油水两相低速非达西渗流数值模拟

低渗透油藏存在低速非达西渗流现象，使其开发动态不同于常规油田。建立了油水两相低速非达西渗流数学模型，采用数值模拟方法研究这类油田低速非达西渗流规律。用非达西渗流和达西渗流数学模型同时模拟某低渗透油田九点法注水开发井组生产动态，非达西渗流模型模拟结果与该油田实际生产动态相吻合，而达西渗流模型模拟结果相差很大。分析模拟结果，认为：较高视启动压力梯度将降低水驱采收率，降低该压力梯度有利于改善其注水开发效果；通过压裂等措施改善油井附近地层渗透性，降低表皮系数，能减轻或消除非达西渗流的不利影响，提高油井产能，抑制含水上升速度；低渗透油田油井见水快，不完全是地层微裂缝的作用，可能是非达西渗流现象所致，在制定开发方案时应全面考虑。图５参３（陈志宏摘）     

低渗透油藏中不同压裂注采井网非稳态产量计算分析

在井网压裂基础上进行注水,可以有效改善流场,增大泄油面积,是开发低渗透油藏的重要手段。快速准确预测低渗透油藏注水开发产量可以为开发优化设计奠定基础,但低渗透油藏注水开发呈现非稳态、非线性渗流特征,基于达西定律形成的油藏工程方法并不适用。本次研究通过流场分析,来划分等效流动单元,并在此基础上考虑了油水两相渗流启动压力梯度,采用流线积分法建立了不同压裂注采井网的水驱非稳态产量解析计算方法。与物理模拟及数值模拟相比,计算方法更简单,计算速度更快,可以为低渗透油藏压裂注采方式优选及注水开发对策制定提供手段。采用本方法计算并剖析了启动压力梯度、压裂注采方式及裂缝长度对油井生产动态的影响,结果表明：启动压力梯度增大了渗流阻力,与不考虑启动压力梯度相比,油井产量更低;受流动单元控制,不同压裂注采方式的增产效果及见水时间完全不同,同时压裂注采方式的增产效果最好,能够增产3.1倍,但见水时间仅为24个月;随着压裂缝长增加,油井产量越高,但当缝长超过最佳长度,增油效果不明显。     

低渗透均质油藏不稳定渗流压力计算

针对低渗透均质油藏存在低速非达西渗流的问题,建立了考虑启动压力梯度影响的低速非达西渗流均质油藏有效井径数学模型,获得了地层压力和井底压力计算公式,绘制了低速非达西渗流均质油藏瞬时井底压力和地层压力曲线,讨论了启动压力梯度、生产时间、渗透率等参数对井底压力和地层压力曲线的影响.研究表明,由于启动压力梯度的影响,在无限作用径向渗流阶段,压力导数曲线不再出现水平的径向流直线段,而是逐渐上翘,该特征区别于一般的均质油藏压力动态曲线.由于生产时间和启动压力梯度的影响,低渗透油藏中油井正常生产时井底压力和地层压力均消耗较大,导致井底压力和地层压力均较低,压力传播速度较慢.     

低渗透应力敏感性油藏产能及影响因素

基于低渗透非达 西和变形介质拟稳态渗流理论及油相和水相相对流动能力方程,建立了低渗透应力敏感性油藏具有最大产量点的三相流流入动态曲线方程,据此可计算出油井或油藏的最低允许流动压力。在此基础上,结合大庆葡西油田生产数据,对影响油藏产能的油层启动压力梯度、变形系数、供给半径、平均地层压力和含水率进行了研究,结果表明,启动压力梯度、变形系数等因素对低渗透油藏产能和最低允许流压均有较显著的影响。该方法能有效评价和预测低渗透应力敏感性油藏的产能变化,也为油井合理工作制度的确定,充分发挥油井产能提供了依据。     

压裂井组非线性渗流模型求解

精细描述低渗透油藏中流体流速与与压力梯度的非线性关系,是准确计算低渗透油藏压裂井组产量的基础。为此,在描述低渗透油藏非线性渗流特征的基础上,建立了低渗透油藏和压裂裂缝耦合的非线性数学模型,该模型根据渗流特征将渗流过程分为非线性渗流阶段和拟线性渗流阶段进行计算。利用Taylor展开对非线性数学模型进行线性化处理,建立了有限差分方程组,并编制了计算机求解程序。算例分析表明:采用非线性数学模型计算出的地层中压力和饱和度的分布符合地层实际情况;五点法井网压裂井组注水井的裂缝导流能力会随着裂缝闭合而降低,注水效果变差,导致油井产量降低。研究结果表明,低渗透油藏和压裂裂缝耦合的非线性数学模型可以较准确地描述低渗透油藏中流体流速与压力梯度的非线性关系,为准确计算低渗透油藏压裂井组产量奠定基础,为低渗透油藏注水开发提供指导。      

低渗透油藏油井流入动态研究

针对低渗透油藏的渗流为非达西流且存在启动压力的特点,建立了低渗油藏垂直井单相原油渗流的流入动态关系式,并提出了有效地层压力的概念,同时推导了油气两相渗流的流入动态关系式.为了考虑油井完善性对产能的影响,将流动效率定义为在相同压差下非完善井的实际产量与理想完善井的产量之比,这样便于数学描述,且其物理意义更加明确.在此基础上,探讨了油、气、水三相流体渗流动态关系的计算方法.分析结果表明,稳定流动时,达西流只是非达西流的一个特例.安塞油田53井次的现场应用资料表明,平均误差不超过10%,所建立的流入动态关系式有较强的适应性.     

低渗透油田产能模型及影响因素分析

低渗透油层本身孔道细小,在油田开发过程中,随地层压力下降储层会经受附加载荷,导致非弹性形变,流体渗流表现为非达西特征。用常规的产能公式不能正确预测低渗油藏油井产能。在平面径向流渗流理论基础上,推导出低渗透油田油井产能计算模型,并结合实例计算分析了低渗透油藏油井产能的影响因素。     

低速非达西渗流油藏产能分析

低渗透油藏具有启动压力梯度、非达西渗流和应力敏感性等特点,其产能与常规中高渗储层有较大差异。根据低渗透油藏的特点,建立了考虑非达西渗流、启动压力梯度和应力敏感性的渗流数学模型,得到了低渗透油藏的产能公式,并对各影响因素进行分析。结果表明,低渗透油藏与传统达西渗流和拟启动压力模型渗流有明显区别,相同压差下,达西模型产能最高,非达西渗流模型次之,拟启动压力模型最低;应力敏感性是油井产能的不利因素,压差越大,影响越大。因此,在实际低渗透油藏开发产能评价中应考虑非达西渗流特征和储层的应力敏感性。     

基于动态渗透率效应的低渗透油藏产能新观点

目前,常用拟启动压力梯度方法来处理低渗透低速渗流阶段的非达西线性渗流规律,但这种方法存在一定的不合理性;而动态渗透率效应模式能很好地反映低渗透油藏的渗透率及其对应的拟启动压力梯度随驱替压力梯度的变化.据此,用差分法.得到了一种新的油井压力与产量计算方法.动态渗透率效应对产量影响较大,通过与传统的达西和带启动压力梯度方法...     

DEVELOPMENT AND APPLICATION OF 3D THREE-PHASE NON-LINEAR FLOW NUMERICAL SIMULATOR FOR ULTRA-LOW PERMEABILITYOIL RESERVOIR

根据特低渗透油藏流体渗流特征,建立了非线性渗流油藏数学模型.在黑油模型基础上,开发了特低渗透油藏非线性渗流数值模拟器.以五点井网单元为例进行算例分析,将不同类型的非线性渗流曲线与达西渗流模拟结果进行对比分析.模拟结果表明:与达西渗流相比,考虑非线性渗流规律的油井产油量低,产量递减快,注水见效缓慢,油井见水时间滞后;水井吸水能力差,注水沿垂直裂缝方向上的推进速度变慢;相同注采压差条件下,水驱效果差;水井附近憋压面积大,流体在地层中的流动消耗更多的驱动能量,降低了水驱效率;特低渗透油藏在开发过程中,除井筒附近地层压力梯度较大外,地层中大部分区域压力梯度较低,非线性渗流占据了地层渗流的主导地位,以非线性渗流规律为基础的数值模拟软件能够更准确地预测特低渗透油藏开发的动态特征.     

超低渗浅层砂岩油藏储层非线性渗流模型

以鄂尔多斯盆地渭北地区延长组浅层超低渗砂岩油藏为研究对象,基于储层岩石的应力-应变关系及应力敏感性实验研究认为,流体在渗流过程中,启动压力梯度是动态变化的。利用介质变形、应力敏感性及动态启动压力梯度等参数,采用实验方法、线性回归方法和对比法,根据非达西渗流方程,建立了超低渗浅层砂岩油藏渗流模型。结果表明:超低渗浅层砂岩油藏应力敏感模型与正常埋深储层的应力敏感性模型相似;相对于考虑静态启动压力梯度的超低渗砂岩油藏渗流模型,考虑动态启动压力梯度的超低渗砂岩油藏渗流模型,在同一泄油半径内日产油量小,并且随着泄油半径的增加,日产油量减小幅度越来越大,生产井"压降漏斗"变小、变缓。此结果与油田生产实际相吻合。     

考虑非达西效应的低渗气藏压裂井产能分析

相应研究表明,气体渗流特征受到启动压力梯度、滑脱效应、应力敏感等因素影响,针对这些特征,基于非达西渗流理论,应用保角变换方法并引入新的拟压力形式,推导了考虑气体上述因素共同作用下的低渗气藏无限导流垂直裂缝井产能方程。结果表明:启动压力梯度效应对低渗气藏中无限导流垂直裂缝井的产量影响较小;在高流压阶段,产量受滑脱效应和应力敏感效应影响并不明显;而在低流压阶段,随着滑脱因子增大,裂缝井产量越来越高,而随着应力敏感系数的增大,裂缝井产量越来越低。     

注水压力对低渗透储层渗流特征的影响

低渗透油藏中流体的渗流规律是当前渗流力学重要的研究领域。低渗透油藏储层的主要特征是渗透率低,油水流动的孔道微细,渗流阻力大,固-液界面及液-液界面之间相互作用显著。这些特点造成了低渗透油藏渗流规律的复杂性。通过室内岩心流动实验,研究了注入压力对岩石渗透率和流体渗流规律的影响。结果表明,低渗透储集层存在非线性渗流特征,当注入压力较低时,流体在岩心中流动速度随压力梯度的变化很小,也就是在低压下,注入水很难进入地层;当压力梯度较大时,渗流速度与压力梯度的关系呈近似的直线关系;在上覆压力和压力梯度不变的条件下,注入压力越高,岩石渗透率就越高。由此可见,在考虑储层保护的前提下,对低渗透储层采用高压注水,有利于提高注水效果。     

非线性渗流复合气藏气井产能新方程分析

针对低渗透气藏的特征,推导建立了低渗透气藏气井产能预测模型,包括远井区考虑启动压力梯度和滑脱效应的气井产能方程,以及近井区考虑高速非达西效应的气井产能方程。研究结果表明:启动压力梯度和高速非达西效应使气井产能下降,启动压力梯度对气井产量的影响呈近似下降的趋势;增产措施和滑脱效应都使气井产能增加,滑脱效应对气井产量的影响呈近似上升的趋势,而增产措施中,某种意义上说明,相比增加缝宽,增加缝长更重要;在高流压阶段,启动压力梯度对气井产能的影响显著,而在低流压阶段,高速非达西效应和滑脱效应对气井产能的影响明显增强。     

低渗透油藏压裂井产能分析

根据低渗透油藏的非达西渗流规律,建立并求解了常流压条件下垂直裂缝井双线性流数学模型,绘制并分析了产能理论曲线.研究表明:表皮系数对压裂井的初期产量影响较大.表皮系数越大,裂缝井初期产量就越低.随生产时间增长,表皮效应的影响逐渐消失.启动压力梯度主要影响压裂井的中后期产能,启动压力越大,产量下降就越快.因此,在进行低渗透油藏垂直裂缝井产能分析时,必须考虑启动压力梯度的影响.     

大庆外围特低渗透油藏非线性渗流周期注水研究

大庆外围某特低渗透试验井区平面非均质性严重,周期注水利于驱动低渗透区原油。由于特低渗透油藏压力敏感性强,文中根据非线性渗流规律,进行数值模拟研究,优化周期注水方式。采用矿场实际数据,选取矩形五点井网,建立平面非均质模型,分析"增注—减注"方式与"增注—停注"方式的含水率、采出程度、有效驱动体系的建立及地层压力保持情况。结果表明,"增注—减注"方式比"增注—停注"方式采出程度高、驱油波及系数大、低渗区非线性及储层伤害影响小。分析结果对低/特低渗透油藏注水开发具有指导意义。     

低渗透储层容易产生高速非Darcy流吗?

高速非Darcy流导致附加的压力损失,降低流体的流动效率,对油气生产十分不利。到底是低渗透储层容易产生高速非Darcy流,还是高渗透储层容易产生,一直没有明确的认识。前人研究结果显示,低渗透储层容易产生高速非Darcy流,但低渗透储层的流体流动极其困难,生产过程很难产生高的渗流速度。该文根据流体力学的相关知识,研究了高速非Darcy流产生的条件和高速非Darcy流的影响因素,并认为:高渗透储层容易产生高速非Darcy流,而低渗透储层不容易产生,低渗透储层的开发过程可忽略高速非Darcy流的影响。     

莺歌海盆地深层高含CO2高含水气藏气相渗流机理

南海莺歌海盆地深层气藏具有高温、高压、高含水和高含CO₂等典型特征,其渗流机理十分特殊。为揭示该类气藏渗流特征,剖析产气能力的影响因素,通过搭建超高温高压长岩心驱替实验系统来模拟实际储层的温压条件,开展不同含水条件及不同CO₂含量下的气相渗流实验。研究表明:该类气藏渗流特征可划分为产生启动压力、低速非达西渗流、达西渗流和偏离达西渗流4个阶段;束缚水会引起低速非达西渗流,可动水会导致启动压力产生,且束缚水在高压差下会转为可动水,导致气相渗流偏离达西渗流,形成或加剧气水两相流动,降低高压差下气相渗流能力;气组分中CO₂不仅会导致低速非达西渗流阶段时间延长,高含量下还会促进束缚水转为可动水,形成启动压力,并使高压差下偏离达西渗流阶段提前到来。因此,此类气藏含水饱和度和CO₂含量的增加均会抑制产气能力,应严格控制气藏生产压差,避免低速非达西渗流和高压差下偏离达西渗流产生。研究结果可为该类气藏的高效开发提供理论依据。