有限元法求解油藏渗流问题的精度影响因素

建立了单相流体在均质油藏中不稳定渗流条件下的有限元方程，在空间上用三角形网格进行剖分，将井壁视为内边界，用线性函数描述网格结点的压力变化，通过求解有限元方程获得地层压力的变化规律。以内边界定产、外边界封闭的不稳定径向流模型为例，讨论网格数、边长比例、时间步长及差分格式对计算精度的影响。结果表明，有限元法用于求解不稳定渗流问题是方便有效的。     

生产过程中裂缝内压力分布的模拟研究

根据压裂后油气渗流机理,考虑裂缝闭合压力和裂缝导流能力的变化,建立了生产过程中裂缝内压力分布模型,包括地层系统渗流模型、裂缝系统渗流模型、闭合压力方程和导流能力方程等,并以变步长网格,对地层系统渗流数学模型采用交替方向隐式格式、对裂缝系统渗流数学模型采用预测-校正格式,进行了迭代求解。在此基础上研制了裂缝内压力分布模拟软件,可准确预测和模拟裂缝内压力分布、裂缝闭合压力和裂缝导流能力的动态变化,用于指导并修正压裂设计及施工材料、施工参数的选取。     

水驱强度对油井压力动态的影响研究

建立了水驱强度影响下的水驱油渗流数学模型，在获得数学模型解的基础上，计算了考虑井筒储存、表皮效应以及水驱强度影响下油井的压力及压力导数典型曲线，分析了压力动态特征，通过这些研究为水驱油藏的试井分析提供了理论基础，为水驱油藏的识别提供了一种新的手段。     

垂直裂缝井开发低渗油藏非线性渗流压力分析

根据低渗透介质非线性渗流运动规律三参数连续函数模型，运用椭圆渗流的概念，建立了垂直裂缝井开发低渗油藏定常和非定常非线性渗流数学模型。运用平均质量守恒的方法，对垂直裂缝井开发低渗油藏非定常非线性渗流压力分布和压力扰动影响半径进行了数学推导。结果表明：垂直裂缝井开发低渗透油藏时，按非线性流规律与按线性渗流规律计算的结果差别明显，线性与非线性定常渗流压力分布在椭圆坐标系中分别为直线和曲线，线性定常渗流压力梯度不随椭圆坐标变化，非线性定常渗流压力梯度随椭圆坐标增大而减小；非线性渗流的影响半径发展速度比线性渗流慢；在同一无量纲时间下，非线性非定常渗流的井底压力比线性渗流的大；在对垂直裂缝井开发低渗透油气藏进行油气藏工程计算时，应考虑非线性渗流的影响。     

敖包塔油田合理注采比研究

根据渗透力学原理，分析地层压力与注采比、地层压力与流压、地层压力与产流量之间的相互关系及其影响因素。在机理研究的基础上，运用数理统计方法定量地分析了地层压力的变化以及各种因素对地层压力的影响程度，在此基础上建立了地层压力定量计算的数学模型。根据模型，可以在给定某油田油井地层压力、流压、产液量合理值情况下求得该油田在某一时期的合理注采比，从而为油田开发综合调整方案的编制提供理论依据。为了方便现场管理，应用所建立的数学模型，在给定油井地层压力、流压、产量可能出现的数值范围的情况下，制成了合理注采比测算表和标准图版，使用时只要给出某油田某一开发阶段合理的地层压力、流压、产量，即可在表或图中直接查出合理注采比的值。     

多分支垂直裂缝井不稳定渗流分析

针对塔里木油田库车前陆盆地砂岩地层发育大量高倾角裂缝等特征,建立双孔介质油藏多分支垂直裂缝井渗流数学模型.对模型进行数值求解,绘制并分析裂缝参数对压力动态典型曲线的影响.结果表明:流体在多裂缝系统的流动特征与裂缝分布有关,裂缝的分支数、长度、导流能力等均为影响该类油藏试井曲线形态的因素.由于地层中裂缝的发育,使得其压力响应特征曲线与一般的双孔油藏响应特征曲线有一定的差别,正确选择压力动态典型曲线直线段是多裂缝系统垂直裂缝井试井分析的关键.     

油井未来向井流动态关系预测方法

介绍了一种新的对未来不同开发时期IPR曲线的制作方法。该方法考虑地层压力采用物质平衡方程得到；通过应力敏感试验结果拟合得到地层渗透率随地层压力变化关系，以相渗曲线为基础得到产液含水率随采出程度的变化关系，进而确定出不同开采时间的产液含水率，在已知地层压力、采液指数、含水率条件下采用Petrobras综合IPR方法确定油井的IPR。     

振动注水对套管、水泥环及地层影响的计算研究

为了评价振动注水对套管、水泥环及地层的影响,基于所给出的套管及水泥环在地层状态的简化力学模型和弹性力学理论,给出了套管、水泥环、地层的轴对称应力分布公式。根据套管内壁面、套管与水泥环接触壁面、水泥环与地层接触壁面存在的应力关系,推导出弹性体相接触时的应力数学模型,并对该数学模型进行求解。依据材料力学理论和振动注水的注入压力随时间变化的简化曲线进行了工况分析,选取适当参数计算出不同内压作用下套管、水泥环、地层岩石中最大应力,得出了在交变注水压力作用下套管、水泥环、地层岩石中的最大应力随注水压力变化的关系曲线。最后得出结论――振动注水所产生的脉动压力不会对套管、水泥环及地层造成损坏。     

微裂缝性特低渗透油藏单向稳态渗流压力分析

为研究微裂缝性特低渗透油藏特殊的流体渗流规律，重新建立了考虑启动压力梯度和压敏效应综合影响的渗流运动方程，并在此基础上建立了完整的微裂缝性特低渗透油藏一维单向稳态渗流的数学模型，采用Kirehhoff变换，获得了压力分布解析公式。最后采用算例，对压力分布特征及影响因素进行了分析。结果表明，微裂缝性特低渗透油藏一维单向渗流的压力分布影响因素比较多，如启动压力梯度、变形系数、生产压差和排距等，并且这些因素均以非线性方式产生综合影响。单向渗流的压力分布不再是直线形式，而是凸形曲线。等压线分布亦不均匀，近井附近压力消耗严重。启动压力梯度大时，压力损失主要是沿程损失；启动压力梯度小时，压力损失主要由压敏效应消耗在近井区域。远离井底仍然是近似直线压降。放大生产压差和减小排距能够在一定程度上缓解启动压力梯度和压敏效应的影响。     

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通过对凝析气井产能分析方法以及流体相态、组分变化、渗流特征的研究，结合状态方程理论及相平衡闪蒸计算方法，引入反映地层中凝析油气体系变化的两相拟压力函数，提出了考虑近井带反凝析液饱和度分布以及动态污染影响的凝析气井产能分析新方法。通过实例计算认为该产能计算方法能较好地反映近井带地层凝析油析出时造成的动态表皮伤害对产能的影响；当地层压力高于露点压力时，预测方法所得的流入动态曲线在井底压力为露点压力处有一拐点，这与实际情况符合，反映了凝析液析出对气井产能的影响。     

应用毛管压力与相渗曲线研究复杂碳酸盐岩储层生产能力——以土库曼阿姆河右岸M区块气田为例

土库曼阿姆河右岸M区块气田储层非均质性强、气水过渡带长、气水关系复杂,常规测井解释对识别流体界面、气水过渡带难度较大且具有较大的不确定性.针对这些困难,通过毛管压力曲线形态及退汞效率对不同孔隙级别下的储层进行评价分类和有效性分析,得出储层有效孔隙度下限为3.5%,与实际测试结果匹配良好.综合毛管压力曲线、相渗曲线研究了气藏高度和气水分布特征,确定纯气产层的最低闭合高度应达到75 m,气藏气水过渡带较厚约为50m,结合相渗曲线等渗点得出气水过渡带上部26 m左右为经济效益产层.     

利用测井资料计算毛细管压力

提出了一种用测井资料计算、统计并回归出指数型毛细管压力曲线的简单实用方法。该方法认为,水沿水湿毛细管压力上升高度相当于油水过渡区中测井解释样本点距离过渡区底界面高度,从而把毛细管压力和测井解释样本点含水饱和度联系起来。在只有实验室测得的油水相对渗透率曲线而没有毛细管压力曲线的条件下,统计的毛细管压力模型可供油藏数值模拟借鉴使用。实际应用表明,该方法可以更好地拟合油井见水时间和产水动态。     

动边界双渗透油藏低速非达西渗流试井模型

考虑启动压力梯度与动边界的影响,建立了微可压缩双渗透油藏低速非达西渗流有效井径试井的数学模型,对时间和空间变量进行离散化求出其数值解;进一步分析了压力动态特征,绘制了有界油藏定压条件下的典型曲线,得到了动边界的传播规律,结果表明:双渗透油藏的特征曲线出现层间窜流段,压力导数曲线出现一明显的"凹子","凹子"的深度受启动压力梯度、地层系数比、层间储容比及层间窜流系数的影响。动边界的传播主要受启动压力梯度的影响,启动压力梯度越大,动边界传播越慢;动边界传播末期稳定于一个值,说明低渗透油藏的单井控制面积是有限的。     

气井的流固耦合渗流场分析

针对气井生产过程中存在的流固耦合作用,在充分考虑真实天然气的偏差因子、密度以及黏度随压力变化的基础上,建立数学模型,利用COMSOL Multiphysics软件对应力场、渗流场进行耦合计算,得到流固耦合作用下的渗流场分布。从中提取井底上方20 m处切线上的地层压力、孔隙度、渗透率、渗流速度、气体密度、气体黏度等数据,进一步分析耦合渗流场的分布特点。研究得出:气井耦合渗流场中压力分布与常规数值分析得到的"压力漏斗"趋势相似,但压力数值偏小;由于应力场的作用,耦合渗流场中地层的孔隙度和渗透率是变化的,尤其在井底附近的减小程度显著,进而导致耦合渗流速度小于常规渗流场,最终影响气藏的开发动态;受压力变化的影响,天然气的黏度、密度分布也近似为"漏斗"趋势。结果表明,考虑流固耦合作用下的渗流场才是地下渗流的真实反映。     

渗流电势对长裂缝生产井动态的影响

渗流电势现象是原油由油层向油井渗流过程中水动力场与岩石─流体界面双电层相互作用而产生的一种伴生界面现象。研究渗流电势现象有助于揭示低渗油层中流体渗流规律的本质和机理,对探索新的提高采收率的途径具有潜在意义。文中从理论上讨论渗流电势的产生及其对油层中原油渗流的影响,建立了考虑渗流电势影响时长裂缝生产井动态的简单数学模型;通过理论计算来分析渗流电势对原油渗流、对长裂缝生产井产量、采油指数、裂缝压力分布等的影响。结果表明:渗流电势对油流的阻滞逆流作用随渗透率的减小而增大;渗流电势作用下,长裂缝生产井产量、生产指数和裂缝压力分布呈下降趋势。在讨论分析的基础上,提出了通过减弱渗流电势的影响来探索增产和提高采收年新途径的思路。     

碳酸盐岩分形油气藏渗流数学模型分析

运用分形理论来描述具有分形特性的碳酸岩油气藏，以Warren—Root模型为基础，考虑压力对具有分形特征的渗透率和孔隙度的影响，建立变形双重介质分形油气藏渗流数学模型。利用压力曲线、参数对压力的影响率，分析部分参数对压力的影响。渗流数学模型在变形双重介质分形油藏中具有独特的应用意义。     

特高含水期油藏非线性渗流数学模型

用Forchheimer运动方程取代常规的达西运动方程,建立特高含水期非线性渗流的径向无因次数学模型,该模型为一组非线性偏微分方程。用Laplace变换、差分离散和Stehfest数值反演等数学算法求解数学模型,编制了模拟计算程序。根据所求结果做出井底流压及产量曲线,并分析特高含水期油藏开采的规律。     

底水油藏水平井水脊突破时间预测

应用井筒与油藏耦合作用下的水平井非稳态产能预测模型，考虑井筒流体摩阻、动量变化、井筒壁面流入的混合干扰等复杂因素，获得水平井的非均匀流率分布，由流率分布通过源汇迭加计算出水脊油水界面处的流体势梯度及移动速度，估计出沿水平井井筒的底水突破时间分布，该方法为底水油藏的水平井配产优化提供了有效方法。     

适用于凝析气藏压裂的双介质多相多组分渗流模型

含水凝析气藏压裂后,随着生产过程中压力不断降低,地层各个烃类组分不断发生相间传质,并且由于裂缝的存在使得地层流动状态从径向流变为拟径向流或双线性流,凝析气藏形成双重介质多相多组分未饱和流动,需要建立渗流模型来了解产能动态变化。为了计算结果的准确性,当井底流压低于上露点压力时,必须对每个时间步长的压力分布进行判断,确定区域的边界,并对不同的区域采用不同的渗流模型进行计算。基于凝析气藏数值模拟的基本理论,通过高斯积分通量的基本思想对３个不同渗流区域进行了物质平衡与相态变化过程中组分摩尔物质量的综合计算和判断,得到了３个区域在双重介质条件下的渗流模型。对Ｋ-13井的模拟和计算结果表明,模型能较为精确地模拟计算含水凝析气藏压裂后的产能动态变化,具有较强的可靠性、实用性和参考价值。     

考虑层间窜流的多层多相数值试井方法研究

考虑层间窜流的影响，建立了多层多相数值试井理论模型，考虑方程离散的精度和解的稳定性，采用混合网格，给出了压力降落和压力恢复试井的多层多相产量模型的处理方法及与控制方程相耦合的方法。对比分析了层问窜流对压力恢复和压力降落试井曲线形态的影响，给出了压力场和饱和度的空间分布，实现了由单纯的单次试井解释曲线及解释参数分析向试井解释参数、试井解释曲线及压力场和饱和度空间分布对比分析的拓展。通过实例分析，研究了层间渗透率差异、层间窜流以及不同的含油饱和度分布对试井曲线形态的影响。