本期概览

随着油田勘探开发技术的进步，国内外低透渗油田不断增多，国内近年发现的油田中低渗透油田约占50％～60％。由于低渗透油田渗流存在启动压力，研究启动压力梯度并分析对开发效果影响因素对改善油田开发非常重要。《低渗透油藏启动压力梯度对开发指标影响剖析》一文从流体在低渗透多孔介质渗流机理出发，分析其渗流规律——非达西渗流，研究了启动压力梯度对低渗透油田开发指标的影响，为经济有效的开发低渗透油田提供理论指导。     

油水两相径向非达西渗流理论与开发计算方法

现有的油水两相渗流理论和油田注水开发指标计算方法是基于达西定律的。而对低渗透油层和某些稠油油层的渗流规律研究及开发实践表明其渗流不符合达西定律。存在启动压力梯度。鉴于此,建立了低渗透油层中油水两相径向非达西渗流数学模型,推导出了其分流量方程、等饱和度面推进速度方程、水驱油前缘饱和度和位置计算公式,进而研究了两相径向非达西渗流开发指标计算方法,导出了径向非达西渗流井排见水前后开发指标计算公式,进而研究了两相径向非达西渗流开发指标计算方法,导出了径向非达西渗流井排见水前后开发指标计算公式,并进行了实例分析。结果表明：启动压力梯度对低渗透油田开发指标有较大的影响。所建立的计算方法为低渗油田注水开发计算提供了理论依据。中高渗油层达西流情形下的注水开发指标的计算是其特例。     

低速非达西渗流油藏产能分析

低渗透油藏具有启动压力梯度、非达西渗流和应力敏感性等特点,其产能与常规中高渗储层有较大差异。根据低渗透油藏的特点,建立了考虑非达西渗流、启动压力梯度和应力敏感性的渗流数学模型,得到了低渗透油藏的产能公式,并对各影响因素进行分析。结果表明,低渗透油藏与传统达西渗流和拟启动压力模型渗流有明显区别,相同压差下,达西模型产能最高,非达西渗流模型次之,拟启动压力模型最低;应力敏感性是油井产能的不利因素,压差越大,影响越大。因此,在实际低渗透油藏开发产能评价中应考虑非达西渗流特征和储层的应力敏感性。     

低渗透油藏非达西渗流视渗透率及其对开发的影响

低渗透储层渗流具有非达西特征和启动压力梯度,是研究低渗透储层开发过程中问题的基础。文中探讨了低渗透储层非达西渗流机理,研究了低渗非达西渗流特征所引起的视渗透率变化。结合储层渗流特征和工程因素等方面研究了注水开发低渗透油藏所引起的视渗透率变化,并给出了改善低渗透储层开发效果的途径。研究表明,储层渗透率变化受多种因素影响,生产中所表现出来的现象是各种影响因素综合作用的结果。采取综合治理措施,减小各种不利因素的影响,有利于改善低渗透油田的开发效果。     

低渗非达西渗流的视渗透率及其对油田开发的影响

从低渗非达西渗流特征出发，分析了低渗储层渗流过程中的启动压力梯度，流动孔隙数和附加渗流阻力，提出了低渗储层中渗流过程中视渗透率的概念，研究了视渗透率与压力梯度的关系以及储层中视渗透率的分布，区分了储层中的易流动半径和不易流动带，并由此说明了低渗透油田的开发特征，针对低渗储层视渗透率分布及对油田开发的影响，提出了改善低渗透油田开发效果的途径。     

低渗透油藏的非线性渗流理论探讨

针对拖市低渗透油田储集层天然裂缝发育、开发过程中油层渗透率非常数、地下流体渗流不服从达西安律的性质，从变形介质渗流理论研究入手，建立了变形介质带启动压力梯度的非线性渗流的数学模型，推导出了变形介质非线性稳定渗流条件下，油井的产油量和压力计算公式，并对弹性介质达西渗流、变形介质达西渗流、弹性介质非达西渗流和变形介质非线性渗流条件下，油井产油量进行了对比分析，研究表明在相同生产压差下，变形介质非线性渗流条件下油井产油量最低。     

考虑启动压力梯度的相对渗透率计算

低渗透油气层由于存在启动压力梯度，渗流规律不符合达西定律，而现今实验室处理相对渗透率曲线的JBN方法是建立在达西定律基础上的，没有考虑启动压力梯度的影响。为解决非稳态实验中对低渗透岩心的数据处理问题，在低渗透非达西渗流理论的基础上，推导了考虑启动压力梯度的油水相对渗透率计算公式，当启动压力梯度为零时，该公式与JBN计算公式相同，可以看作是JBN方法的推广。与JBN方法相比，考虑启动压力梯度后得出的油、水相对渗透率都是偏小，可以看出JBN公式对低渗透储层并不适用。考虑了启动压力梯度的影响后，得出的相对渗透率曲线更符合低渗透岩心的真实驱替过程，所以更有利于油气藏工程中的计算。     

启动压力梯度对低渗油田注水开发的影响

目前油田注水开发理论是基于达西定律，但低渗油层的渗流规律研究及开发实践表明，其渗流不符合达西定律，存在启动压力梯度。考虑启动压力梯度时在等流量条件下的低渗油田注水开发指标计算方法，导出了井排见水前后开发指标计算公式，并进行实例分析，结果表明：启动压力梯度对注水开发指标有较大的影响。这个结果，为低渗油田注水开发计算提供了理论依据，对于宾厄姆型稠油油田注水开发的理论及计算的研究也是很有意义的。中高渗油     

低渗油藏非线性渗流压力分析

针对低速渗流,推导出存在启动压力梯度的非线性渗流试井分析模型,给出拉氏空间解和典型曲线理论图版;结合数据光滑、曲线自动拟合和历史拟合技术,编制了低渗非达西渗流的试井软件。通过三个油田若干口井的实例得到了满意的解释结果:消除了用达西渗流模型解释存在不渗透边界的假象,有效地解释了低渗透油藏非线性渗流压力资料(包括试井早期资料),并获得启动压力梯度值。对合理高效开发低渗油田具有重要理论和实际意义。     

启动压力梯度对低渗透油藏微观渗流及开发动态的影响

基于广义达西定律,考虑启动压力梯度影响,建立了渗透率各向异性低渗透油水两相渗流模型,并基于虚位移原理开发了有限元程序,以大庆油区苏仁诺尔油田苏301断块矩形五点线性注采井网为例,分析了启动压力梯度对低渗透油藏微观渗流和宏观开发动态的影响。结果表明:受启动压力梯度的影响,低渗透油藏内渗流速度变化存在显著的延迟效应,渗流速度呈阶梯状变化;启动压力梯度越小,油井初期产油量越高,但后期含水率上升速度越快,油井后期产油量降低幅度越显著;启动压力梯度越大,油藏采出程度越低,且随着生产时间增长,对采出程度影响越显著。     

低渗透油藏渗流特征及合理井距分析研究

利用多孔介质内流体渗流特性测试装置．测试了低渗透储层内流体的非达西渗流规律，结果表明．流体渗流时存在启动压力梯度，流体的性质和渗流介质是导致非达西流的主要园素;建立了最小驱替压力梯度、临界驱替压力梯度与渗透率的实验数学模型，提出了技术极限井距的概念,并结合实际油藏。计算了技术极限井距和经济极限井距。     

特低渗储层岩石中流体的渗流特征

通过安塞油田特低渗储层大量的岩心实验表明，单相油或水在特低渗储层岩石中的流动均存在非达西渗渗流特征，且单相油的非达西渗流的特征更为明显。由于非达西渗流的存在，流体的视渗透率不仅是岩石渗透率的函数，而且是压力梯度的函数。岩心渗秀率越小，     

一种求解低渗透油藏启动压力梯度的新方法

由于存在启动压力梯度，低渗透油层中流体渗流不遵循达西定律，属于非线性渗流。对长庆西峰油田不同渗透率岩心进行室内驱替实验，改变岩心两端压差测量流体通过岩心的流速，求得“压差-流量”关系曲线并进行回归，二次多项式拟合相关系数较高，为此，将渗流速度表示为驱动压力梯度的二次多项式，与考虑启动压力梯度的理论渗流速度公式结合，即得到求解低渗透油藏启动压力梯度的数学模型。由该模型分析，启动压力梯度的主要影响因素是驱动压力梯度和流体的流度，启动压力梯度与前者成正比关系，与后者成反比关系。利用启动压力梯度可以计算低渗透油藏非线性渗流条件下油井产量、极限注采井距等。图5表1参12     

低渗透均质油藏非达西渗流的产量动态规律

由于低渗透油藏存在非达西渗流机理,因此目前采用基于达西渗流理论的产能预测结果与实际存在较大的误差.基于低速非达西渗流理论,建立了考虑启动压力梯度的低渗透均质油藏产量变化数学模型,油藏外边界考虑了无限大、定压和封闭三种条件,应用Laplace变换方法求解得到了该模型在Laplace空间的解,采用Ste-hfest数值反演算法,绘制了三种外边界条件下产量和累计产量变化的理论曲线;讨论了启动压力梯度、边界距离对产量的影响规律,对比分析了非达西渗流与达西渗流产量动态变化规律的差别.研究表明:与达西渗流相比,由于启动压力梯度的存在,导致产量下降速度加快,累计产量下降.     

开发井低渗透储层中长期产能预测

研究表明，某些低渗透储层具有启动压力梯度影响，即实际生产压差只有大于某个数值时，储层流体才能流动。针对此问题，从低速非达西渗流理论入手，给出了考虑启动压力影响的低速非达西储层的产能预测方法，并在F160-126等开发评价井上进行了应用，达到了准确评价低渗透非达西储层中长期产能、指导开发井生产的目的。     

低渗透砂岩油藏渗流启动压力梯度实验研究

实验测定了3个不同渗透率级别的低渗透砂岩油藏样品的非达西渗流曲线,采用“毛细管平衡法”与传统的“压差－流量法”相结合, 非达西渗流曲线的完整性。在每块实验样品的平均渗汉速度与单位黏度的驱替压力梯度的关系坐标中,利用二次函数拟合实验数据点,通过二次函数曲线切线的斜经和截距的变化来描述低速非达西渗流中岩心渗透经和启动压力梯工的变化,探讨了启动压力梯度与空气渗透率、流体黏、驱替压力梯度的关系以及低非达西渗流段的渗透率与空气渗透率和单位黏度的驱替压力梯工的关系,并回归得到了经验公式。根据“毛细管平衡法”测定的最小驱替压力梯度和“切线斜率法”确定的非线性渗流段最大驱替压力梯度绘制了流态判定应用图版。     

低渗透油藏非达西渗流面积井网产油量计算方法

根据低渗透油藏注水开发的特点,应用室内实验得到的低速非达西渗流基本公式以及流线积分方法和单元分析方法,推导出了四点法、五点法和反九点法面积井网的产量计算公式,称为ND-Ⅰ法。利用大庆低渗透油田生产数据,建立了启动压力梯度和渗透率的关系式,证实了非达西渗流存在的普遍性。提出了启动角和启动系数的概念,用于定量表征不同井网条件下储层的动用程度,为低渗透储层的油藏评价和开发设计提供了理论依据。     

低渗透油藏储层特征研究和开发的建议

在对岩样中可动流体饱和度的测定、可动油饱和度与裂缝－基质孔隙度的关系、储层渗流的启动压力梯度、流固耦合作用和自发吸渗驱油等问题研究的基础上，提出了低渗透油田开发的一些建议。     

特低渗油藏启动压力梯度新的求解方法及应用

对长庆油田三叠系油藏25块不同渗透率岩心(渗透率为0．022～8．057mD,多数小于1mD)进行室内驱替实验,获得实测启动压力梯度。依据考虑启动压力梯度后的一维非达西定律,对实验数据进行回归分析,获得了低渗透岩心的启动压力梯度与地层平均渗透率的幂函数关系式,绘制了启动压力梯度与渗透率关系的双对数坐标理论图版。利用实验得到的回归关系式和求解启动压力梯度的理论图版,结合低渗透油田实际,得到不同生产压差下确定极限注采井距的双对数坐标理论图版,可为低渗透油田开发确定合理井网密度提供理论依据。图3表1参10     

利用启动压力梯度计算低渗油藏极限注采井距

从低渗储层单相渗流机理室内研究可以得到实测启动压力梯度;依据启动压力梯度的非线性渗流方程,并通过实验数据的统计拟合得到了低渗透储层启动压力梯度与流度的幂函数关系式。结合低渗透油藏渗流理论和低渗透油田实际,得到了低渗透油藏确定极限注采井距的公式和不同生产压差下极限注采井距与渗透率的理论图版,可为低渗透油田开发确定合理井网密度提供理论依据。