应用随机网络模拟技术研究微观剩余油的影响因素

通过用随机网络模型模拟研究油藏的微观驱替过程,在改变模型的孔、喉大小分布和调整模型的孔隙润湿比例等情况下,进行水驱油过程模拟,建立网络模型中的微观剩余油分布。在每一次模拟之后,计算剩余油饱和度和微观驱替效率,统计微观剩余油在孔径分布范围内的频率、含量。在此基础上分析孔隙网络特性对微观剩余油分布的影响。研究结果表明:水驱后微观剩余油分布主要受孔喉比、孔隙大小、润湿性,初始含油饱和度以及驱替效率等因素的影响。     

多尺度油藏数值模拟的渗滤方法

指出油藏渗流中不同尺度的渗滤现象形成机制,从渗滤理论角度揭示驱替前缘的生长规律.根据宏观与微观渗流的动力学方程,以隐式计算的压力场确定渗滤准则,分别建立了微观与宏观油藏数值模拟的渗滤模型.该模型中指进的发育、剩余油的圈闭不仅受介质非均质性的影响,而且与驱替历史(压力场变化)相关,是对Stenby(1990)及Barefet(1994)的渗滤模拟模型理论上的修正与完善,更能体现渗流的动力学统一性及不规则性.此外,建立了排液道见水后与排液道相临节点的压力降计算模型,使油藏渗滤模型不仅可模拟见水前的水驱油过程,还可对见水后的动态进行预测,突破了网络模拟向油藏动态模拟应用转化的一个难题.通过实际岩心驱替实验及平面填砂模型实验的验证,所建立的多尺度油藏数值渗滤模拟模型是可靠的.微观渗滤模拟可以评价孔隙结构对采收率、指进发育、剩余油分布的影响.宏观渗滤网络模拟方法,可对渗透率、孔隙度非均质分布的油藏在不同驱替条件下的渗流进行渗滤模拟,使指进、剩余油分布的预测更为客观.宏观与微观渗滤模拟特征曲线可与物理模拟及经典数值模拟方法的结果进行对比研究,使油藏数值模拟的深度与广度都得以延伸.     

基于动态数据反演的相渗曲线及应用效果

在油藏注水开发过程中,油藏储层物性、开发方式等动态数据发生变化都会综合反映在生产数据中,因此基于油藏动态数据反演的相对渗透率曲线更具有代表性。从相对渗透率曲线的表征出发,结合油藏工程方法,建立了基于动态数据反演的相对渗透率曲线,并将其运用于实际油藏,最后采用数值模拟技术对比分析了岩心驱替和动态数据反演获得的相对渗透率曲线对剩余油分布的影响。结果表明,与岩心驱替所得相渗曲线相比,基于动态数据反演的相渗曲线的相对渗透率高,对应的残余油饱和度低;基于动态数据反演的相对渗透率能更加真实的反映油水流动能力,在数值模拟中有较好的应用效果。该研究为水驱开发油藏后期开发优化提供理论支撑。     

渗透率级差对底水油藏剩余油分布规律影响

渗透率级差是影响底水油藏剩余油分布及油水运移规律的主要因素。油田投入开发后,纵向非均质底水油藏内部剩余油分布规律极其复杂,使得油藏后期调整开发潜力及编制剩余油挖潜方案更加困难。基于不同渗透率级差,利用油藏数值模拟方法,建立了不同韵律下4个底水油藏剩余油分布机理模型;研究不同渗透率级差对底水油藏剩余油分布及油水运移规律的影响。模型计算结果表明,渗透率级差越大,正韵律储层下部剩余油分布越多;渗透率级差越小,反韵律、复合反韵律及复合反正韵律储层下部剩余油分布越多。实例证明,考虑储层不同渗透率级差能够准确有效地描述底水油藏剩余油分布规律。     

早期注聚油田渗透率级差对剩余油分布规律影响研究

渤海X油田为早期注聚油藏,纵向厚度大,非均质性强,进入双高阶段后纵向各层剩余油分布异常复杂,稳油控水难度大。利用数值模拟方法,开展不同渗透率级差下早期注聚油田剩余油分布规律研究。结果表明:水驱阶段,随着渗透率级差增大,注入水会增加对模型中上部中高渗层的驱替程度,渗透率级差越大,增加幅度越大,模型顶部剩余油的富集程度越小,模型底部低渗层剩余油越富集;聚驱阶段,扩大在中高渗层的驱替程度,但对低渗层的驱替程度减弱。与水驱相比,模型上部剩余油的富集减小,模型下部剩余油的富集增加。渗透率级差主要影响模型下部低渗层剩余油富集,对于早期注聚油田,模型下部低渗层剩余油富集渗透率级差界限值为8。     

储层物性时变对油藏水驱开发的影响

针对水驱油藏储层物性时变影响油田开发效果和剩余油分布的问题,分析了采用过水倍数表征物性时变规律会造成计算结果不稳定的原因,提出基于面通量的物性时变表征方法,并通过矿场资料分析、黑油模型改进、软件编制,建立了相应的数值模拟技术。利用该技术研究物性时变对油藏开发的影响,结果表明:考虑渗透率和相渗曲线综合时变后,剩余油主要富集在靠近生产井的主流线两侧,油藏采出程度比不考虑物性时变提高8.3百分点;渗透率和相渗曲线时变的影响存在一定差异,渗透率时变会使开发效果稍微变差,相渗曲线时变会使开发效果明显提高。该技术解决了基于过水倍数的物性时变数值模拟方法计算结果受网格尺寸影响的问题,对准确预测油藏开发指标和剩余油分布具有重要的应用价值。     

基于测井和统计分析的油水相对渗透率新模型

目前胜利油田普遍进入高含水开发后期,注入水的不断冲刷造成储层参数发生变化,油藏非均质性日益严重,油藏平均相对渗透率已经不能完全反映油水渗流规律。针对该问题,利用胜利整装油田油水相对渗透率实验数据样本,基于测井渗透率解释经验模型和统计分析方法,建立了油水相对渗透率端点特征参数与油藏渗透率和孔隙度之间的定量预测新模型。新模型预测结果与实际值相比,平均绝对误差小,结果可靠,能够满足工程应用。实例应用表明,新模型能够实现在油藏数值模拟中,为每个网格赋予油水相对渗透率值,预测的剩余油分布规律与常规数值模拟有一定差别,新模型预测剩余油饱和度范围值更小,局部剩余油频数高,反映了新模型能够对油藏局部剩余油富集进行刻画和描述。研究成果对深入认识油田开发后期剩余油分布规律具有重要意义。     

分形非均质油藏产能方程

研究用分形描述油藏的非均质性，并与渗流力学相结合，建立了非均质油藏的基本产能方程。导出了不同形态的油相相对渗透率曲线下水驱分形非均质油藏产量变化规律的方程式，并结合分形地质统计学进行了应用研究。结果表明：本方法因考虑了油藏非均质效应，使预测结果更为合理可靠。     

河流相多层砂岩油藏剩余油描述及挖潜技术

针对濮城油田东区沙二下多层砂岩断块油藏特点,通过细分流动单元、沉积微相和储层参数研究,应用三维可视化建模技术和随机建模技术,建立了油藏三维地质模型和储层随机模型,对剩余油监测解释技术、剩余油挖潜的调堵和调驱配套技术进行研究。并通过对油藏剩余油定性和定量以及大规模油藏数值模拟综合研究,弄清了剩余油的分布规律。在此基础上制定剩余油调整挖潜、降水稳油、增加可采储量措施,其矿场应用效果较好。     

渗透率随机分布模型在低渗透油藏波及系数研究中的应用

为了进一步研究渗透率的分布对注水开发过程波及系数的影响,将数理统计理论的随机分布模型引入到油藏渗透率参数场的构建中,结合低渗透油藏的渗流机理,对参数场进行了修正,在此基础之上,应用数值模拟方法研究了不同渗透率随机分布模型、不同开发井网下波及系数的变化规律、注采流线的分布特征及剩余油分布规律。应用表明,修正后的参数场能较好地反映低渗透油藏的非均质特征;三种随机分布模型生成的渗透率参数场对评价波及系数影响较大;由于启动压差的存在,低渗透油藏在开发后期存在大量的剩余油绕流区。通过适当增大生产压差来克服启动压差,让更多的剩余油绕流区参与流动从而有效提高采出程度,但是应该注意的是不能将生产压差放得过大,以免造成水窜。     

低渗透砂岩油藏油水相对渗透率曲线特征

摘要方法综合分析我国十余个低渗透油藏的毛管压力曲线和相对渗透率曲线,Ｊ（Ｓｗ）函数及Ｗｙｌｉｅ和Ｇａｒｄｎｅｒ公式,求出不同渗透率油藏的理论相对渗透率曲线。目的总结低渗透砂岩油藏油水相对渗透率曲线特征,为其开发提供理论依据。结果低渗透油藏中孔隙度、束缚水饱和度、残余油饱和度及共渗点与储层渗透率有一定的关系,即随着渗透率的增大,孔隙度、束缚水饱和度增大,残余油饱和度减小,油水两相共渗区的范围变窄。结论低渗透砂岩油藏的油水相对渗透率曲线具有一定的特征,即随着含水饱和度的增加,油相相对渗透率急剧下降,水相相对渗透率变化不大。利用本文所采用的方法可为理论模型模拟计算（动态预测和储量计算）提供输入数据     

砂岩储层油水相对渗透率曲线表征模型及其在数值模拟中的应用

以胜利油田孤岛油田新近系馆陶组砂岩储层为例,在岩心油水相渗测试实验及地质认识的基础上,建立了油水相对渗透率曲线表征模型,并通过数值模拟建立了砂岩油藏开采动态模型,探讨了不同韵律性、不同开发方式下相渗模型的适用条件及对开发结果的影响。研究结果表明:①分别拟合气测渗透率、平均孔喉半径等7个影响相渗曲线的参数和相渗曲线端点以及曲线形态之间的相关性,通过交替条件期望法进行多元回归,以气测渗透率和平均孔喉半径建立了束缚水饱和度计算模型,以渗透率变异系数和特征结构参数建立了残余油饱和度计算模型,以气测渗透率建立了束缚水下油相相对渗透率计算模型,以渗透率变异系数和特征结构参数建立了残余油下水相相对渗透率计算模型,4个端点表征模型的绝对误差都小于0.1;以霍纳普相渗曲线形态指数经验公式为基础,利用均质系数建立了油相相渗曲线形态表征模型,利用渗透率变异系数和孔喉比建立了水相相渗曲线形态表征模型,2个形态表征模型的绝对误差小于1.7,模型可靠。②在砂岩储层衰竭式开发模拟中,生产动态主要受油相相渗的影响,利用油水相渗曲线模型推导出的相渗曲线再进行归一化处理,在一定程度上能够消除储层非均质性带来的影响;在注水开发模拟中,储层的非均质性会加剧水相相渗对生产动态的影响,模拟时采用对产油量贡献最大的储层的相渗曲线更能接近实际生产动态。     

聚合物驱油藏剩余油饱和度分布预测的φ函数法

用φ函数方法对水驱油藏剩余油饱和度分布进行了预测,考虑了聚合物驱油过程中聚合物的吸附和渗透率下降等特征以及聚合物溶液的黏度与浓度的变化关系,对相对渗透率曲线进行了修正,得到聚合物驱油藏的剩余油饱和度与累积注入孔隙体积倍数的关系。通过相继求解压力和饱和度场,避免了求解过程中解的不收敛和不稳定问题以及数值模拟中需多次通过迭代直接或间接解多元方程组的运算。矿场实际应用表明,预测结果准确可行。     

电阻法测二元复合驱剩余油分布及其影响因素实验研究

油田开发过程中剩余油分布是开发效果评价和提高采收率措施选择的重要参考依据,物理模拟实验中常采用岩心内油水电阻率及其变化来判定剩余油分布及其变化情况。在完成电极材料优选和电极排列方式优化的基础上,以现代油藏工程、提高采收率和现代检测技术理论为指导,开展了标定曲线实验研究和三维仿真模型原油饱和方式对原始含油饱和度的影响及无碱二元复合驱剩余油分布的研究。结果表明,实验用水矿化度及离子类型和岩心渗透率差异对标定曲线存在影响;对于三维仿真模型岩心应选用边角饱和油方式,驱油剂类型优选二元复合体系;对于纵向非均质油藏,从纵向上看剩余油主要分布在中低渗透层,从平面上看主要分布在远离注入井和主流线的两翼部位。     

基于孔隙网络模型的微观水驱油驱替特征变化规律研究

结合逾渗理论，采用截断威布尔分布作为孔喉特征分布函数，模拟储层岩心的初次油驱过程和二次水驱过程，建立了油水两相三维准静态孔隙网络模型；通过模型计算与试验结果的对比，验证了孔隙网络模型的有效性。利用建立的孔隙网络模型，研究了岩心在水湿情况下，储层微观孔隙结构参数如孔喉比、配位数、形状因子等对水驱油驱替特征的影响。研究结果表明，储层岩心的孔喉比越小、配位数和形状因子越大，残余油饱和度越小，水驱油的驱替效果越好；形状因子的变化对驱油效率影响较大。     

鄂尔多斯盆地富县探区延长组长6—长8段超低渗砂岩储集层孔喉特征

采用恒速压汞、原油边界层测试及分形几何方法,精细描述鄂尔多斯盆地伊陕斜坡富县探区延长组长6—长8段超低渗砂岩储集层微观孔隙结构及喉道分布,定量表征超低渗储集层微观孔隙结构特征及其对渗流能力的控制作用。研究表明,研究区延长组长6—长8段砂岩储集层孔隙喉道弯曲迂回程度强烈,孔喉大小悬殊,分布形式以单峰正偏态型和双峰偏粗态型为主;储集层为大孔细喉型,喉道半径的大小及其分布是低渗储集层渗流能力的决定性因素;储集层具有良好的分形几何结构,沉积环境和成岩作用差异使得储集层具多重分形特性;超低渗储集层原油吸附层厚度占孔隙体积15%~23%,原油吸附层的形成是储集层渗流能力变差的主要原因。     

轮南古潜山碳酸盐岩储集层裂缝分布分形特征

针对裂缝整体分布规律这一制约碳酸盐岩储集层三维地质建模的瓶颈难题,结合实地露头考察,描述和分析了轮南古潜山碳酸盐岩储集层裂缝形态和分布的自相似特征,建立了岩体裂缝分形统计方法和分维数计算方法,在对轮南古潜山岩体不同尺度网格分形统计的基础上作出了各岩体样本裂缝分布的分形曲线,最终得到了预测轮南古潜山岩体裂缝分布的分形定量公式,为建立轮南古潜山碳酸盐岩储集层渗流空间模型和渗透率参数模型奠定了坚实的基础。     

低渗油气储层孔喉的分形结构与物性评价新参数

通过常规压汞手段，获得了松辽盆地南部长岭凹陷大情字井地区下白垩统泉四上亚段低渗碎屑储集岩的孔喉空间分布数据。储集砂岩孔喉分布的自相似结构宽广而连续，在整个孔喉测度区间0.02～104 μm的宽广孔喉尺寸范围内，泉四上亚段低渗透砂岩均具分形特征。孔喉的分布在整个可测区间均具有两个无标度区的多重分形性质，不同尺度（无标度区）上的分维值不同，无标度区1的分维值平均为2.995，无标度区2的分维值平均为2.512。无标度区2的下限、上限以及其分维数与储集物性（特别是渗透率）关系密切。据此提出了评价储集层的“喉道分形综合指数”--ITF。ITF与渗透率的正相关系数的平方可达0.91，与孔隙度的正相关系数的平方，为0.65。该参数综合反映了低渗储集层的储集和渗滤性能，充分揭示了油气储集岩的孔喉结构特征对其储渗性能（特别是渗流能力）的影响。     

分形油藏非达西低速不稳定渗流的研究

根据分形几何学并结合非达西渗流力学，建立了分形油藏低速非达西渗流的数学模型，根据拉氏变换和Stehfest数值反演求得了有限半径井的实空间解，并分析了分形参数，非达西渗流指数对压力动态的影响，研究分形油藏非达西低速不稳定的渗流的动态特征，对低渗透油田的开发具有指导意义。