致密气藏变导流能力裂缝压裂水平井不稳定渗流模型

综合考虑天然裂缝应力敏感和人工裂缝变导流能力的影响,建立了致密气藏多段压裂水平井试井模型。通过将人工裂缝划分为不同微元段,并利用拉普拉斯变换、点源函数法、扰动方法、叠加原理获得了该模型的半解析解。根据新模型绘制了典型无因次压力和压力导数曲线,气体流动可以划分为双线性流、线性流、过渡阶段拟径向流、过渡阶段线性流、早期拟径向流、拟稳态窜流和晚期拟径向流7个阶段。分析了变导流能力裂缝和应力敏感效应对压力和压力导数曲线的影响,变导流能力裂缝主要影响早期流动阶段,应力敏感效应主要影响晚期流动阶段,应力敏感系数越大,在晚期压力和压力导数曲线上翘得越高。该模型对致密气藏更精确地进行试井解释具有一定指导意义。     

聚合物驱复合模型试井分析方法

文中考虑到地层中聚合物溶液存在剪切、扩散、对流等物化作用,建立了聚合物驱牛顿-非牛顿及非牛顿-牛顿油藏试井复合模型,采用有限差分算法对模型进行数值求解,绘制压力和压力导数双对数曲线图版.研究表明：聚合物驱油藏试井复合模型双对数曲线划分为5个流动段;牛顿-非牛顿复合模型中,外区聚合物黏度越大,内区水相到外区聚合物溶液的过渡段上翘幅度越大,内区半径越大,水相径向流段时间越长,水相到聚合物的过渡段出现的越慢.非牛顿-牛顿复合油藏中,聚合物溶液初始质量浓度越大,聚合物溶液的径向流段上翘的幅度也越大,内外区过渡段斜率减小,外区油相黏度越大,聚合物溶液到油相的过渡段上翘幅度越大.实例应用表明,新方法能准确确定两区油藏参数.     

聚合物驱有限导流压裂井压力动态特征分析

为了分析聚合物驱油藏压力动态特征,根据聚合物驱油过程,建立牛顿-非牛顿双区复合直井压裂井试井解释数学模型。基于点源函数基本理论,利用Laplace积分变换和有限余弦傅立叶变换求得无限导流压裂井拉氏空间解析解,结合裂缝导流能力函数求得牛顿-非牛顿双区复合油藏有限导流垂直裂缝井试井解释数学模型的解析解,通过Stehfest数值反演计算并绘制典型无因次井底压力、压力导数特征曲线。研究表明,幂律指数对井底压力变化具有一定的影响,幂律指数小,非牛顿区压力、压力导数曲线上翘越明显,且呈斜率为(1-m)/(3-m)的直线;导流能力越大,双线性流阶段特征越不明显;牛顿-非牛顿区流度比越大、牛顿区半径越小,非牛顿区压力和压力导数曲线位置越高。该模型对聚合物驱试井资料解释和聚驱效果评价具有重要作用。     

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。     

致密油藏直井体积压裂压力分析模型

致密储层基质和裂缝一般表现为强应力敏感性,同时由于储层的致密性,基质和裂缝经常会表现为非稳态窜流特征,影响井底压力曲线的形态和特征,进而影响解释结果。目前国内外尚缺少同时考虑应力敏感及非稳态窜流的井底压力分析模型。参考典型致密油藏体积压裂直井的微地震监测数据,设计体积压裂直井渗流物理模型,同时考虑应力敏感和非稳态窜流,建立体积压裂直井井底压力数学模型并求解,进而获得井底压力的双对数曲线特征。研究结果表明:应力敏感系数αD越大,压力导数曲线上翘幅度越大,压裂未改造区致密油径向流动阶段越不明显;非稳态窜流系数λm越小,窜流出现时间越晚,窜流阶段的下凹幅度越大,窜流渗流过程持续时间越长,压裂区域的裂缝径向渗流过程越弱。该井底压力分析模型应用表明,相较于未考虑应力敏感及非稳态窜流的模型,更能准确地确定压裂区域的半径及相关储层参数,提高致密油藏直井体积压裂相关参数的解释精度,故可推广到致密储层参数反演或试井解释分析中。     

低渗含水气藏非线性数值试井解释模型及压力特征分析

为研究流体非线性渗流对疏松低渗气藏试井压力动态特征的影响,建立启动压力梯度及应力敏感效应影响下的气水两相数值试井模型,采用有限差分及IMPES方法进行求解,绘制压力及其导数双对数图版,并进行影响参数的敏感性分析。研究表明,启动压力梯度、应力敏感效应均会增加流体的渗流阻力,导致不同边界类型试井解释中压力及压力导数曲线上翘,径向流水平段消失;气水比、表皮系数对压力导数径向流段影响较小,对压力曲线的开口大小影响较大;井筒储集系数较大时会掩盖掉部分径向流特征段,但不会影响后续的径向流及边界效应阶段。该方法对存在启动压力及应力敏感效应的低渗含水气藏压力恢复试井解释具有指导意义。     

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。     

致密油藏体积压裂水平井压力特征

为研究致密油藏水平井体积压裂改造后的储层和渗流特征,文中建立了考虑基质应力敏感性的体积压裂水平井复合试井模型。内区为压裂改造区,由多级压裂水力裂缝与双孔介质模型共同表征;外区为非改造区,由单孔介质模型表征。应用叠加原理、Laplace变换、Stehfest数值反演和摄动变换技术进行求解,得到了体积压裂水平井试井模型的井底压力特征曲线。研究结果表明,体积压裂水平井的渗流可以划分为裂缝双线性流、垂直于裂缝的线性流、裂缝拟径向流等7个特征阶段。敏感性参数分析表明,致密储层的应力敏感特征在试井解释中不可忽视,渗透率模数、储容比、窜流系数、水力裂缝条数和水力裂缝导流能力对压力和压力导数特征曲线会产生较大的影响。     

考虑应力敏感的致密气多级压裂水平井试井分析

根据致密气藏应力敏感实验数据和试井理论,建立了渗透率随有效应力呈幂律形式变化的多级压裂水平井三维数值试井模型。采用混合单元有限元方法对模型进行求解,得到了不同应力敏感条件下的试井理论曲线。研究了应力敏感不可逆性对试井曲线特征的影响,以及应力敏感系数、开关井次数及产量大小等因素对测试曲线形态的影响。研究结果表明,应力敏感不可逆性会造成储层渗透率的永久性伤害,应力敏感系数越大、开关井次数越多、产量越大对储层渗透率的伤害越大,其试井双对数曲线表现为压力及压力导数曲线上升,全历史压力曲线表现为压力下降幅度随开关井次数增加而增加。存在多次开关井的致密储层试井资料实例解释结果表明,若忽略应力敏感不可逆性的影响,会造成解释得到的原始储层渗透率偏小且全历史压力曲线后期很难拟合。     

水平井多段压裂非常规裂缝压力动态特征

为了解决复杂地层压裂过程中裂缝关于井筒不对称的试井解释问题,通过点源函数基本理论,建立有限导流垂直裂缝试井解释数学模型,利用压降叠加原理获得水平井多段压裂非常规裂缝试井解释模型,采用积分变换获得该模型的半解析解。对压裂裂缝进行数值离散,结合半解析解与杜哈美原理,根据Stehfest数值反演方法绘制考虑井储和表皮效应的井底压力及压力导数曲线。研究表明:该模型总体上划分为井储、双线性流、早期线性流、第一径向流、第二线性流、过渡流和系统径向流阶段;不对称因子主要影响双线性流阶段持续时间的长短;裂缝导流系数主要影响双线性流阶段和早期线性流阶段井底压力及压力导数曲线特征,导流能力越大,双线性流阶段井底压力导数曲线特征越不明显。     

碳酸盐岩稠油热采水平井试井解释模型及压力动态特征

针对碳酸盐岩稠油油藏建立了三重孔隙介质两区复合油藏水平井试井解释模型,通过垂直线源沿水平井井身进行积分,利用Laplace变换和Fourier有限余弦积分变换求解得出水平井的压力解,并进行了压力响应及参数敏感性分析。碳酸盐岩稠油热采水平井的压力导数曲线在测试时间足够长的情况下一般具有多个水平段、过渡段和"下凹"等特征:水平段是压力在不同介质中传播时的径向流的反映;过渡段是压力传播到两区界面时的反映,其出现时间与加热半径有关,当其较小(如R_D=5)时,过渡段通常出现在裂缝径向流时期,当其较大(如R_D=250)时,其通常出现在缝-洞径向流或孔-缝-洞径向流时期;"下凹"是介质间窜流的反映,其主要受弹性储容比和窜流系数等参数的影响。     

双重介质低渗油藏斜井压力动态特征分析

斜井在油藏开发中的应用日趋普遍,然而当前对斜井试井的研究仍然比较少。考虑到低渗油藏存在的压敏效应和启动压力梯度现象,引入渗透率模量与启动压力梯度来建立双重介质低渗油藏的斜井数学模型,利用格林函数和汇源叠加求得了该模型的井底压力响应,并绘制了斜井试井曲线。结果表明：该试井曲线可以划分为6个流动段：纯井筒储集段、过渡流段、井斜角控制段、裂缝径向流段、窜流段与晚期径向流段。此外,当模型考虑启动压力梯度或应力敏感时会导致压力与压力导数曲线晚期均大幅上移,并且启动压力梯度引起的上移幅度相对较大。同时考虑这2种因素时,它们的作用相互叠加,曲线上移幅度更大。另外,当井斜角大于30°时,压力导数曲线与水平井压力导数曲线相似,出现垂直径向流段,反之则与直井相似。该模型求出了相应的解析解,参数解释结果更加精确,可为斜井开发低渗油藏提供理论指导。     

致密砂岩双重介质复合油藏偏心井试井分析

针对天然裂缝性致密砂岩油藏,研究了3种外边界条件(无穷大、定压、封闭)及内边界定产量生产问题,并建立了考虑应力敏感性和交界面阻力的不稳定渗流试井分析模型。先对此模型作参数无量纲化处理;然后通过零阶摄动法以及利用Laplace变换,求得线性化后的无因次储层压力的Laplace空间精确解;最后采用Stehfest数值反演方法,绘制了3种不同边界致密砂岩双重介质复合油藏偏心井压力和压力导数的典型图版。通过图版分析可知:渗流过程划分为9个阶段;随着偏心距不断增大,径向流阶段持续的时间越长;一区和二区的交界面阻力越大,"驼峰"越高;应力敏感系数越大,相对于一区来说二区压力和压力导数曲线上翘更明显。     

考虑启动压力梯度低渗透油藏应力敏感模型研究

在运动方程中加入启动压力梯度,考虑地层渗透率随压力的变化而变化,建立了应力敏感带启动压力梯度均质低渗透油藏试井解释模型.应用预估校正法对所形成的非线性抛物型方程进行线性化,采用追赶法进行求解.参数敏感性分析表明,启动压力梯度和渗透率变化模数对压力及压力导数存在较大影响,导致径向流段消失,表现为压力及压力导数曲线后期上翘.在试井解释中考虑启动压力梯度和渗透率变化模数的影响可使低渗透油藏试井解释结果更接近生产实际,为油藏开发提供理论依据.     

聚合物驱三区复合模型试井分析方法

考虑聚合物溶液在地层中存在剪切、扩散、对流等物化参数的作用,根据交替注入方式,建立了聚合物驱非牛顿—牛顿—牛顿三区复合模型,采用有限差分算法对模型进行数值求解,绘制压力和压力导数双对数典型曲线图版。聚合物驱三区复合模型典型曲线划分为7个流动段,其中一区径向流段,压力导数曲线近似水平,一区到二区过渡段导数曲线下降,经历了二区径向流后,导数曲线又出现上翘。聚合物溶液初始浓度越大,聚合物溶液的径向流段上移程度越大;一区半径越大,聚合物溶液径向流段时间越长,聚合物到水相的过渡段出现的越晚;二区半径越大,水区到油区过渡段越明显,三区总流动段出现的越晚。实例应用表明该方法能准确解释三区复合油藏的渗透率和表皮系数等地层参数,确定聚驱及水驱前缘位置。     

高速非达西渗流时三重介质油藏的压力响应

针对近井地带高速非达西渗流的影响,建立了溶洞与井筒连通情况下三重介质油藏的试井解释模型。通过数学变换和差分离散,给出了模型的数值解。与达西渗流的试井特征曲线不同,压力导数曲线在第一过渡段后明显上翘,孔缝洞总系统径向流的压力导数曲线高于0.5水平线。而近井地带的渗流速度越大,其非达西渗流影响区域就越大;随着溶洞窜流系数和溶洞弹性储容比的减小,压力导数曲线的过渡段出现时间延迟且下凹程度加深的现象。在塔河油田S74井的应用效果表明,新建模型具有较高的可靠性和实用性。     

空间变导流能力压裂井CO2驱试井分析

目前利用压裂井进行CO₂驱已成为低渗透油藏开发的主要技术之一，水力裂缝导流能力是决定开发效果的关键因素，而试井研究多采用与实际不符的恒定缝宽假设对水力裂缝进行描述。基于三区复合理论，建立考虑空间变导流能力压裂直井的CO₂驱试井模型，通过Laplace变换进行求解，进行数值反演，绘制典型试井曲线。典型曲线可分为井筒储集段、井筒储集后过渡段、双线性流段、地层线性流段、第一径向流段、第一过渡流段、第二径向流段、第二过渡流段、第三径向流段共9个阶段。对模型影响因素进行分析，裂缝导流能力越大，双线性流段阶段压差越小，CO₂越容易注入；考虑裂缝导流能力变化后，早期压差增大，压力及压力导数曲线都呈现一定的上升，表现出类似表皮系数增大的现象；CO₂及过渡区半径主要对径向流的持续时间及过渡流出现时间产生影响，半径越大，对应过渡流出现的时间越晚；一区与二区流度比越大，过渡区及最外区流动阶段所消耗的压差越大；二区与三区流度比，最外区流动阶段所消耗的压差越大。     

双重介质低渗透油藏水平井试井模型

针对低渗透油藏中非线性渗流对试井压力动态特征产生较大影响的问题,建立了考虑非线性系数的双重介质低渗透油藏水平井试井新模型,用有限元方法（FEM）进行求解,绘制试井典型曲线,对数值解的正确性进行验证,并对非线性系数、渗透率模数、窜流系数、顶底边界等相关参数进行影响分析。结果表明,从基质到裂缝的非线性流动主要影响压力导数曲线“凹子”的深度和位置,当非线性系数增大时,“凹子”变浅,并向右移动。在考虑应力敏感性时,压力及导数曲线上移,压力导数曲线偏离达西模型下的中期和晚期径向流的0.5水平值,随着渗透率模数的增加,曲线后期上翘更加严重,“凹子”的深度和位置不变。采用该模型对实际区块的压力测试数据进行拟合分析,得到良好的拟合效果。研究结果为水平井开发低渗透油藏提供了一定的理论支持。     

应力敏感性低渗透油藏CO2混相驱试井模型

对于低渗透油藏,通过分析CO_2注入井的井底压力双对数曲线特征,可以有效评价CO_2混相驱的开发效果,但低渗透油藏存在强应力敏感效应,将会影响解释结果的可靠性,目前考虑应力敏感的CO_2混相驱试井模型较少。基于三区复合油藏渗流理论,设计考虑应力敏感效应的CO_2混相驱物理模型,并建立试井模型,从而获得井底压力的双对数曲线特征。结果表明:CO_2混相驱试井模型曲线分为5个渗流阶段;应力敏感效应使得整个CO_2混相驱试井曲线特征不再遵循0.5M规则,试井曲线后期出现较明显的上翘;CO_2注入井井筒储集系数过高,纯CO_2径向流阶段逐渐消失;流度比、各区驱替前缘半径将对整个CO_2混相驱的渗流过程产生较大影响。试井模型应用于CO_2注入井,能够准确确定纯CO_2区和过渡区驱替前缘半径及其他相关参数,提高低渗透油藏CO_2混相驱相关参数的解释精度。     

海上油田压裂充填井三区复合渗流模型及敏感性分析

为更好地认识压裂充填井渗流规律,有效评价压裂效果,依据物理模型三个区域的渗流过程,建立三区复合油藏数学模型,求出各个区域的压力解,沿着裂缝方向对连续点源进行叠加积分,结合Duhamel原理,得出考虑井储效应和表皮效应的压裂充填井Laplace空间无因次井底压力解,通过Stehfest数值反演绘制无因次压力及导数特征曲线,并对特征曲线进行流动阶段划分和影响因素分析。分析表明,压力特征曲线依次表现为井筒储集阶段、过渡阶段,裂缝系统与地层的双线性流阶段、地层线性流阶段、径向复合特征以及后期的边界反映;裂缝表皮系数主要影响过渡段,表皮系数越大,压力导数的驼峰值越高;裂缝穿透Ⅰ区、Ⅱ区导压系数比越小,压力及压力导数曲线位置越靠下;裂缝穿透Ⅰ区、Ⅲ区导压系数比越小,越早呈现径向复合特征,径向流位置越靠下。该方法提高了对压裂充填井渗流规律的认识,为压裂充填技术试井解释提供理论支持。