考虑井筒变质量流动水平井产能预测简易算法

为了考虑井筒变质量流动对水平井产能的影响,应用动量守恒定律建立了水平井井筒变质量流动压降控制方程,采用比采油指数描述油藏流体沿水平井井筒的入流规律,应用质量守恒定律将井筒与油藏的流动耦合,建立了水平井变质量流与油藏渗流耦合模型.该模型可计算水平井不同跟端压力时沿井筒压力和产液分布以及水平井产能.运用四阶Runge-Kutta法对模型进行求解.经实例计算表明:该模型计算所得沿水平井井筒流量分布与实测流量分布基本一致,产能计算误差仅为2.75%,无限导流能力假设条件下的水平井IPR曲线为一条倾斜直线,而水平井由于从井筒趾端到跟端压力不断降低,水平井IPR曲线呈向下弯曲趋势,向下弯曲幅度与井筒压降成正比.     

射孔完井的水平井向井流动态关系

针对几种常见类型油藏（底水驱油藏,边水驱油藏,上、下封闭边界油藏）导出了射孔完井的水平井生产时单相原油三维稳态流动的压力分布,并根据质量守恒原理及动量定理导出了射孔水平井筒内压降计算新公式。建立了耦合油层中渗流与水平井筒内流动的向井流动态关系模型,提出了求解模型的方法。用该模型制作了一口实例水平井的向井流动态关系曲线,并分析了射孔密度对其产量的影响,该模型可用于水平井产能预测及射孔参数优选。图３表１参８（陈志宏摘）     

疏松砂岩油藏水平井适度出砂开采携砂计算模型

针对疏松砂岩油藏水平井适度出砂开采方式下的压力及产量的求解问题,以水平井适度出砂生产过程中沿油藏到水平井生产段井筒为研究对象,采用现场工程法建立了出砂特征参数分析模型,在常规水平井筒压降求解公式基础上,进一步推导建立了携砂开采情况下水平井筒变质量流压降计算模型,联立了水平井向井流动态关系耦合求解模型,进行了实例计算分析,得到了井筒压降、流量及含砂浓度等重要参数的特征曲线,给出了水平段上沿程各流体参数非均匀变化规律,指出实际生产评价中应依据流量及浓度参数值计算水平井筒生产段上的危险沉砂点。该研究对疏松砂岩油藏水平井适度出砂开采方式最终产能评价及实际应用中的参数选择有指导意义。     

溶解气驱油藏水平井无因次IPR曲线的新相关式及其应用

在对大量油藏模型模拟计算的基础上 ,研究了溶解气驱油藏水平井向井流动态关系 ,发现了无因次IPR曲线的曲度随衰竭程度变化的规律 ,从而建立了描述溶解气驱油藏水平井无因次 IPR曲线的新相关式 ,并用实例说明了新相关式的应用     

溶解气驱油藏水平井无因次IPR曲线的新相关式及其应用

在对大量油藏模型模拟计算的基础上,研究了溶解气驱油藏水平井向井流动态关系,发现了无因次IPR曲线的曲度随衰竭程度变化的规律,从而建立了描述溶解气驱油藏水平井无因次IPR曲线的新相关系,并用实例说明了新相关式的应用。     

等效渗透率在底水油藏水平井数值模拟中的应用

研究了等效渗透率在底水油藏水平井数值模拟中的应用。首先在水平井筒内压力损失计算方法的基础上,依据混合密度、混合黏度与混合速度定义,推导了井筒内两相流动等效渗透率的数学表达式;然后利用等效渗透率将井筒内压降与流速关系改写为达西定律形式,统一了井筒与油藏中运动方程,因此可将井筒处理为油藏的一部分;最后基于达西定律推导了底水油藏水平井开采数学模型,建立了数值模拟方法。实例研究表明,基于等效渗透率的数值模拟能够较好地模拟井筒压降影响下的底水油藏水平井开采过程。     

溶解气驱油藏水平井IPR的数值模拟

目前,根据数值模拟计算,研究溶解气驱油藏水平井向井流动态关系时,都是沿用Vogel研究方法即制作一定采出程度下水平井IPR曲线,然后无因次化得到无因次IPR曲线。经研究发现溶解气驱油藏动态受生产过程的影响较大,即用不同的流压生产,当达到相同的采出程度时,油藏平均压力并不相等。故前人用数模制作无因次IPR曲线的方法存在较大的局限性,对此提出了用数模研究溶解气驱油藏水平井无因次IPR曲线时,应先制作油藏平均压力为定值时的IPR曲线, 然后再无因次化的新方法。按此方法对一系列溶解气驱油藏模型进行了三维流动模拟计算,总结出了无因次IPR曲线的曲度随油藏平均压力变化的规律,提出了描述溶解气驱油藏水平井无因次IPR曲线的新的统一方程。     

井简压降对底水油藏水平井生产动态的影响

底水油藏水平井生产动态预测是制定油藏开发方案的重要依据.文中将井筒、油藏视为耦合系统,建立了油水两相管流-渗流耦合数学模型和有限元数值模拟方法,在此基础上开展了底水油藏水平井生产动态研究,分析了井筒压降对水平井见水时间、无水采收率及储层动用均衡性的影响.结果表明:井筒压降导致水平井跟端见水时间提前,无水采收率降低,储层动用程度均衡性变差;采液速率越高,井段越长,忽视井筒压降所引起的底水油藏水平井生产动态预测结果的误差则越大.该研究成果对水平井控水方案设计具有一定的参考价值.     

井筒压降对底水油藏水平井生产动态的影响

底水油藏水平井生产动态预测是制定油藏开发方案的重要依据。文中将井筒、油藏视为耦合系统,建立了油水两相管流-渗流耦合数学模型和有限元数值模拟方法,在此基础上开展了底水油藏水平井生产动态研究,分析了井筒压降对水平井见水时间、无水采收率及储层动用均衡性的影响。结果表明:井筒压降导致水平井跟端见水时间提前,无水采收率降低,储层动用程度均衡性变差;采液速率越高,井段越长,忽视井筒压降所引起的底水油藏水平井生产动态预测结果的误差则越大。该研究成果对水平井控水方案设计具有一定的参考价值。     

底水油藏水平井井筒内压力特征研究

为了研究底水油藏水平井开采时井筒内压力特征,建立了井筒管流与油藏渗流的耦合模型:首先根据管流理论,考虑摩阻压降与加速压降,推导出水平井筒内压力损失表达式;依据镜像反映、叠加原理等方法,推导出油藏渗流进入井筒流量表达式;最后根据变质量流性质,建立水平井流入量与压力损失的耦合关系,运用数值方法,求出耦合模型数值解,从而得到水平井筒内压力分布。实例研究表明:底水油藏水平井开采时,井筒内存在压力损失,而且越靠近跟端,压力损失越明显,受此影响,水平井内产液段主要位于跟端位置。随产量增大,井筒压降中加速损失占的比重越大。     

油层中渗流与水平井筒内流动的耦合模型

针对几种常见油藏类型情况,导出了水平井生产时单相原油三维稳态流动的压力分布,并根据质量守恒原理及动量定理导出了水平井筒内压降计算新公式。它考虑了沿程流入对井筒内压降的影响。提出了把油层中的渗流与水平井筒内的流动耦合的数学模型及求解方法。实例计算表明:用此模型计算产能,精度高;井筒内压降对水平井生产动态有影响。当生产井段长度超过某一值后,产量不再随井长增加而增加;沿水平井筒长度方向各段单位长度的采油指数并不相等。     

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同常规的垂直井相对比，采用水平井开采能够大幅度增加油气井与油气藏的接触面积，改变油气藏中井筒附近区域的渗流方式，降低渗流阻力，进而可以利用较低的生产压差来实现更高的油气产量。因此对于稠油油气藏、大倾角多层油气藏、天然裂缝油气藏、薄油层油气藏、具有气顶或者底水的油气藏以及海上油气田的开采，水平井技术越来越受到人们的关注。在水平井开采中,井筒沿程有流体不断地流入，使得水平井筒中的流动成为一种沿流动方向质量流量逐渐增加的变质量流动。由于油气藏中复杂的地质条件以及水平井段的流动特点，还会出现油、气、水的多相流动，这就使得水平井段内的流动变得更加复杂。水平井筒变质量流动规律的研究是水平井产能预测、水平井水平段长度优选以及水平井完井设计优化等的基础。文章从物理模拟实验及数学模拟两个方面对水平井筒变质量流动规律的研究方法及原理分别进行了介绍，并阐述了该研究领域所取得的最新进展。     

考虑井筒变质量流动的溶解气驱油藏水平井流入动态特性研究

目前,国内外研究学者应用数值模拟方法研究溶解气驱油藏水平井流入动态时未考虑井筒流动的影响,对于高产、小井径水平井会产生较大的计算误差.针对存在的问题,使用Eclipse油藏数值模拟软件中考虑井筒变质量流与油层中渗流耦合的多段井模型,研究了井筒变质量流动对溶解气驱油藏水平井流入动态的影响.模拟结果表明:当油藏压力较高时,不同油藏衰竭程度时水平井无因次IPR曲线基本重合;但当油藏压力较低时,溶解气析出,油相饱和度减少,油相相对渗透率降低,油藏内两相渗流阻力和水平井筒内两相流动阻力增大,水平井无因次IPR曲线上凸趋势迅速增大.     

天然气在复杂气藏内渗流问题的新模型及应用

针对形成不同流体区域的气藏、有边水气藏、岩性尖灭气藏及井底存在污染或改善的气藏等情况,建立了考虑井筒相态重分布的复杂气藏的渗流新模型,求出了３种典型外边界条件下的气藏拟压力分布解析解,并绘出了井底压降曲线。给出的气藏无量纲压力表达式及压降曲线,还可适用于凝析气井及井筒带积液的气井。结合实例分析给出了本理论在油田开发中的应用。     

水平井筒变质量间歇流压降的理论与试验研究

间歇流是实际水平井筒气液两相流动中非常重要的一种流动形态。由于水平井筒和常规水平管道中气液两相流动的相似和差别,常规管流的压力计算方法对于水平井筒流动来说就需要进行修正和扩展。在常规水平管道间歇流动压降分析的基础上,对气、液两相分别应用质量守恒方程和动量守恒方程,考虑管壁入流或出流对压降的影响,得到一种新的水平井筒间歇流流型压降计算方法。同时,设计并建立了水平井筒流体流动模拟试验装置,在轴向为气液两相流动的前提下分别进行了上管壁单孔眼注入和下管壁单孔眼注入的间歇流动压降试验研究,获得了大量试验数据,与理论计算结果吻合较好,表明该计算方法具有实际应用价值。     

稠油油藏水平井井筒压降规律研究

水平井技术已在稠油油藏开发过程中广泛运用,但因稠油黏度较大,水平井井筒压降已成为产能研 究过程中不可忽视的问题。 基于常规水平井产能理论,利用 Joshi 提出的方法将水平井三维渗流场简化 为 2 个二维渗流场,运用保角变换方法以及等值渗流阻力法得到稠油油藏水平井地层渗流模型,同时考 虑井筒变质量流动,建立了地层渗流与水平井井筒管流的耦合模型。 实例分析表明,井筒压降使得水平井 的无阻流量减小了 7.7% ,且稠油油藏水平井井筒压降远远大于常规油藏水平井井筒压降。 敏感性分析表 明,随着水平段长度、幂律指数以及油层厚度的逐渐增大,井筒压降逐渐增大,而随着井筒半径的逐渐增 大,井筒压降则逐渐减小。 本次研究为稠油油藏水平井井筒压降规律的研究提供了新的思路     

具有拐点的油井IPR方程建立及应用

油藏开采过程中,当流动压力低于饱和压力时,溶解于原油中的天然气析出,水驱油藏油井出现三相渗流,部分油井受其影响,产量出现随着流动压力降低而下降的现象,表现为IPR曲线发生倒转。利用新建立的油井流入动态关系方程,能够合理地拟合和描述这种倒转现象,并可以判断油井IPR曲线是否出现倒转现象或具有拐点,计算油井的最低合理流动压力。新建立的IPR方程通式囊括了大部分经典的IPR方程,包括经典的Vogel方程和Fetkovich方程及其推广式,具有较强的实用性。     

非均质底水气藏水平井井筒流量及压力剖面研究

在非均质底水气藏开发过程中,水平井钻遇不同渗透率的储层是影响水平井井筒流量以及压力剖面的重要因素.以非均质底水气藏水平井渗流理论研究为基础,利用微元法将非均质储层分为若干均质储层,并在每个均质区域考虑储层与井筒耦合的变质量流动,建立了求解非均质底水气藏产量以及压力剖面的半解析模型.实例分析表明,水平井井筒流量剖面随着渗透率分布的变化出现不同幅度的波动,渗透率级差越大,流量剖面波动的范围越大,且水平井钻遇高渗透储层越多,总产量也越大;在水平井井筒跟端与趾端附近,渗透率分布对井筒压力剖面基本无影响,而在水平井井筒中间部分,高渗透储层分布越多,压降越大,反之则压降越小,但整个水平井井筒压降仅为10-4 MPa左右,因此水平气井压力测试只需将压力计下到井筒跟端处.     

水平井水平段最优长度设计方法研究

由于水平井水平段内摩擦损失的缘故,如果水平段内压降和油藏压降相当,导致水平段末端压降很小或者为零,这种现象常常出现在高渗透层的低压降生产油藏和生产压差受到限制的锥进油藏。因而研究水平井最优长度设计方法对水平井开发方案设计具有指导意义。本文分三种情况(底水油藏、气顶底水油藏、气顶油藏)建立了油藏内流动模型、井筒内流动模型、水平井水平段最优长度数学模型,在建立模型过程中,考虑了水平段内流动状态(层流、紊流)和管壁相对粗糙度对摩擦损失和水平井产能的影响,最后通过实例计算得到了几个结论。