一种新的预测底水突破前水锥参数的方法

借鉴前人研究思路,分别假设原始油水界面处的压力为原始地层压力和供给边界压力,采用径向流和半球面流相结合的模型预测底水锥进。通过计算水锥高度随产量的变化规律得到油井临界产量的表达式;根据临界产量对射孔段长度进行优化设计;通过研究近井的压力分布描述油井附近的水锥形态。所提出的方法具有较好的计算精度和较快的计算速度,可用于不同类型底水油藏水锥参数的计算。     

底水气藏动态水锥临界产量计算方法

为提高底水气藏开发效果,防止底水过快锥进造成气井水淹停喷,改进目前水锥临界产量计算方法的局限性,本文首次建立了考虑地质油藏特征及计算参数随生产时间变化的动态水锥临界产量等效数值法,通过关键参数选取与适用性分析论证了该方法相比解析公式有更广泛的适用性并科学论证了强底水气藏初期合理采气速度应低于5%。通过实例应用,验证了动态水锥临界产量计算方法的准确性,将气井产量控制在动态水锥临界产量之下可以有效提高气藏开发效果。     

关于开采底水油藏几个重要参数的确定

基于底水油藏具有两种渗流模型的假设，即射孔段上部为水平径向流动，射孔段下部为半球状向心流动，推导出油井见水前离井轴任一半径在任一时刻的水锥高度的隐式函数，由此可确定底水的突破时间和不同时刻水锥的剖面形态。在此基础上讨论了无水生产期的产油量与井距和射孔程度的关系，并求得了最佳射孔程度的数学表达式。通过对溪南庄油田及公开发表文献的实例分析计算，其见水时间预测误差均小于5％，说明提出的渗流模型及其解精确可靠，对底水油藏的开发和设计具有一定的参考和指导意义。     

低速非达西渗流试井模型的一种新的求解方法

流体流动边界不断向外扩展是低速非达西渗流压力降落试井模型的特点。针对这种情况，建立了基于低速非达西渗流规律的固定边界试井模型，并用幂级数求解法求得模型的解析解，在计算压力降落试井标准曲线时，根据流体从静止到流动所需的启动压差确定不同时刻对应的流动区域半径，再用固定边界模型解析解计算井底压力与时间的对应关系，以此作为动边界模型试井曲线的一种数值逼近。应用这种特殊求解方法进行分析计算，发现了低速非达西渗流试井模型的一些重要动态特征。     

预测水锥和气锥水平井临界产量的新方法

对于具有底水驱动、气顶驱动和底水与气顶同时驱动的油藏,当使用水平井开采时,水锥和气锥水平井的现象是不可避免的。基于以往的研究成果,提出产量比(临界产量与绝对无阻流量之比)的概念,以及水平井与垂直井的产量比相同的假定,得到了预测水锥和气锥水平井临界产量的新方法及通式。通过不同方法的应用和对比表明,本文提供的方法是实用有效的。     

水锥形状分析——与朱圣举先生商榷

研究底水油藏油井的临界产量和见水时间等问题时，首先要对水锥的形态有一个正确的认识。从水锥的剖面形态来看，锥体的侧斜面是一条曲线，而不是直线。把锥体的侧斜面描绘成直线，并以此为前提导出的所有公式，都是不尽合理的；以此计算出的相关参数，肯定也不会是很精确的。近年来的许多研究和文献，涉及到了这一基本问题，因此，澄清这一基本问题，是至关重要的。     

一种计算底水油藏水锥形态与见水时间的新方法

目前多数针对底水锥进的研究其基本假设为油水界面至井底的压力梯度是一定值,即垂向单位距离的地层压降相同,不符合主要压降存在于井底周围的实际认知。为了准确计算底水油藏生产中实际压力分布规律及油井见水时间等问题,针对底水油藏部分射开井生产特征建立了数学模型,采用拉普拉斯变换和分离变量法等方法进行求解,得到了部分射开井的真实压力分布,准确计算了水锥形态和见水时间,并分析了油井产量以及垂向渗透率对底水油藏见水时间和水锥形态的影响。通过实例验证该方法计算所得油井见水时间误差更小,并分析发现油水界面至井底的压力梯度变化整体呈“L”型;随着油井产量的减小,油井见水时间延长,水锥变“窄”;垂向渗透率越小,相同产量下水锥锥进速度越慢,水锥锥体变小,该方法对底水油藏高效开发具有一定意义。     

用动态数据确定缝洞型油藏的有效厚度和渗透率

在动态数据的基础上,通过采油指数法和试井解释法确定储集层的地层系数,建立了己见水井的见水时间与打开厚度和有效厚度及其他参数的关系式,通过试算法确定有效厚度,进而确定地层的渗透率。将该方法在塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏中进行了应用,计算结果合理,可信度较高,具有很强的实用性。     

串珠状缝洞型储层油藏产能指示曲线解析

塔里木盆地缝洞型碳酸盐岩油藏储层结构复杂,即使产能测试期间井口压力高于饱和压力,产能指示曲线形态也存在多样性。从缝洞型储层复杂结构特征出发,假设洞穴型储层是管流、裂缝型储层是渗流,推导出串联型缝洞型储层产能方程表达式,进一步建立了产能方程与井周围缝洞储层分布的关系。经塔里木某缝洞型储层7口井的产能指示曲线实际应用,可以定性解析出井周储层结构特征,并与压恢试井反应的储层结构特征基本吻合;同时也可定量计算出近井洞穴的流动系数、裂缝系统流动系数的湍流系数。该方法是利用产能试井方法定性分析缝洞型储层结构特征和流动特征方法的有益探索。     

缝洞型油藏试井新模型探讨

对于目前某些油田存在大尺度的缝洞,其流动不符合达西定律的情况,建立了不同缝洞连通型试井新模型.给出了缝洞型油藏试井物理模型的描述,建立拟稳态情况下的流动方程,通过拉普拉斯变换对数学模型进行求解,并利用数值反演的方法得到实空间下不同试井模型的解,绘制了各类缝洞型油藏试井新模型的试井曲线,并对曲线特征和影响因素进行了分析.缝洞型试井曲线在早期段和晚期段都是斜率为1的直线段,中间段会出现和双重介质或三重介质相似的下凹段,下凹段出现早晚和下凹的深浅受缝洞间窜流系数和缝洞储容差异的影响.这类缝洞型新的试井模型研究,对具有缝洞特征性质油藏的试井解释有新的指导作用.     

考虑非达西渗流的底水锥进临界产量计算模型

底水锥进是底水气藏开发的重要问题。有关临界产量计算模型的物理模型一般假设地层流体为达西渗流,忽略非达西渗流压降。对于高产气井,近井地带流体渗流速度很大,非达西渗流阻力不可忽略。笔者在临界产量计算模型中考虑高速非达西渗流对底水锥进的影响,引入拟表皮系数,建立了考虑非达西渗流的底水锥进临界产量计算模型,计算中避免了非达西渗流半径的复杂计算过程。为量化非达西渗流的影响,应用数值模拟方法,通过建立高渗、中渗、低渗底水气藏数值模型,模拟产能试井过程并建立产能方程,计算了考虑非达西渗流的底水锥进临界产量。结果表明：低渗气藏非达西渗流对临界产量计算结果的影响可以忽略;当渗透率为30 mD、射孔厚度为208.3m、避水高度为31 m时,未考虑非达西渗流的临界产量误差为14.46%,非达西渗流影响不可忽略。因此当渗透率大于30 mD时,应选用考虑非达西渗流的底水锥进临界产量计算模型,更符合实际储层流体渗流规律。     

The Design and Preparation of a Simulator for the Water Coning Phenomenon Applying in Fractured Reservoirs

Abstract

The problem of water production is one of the major technical, environmental, and economical issues associated with oil and gas production. The main goal of this study is to prepare a reservoir numerical simulator with emphasis on water coning. The study mostly involves the numerical simulation of water coning and includes proposed correlations in the literature. The computer program included four distinct modules to calculate: critical or maximum allowable oil rate, water breakthrough time, well performance after water coning take palaces, and water coning simulation. Flow equations of water and oil were discretized and numerically solved for two-dimensional coordinates. The implicit scheme was used to calculate unknown pressures of any grid block. For calculation of water saturation, explicit scheme was used. Real field data of a well in southwest Iran was put into the program and critical rate, water breakthrough time, well performance after water coning, and water coning simulation of reservoir were determined. The authors found that the results of correlations are very far from the reality. On the other hand, numerical simulation shows good agreement with real production data. In addition, it was observed that the present production rate of this well would result in rapid water coning.     

缝洞型底水油藏油井底水突破时间预测方法——以塔河油田4区S48井为例

底水锥进是降低底水油藏单井产量和采收率的重要原因。塔河油田奥陶系发育缝洞型底水油藏,该类型油藏与孔隙型和裂缝性油气藏具有较大的差别,储层中孔、缝、洞共存,其中大型的古溶洞系统是其主要的储集空间。由于储层尺度在空间上变化较大,储集空间分布不连续,该类型底水油藏的底水锥进机理与常规底水油藏存在明显差异。考虑塔河油田储层缝洞分布不均、非均质性较强的特点,将该类型储层抽象成为渗透率变异的概念地质模型,定义渗透率变异系数和泄油半径比来表征储层缝洞的发育程度,在此基础上推导出缝洞型底水油藏油井底水突破时间的预测公式。以塔河油田4区S48井为例开展实例计算,对比预测效果并分析缝洞发育程度(渗透率变异系数和泄油半径比)、单井产量和射孔程度对该类型底水油藏油井底水突破时间的影响。     

底水锥进的动态预测方法

由于Boyun Guo等人使用的底水锥进模型引入了射孔长度对临界产量的影响,所以可用于优化底水油藏的射孔段长度。但这一模型也存在着一定的缺陷,即单纯采用半球面流研究射孔段下部的流动,这已经超出了半球面流的应用范围。本研究用径向流和半球面流相结合的方法分析底水锥进,并且假设原始油水界面是受产量影响的变压力边界,在此基础上推导了适用于底水不活跃油藏的临界产量、最优射孔长度、水锥形态的表达式,并与其它方法进行了比较,计算表明研究结果更加符合实际情况。     

底水油藏水平井水脊脊进规律

利用油气藏数值模拟软件,研究了水平井底水突破的位置。根据水平井的产量公式,推导出与垂面径向流的渗流阻力相应的生产压差。假设垂面上的生产压降满足对数分布,可得到考虑重力影响的底水脊进速度公式,并推导出油井的见水时间方程。最后,用实例验证了该方法的可靠性。研究表明,底水首先从水平井中部突破,并且随着生产时间的延长,底水脊进的速度会加快。合理增大水平井的水平段长度和避水高度,可以推迟油井的见水时间。     

底水油藏的压锥效果分析

底水锥进是影响底水油藏开发效果的重要因素。底水锥进常常使油井过早见水、含水上升迅速、产量递减加快。关井压锥是人们常常想到的抑制底水锥进的方法之一,但压锥效果并不理想。因此,从理论上分析了压锥效果差的原因：底水锥进的动力为油井的生产压差,水锥动力强,水锥速度快,而压锥的动力为地层的水油重力差,压锥动力弱,压锥速度慢。还通过数值模拟方法对压锥效果进行了研究,模拟结果显示,压锥后油井的含水快速升高至压锥前的水平,油井产量虽略有提高,但与压锥期间油井关井损失的产量相比,仍然得不偿失。建议矿场上不要采用关井压锥的方法来克服底水锥进带来的不利影响。     

砂岩底水油藏底水锥进影响因素研究

鉴于砂岩底水油藏开采特征有别于灰岩底水油藏，因此有必要研究砂岩底水油藏的开采特征及其影响因素。利用三相黑油模型分析了单井产油量，储层沉积韵律，垂向水平渗透率比，夹层大小及位置，边底水能量，油水粘度比，距，油井射开程度以及油水毛管压力等９种因素对砂岩底水油藏开采效果的影响。     

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底水锥进会导致气井产能急剧下降，因此底水气藏通常采用避射水层、限制生产压差的方法防止底水锥进。但对于低渗透底水气藏，其临界锥进产量很小，有时甚至低于单井经济极限产量，无法实现经济开采。章针对此类气藏，提出了射开水层、气水合采的新方法，将储层气水两相渗漉转换为井筒两相管流，降低了气井生产过程中的能量损失。数值模拟计算结果表明，对此类气藏有针对性的气水合采，不仅可以提高气藏的最终采收率，还可以延长气井的稳产期。该方法适用于对底水分布认识相对清楚、底水能量不是很大的底水气藏，也适用于层间水气藏，其经济可行性还取决于地面水处理费用。     

底水油藏水平井临界生产压差研究

在底水油藏水平井开发底水脊进原理的基础上,采用等值渗流阻力法,结合底水驱动垂向临界速度导出了底水油藏开发的临界生产压差计算模型及临界产能的计算方法。分析了垂向渗透率、油水密度差、水平井位置、油水粘度比以及底水锥进高度等参数对临界生产压差的影响,其结果对水平井开发底水油藏确定合理的生产压差具有指导作用,为底水油藏水平井产能设计提供了参考依据。     

低渗块状砂岩气藏底水锥进的定量化预测

在低渗块状砂岩气藏开发过程中，由于水的侵入，产气量降低甚至停产。以东濮凹陷具有边、底水的文23气藏为例，用允许生产压差法和临界产量法计算其合理生产压差及产量，在合理产量下，计算底水锥进的时间，指导气藏的开发，避免水锥突破造成的气井水淹。