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。     

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。     

致密气藏试井

随着技术的进步、能源价格的提高以及常规气藏储量的下降,油气公司开始开发致密(低渗透)气藏中大储量圈闭的可行性.对这些低渗透气层进行常规试井所获得的重要油藏参数通常都会有偏差,例如原始油藏压力、渗透率、有效裂缝长度、裂缝导流能力和产能.本文的目的是评价应用于不同类型致密气层的特殊测试方法,讨论传统的测试方法很少成功的原因,并找到适合于致密气藏的测试和分析方法.我们将考虑短时测试,主要是为了获得原始气藏压力,其次是确定渗透率和表皮系数.将考虑流入动态测试、裂缝校正测试和地层流动测试,并通过实验和现场实例对这些测试的应用性进行了展示.     

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。     

解析试井与多相流数值试井一体化应用方法

由于数值试井计算速度慢,拟合时间长,在实际应用过程中多先用解析试井进行粗略的试井解释,为数值试井提供初值,加快数值试井拟合速度。解析试井解释的参数不能完全带入到多相流的数值试井中,需要修改各相的PVT、修改井的生产制度,添加井的组分产量、层的饱和度与相对渗透率曲线,并将有效渗透率改为绝对渗透率。本文从单相渗流方程与多相渗流方程间的内在联系出发,给出了相关改动的原因及其方法。     

进行四维压力先导试井确定致密气藏合理井距

在微达西渗透率的岩层中获得精确的压力是难以克服的挑战。可是这些压力对鉴别独特的储量提供最好的数据，有助于确定致密气藏的供气面积以及合理的井距。设计和设置了一种四维压力先导试井，在配备有压力计的两口观察井中测量压力降落。这些压力计能够沿井筒（在空间上）并随时间进行压力监测，因此命名为”四维压力先导试井”。     

数值试井与数值模拟相结合的新方法及应用

为提高数值模拟中压力指标拟合精度,充分利用实测压力数据,需要将数值试井与数值模拟方法结合起来.为此,在精细地质建模的基础上,通过数值模型的直接转化,建立精细的数值试井地质模型,编制了实用软件,给出了2种方法有机结合的途径及具体步骤,并在实际区块进行了应用.方法使得单井及平面的试井解释结果更加准确丰富,数值模拟压力拟合速...     

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     

试井分析在油气藏数值模拟中的应用

地质模型的建立在数值模拟中至关重要。然而，通过地质统计学建立的地质模型是一根据静态资料(如岩心、测井和地震资料等)生成的油气藏特性，当数据在平面上不是近距离分布时，得出的油气藏描述将有很大的不确定性。基于反演问题的理论研究得出，油气藏压力资料，特别是动态压力资料，能够降低静态地质模型中的不确定性。通过几个实例，证实了试井分析在改善这种不确定性方面所作的贡献，从而进一步证明了试井分析在数值模拟中的重要作用。     

致密气藏气井非稳态线性渗流特征分析新方法

压裂后的致密气藏气井在生产过程中的较长时间内均表现为非稳态线性渗流,因此对该类气井线性流特征分析是进行气藏开发方案设计及生产数据分析的理论基础。针对致密气藏非稳态渗流方程,首先定义考虑应力敏感效应的拟压力函数,将天然气非线性渗流偏微分方程初步线性化。再利用Boltzmann变换方法将偏微分方程转化为常微分方程,通过打靶法结合四阶龙格库塔方法求解方程。将计算所得结果与数值模拟器Eclipse对比,二者吻合度较高,验证了模型的正确性。定流压生产时,分析压敏指数对气井早期产量变化以及压力场分布的影响,结果表明：压敏指数越高,产量递减越迅速,压力场延滞效应越严重。将模型运用到实际气井生产数据分析当中,可得到较为准确的结果。研究成果为致密气藏气井非稳态线性渗流特征的分析提供了一种快捷而精确的半解析求解模型。     

确定致密气藏压裂井动态导流能力新方法

致密气藏压裂井生产过程中,随着时间及有效应力的变化,裂缝导流能力会不断下降,呈现出动态导流能力特征。传统研究主要局限于室内实验,实验条件过于理想化,忽略了高速非达西流影响,而且只能分别确定裂缝导流能力的时效性和应力敏感性,无法确定两者对裂缝导流的共同影响。针对以上问题,文中运用分段历史拟合方法,采用数值模拟与压力恢复试井相结合的手段,提出了一套确定裂缝动态导流能力的方法,并分析了苏里格气田气井导流能力变化规律。结果表明,气井井底流压的压降速率越快,导流能力损失速度越大。因此,在压裂井生产过程中,要注意控制压降速率,以延长裂缝寿命。该方法对掌握压裂井裂缝导流能力变化特征、制定合理工作制度具有重要指导意义。     

致密气藏储层参数生产动态影响模拟分析

致密气藏开发主要依托区域筛选、钻完井优化、井网优化和生产管理等手段通过提高单井日产量和最终采气量及提高气藏最终采收率实现致密气藏的经济有效开发。因此为实现致密气藏的经济有效开发,有必要分析致密气藏储层参数(渗透率、有效厚度、孔隙度、泄气面积)对生产动态的影响,达到认识储层参数的目的,并对致密气藏的开发提出建议。     

吐哈盆地北部山前带深层致密气藏水平井钻井技术

吐哈盆地北部山前带和斜坡区致密气资源前景广阔,水平井技术是实现致密气有效开发的重要途径。但北部山前带水平井钻井中存在高陡构造地层倾角大,直井段井身质量控制困难;大段煤系地层、薄互层等复杂地层发育,井壁稳定性差,坍塌严重、复杂事故频发;深部地层可钻性差,水平段施工钻头破岩效率低,钻井周期长等一系列技术难题。通过优选适合北部山前带水平井的井身结构、井眼轨迹和钻井液体系,开展个性化钻头、煤系地层安全定向钻井、小井眼长水平段旋转地质导向钻井技术攻关和现场应用,形成一套适合于北部山前带致密气藏水平井优快钻井技术系列,达到提高水平井机械钻速、有效缩短钻井周期的目的,为实现致密砂岩气藏的“安全、高效、优质、经济”勘探开发提供强有力的技术支持。     

基于三参数非线性渗流的致密气藏数值试井分析

目前在低渗透储层的试井模型中,常采用具有平均启动压力梯度的拟线性渗流方程,然而拟线性渗流方程只能反映低渗透流动的启动压力梯度特征,不能描述流动的非线性特征。三参数非线性渗流方程既反映了启动压力梯度特征,也描述了非线性凹形曲线。为了提高致密气藏试井资料的解释精度,完善低渗透非线性试井理论,建立了一种基于三参数非线性渗流方程的致密气藏数值试井模型。利用有限差分方法求解模型,获得了井底压力响应曲线及储层压力分布。分析了压力响应曲线和压力分布特征,对比了三参数非线性模型与拟线性模型的结果,并研究了最小启动压力梯度和平均启动压力梯度的影响。研究结果表明：系统径向流阶段的压力导数曲线偏离0.5线,压降曲线的上翘幅度取决于平均启动压力梯度,压力恢复曲线的上翘幅度取决于平均启动压力梯度与最小启动压力梯度的差值。外边界响应的早晚和动边界扩展速度取决于最小启动压力梯度。     

致密气藏压裂水平井产能计算方法

致密气藏开发普遍采用多段压裂水平井的开发模式。为了准确评价致密气藏压裂水平井产能并确定气井的合理配产,实现气井高效开发,基于保角变换理论和气水两相渗流理论,同时将基质有效渗透率作为变量来考虑压裂施工和气井产水对储层有效渗透率的影响,建立了压裂水平井气液两相产能方程。通过实际生产数据验证,结果表明：无因次泄气边界大于0.55时,气井生产压差随配产增加呈下凹型快速增长;相同气井产能条件下,水气比越大气井所需生产压差越大;水平段方向与K_y方向平行时,渗透率各向异性程度K_y/K_x越大,相同产气量时的生产压差越小;水平段与渗透率主值方向的夹角θ < 30°时,相同产气量条件下的气井生产压差几乎不变。因此,从降低压裂水平井储层压力损失的角度来考虑,布井时必须充分考虑渗透率各向异性程度和水平井水平段方向的影响,同时注意控制气井配产和采取必要的控水排水措施,以便达到更好的开发效果。     

受限空间内天然气爆炸反应过程模拟分析

为定量研究受限空间内天然气爆炸反应动力学特征,开展了3个方面的研究工作,①建立了基于激波管的天然气爆炸过程数值分析模型;②将天然气气相燃烧动力学反应分解为53种反应组分、325种基元反应,给出了朗金―雨贡尼关系式和正激波的压强比、密度比和温度比计算方法;③利用化学反应模拟软件CHEMKIN构建天然气燃烧过程机理文件,对激波诱导受限空间内天然气混气爆炸过程进行数值模拟,讨论了反应过程、初始压力和空间尺寸对天然气爆炸过程的影响,并绘制了天然气爆炸温度、压力变化特征曲线。结果表明：采用入射激波模拟混气引爆过程中体系温度会出现跳跃式上升随之向下扰动;混气被引爆后温度逐步提高,在温度达到峰值时压力随之提高;提高初始压力将缩短混气引爆时间,高的初始压力可以得到更为迅速的反应速度和更高的爆炸压力;空间尺寸对散热作用的影响高于其对活性基团消毁作用的影响,小尺寸空间条件下可以获得更迅速的爆炸升压速度。     

致密砂岩气藏井网加密优化

采用物理模拟实验与数学评价方法相结合,系统研究了井控范围从500 m逐步加密至100 m(相当于井距从1 000 m加密至200 m）过程中不同渗透率砂岩储层在不同含水饱和度条件时的储量采出程度,揭示了井网加密对提高储量采出程度作用,以采出程度提高5%~10%和大于10%为依据,建立井网加密可行性判识图表,为气藏井网部署和加密方案优化提供了参考依据。实验岩心常规空气渗透率分别为1.63×10^-3 μm²、0.58×10^-3 μm²、0.175×10^-3 μm²、0.063×10^-3 μm²,含水饱和度介于30.3%~71.1%之间。研究结果表明：渗透率为1.63×10^-3 μm²的储层,采出程度总体均较高,除了在含水饱和度高达69.9%时的采出程度与井控范围有关外,其余含水饱和度条件下,采出程度与井控范围关系不大,可以采用大井距开发;渗透率为0.58×10^-3 μm²的储层,采出程度与含水饱和度和井控范围关系密切,随含水饱和度降低、井控范围加密而增加;渗透率为0.175×10^-3 μm²的储层,采出程度受含水饱和度的影响十分显著,只有在含水饱和度≤52.3%时,井网加密优化可提高储量采出程度,当含水饱和度>52.3%时,储量采出程度均较低,一般≤10%,即使井控范围加密至100 m,也难以得到提高;渗透率为0.063×10^-3 μm²的储层,总体上采出程度非常低,即使含水饱和度仅有31.6%,井控范围加密至100 m,其采出程度最高也只有2.3%,因此,该类储层依靠井网加密难以得到有效动用。     

致密砂岩气藏水平井多簇分段压裂工艺

结合多簇分段压裂技术的原理及特点,针对多级管外封隔器分段压裂技术存在的施工管串工具较多、节流摩阻较大、无法开启特低渗储层段等技术瓶颈,文中提出了采用水溶性暂堵剂形成的水平井多簇分段压裂技术,并对暂堵剂的成胶状态、溶解性能和抗压性能进行了研究,最后在×井成功进行了现场试验.结果表明,×井获取无阻流量为1 1.1×104 m3/d的高产气流.     

致密气藏压裂井产能预测方法

对低渗透致密气藏实施压裂增产改造是改善储层导流能力、提高储层产能的必要措施。低渗透致密气藏压裂后的产能受多种因素影响,如储层物性、裂缝几何形状、启动压力梯度等。分析产能影响因素、进行压裂井产能预测。有利于制订合理的生产制度,是加快低渗透致密气藏开发进程的关键．基于低渗透致密气藏流体渗流规律。并结合传统的二维裂缝延伸几何模型,通过表皮因子将裂缝几何参数设计与产能分析相结合,形成一种能够快速预测低渗透致密气藏压裂后的拟稳态和瞬态条件下产量的方法．．实例分析表明,地层渗透率、气藏厚度、近井伤害表皮因子和压裂施工规模是影响最终产量的主要因素．提出的致密气藏产能预测方法求出的结果与实测数据拟合后误差较小,可为低渗透致密气藏水力压裂设计提供有效技术支持．