数据驱动的复杂油藏注采生产优化技术研究进展

水驱开发老油田由于注采关系复杂、驱替场动态变化频繁,地下油水分布的格局发生了显著的变化,已进入到深度精细开发的新阶段。为促进石油工业智能化升级,综述了数据驱动的复杂油藏注采生产优化技术研究与应用,重点讨论了油藏注采连通性分析及生产优化的大数据驱动模型和智能算法研究进展。研究表明,复杂油藏精准构建和快速优化求解是油田生产开发智能化的关键,数据、机理与智能算法的交叉融合是未来智能油田开发研究的发展趋势。     

渤海湾裂缝性稠油油藏布井方式研究

渤海湾裂缝性稠油油藏拥有储层裂缝发育、流体黏度大、弱底水等油藏特征,世界范围内尚无此类油藏的开发经验。基于地质油藏特征,建立了大尺度仿真物理模拟模型,真实模拟地下流体在裂缝性双重介质中的流动。采用物理模拟和数值模拟相结合的手段,分别对比了水平井立体注采井网和水平井定向井混合立体注采井网的开发效果。研究表明：水平井侧底注水开发效果最好,采出程度比其他注水方式高1.2个百分点,累计产油量最高,综合含水最低,波及效率最高。该研究对此类油藏合理开发具有一定的借鉴意义。     

裂缝油藏基质裂缝耦合渗流三维宏观物理实验

裂缝性油藏水驱过程中,基质裂缝间存在渗吸耦合现象,物理实验方法是研究基质裂缝耦合渗流规律的重要手段。通过采用精细粘接造缝技术和有限真空饱和技术,分别实现了裂缝性渗流介质中裂缝物性分布和基质裂缝渗吸耦合参数的定量控制。运用该方法制作了三维物理模型,研究了基质裂缝渗吸耦合作用下的宏观渗流规律。该实验结果是基质裂缝渗吸耦合作用的宏观体现,为裂缝性油藏基质裂缝耦合渗流规律研究提供了参考。     

裂缝各向异性介质方向渗透率半解析计算方法

裂缝性油藏一般发育有一组或多组裂缝，每组裂缝大都有各自比较一致的方向性。由于裂缝的存在，使得油藏的渗透率具有各向异性特征。为此，基于多边形保角变换方法Schwarz-Christoffel变换（S-C变换）及渗流力学理论，推导建立了一种新的方向渗透率半解析计算模型，编制了相应的求解程序，利用物理模拟实验验证了计算模型的准确性和实用性，并给出了相应的计算实例。该裂缝方向渗透率计算模型，不仅可以在已知裂缝渗透率和压力条件下计算相应的流量，同时还可以根据实验测得的流量和压力数据来反算裂缝渗透率，使用范围广。该计算方法为裂缝性介质渗流参数的确定提供了理论依据，对研究裂缝各向异性介质的渗流特征也具有重要的参考价值。     

非均质油藏砂体几何形态对水驱开发效果的影响

由于受沉积环境、成岩作用和构造作用的影响,砂体的几何形态表现出非均质性,影响不同注采方式的水驱开发效果。依据陆相沉积油藏砂体展布特点,得到描述砂体几何形态特征的理想模型,建立定注入端和出口端压力的二维两相渗流数学模型,通过数值方法进行差分离散求解,得出砂体宽部注入单位厚度累产油量高于砂体窄部注入;应用油藏数值模拟方法,研究砂体几何形态对注采井网的水驱开发效果,得出注水井位于砂体展布较宽部位而油井位于较窄部位时,水驱前缘推进速度快,油井见水时间短,含水上升速度快,产水量高,定注采压差条件下注水井周围地层压力偏高,日注入量降低,地层泄油效果差,累积产油量少,水驱开发效果差。     

强非均质时变性裂缝性油藏数值模拟研究

火烧山油田H3油组为一典型的强非均质裂缝性油藏,储层中裂缝非常发育,其裂缝系统呈＂米＂字形,无明显主方向。地层中既有大裂缝、中裂缝,又有微隐裂缝,且有较明显的区域性。在长期的开发过程中,由于频繁实施压裂、堵水等措施,储集层物性参数不断发生变化,一般的模型难以模拟这类油藏。基于这些特点,为准确高效模拟该类油藏,采用双重介质特征参数分区分阶段数值模拟方法,考虑了裂缝的影响、不同规模裂缝的区域性分布和开发过程中储层物性参数的变化,对火烧山油田H3油组进行了开发中后期精细数值模拟研究,分析了剩余油分布规律。以上方法能够更快地实现历史拟合,模拟结果符合开发实际,对油田实际开发有很好的指导作用,同时为其他该类油藏的模拟研究提供了参考。     

巨厚潜山裂缝性油藏井网部署方法研究

针对开发井网部署难题,基于渗流机理结合数值模拟和物理模拟方法,对开发井型、注采井网和开发井位置进行研究,推荐部署一种“高部位微裂缝区采油、低部位大裂缝区注水的水平井立体交错井网”,其中水平井应与地层主裂缝方向成45.0°部署,开发井具体位置通过孔渗场计算裂缝区域定量分布的方法确定。模拟结果表明：大裂缝区注、微裂缝区采较微裂缝区注、大裂缝区采的开发井网15a累计多产油4.6×10⁴m³,相对增油达16%。研究成果对同类油藏开发井网部署具有一定的借鉴意义。     

低渗透油藏天然能量开发产能变化规律数值模拟方法

综合考虑启动压力梯度、压力敏感性对低渗透油藏开发的影响,提出了低渗透油藏天然能量开发数值模拟方法,实现了产能变化规律的预测和影响因素分析.实例分析表明,启动压力梯度越小、介质变形系数越小,初始产量越高,产量递减越快.经现场实际数据验证,该方法可用于产能变化规律的分析和预测.     

厚油层层内夹层分布对水驱效果影响的物理实验研究

夹层是影响油藏开发动态特征和剩余油分布规律的重要因素。油田开发实践证实,由于沉积、成岩等地质作用不同,会形成不同的夹层,因其成因、特点和分布又有较大差异,因此它们对油田的水驱规律的影响亦不同。基于厚油层设计的层内夹层分布理想模型,首先研究了夹层对韵律性储层注水井层内射孔位置的影响,然后以反韵律储层为对象,分别研究了夹层分布位置及范围对注采井网水驱效果的影响。结果表明,当厚油层层内夹层发育且存在渗透率级差时,注水井射孔时应尽量射开层内高渗透区域;对于反韵律储层,当夹层处于采油井附近区域时,夹层对水驱影响程度最小,其次是夹层位于注采井间,而夹层位于注水井附近影响程度最大,其水驱效果最差,同时随着夹层范围的扩大,水驱效果逐渐变差。     

非均质油藏两相渗流三维定量物理模拟相似准则

物理模拟是研究非均质油藏油水两相渗流规律的重要手段,其理论基础即相似准则。基于相似理论和方程分析法,考虑流体粘滞力、毛管力和重力,推导出注采井定压和定产条件下非均质油藏水驱油三维物理模拟相似准则。针对微尺度管流存在的摩阻效应,提出了井径等价处理方法,保证了模型与原型的全面相似关系。基于相似准则和井径等价处理方法建立的实验模型,可对油藏开发过程进行定量物理模拟。