考虑应力敏感的低渗透底水油藏见水时间预测

目前预测低渗透底水油藏油井见水时间没有考虑渗透率应力敏感问题,基于低渗透底水油藏的渗流特征和储集层介质的压力敏感性等特点,推导出了考虑应力敏感等多因素影响的低渗透底水油藏底水突破时间预测公式。分析了应力敏感、启动压力梯度及油水黏度比对底水突破时间的影响。研究表明:应力敏感系数越大,底水突破越早;随着启动压力梯度增加,底水与井底之间的压力差值越大,底水突破的时间提前;油水黏度比越大,油井见水时间越早;油井见水时间随着产量的增加而提前,因此合理地设计生产井产量,可以延长油井无水采油期。     

底水油藏水锥回落高度预测模型

关井压锥是底水油藏高含水后抑制底水锥进的有效方法,为提高再开井生产的开发效果,准确掌握关井后水锥的回落状况非常必要。利用油藏工程分析方法和数值模拟技术,在对底水油藏水锥回落规律影响因素分析的基础上,建立了底水油藏数值模型,研究水油密度差、油水黏度比、油层厚度、水平渗透率、垂向渗透率与水平渗透率比值等因素对关井后水锥回落高度的影响规律,建立各单一影响因素下水锥回落高度与关井时间的定量关系,利用多元非线性回归方法得到多种因素影响下水锥回落高度与关井时间的预测模型。以Z1块底水油藏Z1-23井为例,对比分析表明,预测模型计算结果与现场监测结果的误差为5.71%。该水锥回落高度预测模型的计算结果能够满足矿场需要。     

一种预测底水油藏水锥动态及见水时间的新方法

底水油藏开发面临的核心问题是底水的锥进,准确预测底水油藏油井的见水时间,并采取相应的措施,可以延长油井的无水采油期,提高油井的累计产油量和采出程度。文中基于流体在多孔介质中的渗流规律,对底水油藏双重不完善井的水锥突破时间进行了研究。通过数学推导,得到了底水油藏油井水锥突破时间的计算公式,该公式考虑了油水流度比,原始束缚水饱和度,残余油饱和度等影响因素,并与其他底水油藏见水时间的公式进行了对比。实例分析表明,新的底水油藏油井见水时间公式的预测值较准确,并且与李传亮公式的结果较为接近,为预测底水油藏油井的见水时间提供了借鉴和指导。     

底水油藏多分支井见水时间影响因素

在多分支井开发底水油藏的过程中,油井见水是不可避免的,而见水后对含水率的控制十分困难,因此延长见水时间极其重要。但目前针对多分支井见水规律的研究却是空白。利用数值模拟方法,得到见水时间与相关参数之间的关系,为调整参数延长见水时间提供理论依据。实验结果表明,见水时间与多分支井避水高度、单井控制面积、井下夹层、油藏水平渗透率及多分支井的分支长度、分支角度和分支数目等参数成正相关性;而与生产压差、产液量、油藏垂向渗透率和油水粘度比等参数之间成负相关性。对鱼骨井与辐射式多分支井开发的底水油藏水脊形态的研究表明:鱼骨井主要见水点为主井筒与分支交会处,水体呈与分支形态相关的山脊状向上推进,因此分支与主井筒的交会处是须重点防范底水突进的位置;而辐射式多分支井的井跟比井趾处见水要早,第1见水点为分支的交会点,而且是点状见水,然后迅速变为面状见水,水体呈与分支形态相关的山脊状向上推进,因此与鱼骨井不同,井跟处是须重点防范底水突进的位置。     

底水油藏直井水锥形态的定量描述新方法

直井依靠天然能量开采底水油藏必然形成水锥,为了分析直井周边水淹状况和剩余油分布情况,有必要对水锥形态进行定量描述。根据渤海某底水油藏实际地层参数建立油藏数值模拟机理模型,考虑垂向渗透率与水平渗透率比值、油水黏度比、直井避水高度、油层有效厚度和含水率为影响水锥形态的主要因素。首先利用机理模型定量分析单因素对水锥形态的影响,然后建立五因素四水平的正交设计实验,利用多元线性回归方法对实验结果进行回归,得出多因素影响下的直井水锥形态定量描述公式。以渤海某底水油藏1口直井为例进行公式验证,结果表明定量描述公式计算结果满足矿场需要。     

考虑启动压力梯度的低渗底水气藏见水时间预测

由于存在启动压力梯度,低渗透底水气藏中的水锥动态不同于常规底水气藏,因而利用常规预测公式计算气井见水时间,其计算结果肯定与真实情况有偏差。建立了底水气藏的水锥过程模型:气井钻开部分气层,射孔段为平面径向流,射孔段以下为平面径向流和半球面向心流的组合。依照该模型,假设储层水平、均质、等厚且具有各向同性,水以活塞方式驱气,气、水的密度和黏度均为常数,气水界面内外的压力梯度相同,忽略重力和毛管力。在此假设条件下,推导出了考虑启动压力梯度的低渗透底水气藏气井见水时间预测公式。将该公式与Sobocinski-Cornelius方法进行了实例计算对比,发现该公式计算的见水时间更接近于实测值;且利用推导出的预测公式计算的见水时间随着启动压力梯度的增加不断缩短,这符合定产量生产条件下,启动压力梯度越大则井底压力越小,底水与井底之间的压差越大,从而更容易发生底水锥进的实际情况。      

一种新的预测底水突破前水锥参数的方法

借鉴前人研究思路,分别假设原始油水界面处的压力为原始地层压力和供给边界压力,采用径向流和半球面流相结合的模型预测底水锥进。通过计算水锥高度随产量的变化规律得到油井临界产量的表达式;根据临界产量对射孔段长度进行优化设计;通过研究近井的压力分布描述油井附近的水锥形态。所提出的方法具有较好的计算精度和较快的计算速度,可用于不同类型底水油藏水锥参数的计算。     

厚层底水油藏油井临界产量计算方法

为了更有效地开发厚层底水油藏,针对厚层底水油藏存在立体渗流的特点,将厚层底水油藏内近井区的流动近似为三维球形向心流,基于稳定渗流理论推导了考虑近井区空间渗流影响的厚油层临界产量计算公式,并通过实例验证了其正确性。利用推导的临界产量计算公式,分析了油层厚度、射开厚度和垂向渗透率对临界产量的影响,结果表明,厚层底水油藏的临界产量随着油层厚度、垂向渗透率的增大而增大,随着射孔厚度的增厚先增大后减小。该研究结果可为厚层底水油藏开发合理控制油井产量提供参考。      

红南边底水油藏油水同采技术的实施效果

油水同采技术是国外20世纪90年代发展的一项新技术,用以消除或抑制底水油藏中油井的水锥.运用数值模拟方法,研究确定红南边底水油藏的油井应用油水同采技术的合理时机为含水率30%～40%,射开水层的位置为油水界面附近,最佳水油比为3:1.通过红南油田3口井实际应用效果评价显示,油水同采技术对控制油井含水率上升、稳定油井产量、提高采收率有较好的效果.     

低渗透带半渗透隔板的底水油藏油井见水时间预测

基于底水锥进、物质平衡和低渗透非达西渗流原理,考虑隔板下部底水锥进的半球形径向渗流方式、隔板非均质性的垂向渗流方式,运用低渗透产能方程和物质平衡原理,推导低渗透带半渗透隔板底水油藏油井见水时间的预报公式.对于低渗透油井下部存在圆形半渗透隔板的底水油藏,由于考虑了启动压力梯度、半渗透隔板项的影响,计算出的油井见水时间要比不考虑以上因素的值更小,也更接近实际.经鄂尔多斯盆地砂岩底水油藏某油井的实际计算,预测的见水时间与实际见水时间较接近.     

带隔板底水气藏见水时间预测方法

气井水淹对气井产能和气藏采收率均具有较大影响,准确预测气井见水时间及延缓底水过早锥进对于底水气藏的合理开发至关重要。针对厚层气藏的高产气井,基于两相渗流理论及流体在多孔介质中的流动规律,建立了物理模型,推导了考虑非达西效应带隔板底水气藏见水时间公式,分析了人工隔板位置和长度对气井见水时间的影响,并利用作图法对人工隔板的位置和长度进行了优化。实例应用表明,人工隔板对于抑制底水起到了很好的作用,较大程度地延长了气井的无水采气期。该项研究对于带隔板底水气藏的见水时间预测以及无隔板底水气藏中人工隔板位置和长度的确定,均具有一定的指导作用。     

考虑启动压力梯度的低渗压敏底水油藏产能及水锥预测方法研究

控制底水锥进和确定油井合理产能是底水油藏开发面临的核心问题,前人预测产能时未考虑启动压力梯度、压力敏感效应等因素的影响,导致油井产能、见水时间的预测结果与实际情况相差较大,不利于油井的高效开发。基于流体在低渗透多孔介质中的渗流特征,建立了一种低渗透底水油藏考虑启动压力梯度、压力敏感效应等因素的油井水锥及产能预测方法。矿场试验表明,该方法预测结果更接近于油井实际情况,可以用来预测低渗透底水油藏油井初期产能、确定合理生产压差和预测底水突破时间,对于低渗透底水油藏开发方案的设计具有重要指导意义。     

低渗透带隔板底水油藏油井见水时间预测

基于底水锥进和低渗透非达西渗流原理,考虑隔板下部底水锥进的半球形径向渗流方式和隔板上部的平面径向渗流方式,运用物质平衡原理,推导低渗透带隔板底水油藏油井见水时间的预报公式。经鄂尔多斯盆地砂岩底水油藏某油井的实际计算,预测的见水时间与实际见水时间接近,相对误差仅7.85%。另对鄂尔多斯盆地huc油田hu152区c3油藏6口带有天然隔板的油井进行了见水时间计算,有5口井预测见水时间与实际见水时间相对误差小于10%。对于低渗透带隔板底水油藏,由于考虑了启动压力梯度项,计算出的油井见水时间要比不考虑启动压力梯度项时的值更小,也更接近实际。     

深海底水气藏水侵规律与水侵风险识别方法

为了探索深海底水气藏控水开发策略,基于南海LS17-2深水气田的地质特征、水体特征及开发特征,针对水平井开展沿程产气剖面测试实验与大型3D底水气藏水侵物理模拟实验,定量分析底水脊进影响因素,在此基础上建立了适用于深海底水气藏开发的水侵风险识别方法。研究结果表明：①底水气藏开发过程中水体的脊进受到储层非均质性、生产制度、水平井筒趾跟效应的影响,并且上述3个因素对水侵的影响程度依次减小;②井区横纵比决定了气井产能是否会受到水侵风险的影响,而储层的非均质性会影响水侵风险识别界限,并且储层非均质性越强,横纵比安全界限值越小;③渗透率级差为1、10、20、30时,横纵比安全界限值依次为41.18、21.61、12.60、5.31;④基于建立的渗透率级差与井区横纵比安全界限值的关系曲线,A4H井储层平面渗透率级差为30、横纵比为77.20,远远大于横纵比安全界限值（5.31）,该井受到水侵影响的风险高,必须进行控水开发。针对深海底水气藏的控水开发,提出以下策略：①通过改善水平井筒趾跟效应以及削弱储层非均质性的影响,来抑制底水的不均衡脊进,相应措施为适用于水平井的环通多级人造井底技术与变密度筛管技术;②对开采制度进行调控,以防止不均匀水侵的形成,相应措施为周期采气技术;③在井底附近建立阻水屏障,进而抑制前缘水头的脊进,相应措施为水平井充填透气阻水砾石技术;④兼容并蓄,形成各阶段相互弥补的全生命周期气藏复合控水开发技术。结论认为,该研究成果不仅可以用于储层渗透率级差介于1～30、采气速度为3%条件下的深海底水气藏水侵风险判断,而且还可以为海上、陆上底水气藏的控水开发提供借鉴。     

和田河气田奥陶系底水气藏水侵机理研究

塔里木盆地和田河气田奥陶系底水气藏为裂缝性碳酸盐岩气藏，地质研究表明，该气藏水侵的主要方式为水锥型。为了分析该气藏底水上升规律，给开发方案设计提供科学依据，决定利用单井剖面模型对水锥机理进行研究。在分析其主要地质特征的基础上建立了单井剖面模型，采用数值模拟技术研究不同水体大小、不同有效厚度、不同射开厚度、不同非渗透层、不同地层渗透率、不同生产压差以及水平井技术对底水锥进的影响。结果发现，水体大小等因素都对底水锥进产生不同程度的影响，水平井则可以把“底水锥进”演变为“底水推进”。通过机理研究基本搞清了气藏底水运动规律，得出了防止和控制底水上升的措施。据此，建议气藏开发时采用水平井技术，气井部署在储层有效厚度大、平面渗透率较高、垂向渗透率较低的区域，射孔时应有一定的避射厚度，生产时要注意控制生产压差。     

考虑非达西渗流的底水锥进临界产量计算模型

底水锥进是底水气藏开发的重要问题。有关临界产量计算模型的物理模型一般假设地层流体为达西渗流,忽略非达西渗流压降。对于高产气井,近井地带流体渗流速度很大,非达西渗流阻力不可忽略。笔者在临界产量计算模型中考虑高速非达西渗流对底水锥进的影响,引入拟表皮系数,建立了考虑非达西渗流的底水锥进临界产量计算模型,计算中避免了非达西渗流半径的复杂计算过程。为量化非达西渗流的影响,应用数值模拟方法,通过建立高渗、中渗、低渗底水气藏数值模型,模拟产能试井过程并建立产能方程,计算了考虑非达西渗流的底水锥进临界产量。结果表明：低渗气藏非达西渗流对临界产量计算结果的影响可以忽略;当渗透率为30 mD、射孔厚度为208.3m、避水高度为31 m时,未考虑非达西渗流的临界产量误差为14.46%,非达西渗流影响不可忽略。因此当渗透率大于30 mD时,应选用考虑非达西渗流的底水锥进临界产量计算模型,更符合实际储层流体渗流规律。     

底水油藏水平井水脊脊进规律

利用油气藏数值模拟软件,研究了水平井底水突破的位置。根据水平井的产量公式,推导出与垂面径向流的渗流阻力相应的生产压差。假设垂面上的生产压降满足对数分布,可得到考虑重力影响的底水脊进速度公式,并推导出油井的见水时间方程。最后,用实例验证了该方法的可靠性。研究表明,底水首先从水平井中部突破,并且随着生产时间的延长,底水脊进的速度会加快。合理增大水平井的水平段长度和避水高度,可以推迟油井的见水时间。     

缝洞型底水油藏油井底水突破时间预测方法——以塔河油田4区S48井为例

底水锥进是降低底水油藏单井产量和采收率的重要原因。塔河油田奥陶系发育缝洞型底水油藏,该类型油藏与孔隙型和裂缝性油气藏具有较大的差别,储层中孔、缝、洞共存,其中大型的古溶洞系统是其主要的储集空间。由于储层尺度在空间上变化较大,储集空间分布不连续,该类型底水油藏的底水锥进机理与常规底水油藏存在明显差异。考虑塔河油田储层缝洞分布不均、非均质性较强的特点,将该类型储层抽象成为渗透率变异的概念地质模型,定义渗透率变异系数和泄油半径比来表征储层缝洞的发育程度,在此基础上推导出缝洞型底水油藏油井底水突破时间的预测公式。以塔河油田4区S48井为例开展实例计算,对比预测效果并分析缝洞发育程度(渗透率变异系数和泄油半径比)、单井产量和射孔程度对该类型底水油藏油井底水突破时间的影响。     

利用曲面反应法研究底水油藏水平井含水率变化规律

为揭示底水油藏水平井含水率变化规律,有效降低底水锥进对油藏开发的影响,在建立底水油藏数值模型基础上,运用Box-Behnken实验设计法,对水平井见水特征参数b的6个影响因素(水平井无因次位置、油水黏度比、水平段与主渗透率方向的夹角、垂向与水平渗透率比值、水平段长度、油藏厚度)进行了详细研究。实验后期通过运用曲面反应法得出各影响因素对水平井含水变化的影响顺序和影响交互性。该研究成果对底水油藏的水平井开发具有理论及现场指导意义。