低渗透油层非线性渗流特征

方法 根据物理模型实验资料，推导出低渗透油层的渗流数学方程，研究了低渗透油层中油、水渗流特征及规律。目的 改善低渗透油层开发效果。结果 启动压力梯度与渗透率成反比；与原油极限剪切应力成正比。当存在启动压力梯度时，渗透率越小，单井产量减小幅度越大；原油的极限剪切应力和井距越大，单井产量减小辐度越大。结论 可以采用整体压裂改造、降低原油剪切应力、小井距及较大生产产压差，改善低渗透油层开发效果。     

胜利油田低渗透油藏CO2混相驱合理注采井距研究

针对利用组分数值模拟优化井距复杂、常规技术极限井距计算方法不能考虑储层非均质性和CO_2驱原油黏度随空间变化的问题,通过大量室内实验,回归得到胜利油田低渗透油藏启动压力梯度与储层空气渗透率的关系式;基于非达西渗流理论,考虑储层非均质性、CO_2降低原油黏度、对流、扩散、吸附等特性,建立了CO_2混相驱直线井排注采压差数学模型,进而建立了临界流动井距和产量合理井距的确定方法。以胜利油田某低渗透油藏为例,计算其临界流动井距。研究结果表明,当空气渗透率增大到一定值后,随着渗透率的增大,启动压力梯度逐渐减小,且变化平稳,当空气渗透率减小到一定值后,随着渗透率的减小,启动压力梯度急剧增大。对于胜利油田某低渗透油藏,随着注采压差的增大,产量合理井距逐步增大,计算的产量合理井距与实际注采井距较为吻合,验证了本文计算方法的可靠性。     

利用启动压力梯度计算低渗油藏极限注采井距

从低渗储层单相渗流机理室内研究可以得到实测启动压力梯度;依据启动压力梯度的非线性渗流方程,并通过实验数据的统计拟合得到了低渗透储层启动压力梯度与流度的幂函数关系式。结合低渗透油藏渗流理论和低渗透油田实际,得到了低渗透油藏确定极限注采井距的公式和不同生产压差下极限注采井距与渗透率的理论图版,可为低渗透油田开发确定合理井网密度提供理论依据。     

低（特低）渗透油藏极限注采井距确定的新方法探索

国内外许多实验表明,当储层渗透率低到一定程度后,其渗流特征不符合达西定律,即当驱动压力梯度较小时,流体不能流动,只有当驱动压力梯度达到一定值后,流体才开始流动。而低（特低）渗透油藏具有低孔、低渗的特点,因此具有较高的启动压力梯度,即渗流呈“非线性”特征,在低（特低）渗透油藏井网部署中必须考虑该因素。低渗油藏油水渗流时启动压力现象的存在,使注采井距理论上存在一个最大值,结合单井产量公式,可以计算出给定注采压差条件下低渗油藏的最大注采井距,从而为合理注采井网的部署提供依据。为此,本文基于低渗透油藏的渗流机理的分析和研究,推导出了适合低渗透油藏的极限注采井距的新的方法。     

低渗非达西渗流的视渗透率及其对油田开发的影响

从低渗非达西渗流特征出发，分析了低渗储层渗流过程中的启动压力梯度，流动孔隙数和附加渗流阻力，提出了低渗储层中渗流过程中视渗透率的概念，研究了视渗透率与压力梯度的关系以及储层中视渗透率的分布，区分了储层中的易流动半径和不易流动带，并由此说明了低渗透油田的开发特征，针对低渗储层视渗透率分布及对油田开发的影响，提出了改善低渗透油田开发效果的途径。     

低渗透油藏非达西渗流视渗透率及其对开发的影响

低渗透储层渗流具有非达西特征和启动压力梯度,是研究低渗透储层开发过程中问题的基础。文中探讨了低渗透储层非达西渗流机理,研究了低渗非达西渗流特征所引起的视渗透率变化。结合储层渗流特征和工程因素等方面研究了注水开发低渗透油藏所引起的视渗透率变化,并给出了改善低渗透储层开发效果的途径。研究表明,储层渗透率变化受多种因素影响,生产中所表现出来的现象是各种影响因素综合作用的结果。采取综合治理措施,减小各种不利因素的影响,有利于改善低渗透油田的开发效果。     

低渗透油藏超前注水理论及其应用

低渗透油藏最显著的特征是存在启动压力梯度和介质变形现象,这使其在开发过程中渗流阻力增大、单井产量降低,递减速度加快,稳产难度加大,并降低最终采收率。对低渗储层启动压力梯度和介质变形进行了物理模拟实验,定量描述了两者的非线性变化规律,分析了介质变形对储层物性参数的影响。通过室内实验、渗流理论、数值模拟以及矿场试验研究,建立了低渗透油藏非线性渗流数学模型,提出了在超前注水期运用保持合理地层压力水平、注水压力、注水强度和注水时机的开发技术,在长庆等低渗透油田现场应用后取得较好的开发效果,提高单井产量15%~20%。     

低渗油藏极限井排距的确定

低渗透储层喉道半径小、渗透率低、流体渗流时存在启动压力梯度。根据室内试验测试的启动压力梯度实验数据，在统计得出长庆油田的启动压力梯度与渗透率关系式的基础上，结合等产量一源一汇的稳定径向流的水动力场中的压力梯度分布公式，可理论计算出能建立有效驱替压力系统的低渗透油藏的极限注采并排距。以西峰油田某井区长8油藏为例，计算出其极限并排距，该区的实际注水开发效果表明，采用在理论计算的技术政策界限内的实际并排距的井网注水开发，建立了该区块长8油藏有效驱替压力系统。     

一种求解低渗透油藏启动压力梯度的新方法

由于存在启动压力梯度，低渗透油层中流体渗流不遵循达西定律，属于非线性渗流。对长庆西峰油田不同渗透率岩心进行室内驱替实验，改变岩心两端压差测量流体通过岩心的流速，求得“压差-流量”关系曲线并进行回归，二次多项式拟合相关系数较高，为此，将渗流速度表示为驱动压力梯度的二次多项式，与考虑启动压力梯度的理论渗流速度公式结合，即得到求解低渗透油藏启动压力梯度的数学模型。由该模型分析，启动压力梯度的主要影响因素是驱动压力梯度和流体的流度，启动压力梯度与前者成正比关系，与后者成反比关系。利用启动压力梯度可以计算低渗透油藏非线性渗流条件下油井产量、极限注采井距等。图5表1参12     

有效驱动系数对低和特低渗透储层开发效果的影响

低和特低渗透储层存在启动压力梯度,油水井之间能否建立起有效驱动是影响油田开发效果的主要因素。基于低渗透储层渗流特征,结合油田实际情况,分析了低和特低渗透储层压力梯度分布规律,确定了各类区块的启动压力梯度、有效驱动井距,回归了不同类型区块有效驱动井距和渗透率的关系,定义了有效驱动系数的概念,通过检查井、开发井资料研究了有效驱动系数对低和特低渗透储层开发效果的影响。研究表明,对于低和特低渗透油藏,要综合考虑开发技术和储层条件确定有效驱动井距,通过优化开发井网提高有效驱动系数。研究成果为正确制定此类油藏开发调整方案提供了依据,对于改善油田开发效果意义重大。     

低渗透油层非达西渗流单井产能计算

低渗透油层渗流阻力大,存在启动压力梯度,常规的单井产能计算方法难以适用于低渗透油层油井。合理计算和评价低渗透油层油井产能,科学分析产能的影响因素,对于提高低渗透油层开发效果具有重要意义。运用渗流理论,根据低渗透油层的渗流物理特征,考虑非达西渗流特征,结合计算机辅助计算,推导了低渗透油层平面径向流和一源一汇注采井之间压力分布及产能计算公式,分析了压力分布特征及产能影响因素。由于低渗透油藏油井大部分压裂求产和投产,因此利用坐标变换方法推导了低渗透油藏直井、压裂直井的单井产能公式。产能公式可对低渗透油藏油井产能进行定量评价和影响因素分析,为提高单井产能及油田开发效果提供理论依据。     

启动压力梯度和应力敏感效应对低渗透气藏水平井产能的影响

由于低渗透气藏具有低孔、低渗特征,导致其气水渗流特征较为复杂,传统意义上的经典渗流规律不再适用于低渗透气藏。大量实验研究和现场应用证实低渗透气藏中存在渗流的非线性和流态的多变性,流体渗流不仅需要克服启动压力梯度,同时气体渗流还要受制于应力敏感效应影响。由于水平井是开发低渗透气藏最有效的方法之一,目前低渗透气藏水平井产能研究大多局限于传统意义上的经典渗流理论,通常忽略了应力敏感效应和启动压力梯度作用。针对低渗透气藏渗流特征,引入变换方法建立了低渗透气藏水平井产能模型,模型考虑了应力敏感效应和启动压力梯度的影响。并以某低渗透气藏为例,研究了应力敏感效应和启动压力梯度对低渗透气藏水平井产能的影响。结果表明:1)启动压力梯度和压力敏感对水平气井产量影响分别呈线性下降关系和幂函数下降关系;2)压力敏感效应比启动压力梯度对水平气井产量影响更为强烈;3)启动压力梯度达到0.00025 MPa/m,水平气井产量将降低77%;当介质变形系数达到0.15 MPa^-1,水平气井将停产;4)建议低渗透气藏水平井产能预测时必须考虑启动压力梯度和应力敏感效应的影响。     

考虑应力敏感性的低渗透油藏油井产能分析

低渗透油藏的单井产能主要受储层应力敏感性的影响。油藏流体采出后,地层压力下降,有效应力增加,孔隙度和渗透率均降低,导致油井产能下降。笔者在只考虑基于渗透率降低对低渗透油井产能方程影响的基础上,考虑了孔隙度随应力变化对油井产能的影响,建立了同时考虑渗透率和孔隙度的产能应力敏感性方程,并提出了产能-应力敏感性指数的概念。随着低渗透储层应力敏感性的增强,应力敏感性常数增大,产能-应力敏感性指数同时增大,油井的日产油量迅速降低。新的产能-应力敏感性方程使低渗透油藏油井产能计算结果更加简化和准确。通过实例验证与分析,产能-应力敏感性指数对低渗透油藏单井产能有较强的影响,随着产能应力敏感性指数的增加,油井的无阻流量下降速度降低。与只考虑渗透率降低的油井产能方程相比,新方程更能反映低渗透油藏的实际生产情况,对合理开发低渗透油藏具有一定的指导意义。     

大规模压裂注水开发一体化技术在特低渗透油藏的应用

X油田特低渗透油藏储层平均埋藏深度2 300 m,平均渗透率仅为2.1 mD,在开发过程中多数断块单井日注水低于15 m3,采油速度低于0.3%,严重制约该类油藏的规模上产。为实现该类储层的有效注水开发,引入了大规模压裂技术,在对大规模压裂提高单井产量及缩小注采井距主要机理研究的基础上,进行了压后水驱动态模拟,确定了大规模压裂井具有初期产量高、注水受效快、见效后含水上升快的水驱开发特征。针对压后水驱开发特征,提出了“邻井错层、隔井同层”的压裂方式及压后提压与周期注水相结合的注水能量补充方法。研究表明:大规模压裂技术可使单井产量提高至常规压裂的2.0倍,通过压裂设计及注水补充能量方式的优化可使水驱采收率提高至26%,实现了特低渗透油藏的有效注水开发。     

水平井开发低渗透油田的渗流特征研究

方法对比分析了低渗透油藏中水平井和垂直井布井系统的压力梯度分布,并利用启动压力梯度理论建立低渗透油藏中水平井和垂直井产量公式。目的为低渗透油藏的水平井开发提供理论依据。结果水平井布井系统可提高低渗透油田的开发水平。结论对于低渗透油藏来说,利用水平井布井系统可使渗流过程尽快地进入拟线性状态,提高驱油效率;在低渗透油田中,计算水平井和垂直井的产量时,应考虑启动压力梯度;通过改善低渗透油藏的储油物性、加大生产压差以及选择合理的井距来提高低渗透油田的单井产量     

低渗透油藏毛细管压力动态效应

通过实验测定和数值模拟研究,分析低渗透油藏油水两相渗流毛细管压力动态效应,以明确其对水驱油特征的影响规律。建立了动态毛细管压力测量实验装置,对动态毛细管压力和含水饱和度变化率之间的关系进行了测定,并求得低渗透岩心的毛细管动态系数。基于测定结果建立了一维水驱油渗流数学模型,并用其研究了注水过程中动态毛细管压力对低渗透油藏水驱油渗流规律的影响。结果表明,低渗透油藏毛细管压力的动态效应非常显著,不能忽略;动态毛细管压力和湿相饱和度变化率之间近似为线性关系,且不同渗透率岩心的毛细管动态系数大小不尽相同,岩心渗透率越低,毛细管动态系数值越大,毛细管动态效应越明显,启动压力梯度越大。认为毛细管压力动态效应是造成低渗透油藏油水两相流动符合非达西渗流规律的原因之一,会对水驱油前缘的推进速度、沿程压力分布、见水时间、产油量、采出程度等开发指标产生影响。     

低渗透油藏中多维定常渗流特征研究

方法 应用达西定律,研究低渗透油藏中多维定常渗流特征。目的 通过对低渗透油藏不定常渗流特征研究,提高利用垂直裂缝井和水平井开发低渗透油藏的能力。结果 对低渗透直井来说,生产压差与采油指数成正比,当生产压差较大时,采油指数变化趋于平稳,启动压力梯度越大,采油指数越小;对垂直裂缝井来说,启动压力梯度越大,产量越小,裂缝越长,产量及采油指数越大;对水平井来说,启动压力梯度越大,产量越小,水平井长度与产量     

苏里格低渗致密气藏阈压效应

低渗致密气藏孔吼细小,束缚水饱和度普遍较高,气-水关系复杂,存在阈压效应。采用苏里格低渗致密储层的岩样,开展了低渗致密气藏阈压效应的研究。实验采用气泡法与压差流量法相结合测试并研究了阈压梯度及其引起的气体非线性渗流特征。通过核磁共振和恒速压汞实验测试了赋存水的分布规律和岩样孔喉结 构,分析了阈压效应产生的机理及其影响因素。实验结果表明可动水和孔喉特征是影响阈压效应的主要因素,可动水比例越高、孔喉越致密,阈压梯度越大,阈压效应越强。并得出了通过气藏的绝对渗透率和含水饱和度定量表征苏里格低渗致密气藏阈压梯度的公式,进一步建立了通过渗透率和含水饱和度预测存在阈压效应的气井产能数学模型。IPR曲线表明,阈压效应会降低气藏的储量动用程度,导致一定的产能损失,因此减少气藏含水饱和度是提高开发效果的有效途径。     

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。