煤层气羽状水平井数值模拟新方法

羽状水平井技术是近几年兴起的一项新的煤层气增产技术。目前,在煤层气数值模拟中广泛采用的笛卡儿正交网格,在描述羽状水平井等复杂井型方面存在较大的局限性,并且在模拟过程中存在严重的网格取向效应。针对这一问题,提出使用笛卡儿网格和六边形PEBI网格分别对羽状水平井和煤层气藏区域进行模拟的混合PEBI网格模拟方法；给出了控制体有限元差分方程,提出了新的混合网格生成方法；结合某煤层气田实际地质资料,对直井、水平井和羽状水平井等开发方式分别进行了模拟。计算结果表明,该网格系统节点灵活,能够广泛适用于多种井型的煤层气数值模拟。     

煤层气开采定向羽状水平井井身结构优化

井的总长度相同,不同方式的主支、分支排列会得到不同的开采效果,一般说来,在同样区域范围内,呈对称、发散状均匀分布的多个主支比单一主支开采的效果要好.当主支和分支排列方式相同时,考虑分支间距的影响,若从哪种井网井距方案能获得最高平均日产量或总产量来衡量,存在最佳的分支间距.对纵向非均质韵律性地层,羽状水平井垂向上的位置会影响开采的效果.对正韵律地层井的垂向位置在整个煤层的下部效果更好,对反韵律地层井的垂向位置在上部效果更好.     

考虑启动压力梯度的煤层气羽状水平井开采数值模拟

建立了对非均质各向异性双重介质煤层气进行定向羽状水平井开采的数学模型.模型中考虑了与气体吸附、解吸和扩散相耦合的三维气、水两相渗流以及储层的压力敏感性和煤层本身所具有的低渗透特性,即低渗透地层启动压力梯度的影响,同时还考虑了井筒内的压降损失.利用有限差分法对数学模型进行了数值求解,完成了煤层气定向羽状水平井开采的数值模拟,并着重分析了启动压力梯度对模拟产量的影响.计算结果表明,利用定向羽状水平井能够大幅度提高低渗透煤层气的开采效率.启动压力梯度的存在会使煤层中羽状水平井的降压效果变差,从而减少煤层气的产量.     

樊庄区块煤层气羽状水平井钻井实践

山西沁水盆地樊庄区块的煤层具有埋深适中、厚度大、分布稳定、保存条件好、煤储层物性较好和含气量高等特点，如果利用常规直井开发，从提高裂缝导流能力、减少对煤层的伤害和降低单井钻井成本、扩大单井控制面积、提高单井产量等方面都达不到理想的效果。因此，采用羽状水平井开发是有必要的。通过对山西沁水樊庄区块地质特征的研究，得出了该区块满足羽状水平井钻井技术开发的结论，结合樊庄区块煤层气羽状水平井晋平井组钻井的现场实践研究，提出了煤层气羽状水平井的关键技术（井眼轨道控制技术、洞穴井交汇技术和沿煤层钻井井眼稳定性技术），并对其进行了相应的分析研究，研究成果对利用羽状水平井钻井技术开发煤层气具有一定的实际应用价值。     

煤层气羽状水平井井身结构优化设计

为了优质、快速、低成本地完成羽状水平井钻井作业,最大限度地提高羽状水平井单井产量,需要进行钻前井位优选及井身结构优化设计研究。结合沁水盆地南部地区地质特征,分析了影响羽状水平井单井产量的地质因素,指出了断层、陷落柱等破碎地层对煤层气开发和钻井工程的影响;同时,对羽状水平井的主要井身结构参数进行了数模优化,得到了2主支6分支井型的最优井身结构:主支夹角12~18°,主分支夹角39~50°,分支间距150m,水平段进尺4500~5000m。研究结果已在沁南煤层气开发中应用并取得较好的效果。     

煤层气定向羽状水平井开采数学模型的建立

通过对煤层气定向羽状水平井开采方式进行分析,结合煤层气在煤层中的吸附解析及渗流特征,得到了在孔隙—裂缝双重介质下煤层气和水在煤层中的流动方程,建立了孔隙度和渗透率随压力变化的压力敏感性数学模型,为进一步研究煤层气羽状水平井的增产机理提供了数学基础。     

定向羽状分支水平井开发煤层气现状及发展趋势

煤层气定向羽状分支水平井技术是目前煤层气工业中一种改造煤层气井开发效果的新技术．受到各国煤层气公司的重视与青睐。文中概述了羽状分支水平井的发展现状．通过其有利的应用地质条件的分析．得出其今后的发展趋势是进一步对羽状分支水平井的地质设计与数值模拟研究。     

煤层气藏顶板水平井排水采气数值模拟

为解决沁水盆地15号煤层气开采排水周期长,产气效果差的问题,避免顶板K2灰岩层对煤层气开发的影响,对煤层气藏顶板地层水采用水平井排水采气工艺提高煤层气开采效率,通过数值模拟方法建立流动机理模型,研究排水采气对15号煤层和顶板K2灰岩层合层开采的效果及其影响因素。结果表明:水平井排水采气可明显缩短排水降压时间,增加累积产气量。产气量与水平井在顶板中的位置、水平井与直井压裂缝的角度、水平段长度等有关;见气时间与水平井排采强度有关。水平段越长,产气量越高;水平井位于K2灰岩层中部时产气效果好于位于K2灰岩层底部;当水平井与直井压裂缝呈45°夹角时,产气效果最好。水平井排水强度对见气时间影响较大,对累积产气量影响较小。     

水平井在稠油老区应用的数值模拟研究

用现场测试，选层注汽资料和数值模拟方法，研究了辽河油田齐４０块直井蒸汽吞吐后期油层剩余油分布 。     

油藏数值模拟技术在试井分析中的应用

本文从渗流模型及数值求解方法两方面概述了油藏数值模拟技术现状,针对油藏数值模拟在软件技术上的成熟性,提出了油藏数值模拟技术应用于试井分析,建立数值试井方法和理论这一新方向,并提出了数值试井技术在地质、采油及油藏工程方向上的具体应用。     

气顶油藏水平井开发油藏数值模拟研究

气顶油藏作为一类较为复杂的油气藏类型,在开发中遇到的最主要的问题就是气顶气锥进,造成油环内油井气窜,严重影响油井产能。以数值模拟技术为手段,通过建立研究区精细地质模型研究了水平井开发气顶油藏过程中的设计方向、水平段的纵向位置和初期合理采油速度,得出了在适应海上油田实际操作前提下,要提高油环油采收率应将水平井水平段部署在油水界面之上1/3(12m)处,采油速度控制在5.6%以下较为合理的认识。油田实际应用效果表明,通过水平井技术能够显著提高单井初期产能,有效抑制气顶气窜。     

水平井砾石充填数值模拟研究

对于疏松砂岩油藏水平井,较好的防砂方法是绕丝筛管砾石充填防砂,但目前成功率很低.本文在分析水平井砾石充填过程和充填机理的基础上,运用固液两相流理论分析了充填过程中的流动阻力,对Gruesbeck提出的模型进行了改进,建立了考虑流体滤失的水平井砾石充填数学模型.通过计算分析了各种因素对充填效率的影响,表明:(1)在一定范围内,充填效率随充填排量、携砂液粘度、冲管与筛管直径比的增加而增加,但这些数值过大不利于充填成功率的提高.(2)充填效率随携砂液中砾石浓度、滤失量及砾石直径的增加而降低.运用此方法可系统优化水平井砾石充填施工参数,制定科学合理的施工方案,提高防砂成功率.     

油藏水平井产能预测数值模拟研究

根据油藏内流体的流动模型和水平井筒内流体的流动模型,建立了油藏-水平井筒流动的耦合模型,模型中考虑了油层各向异性、重力及毛管力的影响,采用全隐式方法对模型进行求解。运用该模型对影响水平井产量的地质和生产参数进行分析,结果表明水平井段长度、油层渗透率、油层厚度、井底流压和井筒直径都是影响水平井产能的重要因素。在地质因素方面渗透率较高的油层,可以获得较大的水平井产量;油层厚度越大产量递减的越慢,后期产量越高。在生产参数方面增大水平井筒长度、降低井底压力以及增大水平井筒直径都可以相应的提高水平井的产量。     

水平井五点法面积井网的数值模拟研究

本文研制了一水平井有限元数值模拟软件，并对３种水平井五点法面积井网的开发问题分别进行了数值模拟研究，得到了各井网的动态开采指标，并与直井五点法面积井网进行了多种对比，最后分析了影响水平井井网开发效果的因素，首次得到了一些对水平井井网油藏工程实际有用的结论。     

短半径侧钻水平井技术在TC419井上的应用

TC419井是目前国内水平位移最长的超深侧钻短半径水平井。在地质条件复杂、中靶难度大的情况下,通过优选轨迹设计、侧钻方式、测斜方式、增斜工具及优质钻井液,钻井过程中实现了安全、准确的中靶,缩短了钻井周期、降低了成本。它为塔河油田扩大侧钻短半径水平井覆盖范围、降低开发成本打下了良好的基础。     

锦612-12-新22分支水平井钻完井工艺技术

介绍了辽河油田多分支井技术在锦612-12-新22分支井的钻完井施工情况,其中包括套管定向开窗技术、井身轨迹控制技术与分支井完井技术。该井采用了地质跟踪、无线随钻测量技术、螺杆钻具定向技术与DF-1多分支井完井技术等。完井水平达到了TAML4级,该井采用双分支合采,日产油30m^3。在这口井的施工中,积累了很多的现场施工经验,检验出一些工具的问题,为以后分支井的实施起到了重要的指导作用。     

定向井有杆抽油系统的数值模拟

以Doty数学模型为基础,对定向井杆柱、液柱进行了受力分析,给出了描述定向井有杆抽油系统的数学模型;采用两步二阶显示差分格式对模型进行求解,得到了满意的结果。从而解决了定向井有杆抽油系统的数位模拟问题。同时指出了定向井数学模型与会在井数学模型的区别。从模拟结果看,定向并与直井的地面示功国和泵示功图均有较大的差异,因此在对定向井进行设计时要采用适合于定向井的数学模型。     

数值模拟技术在区块井网重构中的应用

萨尔图油田南八区二类油层井网存在井距大、水驱控制程度低及油层动用效果差等问题。为了提高多向水驱控制程度,进行井网重构,利用油藏数值模拟技术建立油藏精细数值模型,采取井网+微相应用相对渗透率曲线进行精细拟合的方法,拟合区块生产历史,对区块剩余油和可动油进行量化分析。根据油层发育特点进行井网重构方式优化、补孔对象优选以及改善开发效果预测,同时根据采油井生产状况和油层含油饱和度水平,优化注水井的最佳注水强度。结果表明,萨Ⅱ7—12油层砂岩厚度的水驱控制程度和有效厚度的水驱控制程度可以提高16.08%、17.76%,三向及以上砂岩和有效厚度的连通比例分别提高23.85%和22.15%,增加可采储量27.40×104t,采收率提高2.96%。研究成果为井网重构方案优化提供了重要依据。     

水平井变质量管内流动损失的数值研究(二):多支管流动

本文是《水平井变质量管内流动损失的数值研究(一):单支孔流动》[1]的续文,研究多支管水平井筒中流动压降和摩阻。水平井筒中压降及壁面摩擦阻力的沿程变化对水平井的产量有很大影响,因此,掌握水平段的多支孔流动损失和压降规律,对优化水平井长度及开采工艺设计、准确预测水平井产油量至关重要。本文仍采用数值方法,在预测壁面单支管注入对管流压降及壁面摩擦阻力影响的基础上,研究了壁面多支管注入对管流压降及壁面摩擦阻力影响,给出压降系数与壁面注入速度及截面雷诺数的变化规律。