低渗压敏双重孔隙介质油藏合理产能研究

针对低渗透油藏在开发过程中存在非达西流和压力敏感效应的特征,在综合考虑启动压力梯度影响及裂缝系统渗透率、裂缝系统孔隙度、基岩系统渗透率、基岩系统孔隙度随压力变化的基础上,建立了低渗双重孔隙介质油藏非线性平面径向产能渗流模型,并对模型进行了数值求解。分析了启动压力梯度、压力敏感系数、生产压差等参数对产能的影响。研究结果表明,对于低渗压敏油藏的开发要综合考虑启动压力梯度、岩石的强应力敏感性、生产压差等因素。研究成果对于低渗压敏油藏的开发有一定的指导意义。     

分形拟三重介质致密油藏产能预测模型

致密油藏渗流机理复杂、产能预测难度大。文中引入分形理论,推导出基质、天然微裂缝、人工裂缝的分形孔隙度和分形表观渗透率。建立了考虑启动压力梯度及压敏效应的分形拟三重介质致密油藏数学模型,推导出模型压力解与动态供给边界的变化情况。在此基础上,建立了产能预测模型,结合实例数据完成模型验证,进行供给半径和产能的动态预测,并对非线性渗流参数进行敏感性分析。结果表明:供给半径随时间非线性增加,同一时刻,启动压力梯度及分形系数越大,供给半径越小;分形致密油藏产能受非线性渗流参数的影响,启动压力梯度越低,变形系数越小,分形系数越小,则日产量越高,反之日产量越低。     

微裂缝性特低渗透油藏单相流体渗流特征

微裂缝性特低渗透油藏具有特殊的渗流运动规律。通过对不同渗透率的微裂缝性特低渗透率岩心进行越流压力实验测试，发现岩心的导流能力基本由微裂缝提供，基质贡献极其微弱，基本没有窜流现象发生，其越流压力曲线形态接近于单一介质越流压力曲线形态。利用不同粘度的流体对不同渗透率的微裂缝性特低渗透率岩心进行单相渗流动态测试，结果表明，渗流曲线呈下凹型非线性曲线形态，但真实启动压力梯度比较大，且在渗透率较小时，启动压力梯度剧增，弯曲段比较长，拟直线段出现时间比较晚，流体的密度和粘度、油藏渗透率及启动压力梯度等均应考虑为压力的函数。在分析对比越流压力曲线和渗流曲线特征的基础上，建立了描述微裂缝性特低渗透油藏渗流特征的运动方程，该方程综合考虑了启动压力梯度和压敏效应等影响因素，是达西定律的推广形式。     

考虑启动压力梯度低渗透油藏应力敏感模型研究

在运动方程中加入启动压力梯度,考虑地层渗透率随压力的变化而变化,建立了应力敏感带启动压力梯度均质低渗透油藏试井解释模型.应用预估校正法对所形成的非线性抛物型方程进行线性化,采用追赶法进行求解.参数敏感性分析表明,启动压力梯度和渗透率变化模数对压力及压力导数存在较大影响,导致径向流段消失,表现为压力及压力导数曲线后期上翘.在试井解释中考虑启动压力梯度和渗透率变化模数的影响可使低渗透油藏试井解释结果更接近生产实际,为油藏开发提供理论依据.     

裂缝性低渗油藏试井模型与非稳态压力特征

流体在裂缝性油藏基质岩块中的流动速度和压力梯度成二项式关系,基于此分析了二项式中各项式作用及意义,进行了裂缝性低渗透介质非稳态压力动态分析建立了流体在裂缝性低渗透介质中的运动方程和双重渗透介质非稳态渗流数学模型,并采用隐式差分格式形成了渗流方程的数值求解形式,对其进行了求解研究结果表明：二项式系数对压力及压力导数有着较大的影响a值和6值越大,等产量条件下压力及压力导数变化幅度越小、越缓;a值同时影响着窜流发生的时间和程度,而b值则主要影响窜流发生的时间;启动压力梯度的存在;夹定着基质岩块向裂缝窜流的难易程度,启动压力梯度越大,基质岩块向裂缝窜流的程度越 低;而渗透率比对压力及压力导数的影响和普通油藏类似。     

低渗透油藏渗透率及启动压力梯度应力敏感性分析

为了研究低渗透油藏在开发过程中伴随的储层物性及流体渗流参数变化规律,基于岩心堆积模型分形理论及材料力学原理,结合低渗透油藏非线性渗流特征,建立低渗透储层渗透率及启动压力梯度应力敏感理论计算模型,定量分析岩石力学参数对储层应力敏感性的影响,并通过理论模型计算结果与实验数据对比分析,验证应力敏感模型的有效性。研究结果表明:随着有效应力增加,渗透率呈下降趋势,而启动压力梯度呈上升趋势,且在有效应力作用下的正则化渗透率与启动压力梯度满足较好的乘幂关系;渗透率及启动压力梯度应力敏感性与岩石力学性质密切相关,岩石杨氏模量越大,渗透率及启动压力梯度应力敏感程度越弱,同一弹性模量的岩石泊松比越小,渗透率及启动压力梯度应力敏感程度越强;该模型可准确预测渗透率及启动压力梯度的应力敏感性,从而为低渗透油藏渗流规律研究及产能方案制定提供理论支撑。     

低渗透油藏非线性渗流压力动态

研究了低渗透油藏中弱压缩液体低速非线性流。这是一种动边界非线性渗流问题,不能求得其模型的严格解析解。运用平均质量守恒的方法求得了模型的近似解。得到了介质中的压力随时间的变化规律和启动压力梯度对压力变化的影响。结果表明：非线性渗流使压力的传播越慢;当时间较长时,井底压力随时间变化由对数规律变成指数规律,随着开发时间的延长,非线性渗流压力动态与线性的差别变大。研究结果为低渗透介质中弱压缩流体非线性流压力动态分析提供了依据。     

非均质低渗油藏压裂井产能及动用半径研究

针对低渗透油田具有非均质以及流体流动启动压力梯度的特点,基于椭圆流理论给出了具有启动压力梯度的非均质油藏压裂井产能计算方法,利用该方法可以定量评价平面非均质性质以及启动压力梯度对压裂井产能的影响。研究表明,启动压力梯度越大、非均质性越强,压裂井产能越低。基于产能计算方程,得到了平面非均质低渗油藏压裂井的有效动用半径,为低渗油藏压裂井的生产以及相关研究工作提供了重要借鉴。     

特低渗透油藏启动压力梯度对开发指标影响剖析

本文从流体在低渗透多孔介质渗流机理出发，分析了其渗流规律一非达西渗流，通过室内试验表述了非达西渗流启动压力梯度与地层平均渗透率的关系，根据建立的启动压力数值模型，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。     

低渗透油田非达西渗流规律研究

室内试验研究表明,流体在低渗透多孔介质中渗流时表现出非线性特征,流体的粘度和地层温度对渗流规律都会产生影响。渗透率越低,粘度的影响越明显。随着温度的升高,渗流曲线愈发接近于直线,拟启动压力随着温度的升高而减小。通过理论分析,建立了描述低渗透多孔介质非线性渗流的运动方程,给出了出现非线性的临界条件,从边界层角度对低速非达西渗流的产生进行了理论分析,认为边界层的厚度随着压力梯度的增加而减小,当压力梯度增大到一定值后,不动层为固化层,进入线性非达西流阶段。     

考虑压敏效应的变启动压力梯度试验研究

低渗透变形介质油藏中流体渗流不服从达西定律,存在启动压力以及较强的压敏效应,压敏效应会对启动压力梯度产生影响。采用模拟地层水驱替存在较强压敏效应的天然岩心,测得了有效应力变化对孔隙度和渗透率的影响和单相水驱时的启动压力梯度,获得了不同有效应力作用下的孔隙度和渗透率及不同渗透率岩心所对应的启动压力梯度。采用最小二乘法对试验数据进行回归,得到了孔隙度和渗透率随有效应力变化的模型、启动压力梯度随渗透率变化的模型及考虑压敏效应的启动压力梯度数学模型,提出了变启动压力梯度的概念。研究表明,低渗透变形介质油藏的启动压力梯度随有效应力的增大而增大;在生产过程中应选择合理的生产压差和注水时机,保持合理的地层压力,防止启动压力梯度增大对产量造成影响。      

低渗透气藏压裂井产能公式推导与分析

低渗透气藏一般具有极低的孔隙度和基质渗透率,受滑脱效应和启动压力梯度的影响更为突出。为了更精确地预测低渗透气藏的产能,指导低渗透气藏的合理有效开发,有必要弄清滑脱效应和启动压力梯度对低渗透气井产能的影响大小。针对低渗透气藏特征,基于非达西渗流理论,根据保角交换原理,推导了考虑启动压力梯度、滑脱效应和人工压裂影响的低渗透气井产能方程。分析了不同启动压力梯度和滑脱效应下各流入动态曲线,以及不同的基质渗透率下滑脱效应对气井产能的影响大小。结果表明：随着启动压力梯度的增加,压裂气井产量下降,但下降不明显;随着滑脱系数的增加,压裂气井产量增大;井底流压越低,气井产量随滑脱系数的增加变化越明显;气藏的基质渗透率越低,滑脱效应的变化对气井产能的影响越大。因此,对于特低渗气藏,在低压情况下,滑脱效应的影响不可忽略。     

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对于低渗透气藏，压力变化引起的介质变形导致储层孔隙度、渗透率变化明显，对气藏开发动态有较大的影响，并且低渗透气藏的流—固耦合效应较中高渗透率气藏强得多。因此，在低渗透气藏模拟中考虑流—固耦合效应可以合理地预测气藏开发动态。此外，由于低渗透气藏渗流机制的特殊性，其渗流曲线偏离达西定律，且存在启动压力梯度，造成低渗气藏的耦合模拟更加复杂。文章基于对低渗透气藏储层特征及渗流机理的认识，将渗流力学和弹塑性力学相结合，建立了低渗透气藏流—固耦合渗流数学模型、数值模型和模拟模型，并利用该模型对四川某低渗气藏开发过程中储层参数、开发指标的变化进行了模拟计算，还比较了考虑介质变形的耦合模型和不考虑介质变形的刚性模型的计算结果。     

严重非均质油藏启动压力梯度变化趋势研究

由于严重非均质油藏层间渗透率级差大，各层的启动压力差别很大，注水开发后矛盾十分突出。针对这类油藏的特点，利用胡状集岩心开展启动压力梯度实验，研究了不同渗透率下启动压力梯度随物性、压力的变化关系。结果表明，随岩心渗透率降低，启动压力梯度上升。随地层压力的增大，启动压力增大，但地层压力与启动压力的差值在减小。因此，对注水矛盾突出的严重非均质油藏，应根据启动压力梯度的变化规律，科学地进行调剖、调配措施，合理地指导油田开发。     

低渗透均质油藏不稳定渗流压力计算

针对低渗透均质油藏存在低速非达西渗流的问题,建立了考虑启动压力梯度影响的低速非达西渗流均质油藏有效井径数学模型,获得了地层压力和井底压力计算公式,绘制了低速非达西渗流均质油藏瞬时井底压力和地层压力曲线,讨论了启动压力梯度、生产时间、渗透率等参数对井底压力和地层压力曲线的影响.研究表明,由于启动压力梯度的影响,在无限作用径向渗流阶段,压力导数曲线不再出现水平的径向流直线段,而是逐渐上翘,该特征区别于一般的均质油藏压力动态曲线.由于生产时间和启动压力梯度的影响,低渗透油藏中油井正常生产时井底压力和地层压力均消耗较大,导致井底压力和地层压力均较低,压力传播速度较慢.     

启动压力测定对吉林油田低渗透油藏开发效果的影响

存在启动压力梯度意味着流体的渗流偏离达西定律,为非线性渗流。通过对吉林油田部分区块的启动压力测定及测试结果分析,得出结论:在低速渗流条件下,流体的流动为非线性渗流;流体在低渗透岩心中渗流时,存在启动压力梯度;启动压力受样品渗透率的影响,相对气测渗透率来说,岩心的渗透率越低,水测和油测渗透率的下降越显著,其启动压力越高;驱替速度对低渗透油藏采收率有较大的影响,有一个最佳的驱替速度。     

变形介质低渗透气藏水平井产能分析

大量实验研究证实低渗透气藏中气体渗流需要克服启动压力梯度,同时气体渗流还要受应力敏感效应影响。针对变形介质低渗透气藏,利用保角变换等方法,考虑非均质性、压力敏感效应、启动压力梯度以及表皮效应等影响因素,推导出了水平井产量计算模型。研究表明,各种考虑影响因素对低渗透气藏水平井的产量影响呈近似线性变化关系;非均质性的影响程度最大,其垂向渗透率高将有利于水平井产量的提高。通过实例计算说明该模型产能预测结果的相对误差小。     

动态渗透率三维油水两相低渗透油藏数值模拟

考虑流体在低渗透油藏流动过程中的非线性渗流特征和启动压力梯度的影响,基于动态渗透率的概念,建立了综合考虑非线性渗流和拟线性渗流的三维油水两相油藏数值模拟数学模型,通过全隐式差分格式建立了低渗透油藏数值模拟数值模型,并采用预处理共轭梯度法进行了求解。通过对均质油藏五点法井网和大庆油田某区块的计算结果表明,启动压力梯度对低渗透油藏的压力场有着显著的影响,在定产条件下,启动压力梯度越大则压力变化越剧烈,压降的影响范围越大,注采井间的压力梯度越高。由于非线性渗流规律较好地表达了流体在低压力梯度下的流动规律和最小启动压力梯度的影响,因此采用非线性渗流规律计算的压力变化要比拟线性情况平缓,更加符合低渗透油藏的开发实际。     

低渗透油藏启动压力梯度的应力敏感性实验研究

低渗透油藏由于天然能量不足、岩性致密和压力传导能力差,导致开发过程中地层压力下降幅度较大。地层压力的下降会造成岩石变形而影响其物性和渗流能力,岩石表现出应力敏感性特征。借助室内岩心流动实验,模拟再现地层压力的下降过程,研究了低渗透油藏有效上覆压力对岩石启动压力梯度的影响。结果表明,当地层压力下降时,启动压力梯度随着岩石骨架承受的有效上覆压力的增加而增加,即启动压力梯度具有应力敏感性;且岩石的渗透率越低,当地层压力下降幅度相同时,启动压力梯度的增幅越大,即启动压力梯度的应力敏感程度越强。因此,在根据启动压力梯度计算低渗透油藏合理井距时,要充分考虑地层压力保持水平对启动压力梯度的影响。     

多层非均质层间窜流定量表征及开发对策

针对水驱油藏非均质储层层间窜流干扰问题,设计了多层非均质长岩心物理模型,运用阿尔奇方法计算各级渗透率岩心组沿程饱和度分布,模拟研究多层水驱生产特征及层间窜流规律,通过末端岩心饱和度变化确定窜流程度,对比不同非均质性条件下层间窜流程度的差异。结果表明:逐层启动开发方式下,层间窜流程度大幅降低,其采收率较多层并行合采提高4.12个百分点;多层并行合采时,层间渗透率差异导致的层间压力梯度会引发中低渗层向高渗层的窜流倒灌现象,层间非均质性越强,窜流现象越严重,采收率越低。“逐层合采”的开采方法可有效提高多层非均质油藏的采收率。研究成果为开发方案的制订提供了借鉴。