致密油藏多重介质非线性渗流压力响应分析

为了达到高效开发致密油藏的目的,通过分析致密油藏的介质特点及渗流规律,建立了致密油藏多重介质数学模型,运用牛顿-拉普生迭代法求得了模型的数值解,验证了模型的正确性.分别研究了非线性渗流参数、窜流系数、弹性储容比、边界条件对试井曲线的影响.结果表明,非线性渗流特征主要影响了裂缝与基质之间的物质交换,当大裂缝与小裂缝、大裂缝与基质之间的窜流能力相同时,压力导数曲线上仅出现一个凹子;当窜流能力不同时,压力导数曲线上将会出现两个凹子.基质储容比的增加会同时导致两个凹子深度的增加,而微裂缝储容比的增加仅仅加大了第一个凹子的深度.     

致密油藏多级压裂水平井数值模拟及应用

随着越来越多致密油藏投入开发,致密油藏开发已经成为国内外的热点。建立了多级压裂水平井渗流数学模
型,编制了三维三相致密砂岩非线性渗流数值模拟模型。利用成熟商业软件对开发的新模型进行了验证。对实际生
产井进行了历史拟合,对裂缝导流能力、改造区域规模、改造区域渗透率、非线性系数、初始压力等参数进行了分析。
结果表明：开发的新模型能够对致密油藏多级压裂水平井进行有效地模拟,并反映致密油藏渗流的非线性特征。适当
增加裂缝导流能力、增大改造区域、改造区域渗透率能够减小近井周围流动阻力,增大产能,而非线性系数增加了流体
流动阻力,减小了产能。     

致密油藏动态裂缝影响下水驱开发数值模拟

针对致密油藏注水开发过程中动态裂缝的问题,提出了利用“方向性压敏”、“方向性相渗”的方法,利用室内物理模拟实验和油田矿场分析资料,建立方向性渗透率与注水压力的动态关系,实现不同方向上两相渗流规律的差异。结合致密油藏非线性渗流机理,建立动态裂缝影响下水驱开发的数值模型,研制全隐式快速解法。最终,新模型成功应用于长庆油田WY试验区块,为同类致密油藏开发提供借鉴。     

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。     

基于双重介质嵌入式离散裂缝模型的致密油藏产能影响因素

致密油藏具有显著的超低孔超低渗特征,天然微裂缝和水力压裂缝对油藏有效动用至关重要,相关数值模拟研究工作备受关注。研究者们广泛采用嵌入式离散裂缝模型研究致密油藏流动规律,通过修改基质网格渗透率表征天然微裂缝,无法精细刻画微裂缝与基质间流体交换对流动产生的影响。为克服以上不足,考虑基质、复杂天然微裂缝和人工压裂缝间传质机理,建立了致密油藏双重介质嵌入式离散裂缝模型;进一步,对模型进行数值离散处理,编制了相应的模拟器;最后,基于所建立模型研究了天然微裂缝、水平段长度、裂缝间距等多因素对致密油藏产能影响规律。研究结果表明,本文所建立模型产能高于传统EDFM模型;水平段长度越长,产能越大;裂缝间距越小,产能越大;应力敏感对致密油藏生产动态有一定影响,并且随着时间推迟,影响逐渐增强;本文所建模型实现了对基质、复杂天然微裂缝和人工压裂缝间复杂传质机理的精细刻画,相关研究结论可为致密油藏经济高效开发提供借鉴。     

致密气藏多级压裂水平井生产动态机理分析

为准确预测致密气藏多级压裂水平井在非线性渗流和复杂裂缝下的生产动态特征,通过双重连续介质-离散裂缝耦合模型对原始致密储层和水力压裂裂缝系统流动特征进行刻画并构建综合渗流数学模型,采用非结构三维四面体网格和控制体积-有限元方法建立全隐式数值模型,并通过修正Peaceman方法建立复杂压裂水平井数值井模型,从而获得准确的数值解。开展含水饱和度、应力敏感系数、压裂裂缝压开程度和空间非对称分布等关键参数对X致密气藏某区块压裂水平井生产动态的影响因素分析。研究表明,该模拟方法能准确预测致密气藏压裂水平井生产动态特征,为致密气藏的高效开发提供理论支撑和计算工具。     

陆相致密油微观成藏机理研究进展

通过国内外文献调研,首先分析了致密油术语的应用情况,将广义和侠义之分的产生原因,总结为储层描述、技术开发、宏观统计和成藏成因四种;然后研究致密油的微观成藏机理发展的推动因素,表明致密油储层微观机理的发展得益于水平井分段压采技术、大量致密油资源的特征总结和大面积连续型油气聚集理论的发展。最后总结当前陆相致密油储层微观成藏机理的三方面进展:(1)致密油储层成藏时,油气能否进入储集层的孔隙下限研究。表述的物性孔隙下限有两种不同的定义。不同实验手段得出的结果有所差异;(2)致密油储层的烃源岩特征,生、排烃产生的压力研究。已证明烃源岩生、排烃提供致密油位移的动力,成熟时的排酸现象影响着致密油储层的物性;(3)致密油成藏时,流体在微-纳米孔喉中运移规律研究。在缺乏动力的条件下,流动方式以渗流、滞留为主,受到毛细管阻力、黏滞力和分子作用力,需要"启动压力"才能发生位移。     

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。     

致密油储层渗流新模型研究

研究致密油储层的渗流规律对致密油的有效开发具有基础指导意义。针对致密油储层,从固液相互作用机理出发对微纳孔隙中的流体进行黏性修正;在此基础上运用微元体法分析了微纳毛细管中考虑壁面固液相互作用的流体流动规律,并进一步提出了考虑固液相互作用的微纳孔隙储层渗流模型。研究结果表明:考虑微纳孔隙中固液相互作用时,微纳毛细管中的速度分布明显低于泊肃叶流,且管径越小,固液相互作用越大;与泊肃叶流的速度差越大。对于微纳孔隙储层,岩石的渗透能力较泊肃叶流流推导的渗流方程而言要小得多。     

致密砂岩气藏渗流机理及开发技术

致密砂岩气藏具有相对复杂的渗流规律,明确其储层条件下的渗流机理有利于制订合理、有效的开发方案。通过总结国内外相关的研究成果,并有针对性地进行了补充实验研究,取得了致密砂岩气藏渗流机理的一些新认识:1实际生产过程中,由于受到孔喉半径较小、废弃地层压力较高的限制,无需考虑其滑脱效应和高速非达西渗流对渗流特征及开发效果的影响;2其阈压梯度和应力敏感程度随着储层渗透率的降低而增大,随着储层含水饱和度的升高而增大;3压力梯度可以显著的影响气水两相的渗流能力,随着压力梯度的增大,气相相对渗透率逐渐降低,水相相对渗透率逐渐升高。基于渗流机理的认识和美国致密砂岩气藏的开发情况,总结了有效的开发技术对策:大型水力压裂技术、井网加密技术、小井眼钻井及欠平衡钻井技术、控压开采技术。     

鄂尔多斯东南部延长组致密油储层微观特征及主控因素

通过岩心观察、薄片鉴定、测井、扫描电镜和恒速压汞实验等资料分析,利用储层地质学等理论技术和知识,对鄂尔多斯盆地东南部延长组致密油储层的岩石结构和组分、孔喉结构和类型、孔渗分布等微观特征及其相关性和主控因素进行研究。延长组致密油储层以细粒长石砂岩为主,岩石结构和成分成熟度较低;平均孔隙半径为10μm且孔隙连通性差,孔隙以粒间孔、长石溶孔和裂缝为主,平均喉道半径为0.41μm,喉道以微细-微喉道为主。孔喉结构的非均质性决定了致密油储层的储集和渗流能力,压汞曲线表现出高排驱压力、中值半径偏小、细歪度、分选中等、退汞效率低的特征显示研究区致密油储层储集能力较强,而渗流能力较差;孔隙度均值为8.5%,渗透率均值为0.69 m D,孔隙度和渗透率表现为线性正相关(R2=0.389),微裂缝的存在使部分样品表现出低孔高渗的特征,储层总体表现为特低孔、超低渗、非均质性强的致密性特点。通过相关性分析,岩石组分主要影响储层的孔隙度,岩石组分中(铁)方解石与孔隙度相关性最好;喉道主要影响储层的渗透率,压汞实验分析表明孔喉大小、分布和连通性特征参数中的孔隙体积、分选系数、排驱压力与渗透率的相关性最好,相关系数均大于0.9,沉积作用(埋深、沉积微相)、成岩作用(压实、胶结和溶蚀)、构造作用等是研究区储层特征的主要控制因素,其中水下分流河道的储层物性最好,是研究区"甜点"储层的指向区;压实作用对储层致密性的贡献大于胶结作用,酸性流体大量生成时储层已在压实和胶结作用下接近致密,因此无法与长石等易溶组分充分接触而发生大规模的次生溶蚀;此外,后期构造运动生成的裂缝由于缺乏酸性流体而无次生溶蚀孔隙生成,储层的致密性无法得到根本性的改善。     

基于物质平衡原理解释致密油藏体积压裂有效改造体积的新方法

致密油藏需要经过大规模体积压裂改造才能获得工业油流。本文在物质平衡原理的基础上综合考虑了体积压裂施工过程中大量压裂液注入导致油藏压力升高,压后流体产出导致油藏压力降低以及裂缝与基质孔隙体积随压力非线性变化等致密油藏实际情况,进行合理假设,建立了模型方程,并推导计算了体积压裂有效改造体积和裂缝与基质的有效接触面积等参数。该方法解释出的三个新参数：能够提供有效渗流的裂缝总体积、油藏有效渗流体积、裂缝有效渗流面积,其物理意义更明确,对致密储层的开发设计及增产改造指导意义更强。将该方法应用到油田现场,并评价了3口已实施体积压裂油井的应用效果。现场应用表明该方法具有评价解释快捷、获取数据方便、成本低、准确度高的优点,适合于油田现场多井次大规模推广应用。     

体积压裂致密油藏注水吞吐产能影响因素

致密油藏储层致密,地层压力系数一般较低,开发非常困难,而注水吞吐对补充油层压力和实现稳产具有明显优势.针对体积压裂致密油藏,采用嵌入式离散裂缝模型描述复杂体积压裂缝网,建立考虑应力敏感和启动压力梯度的致密油藏油水两相渗流模型,并采用有限体积法建立相应的数值求解方法.通过数值模拟方法模拟了12个吞吐轮次下单个压裂段致密油藏的开采过程,分析了基质和裂缝性质对致密油藏注水吞吐开发产能的影响.研究结果表明:当基质渗透率、微裂缝渗透率和微裂缝密度升高时,基质中含水饱和度波及范围变大,累积采油量显著升高;水力裂缝渗透率升高对基质含水饱和度分布影响不大,但累积采油量明显上升,而当水力裂缝上升到一定程度时,累积采油量上升幅度变小.可见基质和裂缝性质对致密油藏注水吞吐开发效果均有显著的影响.     

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。     

基于低场核磁共振技术的致密砂岩气藏防水锁作用机理研究

致密砂岩气藏孔隙度、渗透率较低,微观孔喉尺度细小,在生产及压裂过程中极易产生水锁伤害。为开展致密储层防水锁作用机理研究,本文将常规岩心自吸实验、防水锁剂抑制水锁伤害实验与低场核磁共振技术相结合,从微观角度揭示致密砂岩储层微纳米级孔喉中的防水锁作用机理,为致密砂岩气藏防水锁相关研究提供理论依据。研究结果显示,加入防水锁添加剂后,流体表面张力下降,接触角增大,自吸速率变慢,渗透率有一定程度恢复;在此基础上,通过核磁共振T2谱从微观角度评价缓慢自吸阶段液体在不同孔喉尺度范围内的液相水锁滞留现象,其中加入防水锁添加剂后在自吸20h时在较小孔喉处自吸液相平均占比为38.61%,整体孔喉平均液相占比为35.79%。而在未加入防水锁试剂的样品中在自吸20h时在较小孔喉处液相占比为67.48%,整体孔喉占比为54.52%;通过防水锁剂抑制水锁伤害实验得出,加入防水锁剂后渗透率恢复程度在15.38%～20.19%,整体液相滞留占比平均下降幅度在10.73%。研究发现防水锁剂有效地降低了较小孔候处液相滞留占比,降低流体表面张力以及增大岩心疏水性能,揭示了致密砂岩气藏防水锁作用机理,为致密砂岩气藏降低水锁伤害程度、提高返排效率,为实现高效开发提供理论支撑。     

大庆扶余油层致密储层孔隙结构及非均质性研究

扶余油层是大庆油田的主力产油层之一,发育的致密储层为非常规油气聚集的重要场所,但是孔隙结构较为复杂,非均质性极强。为了研究扶余油层不同类型致密砂岩储层的孔隙结构及其非均质性,本文应用分形几何理论,在高压压汞实验资料的基础上,结合物性测试以及矿物分析对矿物组分的测定,选取扶余油层K1q3、K1q4的8块样品进行分析,根据压汞曲线形态的差异、孔喉半径及排驱压力特征划分出3类储层：低排驱压力微-微细喉道型、中排驱压力-微喉道型、高排驱压力-吸附喉道型。计算致密砂岩储层孔隙结构的分形维数并讨论其地质意义。结果发现：各类储层均呈现两段式分形特征,得到两个分形维数：D1范围为2.9908～2.9956,平均为2.9933,D2范围为2.5738～2.6664,平均为2.6101。大庆扶余油层孔喉结构的复杂程度及非均质性对致密储层的储集空间和储层的渗流能力具有较强的控制作用,分形维数越大,孔喉结构越复杂,非均质性越强。     

致密油储层孔喉微观结构表征技术研究进展

 致密油储层中孔隙是储集油气的空间与渗流发生的主要场所，且其孔隙分布呈现多种尺度，储层微观孔隙结构精确表征是非常规油气研究的重点与难点。对目前致密油储层孔隙结构表征技术进行了分类，总结了实验数据分析技术、图像分析技术与数字岩心技术的内涵及发展，并指出了其测试孔隙大小范围和优缺点；展望了致密油储层微观孔隙结构表征技术的发展趋势。