页岩油储集层压后焖井时间优化方法

建立了考虑毛管压力、渗透压、膜效应以及弹性能的压裂-焖井-生产多过程多相流模型，提出了以产能最大化为目标的页岩油水平井分段多簇压裂后焖井时间优化方法，采用现场生产数据和商业软件验证了该模型的准确性。基于该模型和方法，根据现场压裂压力数据反演裂缝参数，建立物理模型，模拟了压裂、焖井以及生产阶段储集层孔隙压力、含油饱和度的变化动态，并研究了7种因素对最优焖井时间的影响规律，通过开展正交实验明确了最优焖井时间的主控因素。研究表明，随着焖井时间增加，累计产量增量先快速增加后趋于某一稳定值，变化拐点对应的焖井时间为最优焖井时间。最优焖井时间与基质渗透率、孔隙度、毛管压力倍数及裂缝长度呈非线性负相关，与膜效率、注入液体总量呈非线性正相关，与排量呈近线性正相关。对最优焖井时间的影响程度从大到小依次为注入液体总量、毛管压力倍数、基质渗透率、孔隙度、膜效率、压裂液矿化度和排量。     

致密油藏体积压裂水平井分区复合产能模型

水平井体积压裂是实现致密油藏有效开发的关键工程技术手段,对致密油藏体积压裂水平井产能的准确模拟计算为体积压裂参数优化设计和压后生产动态预测提供了参考。基于致密油藏体积压裂水平井生产过程中油藏的实际流动形态特征,将水平井划分三线性流区域,结合Warren-Root模型,考虑储集层启动压力梯度和天然裂缝的影响,建立了致密油藏体积压裂水平井分区复合产能模型。结合现场生产数据验证了模型可靠性,并对产能影响因素进行了分析。结果表明:压后总体产量受到延伸主裂缝的条数、半长和导流能力的影响;启动压力梯度及改造区的弹性储容比和窜流系数对压后中后期产量影响大;未改造区窜流系数和弹性储容比影响后期产量的递减速度。该研究对深化认识致密油藏体积压裂水平井流动规律,完善致密油藏体积压裂渗流理论,提升致密油体积压裂优化设计都具有重要理论意义和实际价值。     

湘西北页岩储层各向异性的声学与力学响应试验研究

我国页岩气开发尚处于起步阶段,研究表明页岩气储层具低孔低渗的特性,这一特性决定了对储层改造极具必要性,而页岩储层因其各向异性致使压裂改造过程更为复杂,因此对其力学和声学性质的研究至关重要。结合声波测试系统研究页岩储层声波特性对层理面倾角的响应情况,并应用声学理论定量评价湘西北页岩储层力学性能,计算湘西北页岩储层动弹性模量、动泊松比随页岩层理倾角的变化规律。     

双相不混溶流体饱和裂缝—孔隙岩石依赖频率的地震响应数值分析

裂缝—孔隙岩石中流体类型及其分布特征是影响弹性参数的重要因素，实际储层中流体大多不是单一流体，且在数值模拟过程中很少考虑流体间饱和状态的影响。为此，基于Chapman模型，针对饱含双相不混溶流体的裂缝—孔隙岩石，研讨了饱和度和毛细压力参数变化对砂岩储层频散衰减和地震响应的影响。数值分析结果表明：随着油气饱和度的增加，特征频率（不同于于单一流体介质情形）呈先减后增趋势，且在中间频段的变化最明显，地震响应存在时间延迟和波形畸变现象；当双相流体中存在气体时，频散衰减和地震响应对饱和度的变化更敏感；随着衡量流体间毛细压力的参数q值的增加，双相流体间由“斑块饱和”趋向“均匀饱和”状态，特征频率向着“高频低饱”方向移动。该数值模拟结果为储层流体识别提供了有效依据。     

注水井井筒完整性设计方法

注水井服役工况复杂，管柱腐蚀、疲劳断裂、密封失效等情况时有发生，给井筒完整性管理带来巨大挑战。现行的井筒完整性标准并未对生产井与注水井严格区分，注水井的井筒屏障划分方法尚有诸多缺陷。参考挪威NORSOK D-010标准，结合注水开发现状分析了注水井井筒工作状态的特殊性，探讨了井筒屏障失效原因，明确了应重点关注的井屏障部件。建立了注水井的井筒屏障系统，将井下安全阀从第一级屏障划出，将井口至井下安全阀之间的油管柱及部件、采油树二号主阀纳入第一级屏障范畴。讨论了关键部件的验收标准，从井屏障设置、腐蚀控制、寿命预测、作业参数控制及井资料记录五个方面探讨了注水井井筒完整性设计内容。最终形成了注水井井筒完整性设计流程，对各油田维持注水开发的安全稳定、经济高效具有重要指导意义。     

CO2注采井油管柱服役安全状态评价方法

针对CO₂注采井油管柱因腐蚀失效而频繁更换的问题，研究了适用于CO₂注采井井筒环境的CO₂腐蚀速率预测模型及管柱力学分析方法，分析讨论了CO₂注采井工况、产出液含水率等因素随时间的变化对CO₂注采井油管柱腐蚀速率及承受载荷的影响，结合管柱腐蚀剩余强度计算方法，建立了CO₂注采井油管柱服役安全状态评价方法，并进行了实例计算和比较。结果表明，针对CO₂注采井油管柱腐蚀预测，DW-95模型有较好的适用性，生产阶段为CO₂注采井腐蚀发生主要阶段及安全状态评价的主要对象；管柱安全服役时间与其腐蚀速率及承受载荷呈负相关，且管柱抗压安全服役时间为管柱最小安全服役时间，是安全状态评价的主要依据，以此为标准可确定管柱更换周期，优化CO₂注采井吞吐周期，指导现场安全生产。     

高温致密碳酸盐岩与胶凝酸酸岩反应速率测试方法研究

碳酸盐岩酸岩反应速率的测量方法包括:酸碱中和滴定法测定酸液消耗量、失重法测定岩石矿物的消耗量和Ca(2+)~、Mg~(2+)浓度变化(AAS法或ICP法)测定反应产物生成量,目前测试方法大多只采用了其中的一种,对各方法的适用性和可靠性鲜有对比研究。文章采用旋转圆盘实验测试等装置,对比了3种测试方法在高温条件下胶凝酸与致密碳酸盐岩的酸岩反应速率结果。结果表明,失重法和AAS法可准确揭示致密碳酸盐岩与胶凝酸在高温条件下的酸岩反应规律;受高温取样酸液挥发和实验测试误差双重影响,酸碱中和滴定法未能揭示这一规律,且测量结果明显偏大;受酸液挥发影响,AAS法测量结果略小于失重法。失重法是测量高温条件下致密碳酸盐岩与胶凝酸反应速率相对可靠的方法。文章可为高温条件下致密碳酸盐岩酸岩反应速率测试方法的合理选取提供参考,确保酸岩反应速率测试结果的可靠,指导酸压方案设计。     

水平井与非均质气藏耦合非稳态模型

在非均质气藏水平井流入动态以及产能预测时,点源函数渗流模型与井筒耦合计算过程中会出现不收敛或者收敛速度较慢的现象。针对此问题,基于体积源建立非均质气藏水平井与气藏耦合非稳态模型,根据渗透率的非均质性将气藏划分为不同的区域,通过拟表皮系数表征气藏非均质性,将气藏渗流模型的解与井筒流动模型耦合,并通过牛顿迭代求解。实例计算结果表明:新模型计算结果与Eclipse模拟结果基本吻合,说明建立的模型是可靠的;由于储层非均质性的影响,稳态和非稳态条件下水平井筒流量分布不均匀,且非稳态条件下沿水平井筒流量的分布表现出更强的不均匀性;水平井筒流量分布与储层渗透率分布基本一致,非均质气藏渗透率极差越大,水平井沿井筒流量分布的差异越大。该模型对非均质气藏水平井产能预测和开发方案的制订具有指导意义。     

砂砾岩体沉积期次划分及其与物性的关系——以东营凹陷北部陡坡带Y920区块沙四上亚段为例

砂砾岩体储层岩性复杂、非均质性强，且扇体多期叠置，沉积期次划分困难。以东营凹陷北部陡坡带Y920区块沙四上亚段砂砾岩体为研究对象，建立以岩心、FMI图像为基础，以测井信息小波变换技术为核心，以三维地震为约束的砂砾岩扇体沉积期次划分方法。基于岩心、FMI图像可直观识别沉积期次界面，进而标定常规测井资料；经测井信息小波变换后表现出周期性振荡特征的小波系数曲线可反映沉积界面响应特征，结合功率谱筛选尺度因子，可定量对单井沉积期次进行划分；通过井-震结合，实现全区域期次界面的等时对比，将Y920区块砂砾岩体划分为8个沉积期次。沉积期次的发育控制着沉积相及岩性的分布，与物性展布也密切相关。研究结果表明，研究区块地层自下而上（8至1沉积期次）表现出退积沉积初始阶段（扇根—扇中）沉积期次中上部物性较好，沉积中间阶段（扇中）整个沉积期次物性均较好，而沉积末期阶段（扇中—扇端）沉积期次中下部物性较好，进而统计单井各期次有效储层的厚度，分期次刻画有效储层平面展布特征，发现3，4，5沉积期次的西北部为Y920区块有利储层展布范围。研究结果为东营凹陷北部陡坡带砂砾岩体油藏的精细勘探开发提供了依据。