多层油藏模型在稠油热采两区数学模型上的应用

稠油热采过程中普遍存在蒸汽超覆和蒸汽前缘倾斜现象,这对稠油油藏试井分析结果产生很大影响,使原来假设蒸汽前缘具有相同半径的热采两区模型不再适用。为了研究超覆作用对稠油油藏试井分析典型曲线的影响,引入了多层油藏模型,建立了考虑超覆的稠油热采两区模型,把稠油油藏理解成具有不同前缘半径的多层油藏,建立两区数学模型并进行求解,得到井底压力的拉氏空间解,经过数值反演得到考虑超覆的稠油热采两区模型试井典型曲线,并分析各参数对试井典型曲线的影响。此方法的好处在于避免了繁琐的数学推导过程,可以模拟蒸汽前缘为非直线时的情况,并可解决稠油油藏纵向上非均质性的问题。为解决稠油热采试井分析中超覆问题提供新思路。     

考虑热损失的稠油热采三区复合油藏试井模型

常规的稠油热采复合油藏试井模型分析结果与实测曲线拟合效果不佳.因此,根据注蒸汽开采地层温度的分布特点,建立了考虑热损失的三区复合油藏试井模型,推导出了其在Laplace空间的解析解,通过Stehfest数值反演获得了试井样板曲线,并讨论了主要油藏地质和工程参数对样板曲线的影响.分析表明,考虑热损失时,蒸汽区半径对典型曲线的影响很小,过渡区半径主要影响第三平台出现的时间,以及蒸汽区和过渡区半径的差值影响第二平台是否出现;蒸汽区与过渡区的导压系数比主要影响压力导数曲线第二平台之前是否出现波峰;蒸汽区与冷油区的导压系数比主要影响压力导数曲线第三平台之前是否出现波峰.基于热损失的稠油热采三区复合油藏试井分析明显改善了拟合程度,有助于稠油油藏的精细描述.     

考虑热损失的稠油热采有限多井试井模型

采用通用的稠油热采单井系统试井模型分析加密钻井后的稠油油藏,难以得到准确的分析结果。为此,根据稠油油藏的渗流特征,建立了考虑热损失和邻井为生产井的稠油热采有限多井试井模型。应用压力在拉氏空间叠加的新方法,导出了模型的Laplace空间解。利用Stehfest数值反演,绘制了样板曲线,并分析了主要油藏地质和工程参数对样板曲线的影响。结果表明,考虑热损失时油井压力受邻井的影响不明显;而不考虑热损失时,稠油油藏开发中后期的油井压力受邻井的影响较为明显。研究考虑热损失的稠油热采有限多井试井可对稠油油藏进行更深入的描述。     

裂缝性稠油油藏蒸汽驱复合三区试井模型研究

针对裂缝性稠油油藏蒸汽驱过程中波及段和未波及段流体性质差别,在稠油油藏双孔两区基础上提出裂缝性稠油油藏复合三区试井模型,求出Laplace空间解,利用数值反演得出试井样板曲线,对该曲线做了敏感性分析。该研究为裂缝性稠油油藏的研究提供了依据。     

稠油热采有限多井试井模型研究

根据稠油的渗流特征，建立了邻井为注汽井考虑热损失的稠油热采有限多井试井模型。应用拉氏空间叠加方法，得到了压力在Laplace空间的解析解，利用Stehfest数值反演，绘制了样板曲线，并对样板曲线进行了敏感性分析。结果表明：考虑热损失时，油井受邻井的影响不明显；而不考虑热损失时，油田开发的中后期油井受邻井的影响将较为明显。     

考虑热损失的火烧油层注气井试井分析理论模型

为了监测火烧油层注气井的生产动态,提高火烧油层驱油技术实施的成功率,在火烧油层技术驱油机理的基础上提出了火烧油层复合油藏模式,建立了考虑热流体区热损失的火烧油层注气井试井解释模型,求得了无限大地层情况下的拉氏空间解,通过数值反演方法作出了相应的典型曲线,并对典型曲线的敏感性进行了分析。研究发现,冷凝系数对压力导数曲线中后期特征有较大的影响。随着冷凝系数的增加,导数曲线上第2个＂驼峰＂峰值增加,且第2个＂驼谷＂变得越来越不明显。冷凝系数对第3个＂驼峰＂的形成时间也有影响,冷凝系数越大,第3个＂驼峰＂形成的时间越早,且在出现该驼峰后下凹形成的＂凹子＂越深。     

稠油热采三区复合油藏水平井试井解释模型及压力响应特征

针对稠油水平井热采过程中注入蒸汽向外扩散造成的地层岩石及流体性质差异,建立了稠油热采三区复合油藏水平井试井解释模型。通过Laplace变换和Fourier有限余弦积分变换进行降维和齐次化处理求得相应的垂直线源解,再沿水平井方向对此线源解进行压降叠加(积分)得到水平井的条带源解,然后通过取极限得到水平井在拉氏空间的等效线源解,最后经过Stefest数值反演可得到水平井在真实空间的井底压力解。对稠油热采水平井的压力响应特征和参数敏感性进行了分析,结果表明:在测试时间足够长的情况下,稠油热采水平井的压力导数曲线一般具有多个水平段、过渡段和"凸起"等特征,水平段是压力在不同渗流区域传播时的径向流反映,过渡段是压力传播到两区界面时区域流体或地层物性差异的反映,"凸起"是不同渗流区域间弹性储容能力差异的反映。     

双重孔隙介质三区复合油藏水平井试井模型

为了对裂缝性稠油油藏中蒸汽吞吐水平井的压力动态进行预测,建立双重孔隙介质三区复合油藏稠油热采水平井试井模型。根据蒸汽吞吐焖井过程中的流体分布特点,分别建立内区、中间区和外区的渗流数学模型;通过Laplace变换和Fourier有限余弦积分变换的方法对试井模型进行降维和齐次化处理,求得相应的线源解;沿水平井方向对线源解进行积分得到水平井的条带源解;最后通过Laplace逆变换得到水平井的真实空间解,进而绘制双重孔隙介质三区复合油藏水平井的试井曲线特征,研究各种试井参数对压力响应曲线的影响规律。结果表明,双重孔隙介质三区复合油藏水平井试井曲线最多会出现9个流动阶段,但由于多种参数的互相影响流动段难以区分;内、外区的储层参数分别影响试井的早、晚期阶段;若相邻两区中内区的压缩系数大于外区,压力导数曲线将出现“驼峰”现象。该试井模型也适用于裂缝性油藏的注水水平井试井和注聚合物水平井试井等情形,具有较强的现场适用性。     

考虑热损失的稠油热采两区复合试井模型

对于注蒸汽热采试井必须采用复合油藏模型来代表实际油藏 ,同时还要考虑蒸汽在地层中的热损失。建立了考虑热损失的两区复合油藏有效井径的数学模型 ,导出了拉氏空间解 ;通过数值反演得到了试井分析样板曲线。通过现场实例应用 ,取得了稠油开发的主要参数 ,理论方法符合油田生产实际情况 ,对稠油开发提供了可靠的依据。     

超稠油蒸汽驱地层热损失计算方法研究

超稠油在蒸汽驱过程中普遍存在重力超覆现象,目前地层热损失的计算方法主要建立在活塞式驱替理论的基础上,未考虑重力超覆的影响。通过对考虑重力超覆、拟流度比等影响下的蒸汽驱前缘形状探究,推导出蒸汽驱前缘方程和蒸汽腔体积方程。基于对蒸汽腔演化的研究,运用传热原理及瞬时热平衡理论,推导出重力超覆作用下的地层热损失计算方法。研究表明,重力超覆对热损失率影响较大,形状因子越大热损失率越小;汽驱前期热损失率增加较快,注汽后期热损失率趋于平缓;蒸汽驱过程中注汽速率越大,油层厚度越大,拟流度比越小,蒸汽径向速率越接近井底注汽速率,热损失率越小。该方法为油田生产过程中的合理配产配注提供了借鉴。     

三孔双孔介质径向复合油藏模型与试井曲线

建立了考虑井筒储集和表皮效应的内区为三孔介质、外区为双孔介质的径向复合油藏试井解释模型,通过Laplace变换对模型进行了求解,并利用Stehfest数值反演得到实空间的解,绘制了压力和压力导数双对数样板曲线,从物理渗流机理上对曲线形态特征进行了分析并划分了流动阶段。研究表明,当外区的渗透性较好时,表现为外区压力导数曲线出现下倾;当内区渗透性较好时,表现为外区压力导数曲线出现上翘;内区半径主要影响压力传播到交界处的时间早晚;窜流系数决定窜流段出现的早晚;弹性储能比影响窜流的强弱程度和时间的长短。通过对此类典型曲线特征的分析,为认识和改造三重介质油藏提供了可靠的依据,所获得的结果可用于研究三孔双孔介质复合油藏渗流规律,进行压力动态和试井分析。     

水平井不稳定试井与产量递减分析新方法

针对水平井负表皮问题,在传统分析方法的基础上,建立了水平井不稳定试井与产量递减分析理论模型。利用拉普拉斯变换、分离变量及特征函数与特征值法等现代数学分析方法对模型进行了求解,获得了拉普拉斯空间中井底压力动态响应表达式和递减产量表达式。最后利用数值反演,得到了典型的试井分析和Blasingame产量递减分析样版曲线,并划分了流动阶段,分析了流动特征。此外,得到了受负表皮影响的样版曲线,样版曲线不再振荡,成功地解决了水平井负表皮问题。     

考虑蒸汽超覆的稠油蒸汽吞吐产能预测模型

常规稠油油藏蒸汽吞吐产能预测模型假设注入蒸汽活塞式驱替原油,油层顶底加热面积相同,实际生产过程中,由于原油和蒸汽密度不同产生重力分异作用,出现蒸汽超覆现象,导致油层顶部加热面积大于底部加热面积。通过确定顶底盖层加热半径之间的关系,引入等效半径,在拟稳态产量公式基础上,建立了考虑蒸汽超覆的蒸汽吞吐产能预测模型。以孤岛油田M区块为例,分别采用本文模型、Marx模型和商业模拟器CMG计算产能。模拟结果表明,Marx模型由于未考虑蒸汽超覆现象造成热损失较小,预测产能偏高,平均相对误差为41%,而本文模型计算结果平均相对误差为12%,最小相对误差为7%,与商业软件计算结果较吻合。研究结果表明,考虑蒸汽超覆的稠油蒸汽吞吐产能预测模型具有一定可靠性,可用于稠油油藏蒸汽吞吐产能预测。      

SAGD水平井启动阶段汽腔加热边界预测模型

蒸汽辅助重力泄油（SAGD）技术分为启动和生产两个阶段。量化计算SAGD启动阶段水平段的汽腔发育边界是判断转入生产阶段最佳时机的重要依据。根据SAGD启动过程分析、蒸汽加热地层的热传导方程,并通过引入井下温度衰减测试方法,建立了水平段各测温点的加热半径计算模型。该模型可以用来计算水平段沿程蒸汽加热边界,判断汽腔发育形态。以新疆油田某SAGD水平井井底测温数据为基础,将该模型计算结果与监测数据进行对比分析,发现模型定量计算结果与监测数据的定性判断结果一致。研究结果为SAGD转生产阶段时机的判断与汽腔发育均匀性监测提供了新方法。     

非均质油藏双水平井SAGD三维物理模拟

为了改善双水平井SAGD开发过程受储层非均质性影响的问题,利用自主研发的双水平井双管柱结构三维比例物理模型和已有的注蒸汽三维模拟实验系统,研究了油藏非均质性对SAGD蒸汽腔展布的影响规律。研究结果表明：当储层存在平面非均质性时,双水平井SAGD在开发过程中存在蒸汽腔发育不均匀、水平段油藏动用程度较差等现象,影响了SAGD的开采效果;水平井采用双管柱结构可提高水平段油藏动用程度;合理的注采参数、有效的操作压力、较高的蒸汽干度以及稳定的生产井井底饱和温度与实际温度的差值控制均可有效改善开发效果。根据物理模拟实验的结果总结了双水平井SAGD生产各阶段的注采调控方法,将其应用于油田现场取得了较好的开发效果。     

三重介质油藏渗流模型与试井样版曲线

针对三重介质碳酸盐岩储集层在钻完井和开采过程中井周围产生污染带以及储集层本身的非均质情况, 建立了考虑井筒储集效应和表皮效应的三重介质复合油藏有效井径试井解释模型。通过Laplace 变换法对模型进行了求解, 得到了Laplace 空间解析解, 利用Stehfest 数值反演得到实空间的解, 进而绘制了压力和压力导数双对数样板曲线。从物理渗流机理上对曲线形态特征进行了分析并划分了流动阶段, 得出了内外区渗透率比、内区半径、窜流系数、弹性储容比等参数对这种类型油藏压力动态的影响。当内区的渗透率小于外区的渗透率时, 表现为二区压力导数曲线发生下倾; 当内区渗透率大于外区的渗透率时, 表现为压力导数上翘; 内区半径主要影响压力传播到交界处的时间; 窜流系数决定窜流段出现的早晚; 而弹性储容比影响窜流的强度和时间的长短。通过对此类典型曲线特征的分析, 为认识和改造三重介质油气藏提供了可靠的依据, 可用于研究三重介质复合油气藏渗流规律, 进行压力动态和试井分析。     

水平井高精度三维地质建模技术及应用

传统水平井解释方法是利用邻近直井地层对比投影到水平井井眼轨迹主方向上,拾取地层关键界面点绘制井眼轨迹与地层的关系,由于地层构造变化使该方法存在一定局限性。基于水平井周围邻近直井的砂体对比,通过剖面完全约束的方式采用最近邻算法建立高精度三维地质模型。在模型中提取沿水平井井眼轨迹的砂体切片,结合水平井测井曲线,采用人机交互的方式实现水平井井眼轨迹与地层关系的可视化表征及精细刻画。该项技术解决了传统地质建模方法的不足,提升了水平井轨迹钻遇砂体预测的精确度。