水平井变质量流与油藏渗流的耦合研究

针对目前对水平井生产时井筒内流体流动研究的现状及不足,对裸眼完井水平井微元段进行了流动分析,根据连续性方程、动量方程和能量方程,推导了混合压降计算公式,得到了井筒压降计算模型.该模型考虑了摩擦、加速度和井筒壁面流入的混合干扰等因素.建立了稳态条件下水平井筒流动和油藏渗流的耦合模型.实例计算和分析了一口水平井的变质量流动规律,与无限导流模型进行了分析对比,说明了井筒压降对井产能的影响.该耦合模型为描述水平井流入动态、评价水平井产能提供了理论依据.     

水平井变密度筛管配合盲管控流完井参数优化

为更好地达到底水油藏向水平井均衡供液效果,针对变密度筛管配合盲管控流完井技术,讨论了配套的控流参数优化方法,建立了描述控流过程的耦合模型,采用微元段法求解,考虑了控流完井管柱对耦合流动的各种影响,定量给出计算方案。实例计算表明,变密度筛管配合盲管控流完井技术对油井生产压差剖面调节幅度达到80%以上,流率分布剖面呈现出类似无限导流井筒水平井的特征,说明调节效果较好。变密度筛管节流作用使得水平井平均净生产压差降低,在实际情况允许的条件下可提高总生产压差保持产量。     

裂缝面非均匀流入的气藏压裂水平井产量计算

低渗透油气藏压裂水平井以形成多裂缝来提高产量,但由于裂缝内流动压力损失和裂缝段间干扰,导致气体沿裂缝面非均匀流入。为了准确预测气藏压裂水平井的产量,基于瞬时点(线)汇函数和叠加原理,考虑气藏压裂水平井裂缝干扰、裂缝面产量非均匀流入以及裂缝内变质量流动,采用空间和时间离散技术,建立了气藏压裂水平井储层渗流和裂缝内流动耦合的产量预测模型。应用结果表明:考虑裂缝无限导流会导致计算结果高于实际产量;而裂缝上均匀流入的假设使得计算结果低于实际产量;由于裂缝干扰,水平井筒两端裂缝的产量高于中间裂缝;由于裂缝上的非均匀产量流入以及裂缝内的摩阻损失,裂缝上产量在水平井筒附近出现局部峰值;随着时间增加,峰值降低并且产量从裂缝中间位置向两端转移;裂缝上产量分布受生产时间和裂缝导流能力的影响,生产时间越长,导流能力越大,裂缝上产量分布越均匀。将所建产量预测模型计算结果与实例井和传统模型计算结果进行了对比,其吻合程度高、可靠性强。     

压裂水平井试井解释模型研究

水平井分段压裂是低渗油气藏增产的重要措施之一。针对压裂水平井的试井分析,开发出压裂水平井无限导流多裂缝渗流的半解析数学模型。该模型是一类求解无限导流多裂缝系统的井底压力和流率分布的通用机制,通过更换离散裂缝单元的压力响应,即可计算其它的油藏条件下的压力响应。分析讨论了压裂水平井的典型曲线可能展现出的裂缝线性流、裂缝拟径向流、系统线性流和系统拟径向流的4种流动机制,裂缝线性流之后的可能出现裂缝拟径向流期压力导数水平段,容易被误解为全系统的径向流段。通过现场实测资料证实了与理论动态的一致性。针对试井解释计算的实时性要求,提出了压裂水平井压力动态的快速近似计算模型,该模型可进一步应用于压裂水平井产能评价与生产动态预测。     

致密气藏中压裂水平井的动态分析

将水平井与无限导流裂缝的物理模型相结合 ,获得了预测压裂水平井产能的简单方法 ;系统地分析了影响水平井产能的主要因素 ,其中包括水平段长度、气层厚度、地层渗透率的各向异性以及人工裂缝的裂缝半长等。研究表明 ,在渗透率低于 0 .1× 10 - 3μm2 的致密气藏中 ,压裂裂缝表现为无限导流裂缝的假设是合理的 ;对于给定的气藏 ,存在最佳的水平段长度 ;裂缝半长对产能具有较大影响 ;水平井压裂适用于气层分布稳定、厚度较小、具有一定垂向渗透率的气藏。     

川西致密气藏压裂水平井生产动态预测研究

为了有效预测致密气藏水平井生产动态,基于压裂水平井多裂缝系统渗流模型并结合非稳态产能评价方法,建立了生产动态预测方法;对无限导流多裂缝模型和有限导流多裂缝模型生成了动态分析的快速模型。针对川西地区致密气藏水平井,通过Blasingame方法对生产动态资料进行拟合来确定地层参数,计算动态储量和单井产能。运用水平井渗流模型对川西低渗致密气藏水平井实际生产的稳产、产量递减、转低压管网生产以及增压开采各阶段产量和压力进行了预测。结果显示动态预测与实际生产动态相符合,说明该方法能为低渗致密气藏水平井生产动态分析和优化配产提供指导。     

水平井物理模型及其试验

为研究水平井在不同条件下的生产特征及水平井参数对其产能的影响,对国内外有关水平井的物理模型及其试验结论进行了分类和介绍,重点介绍了水平井三维物理模型的特征。通过试验模型,对不同条件下的水平井进行了模拟试验,不仅验证了水平井无限导流产能公式在大管径条件下的正确性,同时也准确地反映了井筒压降对水平井产能的影响。最后得出结论认为该三维物理试验模型是一种研究水平井参数的有效手段,较目前的理论研究方法能更真实地反映水平井与地层间的耦合流动状态。     

稠油油藏水平井热采非等温流入动态模型

将常规油藏水平井三维稳态势分布模式引入到水平井蒸汽吞吐开发油藏,以Marx_Langenheim加热理论为基础,把水平井筒处理成由若干个流量、温度不等的微元段线汇组成,建立了非等温油藏内渗流与水平井筒内变质量变温度管流耦合的流入动态模型.利用该流入动态模型,可以计算水平井注蒸汽后的地层参数,也可以模拟计算水平井筒在不同温度分布剖面下的产量和压力分布,分析流入动态的诸多影响因素,从而为优选采油参数提供了依据.计算实例表明:蒸汽吞吐水平井的流入动态受水平井筒的非等温状况影响较大.水平段首、尾两端温差越大,水平井筒压降就越大,产能也越低,水平段产量分布的对称性变差,指端产量远低于跟端产量.     

底水气藏水平井流入控制阀完井优化方法

针对底水气藏,采用水平井流入控制阀完井方式开采,可实现对气井早期控水,以达到提高气藏采收率和延长气井寿命的目的。常规水平井流入控制阀控水完井是基于水平井产能剖面附加各入流段压降,实现油（气）水剖面均衡推进,以此平均各段流量。但该法未能完全发挥地层产能优势,旨在单一控水。文章对拟采用水平井流入控制阀分段完井的水平气井,结合气藏水平井稳态耦合模型前人研究成果,建立了以出水前最大总产量 为前提,水平井流入控制阀控水完井的分段及压降值确定方法。该方法可为水平气井控水优化设计提供理论依 据。     

分段压裂水平井非稳态渗流产能分析

应用Green函数和Newman积原理,考虑裂缝导流能力随时间衰减因素和多条裂缝间干扰因素,推导出分段压裂水平井非稳态条件下的产能公式和计算方法,实现了产量随时间变化以及单条裂缝产量的计算。计算结果表明:裂缝干扰条件下与裂缝互不干扰条件下水平井产量差距较大;裂缝无限导流情况下与裂缝有限导流情况下水平井产量有明显差距;裂缝所处位置对裂缝产量衰减程度有一定的影响;裂缝导流能力衰减强度对水平井产量也有一定的影响。     

井筒与油藏耦合作用下的底水驱油藏水平井非稳态产能预测

在段永刚等人提出的井筒与油藏耦合作用下的水平井产能预测数学模型的基础上 ,借鉴H .Cinco等人求解有限导流垂直裂缝压裂井压力动态的计算方法 ,建立了井筒与油藏耦合作用下底水驱油藏水平井非稳态产能预测模型 (其中 ,油藏模型为底水驱无限大油藏 ,井筒模型中考虑了流体摩阻、动量变化、井筒壁面流入的混合干扰等因素的影响 ) ,对该模型进行迭代求解可以获得定产量条件下井筒流率分布、井筒压降分布等重要信息。     

聚合物驱油井IPR曲线计算

本建立了聚合物驱油过程中，地层流体的流变参数发生变化的幂律流体的油井流入动态方程，用有限差分法进行了求解，绘制了油井流入动态关系曲线和压力分布曲线，分析了流变参数对油井ＩＰＲ曲线形态的影响，并用１口井的实测资料进行了验证，吻合较好。     

各向异性油藏大斜度井入流动态

采用瞬时源函数法和坐标变换法,根据油藏-井筒耦合关系建立了各向异性油藏大斜度井的入流动态模型。基于此研究了无限大顶底封闭各向异性油藏中1口大斜度井在定产量和定井底流压两种工作制度下的入流动态。结果表明:对于无限大顶底封闭油藏中的大斜度井,在等效渗透率及其他参数相同时,各向异性系数越小,早期径向流和中期过渡流的持续时间越短,晚期拟径向流出现的时间越早。随着井斜角增大,垂向渗透率对油井入流动态的影响逐渐增大,水平渗透率对油井入流动态的影响逐渐减小。当各向异性程度较小时,井斜角对大斜度井入流动态的影响也较小;随着各向异性程度增大,井斜角的影响明显增大。     

射孔水平井和大斜度井的入流模型研究

基于瞬时源函数法和势的叠加原理,根据油藏与井筒的流动耦合关系建立了一个射孔水平井和大斜度井的入流动态模型.该模型不但形式简单,计算效率高,而且考虑因素全面、适用性强,适用于地层损害、孔眼压实等多因素条件下的射孔水平井和大斜度井的入流动态分析,为射孔参数优化和产能预测提供了理论依据.采用该模型分析了无限大顶底封闭油藏射孔...     

分形油藏中无限导流垂直裂缝井的非牛顿流渗流规律

首先求得了无限大分形油藏的点源解,然后用线源积分的方法求得了单重分形油藏中无限导流垂直裂缝井非牛顿流的压力分布公式.理论分析表明,等流量解在早期和晚期与无限导流解是一致的,并求得了早期和晚期的等流量解,早期和晚期p_wD-t_D双对数曲线图上出现的直线段斜率分别为1-δ+1/α和1-δ.建立了双孔分形油藏的椭圆流数学模型,求得了其近似解,其特殊情况为单重分形油藏的椭圆流模型的结果,与等流量解对比发现,选择合适的权重,其近似效果会很好,因此椭圆流模型可用于快速试井分析.计算了窜流系数λ、弹性储量比ω、幂律指数n、参数δ变化时的无因次井底压力随时间的变化规律,从曲线形状上看与均质油藏的大致相似.分析计算结果表明,双孔分形油藏中无限导流垂直裂缝井的压力动态特征大致可分四个阶段:早期的线性流阶段;中期的裂缝介质径向流阶段;中后期质量交换压力平缓过渡阶段;晚期的平均双重介质径向流阶段.     

各向异性油藏椭圆不定常渗流近似解

在考虑平面渗透率各向异性的情况下,分析了垂直裂缝井的稳态渗流以及垂直裂缝井无限导流和有限导流的不定常渗流。得到了椭圆形边水油藏中垂直裂缝井稳态渗流近似产量公式和压力分布公式,并举例说明渗透率非均质变异系数对产量的影响当平均渗透率和其它参数不变时,非均质变异系数越小,稳态产量越大。在椭圆坐标内建立有限导流及无限导流垂直裂缝井渗流的控制方程,利用质量守恒定律得到压力影响半径与无因次时间的关系,得到近似压力分布公式以及相应的试井公式。非均质变异系数对典型试井曲线的影响为当平均渗透率和其它参数不变时,非均质变异系数增大,井底压差、压力导数增大,说明地层垂直于裂缝方向的渗透率越大越有利于生产。在双对数试井理论图版上,无限导流和有限导流垂直裂缝井的试井曲线早期斜率分别为0.5和0.25,垂直裂缝井的试井导数曲线在后期恒为0.5。图4参6(宋付权摘)     

用热流场模拟渗流场在射孔完井中的应用

用热流场模拟射孔完井渗流场,建立了射孔完井热流和裸眼完井热流有限元三维模型。用同一种导热率材料来模拟井筒和孔眼,该材料导热率相对于地层模型导热率为无限大时,能模拟整个射孔完井渗流场。根据该模型,研究了射孔深度、有无钻井污染和压实带情况下,孔眼内流体流速、压实带外边界渗流速度、渗流压力场、全井产量及产能比等,为研究射孔完井优化设计、产能预测等提供了新方法,对射孔完井评价也具有实际的指导意义。     

低渗透油藏长缝压裂直井稳态产能预测模型

低渗透油藏长缝压裂直井已在现场获得广泛应用,但目前仍缺乏适用于其工程应用的快速、准确的产能预测模型。为此,根据低渗透油藏长缝压裂直井周围地层渗流情况,运用保角变换原理与双线性渗流理论,建立了低渗透油藏压裂裂缝无限与有限2种导流能力下、考虑启动压力梯度长缝压裂直井稳态产能预测模型,通过与现场实例对比验证了模型的准确性,并利用该产能预测模型计算绘制了油井IPR曲线,分析了裂缝参数对长缝压裂油井产能的影响。结果表明:新建产能预测模型与现场实例基本相符,误差均小于9%,说明模型的准确性较高;长缝压裂直井压裂缝长对产能的影响程度大于裂缝导流能力对产能的影响;当压裂缝长一定时,长缝压裂直井裂缝存在最佳导流能力。     

页岩气藏中两条互相垂直裂缝井产能分析

针对页岩气藏中两条互相垂直裂缝井,运用2次保角变换,建立了考虑裂缝的有限导流和滑脱效应影响的页岩气藏裂缝井稳态产能数学模型。分析不同支撑剂粒径和裂缝穿透比条件下裂缝导流能力对产能动态曲线的影响,绘制了不同滑脱系数下的产能流入动态曲线,同时研究了不同滑脱系数下裂缝穿透比对产能的影响。