动边界影响的低渗双重介质油气藏试井解释模型

从低渗透油气藏的开发以及试井工作的实践可知,低渗透油藏中流体的渗流存在启动压力梯度,试井曲线往往表现为不易出现径向流直线段或不出现径向流直线段,其压力波传播的特点是流体动边界不断向外扩展.针对这种情况,首先建立了考虑井筒储存和表皮效应影响的低速非达西渗流定产量生产的固定边界数学模型,用格林函数法求出了井底压力的拉普拉斯空间解;然后根据流体从静止到流动所需的启动压差确定不同时刻的动边界半径,再用固定边界模型计算井底压力与时间的关系,以此作为动边界模型的一种数值逼近.用Stehfest数值反演算法绘制了井底无因次压力与无因次时间关系曲线,讨论了动边界、启动压力梯度、储容比和窜流系数对井底无因次压力的影响及非达西渗流与达西渗流时井底压力动态的差别.     

三重介质低渗油藏非达西非稳态渗流研究

针对低渗透油藏不再符合线性达西定律的情况,考虑启动压力梯度和动边界共同影响,建立了带井筒存储和表皮效应的三重介质低渗油藏非达西非稳态渗流模型.鉴于数学模型的非线性和非齐次性,通过引入新定义的无量纲压力线性化压力扩散方程,采用Laplace变换结合Ste-hfest数值反演方法,研究了启动压力梯度、溶洞窜流系数、基质窜流系数、裂缝储容比和溶洞与基质储容比之比等敏感参数对无量纲井底压力和压力导数曲线的影响规律.结果表明:无量纲启动压力梯度为0时,压力导数具有无限大外边界的水平径向流特征,随着无量纲启动压力梯度的增大,压力导数曲线中后期上翘幅度越大.     

低渗透油藏不稳定渗流的近似解法

低渗透油藏的开发应该同时考虑启动压力梯度和应力敏感.目前考虑两者的不稳定渗流数学模型解法十分繁琐,主要原因是控制方程具有强烈的非线性,同时流体流动边界并非恒定不变.为了简化计算,利用油藏压力分布近似表达式,研究得到同时考虑这2个因素的低速非线性不稳定渗流压力分布特征;根据物质平衡原理,利用牛顿迭代方法计算得到了定产量、变产量和定流压生产情况下动边界运动规律以及井产量的变化规律.计算分析表明,启动压力梯度增加了地层的渗流阻力,介质变形削弱了近井地带地层的导流能力,使得地层能量不易被释放出来,两者均增大了油藏的开发难度.     

煤层气低速非达西渗流解析模型及分析

基于渗流理论中质量守恒和动量守恒方程,建立了考虑煤层气解吸效应和低速非达西渗流特征的渗流数学模型,推导出全新的煤层气低速非达西径向流压力分布解析解和产能方程,定量计算后对低渗透煤层气产能低和储层难以有效动用进行了理论分析。研究结果表明:1)拟启动压力梯度每增加1kPa/m,储层有效动用半径下降约30%,因此拟启动压力梯度的存在使得井筒外围储层难以有效动用,对煤层气开发影响较大;2)解吸能力每增加1倍,煤储层的有效动用半径增加15%左右,因此煤层气开采过程中储层解吸能力越强,压降效果越好,储层波及范围则越大.     

裂缝性油藏压裂水平井生产动态模拟研究

研究的低渗裂缝性油藏包括基质、天然裂缝及人工裂缝,根据压裂后流体在各系统的渗流特征,建立了考虑高速非达西、启动压力梯度、毛管压力、重力作用的三重介质三维油水两相渗流数值模型,给出了其数值解法.利用研制的低渗裂缝性油藏压裂水平井生产动态模拟器分析了裂缝及储层参数对生产动态的影响.模拟结果表明,基质中启动压力梯度、人工裂缝中导流能力随时间的递减、高速非达西系数、天然裂缝渗透率、裂缝条数及裂缝长度等对压裂水平井生产动态有很大影响.要准确评价水平井压裂效果,在此类油藏压后生产动态模拟时应该考虑这些因素的影响.     

分形复合封闭油藏的试井模型解

从分形复合储层的物理模型出发,对于内区和外区分别引进了分形维数及分形渗流网络连通状况的分形指数;建立了外边界封闭且考虑井筒储存和表皮效应下的变流率问题的试井分析数学模型;利用Laplace变换法,求得了无因次储层压力和井底压力的Laplace空间解,归纳出的通用公式简化了相应的分析软件设计。     

低渗透油藏水平井流入动态及影响因素

对低渗透油藏渗流规律不符合达西定律,普遍存在启动压力的特点,建立了低渗透油藏水平井油气两相渗流的数学模型,为水平井流入动态关系(IPR)曲线在低渗透油藏的应用提供了理论依据;分析了启动压力梯度、边界压力、边界半径、直线段斜率和截距等因素对水平井IPR曲线的影响程度.研究表明:对于低渗透油藏,相同井底流压时,启动压力梯度越小,水平井产量越大;边界压力越大,水平井产量越大;边界半径越小,水平井产量越大;直线段斜率越大,水平井产量越大;直线段截距越大,水平井产量越大.     

体积压裂页岩油储层渗流规律及产能模型

利用岩心实验,研究页岩油储层纳微米孔喉渗流规律.基于分形理论,采用双重分维(缝宽分维和迂曲分维),对体积压裂裂缝面密度、等效渗透率等参数进行表征.页岩油储层体积压裂开发过程中,流体的流动分为椭圆缝网内渗流区和主干缝内线性渗流区2个区域,建立二区耦合稳态渗流数学模型,推导页岩油体积压裂改造储层直井产能方程,模拟计算压裂井产能及分析压裂裂缝参数对产能的影响.结果表明:缝宽分形维数越大,裂缝面密度越大,基质—裂缝等效渗透率越大;当裂缝面密度较大时,增加储层改造宽度对产能提升有较大影响;次生缝导流能力越高,提高主干缝导流能力对产能影响越大,次生缝导流能力越小,影响越小.     

非线性流下低渗气藏酸压井产能方程

针对酸压过程中形成的蚓孔区对气井产能影响,根据酸压裂后气体渗流规律变化,建立考虑滑脱效应、启动压力梯度、应力敏感共同影响下低渗气藏有限导流垂直酸压裂缝井产能预测模型,进行酸压井产能的影响因素敏感性分析.结果表明:启动压力梯度和应力敏感使气井产能下降,启动压力梯度和应力敏感系数越大,气井产能下降幅度越大,滑脱效应使气井产能增大,滑脱因子越大,气井产能增加幅度越大;气井产能随裂缝半长的增加而增加,增加幅度随裂缝半长的增加而减小,且在一定裂缝长度下,裂缝导流能力存在一个最佳值,其随裂缝半长增加而增加;蚓孔区系统的蚓孔长度越长,气井产能下降幅度越大,而蚓孔区渗透率越大,气井产能下降幅度越小,渗透率达到一定值后,下降幅度可忽略.     

稠油油藏多层合采条件下动用程度研究

基于渗流源汇理论建立考虑稠油油藏渗流特征的压力梯度计算方程。以S油田地质油藏参数为基础,以5层合采注采井组为例,研究不同地下黏度以及注采压差影响下的纵向动用程度。研究结果表明：渗透率越大,动用单层所需的启动压差越小;黏度越大,动用单层的启动压差越大,放大注采压差生产,有助于多层合采稠油油藏储量的动用。     

低渗透油藏压裂井网水电模拟

根据水电相似原理,设计直井压裂井网实验模拟模型,研究正对式和交错式排状井网条件下渗流场分布规律,及裂缝方位、裂缝穿透比和井网排距对渗流场分布的影响.研究表明,压力等势线以裂缝为轴呈椭圆分布,裂缝穿透比越大,等势线密度越大,压裂井附近渗流由径向流向线性流转变趋势就越大;相同注采压差情况下,排距越大,裂缝周围地层压力保持水平越低,流体渗流过程中压降损失越大;在相同生产条件及井距排距情况下,交错式排状井网开发过程地层压力保持水平优于正对式排状井网.     

低渗透油田考虑启动压力梯度计算井网产量

针对低渗透、低丰度油层难以有效开发动用的难题,采用基于非达西渗流条件下的不同井网产量计算模型,作为低渗透油田井网优化设计方法.将动用系数作为衡量低渗透储层动用程度的指标,为井网优化设计提供参考.以某低渗透油田区块为例,结合启动压力梯度,考察了井距、注采压差与油井产量和动用系数之间的关系.研究结果表明,低渗透油田启动压力梯度的存在,井距越大,克服启动压力所消耗的压力越多,动用系数越低,在某低渗透油田区块目前300m井距下无法建立有效的驱动体系,需要减小井距.     

启动压力影响下注采井间有效驱替规律

低渗透储层具有明显的启动压力梯度,导致注采井间的渗流场分布与常规条件存在一定差异.基于典型注采条件下的渗流特点和驱替过程分析,在产量方程中引入启动压力梯度,构建出考虑启动压力影响下一注一采定产渗流模型.通过推导得出注采井间压力场、速度场分布的数学表达式,并建立计算注采井间有效驱替面积、有效注采井距的方法,得到不同开发条件下井间渗流场分布和注采单元中有效驱替范围变化的规律.结合典型低渗透油藏参数进行的研究表明,根据有效驱替要求确定有效注采井距,并以此为基础部署开发井网,能在更大程度上有效驱动注采单元内的流体,进而提高低渗透油藏的开发效果.     

低渗透双重介质垂直裂缝井产能分析

针对低渗透双重介质地层进行水力压裂后形成的有限导流垂直裂缝,结合沃伦-鲁特模型,利用质量守恒和椭圆流法建立了低渗透双重介质油藏椭圆流数学模型,并应用拉普拉斯变换,求得了低渗透双重介质有限导流垂直裂缝井无因次产量表达式.运用Stefest数值反演,绘制了无因次产量随时间变化的双对数特征曲线图,对影响低渗透双重介质油藏有限导流垂直裂缝井井底压力动态的诸多影响因素进行了分析.分析结果表明,随着生产时间推移,启动压力梯度对产能影响越来越显著.     

裂缝-孔隙型油藏新的试井模型解

针对裂缝－孔隙油藏的渗流特征，在裂缝和基块之间存在流体的交换；以往的裂缝性油藏并没有考虑流体之间的渗流，仅仅将裂缝和基块之间的流体交换作为源和泄；考虑裂缝与基块之间的渗流建立裂缝－孔隙油藏全耦合的渗流微分方程；该渗流微分方程考虑压差对裂和基块的影响，对方程采用无因次化，将方程简化，通过Laplace变换，利用解的迭加原理，获得模型的Laplace空间解，这解对理解裂缝－孔隙性油藏的渗流规律和试井分析都具有重要的指导意义。     

低渗透油藏垂直裂缝井的产能分析

根据低渗透油藏的非达西渗流规律,建立并求解常流压条件下垂直裂缝井双线性流数学模型,推导出低渗透油藏垂直裂缝井的产能公式.研究表明,随表皮系数的增加,垂直裂缝井的产量在减小并趋于平缓,表皮系数5是一个明显的分界点,同时表皮系数对压裂井的初期产量影响很大.启动压力梯度对压裂片的初期产能影响不大.在生产后期,肩动压力越大,产量下降越快.因此,在进行低渗透油藏垂直裂缝井产能分析时,必须在生产的后期考虑启动压力梯度的影响.     

特殊开采方式低速非达西渗流试井模型研究

理论研究和室内实验及生产实际证实,在低渗透油气藏中,流体在多孔介质中的渗流存在启动压力梯度问题。启动压力梯度的存在,导致相同生产压差下,产量减少。为了提高低渗油气藏的产能,一般必须采取大型酸化或压裂,增加近井区渗透率,克服近井区启动压力梯度影响问题。经过酸化或压裂这些特殊开采措施后,近井区容易形成裂缝。基于这种生产实际问题,建立了近井区为双孔介质达西渗流,远井区为存在启动压力梯度的低速非达西渗流模型的特殊复合油气藏渗流模型。同时,考虑了井筒变井储问题以及外边界有界的情况。通过求解模型,分析了压力动态特征,制作了特殊开采方式下的试井分析样板曲线,为特低渗透油气藏的地层参数反求提供了又一新的模型和方法。     

压裂井产能预测理论曲线分析

目前水力压裂已成为勘探开发低渗透油藏较为常用且相当有效的增产措施.针对具有启动压力影响的低渗透储层压裂井的不稳定产能预测理论曲线进行了分析研究.分析结果表明,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.     

低速非达西渗流流量动态规律研究

流体流动边界不断向外扩展是低速非达西渗流压力传播的特点。针对这种情况，首先建立了考虑表皮效应影响的低速非达西渗流定井底流压生产的固定边界数学模型，用格林函数法求出了流量和累积流量的拉普拉斯空间解；然后根据流体从静止到流动所需的启动压差确定不同时刻的流动边界半径，再用固定边界模型计算流量和累积流量与时间的关系，以此作为流动边界模型的一种数值逼近。用Stehfest数值反演算法绘制了流量和累积流量变化曲线，讨论了流动边界、启动压力梯度和表皮效应的影响及非达西渗流与达西渗流流量动态的差别．     

低渗透非均质油藏径向渗流特征研究

利用实验手段回归出启动压力梯度与渗透率的相关式,并用此式得出非均质油藏的启动压力梯度分布,建立了考虑启动压力梯度的三维三相径向坐标下的渗流数学模型和有限差分方程.有限差分方程中每个网格块上的启动压力梯度可以考虑为不同值,网格块上的启动压力梯度值可由初始化参数场给定,编制了相应的软件,并对比了低渗非均质储层不考虑启动压力梯度、启动压力梯度为常数和启动压力梯度非均匀分布时的压力分布特征.