试井理论发展的新方向—数值试井

对于复杂形状,多变的非均质油藏,以及多相流试井问题,尚无公认可行的解决办法,用数值试井的方法可望得到很好的解决,文中提出了数值试井研究的五个主要内容,即参数拟合方法,数值模拟的精度控制,网络部分技术,与常规试井方法的结合,如何拓宽试井解释的范畴,指出了试井理论发展的新方向。     

数值试井方法研究进展

对于复杂边界、多变的非均质性油气藏及多相流试井等问题,利用以解析法为基础的常规试井分析方法无法得到工程上所要求的精度,必须应用数值试井分析方法。通过对数值试井方法的调研分析,系统总结了数值试井方法在理论研究和软硬件开发应用2个方面的研究进展。介绍了关于数值试井的主要研究内容,包括参数拟合方法、网格剖分技术、数值模拟的精度控制以及目标参数求解。展望了数值试井技术在地质与采油及油藏工程2个方向上的发展趋势,对于进一步研究数值试井方法具有一定的指导意义。     

全隐式黑油模型数值试井理论

针对由于地层有效厚度平面分布可能存在很大差异,导致井显式处理的数值试井软件在应用中遇到困难。提出耦合井储的全隐式黑油模型,采用全隐式离散线性化方法,给出变泡点的数值计算格式。利用UST数值试井软件,研究了三相流试井曲线特征。研究表明,当气组分全溶于油相中时,试井曲线特征与单相类似;当发生变泡点时,压力降落趋势缓,压力导数有一个明显的抖动;对油气水三相,压力导数的径向流段明显变长。     

数值试井技术在复杂井解释中的应用

数值试井作为一种新技术得到越来越多的关注。通过大庆油田的两口复杂井的试井解释,对比分析了数值试井技术和常规解析试井技术,表明数值试井技术在处理复杂渗流模型和复杂地层条件方面具有天然的优势。作为近几年试井技术的主要发展方向,数值试井具有良好的应用前景。     

数值试井技术在大庆油田的应用

数值试井作为一种新技术正在得到人们越来越多的关注。通过大庆油田的2口复杂井的试井解释,对比分析了数值试井技术和常规解析试井技术,表明数值试井技术在处理复杂渗流模型和复杂地层条件方面具有天然的优势。作为近几年试井技术的主要发展方向,数值试井具有良好的应用前景。     

数值试井技术在南海油气田中的应用

针对南海油气田存在的邻井干扰试井问题、多相流试井问题及非均质油气藏试井问题,开发了新型的数值试井技术--Voronoi数值试井技术。首先以渗流力学理论和物质平衡理论为基础,建立油气水三相渗流数学模型;然后利用Voronoi网格技术将数学模型进行空间及时间离散化,将油气藏离散为多个网格单元;最后采用迭代求解,得到各网格单元压力分布及各种物性参数。该技术以精细的Voronoi网格刻画了油气藏的实际地质情况,实现了精细的试井解释;与常规技术相比较,能将局部精细网格和基本粗化网格结合在一起,做到井筒、断层等附近采用精细网格,而离井较远的地方采用稀疏的基本网格,这样既能真实刻画油气藏地质特征,又可以最大限度地减少网格数据,提高了试井运算速度和精度。在南海油气田的实际应用效果表明,该技术能很好地解决多相流等疑难试井问题,为南海复杂油气田的试井分析提供了依据和方向。     

数值试井技术及UST数值试井软件

为满足我国油田试井分析需要,研发了UST数值试井软件。该软件采用先进的PEBI网格,满足复杂边界、井间干扰及特殊油藏的网格划分需求;能进行油、气、水三相试井解释,正确模拟过泡点现象;具有多层、层间窜流、层间非均匀性的描述能力,支持大地坐标与相位图导入功能;能进行多井模拟,可根据需要选择井模型。结合算例介绍了试井分析的特点,给出了压力降落与压力恢复时的压力导数的典型特征。     

数值试井解释应用流程及其正确性验证

UST数值试井软件功能强大,能完成复杂边界非均质油藏的多相流压力解释工作。该软件首次把相控建模引入到数值试井中,不仅把我国的地质精细描述成果很好利用起来,同时也有助于降低数值试井的多解性,提高解释的可靠性。根据数值试井解释时各种参数的内在关系,给出了数值试井的应用流程。通过与国外多个商业软件近200口井例的对比,验证了UST数值试井软件解释结果正确性,尤其是变泡点与过泡点模拟的正确性。     

油气两相压降数值试井模型及其典型曲线的规律

提出油气两相流动压降试井数字模型的数值解法，用此解法对均质油藏中油气两相流动试井的规律进行了研究，根据实例计算结果，分析油气两相流下典型压降试井曲线的特征，以及油、气的初始饱和度分布，两相黏度比，饱和度梯度、相对渗透率关系对试井曲线的影响和相应的作用机理，首次发现气体的存在会使油气两相试井的压力导数曲线表现出类似于单相流双重介质试井的压力导数曲线的“下凹”特征。     

单相流与多相流试井解释的等效性研究

虽然解析方法只能模拟单相渗流的流动规律,但现场多用解析试井进行多相流压力数据的试井解释工作。为此进行二者等效性的研究,利用数值试井软件研究了单相试井解释与多相流试井解释间的关系、单相流体的粘度折算方法。研究表明当渗透率按相渗曲线折算、按含水率折算单相流体的粘度时,单相试井解释与多相试井解释在压力上是等效的。     

单相流数值试井模型

选取非结构网格进行数值试井研究,抛开了数值模拟中把油井当作源或汇的常规处理方法。阐述了基于控制线的阵面推进法和结构网络剖分原理。通过非结构网络,把井眼看作一个网格块,推导出了能反映开、关井后地层渗流量变化的用于求解单相流试井问题的差分模型。结果表明,结合非结构网络构造的数值试井模型具有较高的精度。     

流线数值试井解释模型

考虑到生产历史、油藏非均质、多井以及油水两相流等特征建立了数值试井解释模型(包括生产阶段和关井阶段),采用快速、稳定的流线方法进行求解,得到关井测试时的压力场、饱和度场和流线分布,沿每条流线建立流线数值试井解释模型,并对由测试井发出的所有流线进行联立求解,得到关井后的压力响应。对压力响应和测压数据进行自动拟合或手动拟合,可得到试井解释参数。理论和应用实例验证了本方法的可靠性及实用性。     

聚合物驱油藏数值试井解释方法研究

在水驱油藏数值试井模型的基础上，建立了聚合物驱油藏生产历史阶段和不稳定试井阶段的多相流试井解释模型，采用数值试井方法对模型进行求解，结合模拟退火优化算法编写了试井解释软件。该软件在孤东油田七区西Ng5^4层注聚区进行了应用，效果良好，模拟出了该区块的渗透率分布。     

多相流数值试井技术在百口泉油田的应用

常规的解析试井分析方法对于多相流、多井系统、生产历史、复杂边界、复杂井网和储集层的平面非均质性等问题存在一定的困难，随着数值试井解释技术的发展，以上问题逐步得到了较好的解决。油藏注水开发后期，由于流体渗流复杂，难以确定注采井组中油水井之间的压力关系，应用数值试井技术结合动静态分析方法，可定量化的描述区域地层压力及剩余油分布状况。     

PEBI网格在不稳定试井数值模拟中的应用

复杂系统的油藏模拟的精度和速度主要取决于合理的网格选择.笛卡儿网格得到广泛使用,但它的不足之处在于:①描述储层中的断层、尖灭、水力裂缝、水平井以及其他不连续处的随机性;②典型井位的不可改变;③网格方向影响严重.为了改进笛卡儿网格,降低网格方向的影响,从均匀六边形网格模式开始,垂直平分(PEBI)网格开始初步用于石油行业.目前,五种类型的PEBl网格得到广泛应用,但对它们在模拟不稳定试井中的局限或者可行性研究较少.因此,本文介绍了PEBI网格在模拟水平井、垂直井及压裂直井瞬时压力变化中的应用,通过数值结果与解析结果的拟合检验了PEBI网格的有效性.模拟试验表明,PEBI网格能很好地描述水平井中的瞬时压力变化,但对于直井效果不佳.同时,椭圆形PEBI网格能更好地描述压裂直井中的压力变化,圆形PEBI网格更适用于模拟未压裂直井.     

油藏数值模拟技术在试井分析中的应用

本文从渗流模型及数值求解方法两方面概述了油藏数值模拟技术现状,针对油藏数值模拟在软件技术上的成熟性,提出了油藏数值模拟技术应用于试井分析,建立数值试井方法和理论这一新方向,并提出了数值试井技术在地质、采油及油藏工程方向上的具体应用。     

脉冲试井数值模拟的现场应用

通过油藏数值模拟技术 ,建立了多层油藏非均质及多相流体条件下的理论模型 ,并做出脉冲试井的压力理论曲线。现场应用中 ,在充分考虑地质及沉积特征的前提下 ,通过调整静态参数得到了理论曲线与实测曲线的最佳拟合 ,最终获得模拟区域内多层非均质渗透率分布图。该方法所获得的地层水平渗透率分布与其它方法所获得的渗透率分布互相补充 ,可为三次采油方案设计提供可靠依据     

井模型对数值试井的影响

井模型对计算结果有很大的影响。利用UST数值试井软件研究了井作为内边界与作为源汇的两种处理方法对试井曲线的影响。研究表明,若一个区块只有一口井,peaceman井模型与内边界井模型的计算结果基本相同,几乎没有差别。当存在多井、且邻近的干扰导致测试井周围的流动达不到稳定时,peaceman井模型的适用条件不满足,使用peaceman井模型来计算会带来计算误差。但随着井网格的减小,计算误差会降低。同时利用解析解进行了误差分析。     

利用双种群遗传算法进行数值试井自动拟合

遗传算法以随机化技术为指导，通过对整个解空间的高效搜索而得到全局最优解，当解空间较大时，常规遗传算法难以同时保证搜索速度和最优解的精度。针对这种缺陷提出了应用双种群遗传算法，即利用具有不同搜索策略的2个种群进行联合搜索，既保证了最优解的精度，又提高了搜索速度，将其应用于数值试井自动拟合解释，比常规遗传算法能节省50％以上的计算时间。     

注水井试井模型及其数值解

给出注水井试井的数学模型及其数值求解方法，用Buckley-Leverett水驱油理论求油水饱和度分布，用压力差分方程求解压力分布。用非线性拟合方法进行试井分析，在已知油水相对渗透率曲线的情况下，通过压力分析可求出绝对渗透率、表皮系数、井储系数等参数；若相对渗透率未,知则通过压力分析也可求出相对渗透率。