超低渗储层基质块弹性采出程度影响因素分析

随着近年来我国超低渗油气资源的快速开发,其弹性开采阶段的主控因素已引起广泛关注。为研究超低渗储层弹性开采阶段影响采收率的因素,将渗透率、黏度、衰竭压差及衰竭半径组合为4因素3水平正交实验,通过室内实验得出影响采出程度的排序为：衰竭压差>渗透率>衰竭半径>黏度。结合扫描电镜图像,分析采出程度除了与自身的初始弹性能有关外,还与应力敏感性及启动压力梯度有关。此外,对比分析渗透率、流度、流度 压差3种模式的启动压力梯度模型,通过数值模拟与实验数据的误差分析,优选出更趋近真实情况的模型为流度-压差模型     

低渗储层应力敏感评价方法探讨

应力敏感评价是储层保护以及油气井产能评价的重要依据,尤其对低渗储层更显意义重大。目前国内对油气储层的应力敏感评价方法及标准尚存在争议,通过对国内外曾提出的应力敏感评价标准进行研究,探讨了现行行业标准中存在的不足以及传统理论研究所采用的渗透率模量概念存在的局限性。在大量实验数据分析的基础上,定义了新的应力敏感评价指标,可以方便地表征任意初始渗透率随有效覆压变化的关系,对油气井产能评价以及建立低渗变形介质油气藏渗流模型具有积极意义。     

特低渗透油藏启动压力梯度研究

针对单相和油水两相流体启动压力梯度的产生机理和对渗流规律的影响问题,通过稳态"压差-流量"测定启动压力梯度法,分别用模拟油、地层水、注入水和蒸馏水对我国某油田119块典型特低渗岩芯进行驱替实验,得到了单相和油水两相渗流的启动压力梯度值,分析了启动压力梯度的变化规律.物理模拟和理论研究都表明,不同渗流介质测得的启动压力梯度与渗透率均成幂函数关系,并且幂指数近似为-1.同时,由于毛管力和贾敏效应作用,油水两相启动压力梯度远远大于单相渗流的启动压力梯度.结合油田实际,说明了启动压力梯度在特低渗透油气藏开发中的应用.     

低渗透油藏气水相对渗透率计算方法研究

和常规油气藏不同,致密气藏中流体的渗流并不符合经典的达西定律,而是同时存在着动态启动压力梯度和应力敏感效应。常规的JBN方法计算相对渗透率时并没有将这两者考虑在内,势必造成计算的误差。在分析致密气藏特殊渗流机理的基础上,建立了考虑动态启动压力梯度和应力敏感效应的致密气藏两相渗流计算方法并进行了实例验证。结果表明,在考虑动态启动压力梯度和应力敏感性的情况下,气、水两相的渗流能力均有明显下降,其中水相相对渗透率降低速度加快,而气相相对渗透率上升速度有所减缓,等渗点相对渗透率降低,岩芯的残余水饱和度升高。不同孔隙压力下的相对渗透率实验结果表明,随着孔隙流体压力的下降,动态启动压力梯度和应力敏感性对于渗流的影响越来越显著,这两种因素在内的新方法得到的相对渗透率曲线和传统的JBN方法得到的曲线差异也越来越明显。新方法计算得到的相对渗透率曲线更能准确的表征致密储层流体的渗流形态。     

启动压力其实并不存在

低渗透储层存在许多研究误区，启动压力梯度便是其一。低渗透储层孔隙欠发育，渗透率低，产能也较低，压力在其中的传播速度较慢，施以压力梯度之后，产量的响应需要较长时间。实验过程将微弱的流量误认为是0，因而导致了启动压力梯度的实验假象。实测的启动压力梯度数值太高，对油气生产没有任何指导意义。中高渗透储层没有启动压力梯度，低渗透储层也不应该有。固体和流体都不存在启动压力，油气也不可能存在。     

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。     

特低渗储层压裂水平井产能因素分析

基于井筒与油藏耦合的压裂水平井产能计算模型,优化了裂缝的流入动态,并综合考虑特低渗储层启动压力梯度和应力敏感的影响,建立了特低渗油藏压裂水平井的产能方程。通过室内实验确定某特低渗油田储层的启动压力梯度和应力敏感系数,计算裂缝间距、裂缝半长和水平段长等参数对水平井产能的影响。计算结果表明,裂缝间距与裂缝半长对产能影响显著,并且该方法预测产量准确,对特低渗油藏压裂水平井开发具有指导意义。     

特低渗透油藏合理井距确定新方法

注采井距是影响特低渗透油藏开发效果的关键,目前主要根据渗透率和启动压力梯度大小来确定。阐述了这种方法的局限性,根据物理模拟实验分析了启动压力梯度和应力敏感系数的变化规律,得到其数学描述形式,建立了特低渗透油藏非线性渗流数学模型。针对目前求解特低渗透油藏合理井距的局限性,基于修正后非线性稳定渗流数学模型和叠加原理,提出求解特低渗透油藏合理注采井距的新方法。该方法除能考虑储层渗透率、注采压差外,还可以考虑流体粘度、预期产量、启动压力梯度以及介质变形程度的影响,同时形成了合理注采井距优化理论图版,方便现场应用。     

不能用净应力评价低渗砂岩岩石应力敏感性

理论研究表明,低渗岩石由于存在微裂缝,净应力不等于有效应力.为了进一步论证净应力与有效应力的关系,开展了相关的实验研究,实验包含了老化处理和4个不同围压下的降内压实验,采用稳态法测定内压下降过程中各个压力点的渗透率值.实验结果表明:在不同围压下,净应力相等的点对应的渗透率值不相等,不能用净应力替代有效应力评价储层岩石的应力敏感性.此外,在低围压下渗透率的变化幅度较大;在高围压下,渗透率的变化幅度较小.最后,对实验岩样进行了储层岩石的应力敏感性评价,结果表明该低渗致密砂岩储层表现为中等应力敏感.     

流体压缩性和压敏性对低渗油藏产量的影响

针对低渗油藏的特性,推导出考虑启动压力梯度和流体压缩性的应力敏感油藏的质量流量公式,利用质量与密度关系式得到相应的体积流量公式.计算表明:考虑应力敏感性时,油井产量不再随着生产压差的增加而呈正比例增加;当储层呈现强应力敏感特性时,油井产量随生产压差的加大而增加缓慢,此时需要优化出合理的生产压差.考虑流体压缩性时,油井产量随着流体压缩系数的增大而增大.相对误差随压差的增大呈直线递增,故不能忽略流体压缩性的影响.在工程上,只有当生产压差足以克服启动压力梯度的阻碍效应时,油井才能快速见到产量.     

基于启动压力梯度的致密油藏非线性渗流模型

新疆吉木萨尔致密油储层具有较强的应力敏感性和启动压力梯度,目前的非线性渗流模型不能反映致密储层的渗流特征。因此,在室内岩心驱替物理模拟实验的基础上,建立了考虑启动压力梯度和应力敏感的致密油藏非线性渗流模型,并根据模型绘制出压力梯度利用率图版。结果表明,致密油藏启动压力梯度与渗透率呈对数变化关系;新模型的渗流特征曲线与油藏实际渗流特征曲线误差小于5.00%,能真实反映出油藏实际渗流特征;渗透率越高,压力梯度利用率（N）越高,压力损失越少;压力梯度增大,N呈对数形式增大。为提高致密油藏压力梯度有效利用率,应增大生产压差,同时采取酸化、压裂等措施改善储层渗透率。     

应力敏感裂缝性油藏不稳态压力动态分析

在试井分析中通常都是假设岩石特性为常数,这个假设条件在许多油气藏的试井分析中取得了很好的解释结果。但是,大量的室内实验发现裂缝性油气藏和致密砂岩油气藏都为典型的应力敏感油气藏,即随着开采的进行,储层的孔隙压力降低,从而导致地层中的有效应力增加,储层渗透率的大幅度降低,因此,必须在试井解释中考虑地层应力对岩石特性即渗透率,孔隙度的影响。根据实验研究结论,建立应力敏感裂缝性油藏的渗流数学模型,并通过数值Laplace反演求解形成了新的试井分析,分析研究其典型曲线特征及其对压力恢复数据解释的影响。     

弯曲井眼内下部钻柱失效研究

为了揭示下部钻具失效的力学机理,章研究了下部钻具组合的弯矩和弯曲应力的分布规律。以结构力学中的染柱理论为基础,建立了带稳定器的下部钻具组合在弯曲井眼内的解析法力学模型。考虑到井眼有较大的造斜率,采用了与一般连续梁理论及三弯矩方程不同的方法。从基本力学模型出发,用静力法建立了下部钻具组合在弯曲井眼内的弹性线微分方程,合理设置力学模型的边界条件,得到下部钻具组合弯曲变形的弹性线方程,并导出了求解钻具任一截面弯短和弯曲应力的计算公式,编写了相应的计算机程序,计算了在一定工况下的下部钻具组合弯曲载荷的分布规律。     

低渗透油藏微乳液驱非线性渗流规律研究

以低渗透油藏为研究主体,分析低渗透岩心微观渗流特征,对比低渗透油藏水驱和微乳液驱条件下启动压力梯度的变化,从引起低渗透油藏存在启动压力梯度的边界层性质出发,研究低渗透油藏表面活性剂微乳液驱条件下的低速非线性渗流规律,建立相应的非达西渗流方程,并通过模拟已实验过的低渗透油藏岩样的实验结果来验证所建立非达西渗流方程的准确性。     

Timing of advanced water flooding in low permeability reservoirs

It is very important to design the optimum starting time of water injection for the development of low permeability res-ervoirs. In this type of reservoir the starting time of water injection will be affected by a reservoir pressure-sensitive effect. In order to optimize the starting time of water injection in low permeability reservoirs, this effect of pressure change on rock permeability of low permeability reservoirs was, at first, studied by physical simulation. It was shown that the rock permeability decreases expo-nentially with an increase in formation pressure. Secondly, we conducted a reservoir engineering study, from which we obtained analytic relationships between formation pressure, oil production rate, water production rate and water injection rate. After our physical, theoretical and economical analyses, we proposed an approach which takes the pressure-sensitive effect into consideration and designed the optimum starting time of water injection, based on the principle of material balance. Finally, the corresponding software was developed and applied to one block of the Jiangsu Oilfield. It is shown that water injection, in advance of production, can decrease the adverse impact of the pressure-sensitive effect on low permeability reservoir development. A water-flooding pro-ject should be preferably initiated in advance of production for no more than one year and the optimum ratio of formation pressure to initial formation pressure should be maintained at a level between 1.05 and 1.2.     

原油脱气对低渗透油藏有效驱替压差的影响

地层原油脱气导致渗流阻力增大,严重影响低渗透油藏的开发效果。以卫城某油藏为例,通过稳态法水驱油实验,研究了原油黏度变化对油水两相启动压力梯度的影响,进而研究了启动压力梯度变化对低渗透油藏有效驱替压差的影响。研究表明,地层原油脱气后,随着原油黏度的增大,启动压力梯度增大,导致井间有效驱替压差减小,当注采压差较小时,将难以建立有效驱替;提出了针对这一问题的应对措施。研究成果对于低渗透油藏注采井网设计及后期的治理调整具有指导意义。     

低渗透裂缝性油藏水驱窜流通道精细识别方法研究

目前,针对低渗透裂缝性油藏未形成完善的窜流通道识别方法,应用中存在评价指标体系不符合矿场实际、识别方法具有较强局限性、在小层级识别结果存在较大误差等问题。针对此类问题,通过深化低渗透裂缝性油藏窜流特征,引入砂体对应关系、单井小层渗透率等指标,构建评价体系,利用模糊数学分析法和主客观组合赋权法,建立窜流通道识别模型,分析单井小层指标,精细识别小层窜流通道,并进行矿场验证。结果表明,由于分析了压敏效应、启动压力梯度影响,首次引入砂体对应关系等指标,评价体系及识别结果更符合矿场实际;共识别出窜流通道9条,由于施工因素影响,1条窜流通道未识别。识别结果与矿场实际基本吻合,证明了所建方法的准确性,可为低渗透裂缝性油藏开发调整提供技术支持。     

低渗透油藏压裂水平井产能预测研究

对水平井产能优化预测方法进行了理论分析,现有的数学模型和评价方法不考虑启动压力梯度和压敏效应对压裂水平井产能的影响,在低渗透油藏中是不合理的。本文提供了一个考虑启动压力梯度和压敏效应的方法,更加精确地预测低渗透油藏中压裂水平井的产能,并研究分析启动压力梯度、压缩系数和裂缝参数等对产能的影响。结果表明,启动压力梯度越大,对压裂水平井的产能影响越大。因此,建立低渗透油藏压裂水平井产能模型时,必须考虑启动压力梯度参数。综合压缩系数越大,对压裂水平井产能影响越大,压降越大,其综合压缩系数对产能的影响越大。因此,弹性开采油藏,需要对生产压差进行可行性优化设计,裂缝的最佳条数是4~5条,裂缝长度约120m。