力和孔隙迂曲度均同时增大,这是导致有效应力加载初期岩石渗透率急剧减小的主要原因.同时渗透率越小的岩心,其中所发育的较大孔喉越少,该部分孔喉闭合后对岩心渗透率的影响越大,因此渗透率越小的岩石应力敏感性越强.与相关学者的研究成果对比表明,本文提出的新模型能够更好地解释低渗透岩石应力敏感性较强的内在原因.     

低渗透油藏压裂水平井压力动态特征研究

为研究低渗透油藏的压力动态特征,建立了考虑缝网压裂的压裂水平井三线性流数学模型,通过拉普拉斯变换和杜哈美原理求得了考虑井储和表皮效应影响的井底无因次压力解,应用Stehfest数值反演算法绘制了油井的井底压力动态响应曲线。分析了压力动态曲线特征并对其敏感性因素进行了研究。研究表明,弹性储容比主要影响压力导数曲线窜流凹子的宽度和深度及出现时间的早晚;窜流系数主要影响窜流凹子出现的位置;裂缝导流能力主要影响裂缝-内区(缝网区域)地层双线性流出现时间的早晚及内区窜流凹子的位置和形态;内区宽度主要影响内区地层线性流的持续时间。     

徐家围子地区深层特低孔渗砂岩储层含气饱和度模型对比

随着油田勘探开发的不断深入,低孔渗油气储层已经成为油田勘探开发的重点,低孔渗储层的测井评价也成为测井领域面临的首要问题。针对徐家围子地区深层砂岩储层孔渗低、含泥、孔隙结构复杂等特点,基于有效介质对称导电理论,建立了徐家围子地区泥质砂岩储层有效介质导电模型。该模型考虑了泥质附加导电,以及泥的连通性、形状和结构等对岩石导电性的影响,它更适用于描述低孔渗泥质砂岩储层的导电规律。有效介质导电模型与双水导电模型和阿尔奇方程的理论与应用对比,表明在泥质含量较低且变化不大的情况下,3种导电模型均可用于计算徐家围子地区深层砂岩储层的含气饱和度,且效果相近。但在泥质含量较高且变化较大的情况下,优先选用有效介质导电模型计算砂岩储层的含气饱和度。     

考虑滑脱效应的欠饱和煤储层渗透率模型

 在多孔介质应力-应变本构公式基础上,考虑有效应力效应、基质收缩效应、滑脱效应对煤储层渗透率的影响,建立欠饱和煤储层的渗透率动态模型,以沁水盆地某煤层气田为例,模拟储层压力从初始值降至衰竭压力过程中煤储层渗透率变化,分析模型参数敏感性。结果显示：在开发初期,欠饱和煤储层储层渗透率持续下降,储层压力下降至临界解吸压力时,渗透率降至最低点,之后渗透率开始上升;储层压力由初始值下降至临界解吸压力3.80 MPa 时,渗透率下降至最低值0.186×10^-3 μm²,之后渗透率开始上升,当储层压力下降至2.77 MPa 时,渗透率恢复至初始值,储层压力下降至衰竭压力时,渗透率上升至初始值的3.182倍;兰氏体积应变、杨氏模量及滑脱系数参数值越高,储层最终渗透率改善幅度越大,泊松比值越高,储层最终渗透率改善幅度越小;与其他参数相比,兰氏体积应变对煤储层最终渗透率改善的影响最为重要。