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。     

非均质底水气藏水平井井筒流量及压力剖面研究

在非均质底水气藏开发过程中,水平井钻遇不同渗透率的储层是影响水平井井筒流量以及压力剖面的重要因素.以非均质底水气藏水平井渗流理论研究为基础,利用微元法将非均质储层分为若干均质储层,并在每个均质区域考虑储层与井筒耦合的变质量流动,建立了求解非均质底水气藏产量以及压力剖面的半解析模型.实例分析表明,水平井井筒流量剖面随着渗透率分布的变化出现不同幅度的波动,渗透率级差越大,流量剖面波动的范围越大,且水平井钻遇高渗透储层越多,总产量也越大;在水平井井筒跟端与趾端附近,渗透率分布对井筒压力剖面基本无影响,而在水平井井筒中间部分,高渗透储层分布越多,压降越大,反之则压降越小,但整个水平井井筒压降仅为10-4 MPa左右,因此水平气井压力测试只需将压力计下到井筒跟端处.     

渗透率非均质对水平井入流规律影响分析

基于水平井段三维拟稳态等效井径模型、水平井井筒变质量流动模型、渗透率非均质拟表皮系数模型,利用势叠加原理及质量守恒原理,建立非均质油藏渗流与水平井筒管流耦合模型,研究分析沿水平井筒渗透率非均质对水平井入流动态的影响规律.结果表明:沿水平井筒渗透率非均质对整个水平井筒入流速度剖面影响显著,对沿井筒不同位置处的压力影响不明显,对水平井产能指数影响显著.该研究对水平井产能预测具有重要意义.     

一种水平井射孔入流剖面优化方法

非均质油藏水平井沿水平段入流剖面不均匀,容易导致注入水局部突进.考虑储层物性、污染状况和完井参数等因素影响,建立水平井射孔流体流动过程中油藏渗流、径向渗流、近井地带汇流和井筒管流模型,以相邻区域边界处流量和压力一致为原则进行耦合,完成水平井产能敏感性和入流剖面计算分析.实例计算结果表明,由于不同位置处渗透率和污染程度的...     

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正确预测水平井产能对水平井开发方案设计、生产优化及生产动态分析具有重要意义。在充分考虑水平井生产特性的基础上，将水平井看成是由若干段线汇组成，把气体在气藏内向水平井的三维稳态渗流与其在水平井筒内的流动耦合起来，建立了气藏水平井稳态产能计算模型，并提出了求解此模型的方法。实例计算表明：水平井筒内的压力损失对其产能有影响，地层渗透率高时，影响更大；水平井每单位长度的生产指数沿水平井段并非处处都相等。该模型稍作改动，就可用于油藏水平井产能预测。     

气藏水平井分段完井产能预测

水平井分段完井应用前景广阔,但国内外相关研究均是以油藏为基础。根据气体稳定渗流理论及水平井三维渗流特征,通过引入流量相关表皮系数推导出了气体非达西渗流影响下微元水平段的拟压力分布,进而基于拟压力降叠加原理建立了水平井分段完井气藏模型;再结合分段完井井筒模型建立了其产能预测耦合模型。实例验证表明耦合模型准确度高;继而对气藏水平井分段完井产能进行了预测,并给出了相应流率、轴向流量及井筒流压沿井筒方向的分布。     

穿透非均质储层的复杂轨迹井产量计算新方法

解析法和半解析法计算水平井产量的公式一般要求油藏储层均质,且井轨迹平行于油藏边界,难以准确地计算复杂轨迹井的产量。根据井轨迹和储层渗透率把油藏划分为若干区域,不同区域渗透率取值不同,且井轨迹可不平行边界。通过引入点源函数法,基于定压油藏边界建立了非均质性储层复杂轨迹井的产量分段积分相似解,利用Ouyang模型计算了井筒内流动的沿程压力损失。该方法避免了数值模拟中数值弥散的发生,只需输入较少的参数就可以对复杂轨迹井进行快速产能评价。实例计算结果表明：①复杂轨迹井井筒内的流量从指端到跟端逐渐增大;②由于储层的非均质性,各段流量分布并不均匀,渗透率高的部位流量也高;③井筒压降从指端到跟端同样逐渐增大,由于流量分布不均匀,因此不同轨迹段在井筒内压降也不相等。该方法计算结果与Eclipse数模方法一致,表明该方法是可行的。应用该方法计算的油井产量与油田现场生产对比,预测油井产量相对误差小于5%,能满足现场油藏工程研究的需要。     

考虑表皮的水平井与油藏耦合渗流研究

水平井表皮因子沿井段非均匀分布,改变了水平井与油藏间的耦合渗流。根据水平井生产段表皮因子的沿程分布模式,建立了考虑非均匀表皮时的耦合模型,分析非均匀表皮对耦合渗流过程的影响,结合实例对耦合模型求解。结果表明:考虑表皮时,水平井井筒压力升高,径向流入量降低;由于表皮非均匀性,沿指端向跟端,井筒内压力升高幅度越大,径向流入量降低越明显;分别将表皮按非均匀分布和均匀分布计算,前者所得沿程井筒压力更低,径向流入量更大,且越靠近跟端,两者差别越大;考虑非均匀表皮能反映水平井实际渗流情况,产量计算结果更准确。     

气藏水平井非稳态产能预测新方法研究

针对高产气藏储层特征,建立起气藏水平井非稳态产能预测模型,对高产气藏的产能进行分析和预测.实例分析表明,通过该模型形成的基于气藏与井筒耦合作用的非稳态产能预测新方法,对于单井产能预测具有优越性、长远性和实用性.该方法可直接利用不稳定压力测试成果进行预测,还可通过生产动态资料拟合来确定地层参数和预测,也可用来研究不同工作制度、完井方式,以及增产措施改善情况下的产能变化,为衰竭式开采的气藏工程研究提供了先进的手段.     

非均质碳酸盐岩油藏水平井分段酸化注酸量优化设计方法

对非均质碳酸盐岩油藏水平井进行分段酸化改造时,需充分考虑水平井渗透率非均质特性,准确评估各段伤害带半径和伤害带渗透率,以便合理设计各段注酸量。在考虑了钻井过程中井底压差、钻井液浸泡时间和渗透率分布等因素的基础上,利用达西定律推导了各段伤害带半径的计算模型;提出了基于油藏井筒耦合模型与现场实测的产液剖面来计算各段伤害带渗透率的新方法;通过现场1口实际井详细描述了基于上述模型的非均质碳酸盐岩油藏水平井分段酸化注酸量的优化设计流程。考虑水平井渗透率非均质性并结合现场实测生产数据,相比于传统的基于椭圆锥台体伤害带分布模型进行的笼统化布酸模式,新的设计思路提高了各段布酸的合理性,可有效解除储层污染、恢复油井产能。     

非均匀污染下水平气井二项式产能公式推导及应用

针对水平气井产能预测误差较大的问题,以水平气井产能公式研究为基础,将水平气井井筒附近表皮因子分布的非均匀性与有效井筒半径的概念结合起来,提出变半径井筒模型;同时考虑近井地带高速非达西流动效应,根据水平气井渗流理论,求得非均匀污染下水平气井二项式产能公式。通过对比得出,利用公式计算无阻流量的结果与实际产能测试结果误差较小,为准确预测水平井产能提供了理论依据。     

底水油藏水平井射孔密度优化

水平井开发底水油藏时,水平井筒内因流体的变质量流动而引起压力降,从而使沿水平井段的流量剖面不均匀,对于非均质性严重的油藏,这种现象更加明显。这将会导致许多生产问题如底水的早期突破等,会大大降低油藏采收率。在考虑井筒内压降的基础上对底水油藏渗流及井筒内流动进行了研究,建立了射孔水平井底水油藏模型、井筒压降模型及其油藏/井筒耦合模型。针对压降带来的生产问题,提出了一种新的优化射孔孔密分布的方法,均衡了沿井筒的流量分布。利用水平井射孔优化设计软件,对某非均质严重的水平井进行了孔密优化设计,证明了此孔密分布优化模型的正确性和实用性。     

变形介质低渗透气藏水平井产能分析

大量实验研究证实低渗透气藏中气体渗流需要克服启动压力梯度,同时气体渗流还要受应力敏感效应影响。针对变形介质低渗透气藏,利用保角变换等方法,考虑非均质性、压力敏感效应、启动压力梯度以及表皮效应等影响因素,推导出了水平井产量计算模型。研究表明,各种考虑影响因素对低渗透气藏水平井的产量影响呈近似线性变化关系;非均质性的影响程度最大,其垂向渗透率高将有利于水平井产量的提高。通过实例计算说明该模型产能预测结果的相对误差小。     

致密气藏平面非均质储层压裂水平井渗流及产剖特征分析

随着致密气藏的开发,压裂水平井被广泛应用,结果表明压裂水平井是提高单井产能和采收率的有效手段。在其应用过程中,致密气藏储层非均质性耦合压裂水平井复杂的水平段井身结构后,近井地带气井渗流特征更加复杂,储层非均质性对气井产剖影响程度等都需进一步开展研究,进而为气井产能预测和压裂工艺实施提供指导。文章采用数值模拟方法开展平面非均质储层压裂水平井渗流及产剖特征分析,利用数值模拟软件强大的后处理功能,直观揭示近井地带压裂水平井流动特征。研究结果表明:储层非均质性导致沿水平段高渗区与低渗区存在窜流,不同物性区域储量动用、泄气范围和压力降存在明显差异,高渗区裂缝产能贡献比例高。     

考虑井筒变质量流动水平井产能预测简易算法

为了考虑井筒变质量流动对水平井产能的影响,应用动量守恒定律建立了水平井井筒变质量流动压降控制方程,采用比采油指数描述油藏流体沿水平井井筒的入流规律,应用质量守恒定律将井筒与油藏的流动耦合,建立了水平井变质量流与油藏渗流耦合模型.该模型可计算水平井不同跟端压力时沿井筒压力和产液分布以及水平井产能.运用四阶Runge-Kutta法对模型进行求解.经实例计算表明:该模型计算所得沿水平井井筒流量分布与实测流量分布基本一致,产能计算误差仅为2.75%,无限导流能力假设条件下的水平井IPR曲线为一条倾斜直线,而水平井由于从井筒趾端到跟端压力不断降低,水平井IPR曲线呈向下弯曲趋势,向下弯曲幅度与井筒压降成正比.     

非均质油藏水平井分段变密度射孔优化模型

基于油藏数值模拟技术,耦合油藏渗流、井壁流体入流、井筒流体管流,建立三维三相水平井分段变密度射孔优化设计模型。分析了水平井跟(趾)端与中部渗流差异、避射段、渗透率非均质、油层厚度非均质、孔隙度非均质、井筒压降、最大射孔密度、射孔优化原则等8个因素对水平井分段变密度射孔孔密与入流剖面的影响及流体黏度、套管直径、管壁粗糙度对井筒压降的影响。结果表明,跟(趾)端与中部渗流差异、避射段、渗透率非均质性、油层厚度非均质性对分段变密度射孔有显著影响;考虑与不考虑水平井跟(趾)端与中部渗流差异可能会得出相反的孔密优化结果;避射段的存在会影响流体入流剖面;国内陆上大多数水平井分段变密度射孔不必考虑井筒压降的影响。塔河油田AT9-7H井预测与实际生产指标对比表明,该模型具有较高的精度。     

考虑基岩向井筒供液的压裂水平井非稳态模型

应用Green函数和Newman积原理,建立了基岩和压裂缝同时向水平井筒供液的井筒与油藏耦合的压裂水平井非稳态模型,并给出一种由拟牛顿法和PSO算法结合求解的新方法。该方法结合了两种方法的优点,求解快速准确。该模型能够准确地对水平井和带压裂缝的压裂水平井进行产能计算,并结合实例与前人方法进行了对比。研究了裂缝对水平井压力和流量分布的影响,并对水平井流量的影响参数进行了分析。压裂缝渗透率是影响井筒流量来源的主要因素,当压裂缝渗透率很大时,井筒流量主要来源于压裂缝;而压裂缝渗透率很小时,井筒主要由基岩供液,压裂缝流量相对较少。     

考虑非达西渗流效应致密气藏压裂水平井产能分析

随着苏里格气田的大规模开发,水平井技术得到广泛的运用。对于多段压裂水平井,由于裂缝的存在以及裂缝与裂缝、裂缝与井筒耦合影响,渗流场复杂,压裂水平井产能预测与评价是压裂水平井技术的难题之一。本文以无限大均匀地层的点汇定流量的压降公式为基础,考虑了多条裂缝之间的相互干扰,同时考虑气体滑脱效应、储层应力敏感性,建立了压裂水平井产能计算模型,研究气井产能变化规律。     

低渗透非均质气藏压裂水平井产量预测研究

致密储层普遍存在非均质性以及气体在运移时存在启动压力梯度。为了准确致密气藏压裂水平井的产量综合应用当量井径、等值渗流阻力等原理,建立了考虑启动压力梯度、储层平面非均质、裂缝干扰、储层与裂缝相耦合的气藏压裂水平井非稳态产量计算模型。利用四川盆地某致密气藏水平井的资料进行了模拟结果表明在其它条件相同的情况下,启动压力梯度使压裂水平井的生产效果变差,将非均质储层处理成均质储层会导致产量明显偏高。     

完井方式对致密气藏压裂水平井产能的影响

针对致密气藏储层特征,考虑了常规水平井、垂直压裂水平井在采用射孔和裸眼2种不同完井方式时水平井筒与裂缝的相互干扰情况,运用Green函数Newman积分法,分别推导出各向异性致密气藏压裂水平井在不同完井方式下井筒与储层耦合的非稳态渗流模型,并给出求解方法。实例计算结果表明,在相同储层与施工工艺条件下,常规水平井产能较低,压裂水平井采用裸眼完井方式所获得的产气量仅在生产初期高于射孔完井方式,生产稳定后两者基本一致;产气量随裂缝条数的增加而增加,在非稳态阶段,裂缝产气量相近;在拟稳态渗流阶段,由于裂缝间干扰明显,各裂缝中的产气量沿井筒呈"U"型分布。综合考虑生产技术与经济因素,推荐油田现场采用射孔完井的压裂水平井进行生产,压裂设计时应考虑裂缝干扰影响,适当扩大水平段两端的压裂规模。