稠油油藏压裂增产新模型及裂缝导流能力研究

基于考虑迂曲度的幂律流体流变特性方程，推导出了稠油储层污染前后直井的产能预测模型，以及污染井压裂前后的产能预测模型和相应的采液指数比，提出了稠油油藏压裂裂缝导流能力的新模型，分析了非牛顿流体流变特性参数对模型的影响。结果对比表明：幂率指数越小，非牛顿性越强，流动越困难，其产能比越小，导流能力也越小；迂曲度对于油井产能也有一定的影响，迂曲度越大，产能越小；流体的性质对压裂前后的产能有很大的影响，非牛顿性越强，产能越小，压裂后增产的倍数越小。     

低渗透油藏污染井污染前后的产能预测新模型

考虑低渗油藏污染区内外启动压力梯度不同的特性,推导出了低孔低渗油藏污染井污染前后的产能预测新模型,分析了低渗油藏启动压力梯度对产能预测模型的影响,以及污染井污染前后不同启动压力梯度对产能预测的影响.计算实例表明,考虑污染区启动压力梯度变化后所预测的产能比只考虑污染导致渗透率变化时所预测的产能要小.这说明在进行产能预测时,只考虑污染所引起的渗透率伤害是远远不够的,还需要考虑由此引起的启动压力梯度的变化,才能更准确地预测产能,并为准确评价低渗油藏污染井的压裂酸化增产效果提供理论依据.     

宾汉流体稠油非稳态渗流时地层压力分布数学模型及直井产能预测

稠油在地层中的流动具有非牛顿流体特性。将稠油视为宾汉流体，推导了宾汉流体在非稳态状况时地层孔隙中的压力分布数学模型，并求得了数值解。分析了宾汉流体的启动压力梯度对地层压力分布的影响。基于启动压力梯度，考虑宾汉流体的运动半径和运动边界压力，推导了稠油油藏直井的产能预测公式，给出了运动半径和运动边界压力的确定方法，并与普通油藏的直井产能预测公式相比较，结果表明，稠油的非牛顿流动特性对产能预测结果具有一定的影响。     

非均质低渗油藏压裂井产能及动用半径研究

针对低渗透油田具有非均质以及流体流动启动压力梯度的特点,基于椭圆流理论给出了具有启动压力梯度的非均质油藏压裂井产能计算方法,利用该方法可以定量评价平面非均质性质以及启动压力梯度对压裂井产能的影响。研究表明,启动压力梯度越大、非均质性越强,压裂井产能越低。基于产能计算方程,得到了平面非均质低渗油藏压裂井的有效动用半径,为低渗油藏压裂井的生产以及相关研究工作提供了重要借鉴。     

稠油油藏储层伤害产能预测新模型及表皮因子研究

基于幂律流体的流变特性方程，推导了幂律流体储层污染前后的垂直井的产能预测模型；推导了适合稠油油藏的表皮因子和非牛顿流体污染井井底压力损失的表达式，并验证了非牛顿流体公式可以还原为牛顿流体公式，分析了非牛顿流体流变特性参数对模型的影响。计算结果对比表明，储层流体的非牛顿特性对模型预测结果具有明显的影响。     

塑性流体型稠油油藏垂直井产能预测公式

稠油在地层中的流动具有非牛顿流体特性。为了研究其对产能的影响，将稠油视为宾汉流体。基于其启动压力梯度，推导出了宾汉流体的运动半径和运动边界压力求取公式在此基础上推导出了垂直井在稳态状态下的产能预测公式。分析了某些参数对产能的影响，特别是启动压力梯度的影响。计算对比表明：稠油的非牛顿流动特性对产能预测结果具有一定的影响。     

考虑启动压力的非牛顿幂律流体产能计算新方法

针对现有稠油油藏非牛顿幂律流体的产能计算方法缺乏实用性的问题,基于非牛顿幂律流体的产能公式,考虑非牛顿幂律流体特性和启动压力梯度,建立了稠油油藏产能计算新方法。根据幂律流体径向稳定渗流模型建立定向井产量模型,结合Joshi水平井产能公式,利用儒柯夫斯基变换将平面椭圆流变换为平面径向流,并根据水电相似原理的等值渗流阻力法,推导建立了考虑启动压力梯度的非牛顿幂律流体的水平井产能新公式。矿场应用表明,新方法计算结果与现场实际生产结果对比,误差均小于10%,在允许误差范围内,满足生产需求,具有较好的实用性。新方法为同类型油藏的产能评价提供了一定的技术借鉴。     

流变特性对稠油油藏产能的影响

由于稠油的流变特性不同于常规稀油，稠油油藏的产能分析也有别于常规稀油油藏。通过分析研究垂直井产能计算、稠油流变特性分析及启动压力梯度计算，建立了稠油油藏垂直井产能分析方法，指出了稠油油藏产能计算必须结合稠油流变特性和试井解释资料。并通过实例说明了该方法的应用。     

稠油油藏水平井产能预测新模型

不同黏度下稠油室内实验研究结果,证明了稠油流动中存在启动压力梯度,启动压力梯度随原油黏度的增大而增大。考虑水平井三维空间渗流特征和启动压力梯度,应用速度势理论建立了稠油油藏水平井产能预测新的数学模型。应用新模型,对海上稠油油藏水平井产能进行了预测,分析了启动压力梯度对稠油油藏水平井产量和动用范围的影响:启动压力越大,水平井产能越低;启动压力梯度增大了渗流的阻力,减小了水平井的动用范围。     

低渗变形介质油藏污染井酸化增产规律分析

基于低渗非达西渗流和变形介质渗流理论，推导了污染井酸化前后的产能预测模型和井底压力损失表达式，定义了低渗变形介质油藏污染井酸化前后的表皮因子，并对污染井酸化前后的产能变化规律进行了研究。结果表明，低渗透油藏随着储层应力敏感效应和启动压力梯度的增大，产能明显降低，增大生产压差有利于克服其不利影响；酸化半径内启动压力梯度的改变对表皮因子的改善有重要影响，改变幅度越大对表皮因子的改善越有效。     

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凝析油气藏与常规油气藏的重要区别在于其生产过程的相态变化特性，富含凝析油的重组分的凝析量远远大于轻组分，压裂后在裂缝周围地带也会产生凝析油的析出现象。文章应用油气相的渗流模型，结合相平衡、初始条件和定压边界条件，以简化的组分模型为基础，使用IMPES数值计算得到了预测凝析油气藏压裂前后生产动态的数值计算方法，并以东濮凹陷QK气田某生产井为例给出了压裂后凝析液、天然气产能变化规律。最后，结合组分、裂缝长度变化，综合分析了引起产能变化的原因。     

老井重复压裂后产能预测新模型及其应用

致密油藏由于其自然禀赋较差,需要对已压裂过的层段进行二次或更多次压裂,才能维持期望的产量。在重复压裂期间,漏失的部分压裂液会通过渗吸作用将储层中的致密油置换出来,从而提高采收率。目前,考虑渗吸作用对产能影响的研究较少。文章将致密油井控制区域划分为三个渗流区域,基于达西定律,以渗流力学理论为基础,考虑启动压力梯度、重力和毛管力的作用影响,建立了考虑渗吸作用的致密油藏老井重复压裂后产能预测新模型;选取某地区致密油储层10口重复压裂井进行单井产能计算,计算结果与实际生产结果较接近、误差较小;渗吸作用对油井产能影响比较大,渗吸占比在2.97%～12.77%之间,平均值为6.87%。本文研究结果为致密油压裂后产能预测和压裂效果评价提供了参考。     

考虑酸蚀蚓孔区影响的酸压油井产能方程

酸压过程中形成的蚓孔区将对酸压井产能产生影响。针对酸压后形成蚓孔区,根据压后流体渗流规律变化,建立了酸压井的物理渗流模型,推导建立了启动压力梯度和应力敏感共同影响下低渗油藏有限导流垂直酸压裂缝井产能预测模型,通过实例分析各因素对产能特征的影响。研究结果表明：油井产量随启动压力梯度增大而呈近似线性下降趋势;基于Terzaghi有效应力的应力敏感对油井产量的影响作用显著,油井产量下降幅度随压差增大而增大;油井产量随裂缝半长增加而增加,但增加幅度随之减小,而在一定裂缝长度下,裂缝导流能力存在一个最佳值;蚓孔区系统中的蚓孔长度和蚓孔区渗透率对油井产量的影响非常小,可忽略不计。     

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。     

吐哈油田鲁克沁深层稠油油藏层内分段压裂改造技术

吐哈油田鲁克沁稠油油藏埋深3300～3800m,储层胶结程度弱,岩性疏松,砂体厚度较大,常规压裂支撑剂充填、造缝困难,厚油层不能得到充分改造;另外,稠油粘度高(地层温度下原油粘度200～300mPa·s),流动性差,且对温度敏感性强,冷伤害造成的钻井液和压裂液等胶体滤饼的堵塞问题会大大降低油井的压裂效果。历年压裂数据统计,压后单井平均日增油4.2t,平均有效期小于60d,效果较差,严重影响了稠油油藏的高效开发。为此,开展了提高稠油油藏压裂改造效果的研究,并形成了大孔径射孔、压前预处理、层内分段压裂、大粒径陶粒、降粘压裂液体系等配套技术,在现场试验3井次,施工成功率100%,有效率100%,平均单井日增油6.3t,取得了较好的压裂效果,为稠油油藏的高效开发提供了技术思路。     

非线性流下变形介质油藏压裂井产能评价

针对变形介质低渗油藏特征,根据压裂后流体渗流变化规律,基于稳定渗流理论,建立了考虑启动压力梯度、应力敏感共同影响下的低渗油藏垂直裂缝井产能方程。在建立模型基础上,分析了启动压力梯度、渗透率变形系数、地层污染等对产能、采油指数的影响关系。研究表明:启动压力梯度和应力敏感效应使油井产能下降,随着启动压力梯度增大,油井产能下降的幅度随压差增大而减小,而随着渗透率变化系数增大,油井产能下降幅度随压差增大而增大;地层污染导致油井产能下降幅度随压差增大而增大;当生产压差较小时,启动压力梯度的影响显著,而生产压差较大时,应力敏感效应影响明显增强;在变形介质油藏实际开发中应考虑选择合理生产压差。     

低渗透油藏变导流垂直裂缝井产能模型

针对水力压裂后油井形成的垂直裂缝中不同位置导流能力不同的特点,根据压裂后流体渗流规律 的变化,推导出考虑启动压力梯度影响的低渗透油藏变导流垂直裂缝井产能预测模型,并分析研究了各 因素对产能的影响。研究结果表明：裂缝导流能力衰减系数对油井产量的影响程度随生产压差的增大而 增强,随裂缝长度的增加而减弱;当裂缝导流能力较小时,裂缝长度越长,裂缝导流能力衰减系数越大,油 井产量越低,反之,裂缝长度越短,裂缝导流能力衰减系数越小,油井产量越高。     

致密油藏体积压裂水平井分区复合产能模型

水平井体积压裂是实现致密油藏有效开发的关键工程技术手段,对致密油藏体积压裂水平井产能的准确模拟计算为体积压裂参数优化设计和压后生产动态预测提供了参考。基于致密油藏体积压裂水平井生产过程中油藏的实际流动形态特征,将水平井划分三线性流区域,结合Warren-Root模型,考虑储集层启动压力梯度和天然裂缝的影响,建立了致密油藏体积压裂水平井分区复合产能模型。结合现场生产数据验证了模型可靠性,并对产能影响因素进行了分析。结果表明:压后总体产量受到延伸主裂缝的条数、半长和导流能力的影响;启动压力梯度及改造区的弹性储容比和窜流系数对压后中后期产量影响大;未改造区窜流系数和弹性储容比影响后期产量的递减速度。该研究对深化认识致密油藏体积压裂水平井流动规律,完善致密油藏体积压裂渗流理论,提升致密油体积压裂优化设计都具有重要理论意义和实际价值。