水平井椭球渗流模型分析与应用

从水平井椭球流态出发,对水平井等压椭球面渗流理论进行进一步的分析和研究,讨论了:（1）定产条件下稳态地层压力分布;（2）生产水平井压力前沿的发展过程;（3）水平井试井分析公式,水平井渗流流动期为:①均质油藏中:垂直径向流→椭球流（过渡期）→球形流,②双重孔隙介质油藏中:垂直径向流→过渡期→球形流→双重介质过渡段→球形流;（4）有界油层中压力波到达边界的临界时间t_（DS）=0.1667△_D~2（△_D=min（r_D,|x_D|-1）。     

弱渗透铅直补给油藏中水平井简捷试井分析方法

本文用瞬时源Ｇｒｅｅｎ函数解的方法，研究了水平井在有铅直方向补给（包括油藏封闭和有底水的情形）的无限大油藏中三维不定常渗流；从Ｇｒｅｅｎ函数解出发，经过合理的近似，直接计算出实空间内的压力数值解。讨论了水平方向无限延伸的油藏中水平井压力降落诊断曲线：１．上、下封闭型油藏：初期径向流→第二径向流（当Ｚｗｄ≠０．５，ＬＤ较大时）→中期线性流→中期径向流，此外，当ＬＤ较小时，球形流代替中线性流，２．有底     

低渗透垂直补给油藏中水平井流态分析

采用ＧＲＥＥＮ函数方法，求出底部有低渗透层补给油藏中水平井的压力分布公式，绘制了典型水平井试井曲线；并利用压力分布公式，绘出了等压面随时间在地层中的传播过程。经分析，得出了有意义的结论：①在顶、底封闭性油藏中，水平井的流动期为井筒径向流→早期线性流（当无因次水平井半长ＬＤ较大时）→中期径向流；在底水油藏中，水平井流动期为井筒径向流→过渡流→稳态流；有低渗透补给油藏中的压力诊断曲线介于封闭性和有底水油藏的曲线之间。②在顶、底封闭性油藏中，当ＬＤ较大时，水平井相当于一口垂直裂缝井，在部署井网时，可以只考虑二维的情况。③底水及底部有低渗透层油藏中，必须考虑垂向上的不对称性。     

压裂水平井不稳定渗流分析

对三维油藏中压裂水平井流动进行了合理的假设和简化,建立了压裂水平井物理模型,在此基础上建立了三维油藏有限导流压裂水平井非稳态渗流系统模型,用半解析的方法耦合求解出有限导流压裂水平井井底压力及流量分布,并对井底压力特征曲线进行了流动阶段分析.流体在压裂水平井系统中的流动呈现4个流动段特征:裂缝内的径向流、裂缝-油藏双线性流、油藏内的线性流和油藏球形流.裂缝内流量分布受流动时间和裂缝导流能力的影响,流动时间越长,裂缝导流能力越大,裂缝内的流量分布越均匀.压力特征曲线受油藏上下边界条件的影响,对于上下封闭边界的无限大油藏,拟稳态压力导数为一常数,对于上下定压边界的无限大油藏,拟稳态压力导数曲线较无限大油藏提前下掉.图5参16     

各向异性天然裂缝油藏中水平井的瞬时压力分析

本文提出了在具有构造、区域、收缩天然裂缝的各向异性油藏中水平井压力降落和压力恢复分析的解析解。这些解导出各种流动期的识别。流动期包括：垂直平面上的径向人基质向裂缝的过渡流；当瞬时压力传到油藏的顶、底边界时出现的线性流，水平面内向井眼的拟径向流。     

矩形油藏多段压裂水平井不稳态压力分析

通过确定导流能力影响函数,给出了有限导流垂直裂缝井不稳定渗流的新解析解。再利用叠加原理得到了带有多条有限导流垂直裂缝的压裂水平井不稳定压力分布。计算结果表明,理想模式下渗流方式发生的顺序是早期双线性流动→早期线性流动→中期径向流动→中期线性流动→晚期拟稳态流动;均匀分布等导流裂缝缝长的不均匀性主要影响早期双线性流动和线性流动阶段的转换时期,加快中期径向流动的出现;等长等导流裂缝分布的不对称性主要影响中期线性流动阶段,不对称性越强,受矩形地层各条边界的影响越明显;等长均布裂缝导流能力的强弱主要影响早期双线性流动和线性流动阶段,导流能力的差异使得早期双线性流动持续时间变短而线性流动持续时间相对增加;等长等导流均布裂缝条数增加,储集层整体压力降落加快,中期径向流段持续时间变短而中期线性流段延长,而裂缝长度相对增加,中期径向流段持续时间变短而中期线性流段可能不出现,说明压裂水平井具分段改善渗流方式的特点。     

三维各向异性油藏水平井产能新公式

目前常用的水平井产能预测公式未考虑实际油藏的三维各向异性特点及水平井渗流中典型的平面线性流特征,因此,产能预测结果往往过于乐观。针对此问题,通过坐标变换将三维各向异性油藏转换为等效的各向同性油藏,在此基础上,从水平井典型渗流特征出发,将油藏内流动区域划分为外部平面径向流、中间平面线性流以及内部垂向径向流3个区域,利用水电相似原理和等值渗流阻力方法,推导出三维各向异性油藏综合形式水平井产能新公式。与常规水平井产能公式对比发现:随着水平井长度的增加,平面线性流的渗流阻力及对产能的影响逐渐增大;平面各向异性对水平井产能影响显著,其变化规律受水平井与油藏主渗透率方向夹角的控制;水平井产能随着油藏垂直渗透率与平面渗透率比值的增大而增加,随着水平井与油藏主渗透率方向夹角的增加而增加。实例应用表明新公式预测精度大幅提高,误差仅为3%,可以用于指导水平井产能预测、水平井长度和方位优化。     

低渗透普通稠油油藏水平井极限动用半径 ——以叙利亚Oudeh油田为例

叙利亚Oudeh油田低渗透普通稠油油藏开发中存在明显的启动压力梯度,影响储量动用。油藏采用天然能量水平井开发方式,开展启动压力梯度对水平井极限动用半径影响的研究很有必要。为了研究启动压力梯度对开发的影响,首先,通过室内实验确定油藏启动压力梯度,得到启动压力梯度与流度的关系。其次,基于水平井椭圆流动的拟三维方法,建立考虑启动压力梯度的水平井xy平面和yz平面的压力梯度计算模型;最后,采用稳态逐次逼近非稳态的方法,确定油藏水平井的极限动用半径;同时,建立水平井在拟三维中的极限动用半径图版。研究结果表明,除原油粘度高这一因素外,启动压力梯度是低渗透普通稠油油藏油井动用程度低的另一主要因素;水平井中的流体在xy平面上为线性流动,在yz平面上近似为径向流动,水平井在xy平面上的极限动用半径明显大于yz平面上的极限动用半径。在低渗透普通稠油油藏水平井开发中,需全面考虑水平井在xy平面和yz平面上极限动用半径与储层厚度之间的匹配关系,合理部署井网,以达到扩大油藏整体动用范围的目的。     

分形油藏中水平井的非牛顿幂律流渗流规律

利用平均压力法建立了（双孔）分形油藏中水平井的非牛顿幂律流的数学模型，并求得了其近似解的水平井的产能公式，计算了与分维有关的参数δ、幂律指数ｎ、弹性储量比ω、窜流系数λ对渗流规律的影响，分析表明，其流太可分为５个阶段：开始时的井筒内线性流阶段；早期的径向流阶段；球形阶段；中期的双孔介入质相互作用阶段；晚期的平均双重介质球形流阶段。     

从干扰测试资料估算水平井长度 解释

本研究应用从封闭油藏中水平井的解析解得到的干扰测试资料，来估算水平井的有效生产长度，干扰测试资料是由沿水平井的观测点及其它离开水平井的点获得的。水平井的有效长度是由沿井的一些观测点从早期径几，早期线性及晚期拟径向流相应的资料来估算的，假定准确掌握相关油藏资料，对井的测试资料的分析表明，除非将压力计置于井底，早期径向流资料能够提供准确但稍低的水平井长度值，由早期线性及晚期拟径向流量资料估算的水平井长     

一种综合形式的水平井产能预测新公式

未考虑水平井渗流中典型的线性流与椭圆流特征的水平井产能预测公式,常导致产能预测结果偏于乐观。在分析水平井典型渗流特征的基础上,将油藏内流动区域划分为外部平面径向流、中间平面线性流与椭圆流以及内部垂向径向流3个区域,利用水电相似原理和等值渗流阻力方法,推导出综合形式水平井产能计算新公式,并对新公式进行适应性分析。结果表明,常用公式是新公式在特殊情况下的简化或近似,新公式适应性更强。根据新公式计算结果,随水平井长度或穿透比增加,平面线性流与椭圆流的影响逐渐增大,水平井产能表现为先近似线性增加再平缓增加的特点;当水平井很长或穿透比接近1时,水平井的渗流表现出与垂直裂缝井相似的特征。综合形式的新公式既可计算短水平井也可计算长水平井产能,同时也可预测不同泄油形状、注采井网等情况下的水平井产能。     

压裂水平井试井解释模型研究

水平井分段压裂是低渗油气藏增产的重要措施之一。针对压裂水平井的试井分析,开发出压裂水平井无限导流多裂缝渗流的半解析数学模型。该模型是一类求解无限导流多裂缝系统的井底压力和流率分布的通用机制,通过更换离散裂缝单元的压力响应,即可计算其它的油藏条件下的压力响应。分析讨论了压裂水平井的典型曲线可能展现出的裂缝线性流、裂缝拟径向流、系统线性流和系统拟径向流的4种流动机制,裂缝线性流之后的可能出现裂缝拟径向流期压力导数水平段,容易被误解为全系统的径向流段。通过现场实测资料证实了与理论动态的一致性。针对试井解释计算的实时性要求,提出了压裂水平井压力动态的快速近似计算模型,该模型可进一步应用于压裂水平井产能评价与生产动态预测。     

致密油藏体积压裂水平井半解析渗流模型

由于非常规油藏特殊地质条件,导致在进行大规模水力压裂过程中形成了复杂的裂缝网络,复杂缝网的出现导致油藏渗流规律发生变化。基于体积源函数在准确描述复杂缝网形态的基础上,考虑复杂缝网内渗透率,建立了致密油藏体积压裂水平井半解析渗流模型,模型结果的正确性得到了油藏数值模拟的验证。计算结果表明,含有复杂缝网的油藏渗流过程可以分为6 个流动阶段:线性流、供给流动、过渡流、双径向流、晚期径向流以及边界控制流动。缝网渗透率主要影响早期线性流和供给流动,次生裂缝渗透率对供给流动影响较大;过渡流、双径向流以及晚期径向流动受复杂缝网几何尺寸影响较大。该模型为预测体积压裂水平井的产能、认识体积压裂水平井渗流规律以及评价体积压裂效果提供了一种非常有用的方法。     

基于流线方法的压裂水平井注水开发渗流机理研究

非常规储层采用压裂水平井技术可以获得有效的商业价值,针对低砂泥岩特低渗透油藏,通过数值模拟进行压裂水平井注水开发规律研究,运用流线方法揭示了压裂水平井注水开发渗流机理。结合数值模拟结果,根据流线形态、分布及流线与裂缝的对应关系研究了压裂水平井开发的四个流动阶段:裂缝附近线性流、垂直裂缝附近拟径向流、地层线性流和水平井拟径向流。进一步分析了不同井网形式下的压裂水平井注水开发渗流特征,为现场的开发应用提供一定的技术指导。     

超低渗透油藏分段多簇压裂水平井产能影响因素与渗流规律 ——以鄂尔多斯盆地长8超低渗透油藏为例

水平井分段多簇压裂是开发超低渗透油藏的有效手段之一。以鄂尔多斯盆地长8超低渗透油藏黄平34-22分段多簇压裂水平井井组为研究对象,对裂缝参数与分段射孔参数进行了优化。利用网格加密技术,建立了分段多簇压裂水平井井组数值机理模型,研究了储层应力敏感、裂缝半长、裂缝导流能力、改造区和非改造区渗透率以及采油速度对分段多簇压裂水平井产能的影响。研究结果表明:弹性开发时上述参数对产能的影响比注水开发时更加显著;储层应力敏感对产能不利,裂缝半长和导流能力的增大对产能有利,但综合考虑收益与施工成本及难度,与采油速度一样,它们均存在最优值;进一步提高改造区的渗透率对产能的提升有限,而提高非改造区的渗透率可以大幅提高产能;封闭油藏分段多簇压裂水平井的渗流可分为井筒储集影响阶段、初始拟径向流动阶段、裂缝线性流阶段、系统椭圆流阶段和边界影响流阶段。     

具有底水边界的水平井压力不稳态特征分析及认识

根据水平井三维渗流特征，在底水油藏情形仍假定顶面为不渗透隔层所封闭，底部则是恒压边界，水平井渗流表现为早期径向流以及稳定流动期，由此进行常规试井分析。以TKxxDH井为例，通过水平井的静压、压恢试井资料结果的对比分析，阐述了不稳定试井资料的应用，为此类油藏油井模型的选择及效果评价提供了可借签的经验。     

多段压裂水平井的网格划分方法及其页岩气流动特征研究

复杂的流动机理、水平井与多段压裂的开发技术,导致页岩气数值模拟更为复杂。根据水平井及裂缝周围的流动特征,提出了多段压裂水平井的PEBI网格划分方法,即裂缝及水平井两端的扇形区域按径向流规律布点,裂缝及水平井的其它部位按线性流进行布点。将页岩简化为均匀介质,建立了耦合井储的数学模型,并基于全隐式离散格式进行了数值模拟。数值计算表明,多段压裂的水平井裂缝流动特征明显,在线性流阶段压力降落与压力导数曲线平行。在流动由线性流转为拟径向流后,曲线出现径向流特征,径向流特征的维持时间与油藏区域的大小相关。     

各向异性断块油藏水平井产能公式的推导

封闭性断块油藏在中国分布广泛,具有较多原始地质储量和剩余可采储量,因此评价断块油气藏水平井的产能方法具有重要意义。利用水电相似原理和等值渗流动阻力法,对于布井位置不同的断块油藏,在考虑油层渗透率各向异性条件下,得到了预测水平井产能的公式和水平井产量与水平井长度成正比的直线关系。通过应用实例表明,对于断块油藏,水平井布置在油层中央时的产能显著高于布置在边部的产能,这主要由于前者的流动阻力明显低于后者;不同垂向拟平面径向流的半径,对水平井产能的影响较小,且水平井的产能主要受控于线性流动区的阻力。     

利用生产资料分析水平井流动阶段

利用水平井生产资料进行产量递减分析,根据Fetkovich分析方法判断流动是否进入边界流或不稳定流状态;利用Blasingame分析方法,可以判断流动段的形式。采用如上两种分析方法,通过Yp1井生产数据分析,将其流动分为线性流阶段、径向流阶段、边界控制流阶段和封闭边界阶段,当流动到达封闭边界流时,可利用解释边界数据进行储量计算。     

双重介质压裂直井非稳态井底压力分析

精确求取压裂直井非稳态井底压力,有助于实时监控和预测油井产量。基于渗流控制方程,考虑裂缝与基质的窜流,引入双重介质流体交换系数,建立双重介质油藏非定常流的瞬时压力数学模型。通过数学变换方法、数值反演和轴对称变换解相似方法,求取了井底流压的实数域数值解,并对井底流压进行了敏感性因素分析。分析结果表明:压力曲线可以分为早期线性流、中期径向流、晚期球形流、边界控制流四个阶段;裂缝半长和渗透率比主要影响早期线性流,弹性储容比(基质)和交换系数主要影响中期径向流,表皮系数则主要影响晚期球形流。井底压力的动态分析,为油井的合理配产,提供了一定的技术支持。