缝洞型油藏的离散缝洞网络流动数学模型

针对现有油藏渗流理论在描述缝洞型油藏流动机理上存在的困难,基于缝洞型油藏储层的特点,提出了离散缝洞网络流动数学模型。该模型将缝洞型油藏划分为岩块系统、裂缝系统和溶洞系统;其中裂缝和溶洞嵌套于岩块中,并相互连接成网络;岩块和裂缝系统视为渗流区域,溶洞系统视为自由流动区域。阐述了模型的基本原理,推导了相应的有限元数值计算格式,通过算例验证了其正确性。算例分析结果表明,离散缝洞网络流动数学模型能够正确地描述出缝洞型油藏的流动特征。     

含有大尺度裂缝、溶洞的缝洞型油藏的数值试井模型

建立了含有大尺度裂缝、溶洞的缝洞型油藏的数值试井模型,模型可准确表征溶洞和裂缝本身的形状和大小;用平板模型单独描述裂缝的渗透性,解决了多重介质缝洞型油藏中介质“重数”非均质性的问题;计算了溶洞通过裂缝与井连通模型的试井响应,分析了裂缝长度、宽度、溶洞大小、溶洞与裂缝接触面积等因素对试井响应的影响,使从试井资料中获得近井区大尺度裂缝、溶洞的分布情况成为可能。     

缝洞型碳酸盐岩储集层中气体流动新研究

建立了缝洞型碳酸盐岩油气藏多缝多洞复杂连通型储集层中气体流动的数学模型,得出了开井时压力降落阶段与关井后压力恢复阶段各溶洞内压力和各裂缝内气体流量的变化规律,并以六溶洞五裂缝复杂连通的储集层为例,进行了实例计算。发现压力下降阶段时,距离井筒越近的溶洞,压力下降越快;压力下降初期的气体产量主要由靠近生产井的溶洞供给,随着时间的增加远离生产井的溶洞才逐渐开始大量供给气体;压力恢复阶段中,由于缝洞的复杂连通性,各裂缝中流量变化比较复杂,部分裂缝中的流量在后期出现倒流现象。最后,研究了溶洞大小、裂缝长度和裂缝宽度对溶洞内压力与裂缝内气体流量变化的影响。     

鱼骨刺柔性管在碳酸盐岩缝洞型油藏应用的数值模拟研究

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏水平井酸压投产时,存在笼统酸压效果不理想,分段酸压难度大、工具选择困难、裂缝走向难控制等问题,为此,采用数值模拟方法分析了碳酸盐岩缝洞型油藏水平井采用鱼骨刺柔性管完井时的增产效果及经济性。结果表明:鱼骨刺柔性管未连通有效缝洞体时,单井产油量随着鱼骨刺柔性管装置数量增加而增加,但是平均单套装置的增油量呈现先增加后减小的趋势,连通缝洞体概率较低的井建议采用6~10套鱼骨刺柔性管装置进行完井作业;连通单个有效缝洞体时,产油量随缝洞体的体积增大而增加;连通多个缝洞体且缝洞体总体积相同时,累计产油量随着连通缝洞体的数量增加而增大;连通1个以上缝洞体即可取得较好的经济效益。研究结果表明,塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏水平井可以采用鱼骨刺柔性管完井。      

Controlling effects of the Ordovician carbonate pore structure on hydrocarbon reservoirs in the Tarim Basin, China

The Ordovician carbonate reservoirs in the Tarim Basin with secondary dissolution pores and vugs have complicated pore structures. The weathering crust reservoirs mainly consist of large cavities or vugs connected by fractures, but most of the reef-shoal reservoirs have complex and small throats among matrix pores. The pore structure can be divided into four types： big pore and big throat, big pore but small throat, small pore and small throat, and fracture type. Most of the average throat radius falls between 0.03 and 0.07μm, close to that of unconventional reservoirs except in local areas with developed fractures. Fluid driving force analysis shows that the differentiation of fluid is mainly controlled by the throat radius in two kinds of mechanism separated by the critical throat radius about 0.1 μm. There is obvious fluid differentiation and oil/gas/water contact in fracture-cavity reservoirs with big throats. However, most of reservoirs under the critical throat radius have high capillary pressure, which resulted in incomplete differentiation of gas/oil/water, and complicated fluid distribution and fluid properties in the unconventional reservoirs.     

塔中地区奥陶系碳酸盐岩岩石地球物理特征研究

上奥陶统良里塔格组是塔里木盆地塔中地区重要的储集层。根据已钻井资料,对塔中地区上奥陶统良里塔格组岩石地球物理特征进行了研究,结果表明:物性、储层类型对波阻抗影响最大,岩性、流体对波阻抗影响较小;奥陶系碳酸盐岩致密层和小裂缝型储层具有密度大、速度高、波阻抗值大的特点,利用地震常规预测手段较难预测出小裂缝型储层,而塔中地区奥陶系碳酸盐岩大裂缝型、裂缝-孔洞型、孔洞型、洞穴型储层具有密度小、速度低、波阻抗值小的特点,与围岩具有较为明显的差异,在地震上可以产生明显的响应,可利用常规地震资料来预测这种类型储层。该认识对提高有效预测塔中地区奥陶系碳酸盐岩储层的水平,规避勘探风险,具有一定裨益。     

孔洞型碳酸盐岩储层压裂裂缝转向扩展特征研究

针对孔洞型碳酸盐岩储层改造产生的水力裂缝扩展规律复杂、不一定沿预设路径扩展的问题,基于碳酸盐岩储层孔洞体特征,制备了含孔洞体的碳酸盐岩试样;利用真三轴水力压裂试验结果,分析了不同水平主应力差异下孔洞体对水力裂缝扩展的干扰作用;并利用扩展有限元数值方法,分析了影响孔洞型碳酸盐岩储层水力裂缝扩展及扩展路径的因素。研究结果表明,水平主应力差异系数不大于0.15时,水力裂缝遇到孔洞体后产生非平面扩展,且水平主应力差越小,转向扩展距离越大,裂缝形态越复杂;水平主应力差异系数大于0.15、小于0.36时,水力裂缝会克服孔洞体的应力集中进行平面扩展,但遇到孔洞体后会被孔洞体捕捉,无法穿过孔洞体继续扩展;水平主应力差异系数不小于0.36时,水力裂缝会克服孔洞体的应力集中进行平面扩展,且遇到孔洞体后会直接穿过孔洞体继续扩展;随着水平主应力差增大,破裂压力逐渐降低。研究结果可为孔洞型碳酸盐岩储层压裂设计提供指导。      

缝洞型碳酸盐岩油藏油井产量及压力变化模型

建立了缝洞型碳酸盐岩油藏多缝多洞串联型油藏流体流动的数学模型,得出了产量和压力的变化规律。单缝单洞油藏的压力和产量均呈指数递减,多缝多洞油藏靠近生产井的溶洞产量的递减规律为几个指数递减函数的代数和,压力的递减规律为几个指数递减函数与井底流压的代数和。以同等大小的三缝三洞油藏为例,远离生产井的溶洞压力下降速度远远慢于靠近生产井的溶洞;生产初期产量主要是靠近生产井的溶洞在作贡献,远离生产井的溶洞逐渐开始补充。这对于缝洞型碳酸盐岩油藏油井的动态分析和预测,认识缝洞连通模式和缝洞参数,以及储量计算有一定的理论意义。     

深水盐下湖相碳酸盐岩缝洞地震预测

桑托斯盆地F油田位于巴西深水区域的盐岩之下,具有埋藏深、岩性多样、非均质性强的特点。与常规的以孔隙型为主的储层和中国西部“串珠状”的大型溶洞储层不同,研究区碳酸盐岩为深水盐下湖相碳酸盐岩,其溶蚀孔洞孔径小、裂缝类型多,导致地震响应特征极其不明显,常规缝洞预测方法不适用。另外,受上覆巨厚盐岩层的影响,缝洞发育储层段的地震资料分辨率低,增加了利用叠后地震方法预测其分布规律的难度。因此,针对研究区缝洞发育特点,采取井震相结合的思路,以消除泥岩及火成岩岩性干扰为前提,首先进行地震资料优化处理,然后充分利用岩心、FMI测井等资料以及生产漏失等信息,综合分析地震异常可能表达的地质信息,探索了一套适用于深水盐下多种岩性发育背景的小尺度湖相碳酸盐岩缝洞储层地震预测方法。该方法明确了裂缝与孔洞的敏感地震属性,通过联合构造应力场进行裂缝预测,结合波阻抗、孔隙度及CGR等地震反演结果,开展溶蚀孔洞预测,取得了良好的预测效果,对湖相碳酸盐岩缝洞储层预测研究有借鉴意义。     

应力敏感裂缝型储层多相渗流规律实验

针对隐裂缝发育储层存在的压裂或者增注过程中,注入压力不升或者升幅不明显的问题,采用室内物理模拟实验进行多相渗流规律研究。自制应力敏感裂缝型储层大尺寸三维岩心和纯砂岩储层大尺寸三维岩心,进行不同岩心的应力敏感测试与分析;开展近活塞式驱替和非活塞式驱替实验进行多相渗流规律分析;利用油藏数值模拟反演方法,明确应力敏感裂缝型储层应力敏感产生机理和水淹、水窜形成机制。研究结果表明,应力敏感裂缝型储层的应力敏感性强,驱替过程中受裂缝或裂隙张开的影响,储层渗流能力增大;宏观和微观上存在2个水驱前缘,即裂缝中的水驱前缘和基质中的水驱前缘;沿面窜流是应力敏感裂缝型储层最主要的窜流方式之一,易导致水淹程度极不均匀。实验研究揭示了应力敏感裂缝型储层多相流体的渗流规律和水窜机制,为应力敏感裂缝型储层高效开发和优化设计提供了科学指导和理论依据。     

江苏油田泥灰岩裂缝性储层测井解释方法研究

从泥灰岩裂缝性储层的岩石成份、孔隙结构等分析化验数据入手,根据岩心孔、洞、缝观察描述和统计分析,以岩心刻度测井思路研究了与泥岩、泥灰岩地质特征相匹配的双重孔隙结构模型,建立了计算裂缝性储集层物性参数(总孔隙度、基质孔隙度、孔洞孔隙度、裂缝孔隙度)的系统方法.研究了储层类型并应用双孔隙度指数法、三孔隙度法、曲线变化率法、电阻率指示法、次生孔隙度法和综合指示法进行泥灰岩裂缝发育程度评价.     

基岩油气藏裂缝性储层的成像测井评价及裂缝预测

基岩油气藏裂缝性储层具有复杂的储集空间和储层非均质性,为了实现对基岩油气藏的储层精细评价和裂缝预测,以岩心分析资料为基础,将常规测井、成像测井、地震资料与地质理论相结合,对研究区的7口井进行了裂缝及孔洞分析、现今地应力与裂缝有效性分析和储层裂缝定量评价,综合预测了裂缝发育带。分析结果表明,研究区古生界变质岩地层中基本以基岩内幕油气藏为主;现今最大水平主应力方向主要呈北东-南西向和北东东-南西西向;裂缝的主要走向与古潜山主断层走向大致平行,属纵裂缝;裂缝主要发育在东西两侧靠近断层、近源的构造陡坡上的硬脆性变质岩段。此解释结果与试油资料、地质情况吻合较好。     

对标产能的碳酸盐岩储集层测井分类评价——以塔里木盆地托甫台地区一间房组为例

孔隙类型多样是塔里木盆地托甫台地区中奥陶统一间房组碳酸盐岩储集层非均质性强的主要原因，储集层有效性难以评价。在岩心和薄片观察的基础上，依据成像测井资料，将碳酸盐岩孔洞分为溶蚀孔和洞穴；裂缝分为构造缝、溶蚀缝和压溶缝。根据孔洞和裂缝的组合形式，将研究区一间房组碳酸盐岩储集层划分为裂缝型、裂缝-孔洞型和孔洞型。综合导电效率、裂缝孔隙度和深侧向电阻率变化幅度，建立了储集层类型的定量划分标准，孔洞型储集层导电效率小于0.008，裂缝孔隙度小于0.13%；裂缝-孔洞型储集层导电效率为0.008～0.024，裂缝孔隙度为0.13%～0.60%；裂缝型储集层导电效率大于0.024，裂缝孔隙度大于0.60%。依据累计有效孔隙厚度、平均有效孔隙度以及产能，建立了裂缝-孔洞型储集层和孔洞型储集层分类判别图版。托甫台地区一间房组裂缝-孔洞型储集层和孔洞型储集层均主要为Ⅱ类储集层，测试日产液量分别超过55 t和50 t。     

塔中地区鹰山组洞穴型碳酸盐岩储集层定量刻画及评价

洞穴型储集层是塔中地区鹰山组碳酸盐岩油气藏重要的储集层类型,因其层位、规模、充填物类型、充填程度等复杂多变,使用单一的地球物理或测井模型难以对其定量刻画。利用地震属性确定储集层深度,应用成像测井与常规测井相结合,刻画洞穴垂向规模、充填物性质及充填程度,用试井、试采等生产资料及井间地震属性评价储集体横向层布。研究表明,塔中地区鹰山组洞穴型碳酸盐岩储集层地震反射特征以串珠状为主,占86%,发育在距鹰山组顶界面240 m的范围内,洞穴高度大多为0.5~2.0 m,多被泥质、角砾等充填或半充填,平均充填率达到62.8%;洞穴横向上呈孤立状分布,部分与裂缝构成缝洞型储集空间。     

塔河油田溶洞型碳酸盐岩油藏注入氮气垂向分异速度及横向波及范围研究

塔河油田溶洞型碳酸盐岩油藏的溶洞发育规模及形态不确定性大,非均质性强,注水开发效果越来越差。为了给注气开发提供依据,分析了该类油藏注入氮气的垂向分异速度和横向波及范围。根据力学关系,建立了溶洞条件下氮气垂向分异速度解析式;采用3D打印技术制作了物理试验模型,基于物理模拟试验,验证了数值模拟的正确性;结合数值模拟,研究了氮气注入速度、原油黏度、油水界面和气水比对氮气在溶洞型油藏中横向展布的影响。研究结果表明,气体横向波及范围会随着注气速度增大、原油黏度降低、油水界面升高而增大,但气水比对气体横向波及范围的影响无明显规律。      

Anisotropic characteristics of electrical responses of fractured reservoir with multiple sets of fractures

In fractured reservoirs, the fractures not but also form the main flow channels which connect productivity of reservoirs. However, because of the only provide the storage space for hydrocarbons, the pores of the matrix, so fractures dominate the heterogeneity and randomness of the distribution of fractures, exploration and evaluation of fractured reservoirs is still one of the most difficult problems in the oil industry. In recent years, seismic anisotropy has been applied to the assessment of fractured formations, whereas electrical anisotropy which is more intense in fractured formations than seismic anisotropy has not been studied or used so extensively. In this study, fractured reservoir models which considered multiple sets of fractures with smooth and partly closed, rough surfaces were established based on the fractures and pore network, and the vertical and horizontal electrical resistivities were derived as a function of the matrix and fracture porosities according to Ohm＇s law. By using the anisotropic resistivity equations, variations of the electrical anisotropy of three types of fractured models under the conditions of free pressure and confining pressure were analyzed through the variations of the exerted pressure, matrix porosity, fracture aperture and formation water resistivity. The differences of the vertical and horizontal resistivities and the anisotropy between the connected and non-connected fractures were also analyzed. It is known from the simulated results that an increase of the confining pressure causes a decrease of electrical anisotropy because of the elasticity of the closed fractures and the decrease of the fracture aperture. For a fixed fracture porosity, the higher the matrix porosity, the weaker the electrical anisotropy in the rock formation.     

不稳态窜流部分打开压裂井试井分析模型建立及应用

由于火山岩气藏具有产层厚、岩石类型多、岩性和岩相复杂多变、非均质性强、天然裂缝发育等特点,在压裂井开发过程中,存在压裂裂缝难以全部压开储集体的情况,天然裂缝以垂向斜交缝和高角度缝为主,并且大量试井资料显示介质间具有明显的不稳态窜流特征。针对上述特征,考虑压裂裂缝部分打开储集体、将基质简化为柱状基质和天然裂缝呈交替均匀分布特征,建立了不稳态窜流部分打开压裂井试井分析模型,利用点源模型、分离变量法等方法进行求解,并绘制了典型曲线图版,典型曲线分为井储段、过渡段、线性流段、球形流段、不稳态窜流段和边界反映段6个主要的流动段,其中边界包括无限大边界和封闭边界,并对裂缝半长等参数进行敏感性分析。以克拉美丽火山岩气藏的压裂井为例,分析其试井曲线,并进行试井解释,研究结果表明：该压裂井的水平渗透率较小,垂向渗透率特别大,部分打开程度较小,分析结果与气井的静态、动态资料基本一致。     

缝洞型碳酸盐岩油藏水驱油微观实验模拟研究——以塔河油田为例

塔里木盆地塔河油田属于缝洞型碳酸盐岩油藏,古岩溶作用形成的溶蚀孔洞和大型洞穴为油气主要储集空间,构造缝和溶蚀缝为主要流动通道。借助光蚀刻微观玻璃平面模型研究其水驱油微观机理。实验表明:中小规模溶洞内水驱油会发生"水油交互"或"活塞式"平面推进;较大规模溶洞内因重力驱出现"活塞式"纵向推进;裂缝内水驱油出现前缘跳跃、卡断、分段运移与优势路径等流动形式。水驱后残余油分布形式有连续型和分散型:连续型剩余油包括"盲肠状"洞内剩余油和与主流道方向正交裂缝内剩余油;分散型剩余油包括段塞状、膜状、油滴状和角状等分布形式。据此分析了塔河油田油井生产动态的不稳定现象,提出了此类油藏注水开发对策。      

Application of the triple porosity model in well–log effectiveness estimation of the carbonate reservoir in Tarim oilfield

In carbonate reservoirs, effectiveness estimation using logging data has great challenges. According to the pore structure characteristics of the fractured and vuggy carbonate reservoir, Aguilera and Aguilera [Roberto F. Aguilera and Roberto Aguilera, 2004. A Triple Porosity Model for Petrophysical Analysis of Naturally Fractured Reservoir, Petrophysics, 45(2):157–166.] presented a triple porosity model, in which the secondary porosity was divided into connected fractured (and/or) vuggy porosity and non-connected vuggy porosity. In this paper, a new technology is presented to determine the values of the different porosity in the triple porosity model. Based on lateral logs responses, we derive analytical equations that contain connected fractured (and/or vuggy) porosity, non-connected vuggy porosity, matrix porosity and so on. Using these equations and the conventional log data, we can obtain the petrophysical parameters, such as connected fractured porosity, non-connected vuggy porosity and so on. Then the connected fractured (and/or vuggy) porosity and its percentage in the total porosity are used to indicate the effectiveness of the carbonate reservoir. This method has been applied for the well log interpretation of the 123 testing intervals from the 52 wells in Tarim oil field. Agreement ratio of the interpretation results is 91%, which verifies the validity of the presented method.     

碳酸盐岩缝洞储集体分尺度量化表征

塔里木盆地北部奥陶系碳酸盐岩缝洞储集体在地震剖面上表现为"串珠状"强反射或杂乱反射.通过设计不同缝洞模型进行正演模拟,将地震正演响应特征与缝洞模型中的缝洞高度、外部形态等特征进行对比分析,结合地震分辨率理论公式计算结果,对缝洞分尺度量化表征:高度大于50 m的缝洞,可进行外部形态的刻画,开展定量刻画和体积计算,可靠程度...