低渗透油藏渗流启动压力理论计算方法

油层中流体必须克服一定压力后才能流动,这种压力即为流体渗流时的启动压力。本文从流变学原理出发,推导出低渗透油藏流体渗流启动压力的理论计算公式。该方法计算简便,易于科技人员掌握使用,从而为油田开发部署提供一定依据。     

分形低渗透油藏非线性渗流压力分析

分形作为非线性科学的三大块之一，已被广泛运用于多种学科领域。在油气工程学科中，它已成为描述介质非均匀性的有力工具。 通过建立分形低渗透介质中弱压缩液体非线性流数学模型，运用平均质量守恒的方法，求得此模型的解。得到了介质中的压力随时间的变化规律，和渗透率与孔隙度非均质性及启动压力梯度对渗流及压力变化的影响规律。结果表明：介质的渗透率非均质性越强，压力传播越快；介质的孔隙度非均质性越强，压力传播越慢；启动压力梯度越大，压力传播越慢；渗透率非均质性、孔隙度非均质性与非线性流均使开发指标变差与开发难度加大。研究结果为分形低渗透油藏压力动态分析提供了依据。     

确定低渗透油藏启动压力的简便方法

低渗透油藏渗流时存在启动压力现象，其渗流特征不遵循达西定律。利用非迭西渗流理论进行研究和推导，同时结合室内速敏试验资料，介绍一种确定启动压力的新方法。应用实例表明，该方法简单、实用。     

低渗透油气藏渗流研究新方法

目前研究低渗透介质渗流规律的方法是用常规的稳态流实验法,欲测得启动压力梯度十分困难,且耗时长。该文设计了一种新的实验方案－用非稳态流实验研究低渗介质渗流,可室内实验测定启动压力梯度和探讨它对低渗流特征的影响。文中运用影响半径的概念进行了理论分析,讨论了启动压力梯度对低渗透油气藏中压差与产量的影响,还给出了现场测定低渗透油气藏启动压力梯度的简便方法及计算公式,解决了室内实验和现场测定低渗透油气藏启动     

低渗透油藏压力分析

低渗透油藏的流体流流具有压力梯度,流动边界不断扩大,为此建立了低渗透油藏渗流的一种新的试井解释模型,此模型既能很好地近似实际渗流,又不需考虑动这界,便于用数值方法对数学模型的求解。此结果可用于低渗透油藏的试井分析。     

低渗透油层非达西渗流规律的研究

运用无因次分析法对岩心渗流实验数据进行了分析和研究,按雷诺数由小到大依次分为三段：超低速区,低速区及达西流区,并给出各段的数学表达式。综合应用边界层等理论给出这些特殊渗流现象的物理和力学解释。最后分析出不同渗流运动形态对油田开发过程的影响。其研究的结果对于油田的开发具有一定指导意义。     

低渗透油藏非线性渗流压力动态

研究了低渗透油藏中弱压缩液体低速非线性流。这是一种动边界非线性渗流问题,不能求得其模型的严格解析解。运用平均质量守恒的方法求得了模型的近似解。得到了介质中的压力随时间的变化规律和启动压力梯度对压力变化的影响。结果表明：非线性渗流使压力的传播越慢;当时间较长时,井底压力随时间变化由对数规律变成指数规律,随着开发时间的延长,非线性渗流压力动态与线性的差别变大。研究结果为低渗透介质中弱压缩流体非线性流压力动态分析提供了依据。     

低渗透油藏的非线性渗流理论探讨

针对拖市低渗透油田储集层天然裂缝发育、开发过程中油层渗透率非常数、地下流体渗流不服从达西安律的性质，从变形介质渗流理论研究入手，建立了变形介质带启动压力梯度的非线性渗流的数学模型，推导出了变形介质非线性稳定渗流条件下，油井的产油量和压力计算公式，并对弹性介质达西渗流、变形介质达西渗流、弹性介质非达西渗流和变形介质非线性渗流条件下，油井产油量进行了对比分析，研究表明在相同生产压差下，变形介质非线性渗流条件下油井产油量最低。     

低渗透油藏非达西渗流瞬时压力计算方法

含有动边界条件的低渗透油藏非达西不稳定渗流模型是强非线性的,难以求出精确解析解,因此,将非达西渗流存在启动压力梯度的特征体现在模型的连续性方程中,建立了能反映动边界移动特征的低渗透油藏非达西不稳定渗流数学模型,但该模型并不含动边界条件,以便进行数值计算;采用Douglas-Jones预估校正法求得模型瞬时压力的数值解,并通过不动点迭代法验证了所求数值解的精确性。结果表明:低渗透油藏非达西不稳定渗流模型的井底瞬时压力曲线不同于经典达西渗流模型,其曲线存在拐点,在拐点之前,动边界还未到达定压外边界,此时主要依靠液体及岩石的弹性膨胀挤出原油;在拐点之后,动边界已传播到定压外边界,定压外边界的能量也已补充进来。     

一种确定低渗透油藏启动压力梯度的新方法

原油中的表面活性组分在多孔介质的孔道壁面上吸附形成了边界层,从而使得低渗透油藏的启动压力梯度远大于中高渗油藏的启动压力梯度。首先分析了边界层的形成及影响因素,然后建立一个孔隙网络模型来进行渗流模拟。通过在孔道中引入边界层,可以利用孔隙级网络模型作出压力梯度与渗流速度之间的关系曲线,即渗流曲线。由渗流曲线便可进一步确定启动压力梯度。该方法首次在确定启动压力梯度时直接考虑了边界层的影响,而且将孔隙级网络模型的应用进一步扩展到了低渗透油藏。     

考虑非达西效应的低渗气藏压裂井产能分析

相应研究表明,气体渗流特征受到启动压力梯度、滑脱效应、应力敏感等因素影响,针对这些特征,基于非达西渗流理论,应用保角变换方法并引入新的拟压力形式,推导了考虑气体上述因素共同作用下的低渗气藏无限导流垂直裂缝井产能方程。结果表明:启动压力梯度效应对低渗气藏中无限导流垂直裂缝井的产量影响较小;在高流压阶段,产量受滑脱效应和应力敏感效应影响并不明显;而在低流压阶段,随着滑脱因子增大,裂缝井产量越来越高,而随着应力敏感系数的增大,裂缝井产量越来越低。     

考虑渗透率应力敏感的低渗气藏产能预测公式

通过大量文献调研指出,由于气体产出、低渗气藏孔隙压力降低、地应力增大、基岩和孔隙受到压缩,导致渗透率大幅降低和气藏产能降低。基于岩石渗透率随有效应力变化呈指数关系的普遍认识,在达西渗流理论的基础上,推导出了一个考虑渗透率应力敏感的气井稳态产能公式,并对其进行了实例计算分析,认为低渗气藏在产能预测时有必要考虑渗透率应力敏感伤害,特别是针对那些应力敏感伤害严重的低渗气藏;所推导的公式可为确定合理的生产压差和开采速度提供必要的理论基础。     

Numerical Simulation of the Mutative Permeability Effect of Percolation on Low-Permeability Reservoirs

Abstract

This article presents a multiple-phase numerical simulation model based on a new percolation method called the mutative permeability effect in low-permeability reservoirs and the method to solve those equations is given. Oilfield data are applied to analyze and compare three different percolation patterns. The results of simulating a horizontal well show that the values obtained from the new method are between that of the traditional start-up pressure gradient pattern method and Darcy's method and the data of relative deviation are significant. The new method can provide a more reasonable approach to the seepage characteristics of low-permeability reservoirs.     

裂缝性低渗透油藏单井渗流数学模型

利用平行板理论和张量理论,建立了裂缝性低渗透储集层的各向异性等效连续介质模型和考虑启动压力梯度的单井渗流模型。研究了天然裂缝表征参数对储集层渗透率和压力分布的影响。结果表明,天然裂缝的开度和密度对储集层平均渗透率和各向异性程度影响较大;压力分布及压力波及范围与裂缝发育方向有关;平行裂缝方向与垂直裂缝方向的流动存在干扰,裂缝越发育,垂直方向的波及范围越小;认清裂缝方向,采取合理的注采井网和井距排距是提高裂缝性低渗透油藏波及效率和开发效果的关键。     

严重非均质油藏启动压力梯度变化趋势研究

由于严重非均质油藏层间渗透率级差大,各层的启动压力差别很大,注水开发后矛盾十分突出。针对这类油藏的特点,利用胡状集岩心开展启动压力梯度实验,研究了不同渗透率下启动压力梯度随物性、压力的变化关系。结果表明,随岩心渗透率降低,启动压力梯度上升。随地层压力的增大,启动压力增大,但地层压力与启动压力的差值在减小。因此,对注水矛盾突出的严重非均质油藏,应根据启动压力梯度的变化规律,科学地进行调剖、调配措施,合理地指导油田开发。     

低渗透油藏再生氮气泡沫驱实验与应用

针对常规氮气泡沫在地层消泡后难以再次起泡,严重制约泡沫驱效果的问题,开展室内实验,采用多因素评价方法,从发泡能力、再次起泡性能、耐盐、耐温耐压等方面优选出廉价高效的再生氮气泡沫驱油配方体系。在模拟油藏条件下,开展了一维岩心驱替实验,证实了再生泡沫的可行性,对比并优选出合理的注入参数:气液比为3∶1,注入速度为0.3～0.4 mL/min,气液同注。在新疆油田SN井区开展了2个井组的先导试验,累计注入0.43倍孔隙体积的再生氮气泡沫段塞,日增油8 t/d以上,井组含水下降6.6个百分点,并在后续水驱中通过再次起泡持续增油,累计增油4 947 t,投入产出比达到1.0∶1.6。该研究表明再生氮气泡沫驱能有效提高原油产量和采收率,在同类油藏具有重要应用潜力。     

低渗透压敏油藏油井流入动态方程及其应用

注水开发的低渗透油藏存在启动压力和压力敏感性,使开发难度加大。当流压低于饱和压力以后,流入动态指示曲线凹向压力轴,会出现一个产量最大点。在前人研究的基础上,从平面径向拟稳态渗流规律出发,考虑启动压力梯度和压力敏感效应对油藏渗流的影响,与油相和液相相对流动能力方程相结合,建立了具有最大产量点的低渗透压力敏感油藏直井流入动态方程,据此可对油藏产能进行评价预测,确定出油井最低允许流动压力和油井的合理工作制度。在龙南、新站油田的应用表明,预测值与实测值比较吻合,满足矿场工程精度要求,说明所建立的流入动态方程能有效评价预测油井产能和确定油井允许的最小流压界限,为充分发挥油井生产能力、合理高效开发低渗透压力敏感油藏提供了理论依据。     

裂缝型低渗透油藏的水窜治理对策——以扶余油田为例

扶余裂缝型低渗透油藏在注水开发过程中遇到了天然裂缝水窜、人工裂缝水窜以及高渗层水窜三种类型窜流。不同类型的水窜应该采取不同的治理对策才能达到提高采收率的目的。对于具有强烈方向性和普遍性的天然裂缝窜流,应该在认清裂缝方向的前提下采用沿裂缝方向部署注水井排的注水方式进行治理;对于人工裂缝窜流和高渗层油藏,应该在认清对应注采关系的前提下采用深部封窜技术进行治理。按照上述对策对扶余油田的水窜问题进行了治理,获得了较好的效果。     

低渗透储层应力敏感性控制因素研究

应力敏感是造成低渗透油气田储层损害的主要原因之一,科学客观地评价应力敏感对于保护低渗透储层有着重要的意义。以姬塬油田低渗透储层为例,开展了基块岩样和人工造缝岩样应力敏感性实验。结果表明,基块岩样为弱应力敏感性,裂缝岩样为强应力敏感性。在外力作用下,岩石的本体变形和结构变形是产生应力敏感的主要原因。岩石的结构变形主要受孔隙度、岩石颗粒的接触方式、岩石颗粒的胶结情况、粘土矿物产状以及裂缝发育程度等因素影响;岩石的本体变形主要受岩石组分影响。岩心柱塞尺度微裂缝出现频度较低、粘土矿物"绿泥石包壳"发育及其良好的保护孔隙作用是基块岩样表现为弱应力敏感性的重要控制因素。     

裂缝性低渗透油藏压力敏感性研究

压敏效应对含水平裂缝的低渗透油藏开发具有重要影响。随着油田开发的进行,地层压力逐渐下降,水平裂缝趋于闭合,渗透率大幅下降,严重影响了生产能力。以室内实验为基础,研究了压力变化对岩心渗透率的影响规律,分析对比了含水平裂缝的低渗透砂岩岩心与不含水平裂缝的低渗透砂岩岩心的压力敏感特征的异同,并建立了考虑压敏效应的稳态产能预测模型,用计算实例说明了压敏效应在此类油藏开发中对渗透率、压力分布、产能等生产指标的重要影响。该研究结果对含水平裂缝的低渗透油藏高效开发具有指导意义。