特低渗透油藏分类及开采特征研究

分析了特低渗透油藏地质特征参数、油藏特征参数以及流固耦合特征参数，应用非达西渗流理论和非线性弹性渗流理论研究了影响开发效果的参数。在此基础上，确定了分类参数，对特低渗透油藏进行了系统的分类；并通过分析不同类型特低渗透油藏开采特征的异同，证实了分类指标的代表性；分析了造成不同类型油藏驱替及开采特征差异的内在因素是启动压力梯度、毛细管压力和储层的压力敏感性；提出了在异常高压油藏开发过程中，应控制合理生产压差、保持适当地层压力开采等防止压力敏感性伤害的措施。     

微裂缝性特低渗透油藏单向稳态渗流压力分析

为研究微裂缝性特低渗透油藏特殊的流体渗流规律，重新建立了考虑启动压力梯度和压敏效应综合影响的渗流运动方程，并在此基础上建立了完整的微裂缝性特低渗透油藏一维单向稳态渗流的数学模型，采用Kirehhoff变换，获得了压力分布解析公式。最后采用算例，对压力分布特征及影响因素进行了分析。结果表明，微裂缝性特低渗透油藏一维单向渗流的压力分布影响因素比较多，如启动压力梯度、变形系数、生产压差和排距等，并且这些因素均以非线性方式产生综合影响。单向渗流的压力分布不再是直线形式，而是凸形曲线。等压线分布亦不均匀，近井附近压力消耗严重。启动压力梯度大时，压力损失主要是沿程损失；启动压力梯度小时，压力损失主要由压敏效应消耗在近井区域。远离井底仍然是近似直线压降。放大生产压差和减小排距能够在一定程度上缓解启动压力梯度和压敏效应的影响。     

胜利油田高89 地区特低渗透油藏CO2驱非线性渗流规律研究

特低渗透油藏储层物性差,流体流动困难,常表现出非线性渗流特征。以往非线性渗流规律的研究以水驱为主,对CO2驱的研究较少。针对胜利油田高89地区特低渗透油藏CO2驱非线性渗流规律认识不足的问题,开展了渗流规律实验研究,揭示了CO2与原油相互作用对原油渗流特征的影响规律,建立了不同渗透率下CO2驱最小启动压力梯度计算公式及CO2驱非线性渗流规律表征模型。结果表明：特低渗透油藏CO2驱存在启动压力,原油最小启动压力梯度与流度呈良好的幂函数关系,随着流度的增加,启动压力梯度显著降低;CO2驱渗流曲线呈现“曲线段+直线段”的两段式特征,直线段的流速与压力梯度呈良好的线性关系,曲线段的流速与压力梯度呈良好的二次函数关系;CO2溶于原油后有显著的膨胀降黏效果,使得原油最小启动压力梯度明显降低,原油渗流能力增强,渗流曲线非 线性段变短。     

特低渗透油藏非线性渗流模型

启动压力梯度和介质变形是油气在低渗透、特低渗透储集层中渗流规律偏离达西定律的主要原因。基于介质变形、启动压力梯度特征物理模拟实验,定义了新的应力敏感系数,分析了应力敏感系数和启动压力梯度（单相和油水两相条件下）的变化规律。建立了考虑启动压力梯度和介质变形的特低渗透油藏单相和油水两相非线性渗流数学模型,对于单相渗流,给出了定产量、变产量和定流压条件下模型的解;对油水两相非活塞驱替,给出了分流量方程、油水前缘位置方程及压力、产量方程,并给出了求解方法。模型的油藏工程应用表明：低渗透油藏产能递减速度高于中高渗油藏;渗流速度比较小时,非线性因素对油水两相渗流影响显著。利用该模型,还可确定油田的合理注采井距。图9参15     

特低渗透油藏水驱规律及最佳驱替模式

为了进一步改善特低渗透油藏开发效果，提高水驱采收率，通过大量特低渗透油藏水驱开采特征研究，揭示了特低渗透油藏的水驱规律：在注水开发过程中，特低渗透油藏会首先沿现今最大水平主应力方向注、采井间开启注水动态裂缝，随着注水压力的升高，或将开启与之成最小角度的注采井连线方向裂缝，导致注入水沿裂缝方向注采井无效循环，造成油藏水驱开发效果很差。等值渗流阻力法计算结果也证明了面积驱替径向渗流转为裂缝线性侧向驱替平行流后可大大降低渗流阻力。由此提出了“沿现今最大水平主应力方向注水动态裂缝线性注水、侧向基质驱替”的井网转换模式。井网模式的转换避免了注水动态裂缝导致的注入水无效循环，消除了动态裂缝对储层非均质性的影响，减小了渗流阻力，扩大了水驱波及程度。现场应用效果显著，单井产能增加了一倍，平面波及系数提高了43.2%，水驱采收率提高了19.3%。     

基于压敏效应的变启动压力梯度渗流模型

特低渗透油藏受压敏效应作用,渗透率随着地层压力的变化而变化,从而导致启动压力梯度变化,而目前已有特低渗透油藏渗流模型中仅体现静态启动压力梯度,未同时考虑压敏效应和变启动压力梯度,计算结果与矿场实际情况往往偏差较大.利用非达西渗流理论及压敏效应公式等,以长垣外围扶余油层特低渗透油藏为研究对象,建立考虑压敏效应和变启动压力...     

低、特低渗透砂岩气藏单相气体渗流特征实验

由于低渗透、特低渗透砂岩气藏储层孔隙结构的特殊性,其单相气体的渗流特征与中高渗透储层相比存在很大的差别,有必要对其渗流特征进行研究。通过对数十块低渗透、特低渗透砂岩岩心不同驱替压力下单相气体渗流特征的实验研究,结果表明,一般情况下特低渗透砂岩储层（小于0.1×１０-3μm２）的渗流特征符合克氏渗流曲线特征,但是在孔隙压力很低的情况下会表现出由于强滑脱效应而引起的非线性渗流特征;对于低渗透率储层（大于0.1×１０-3μm２）,气体的渗流特征在低驱替压力下符合克氏渗流曲线特征,但是在较高驱替压力下会表现出明显的高速非线性渗流特征。对于特低渗透砂岩储层而言,气体渗流一般不可能发生高速非线性流效应;而对于低渗透储层,就要考虑高速非线性效应对低渗透砂岩气藏气体渗流规律的影响。     

低渗透储层驱替特征

针对低渗透储层的渗流特征，利用数值方法求解了考虑启动压力梯度和毛细管压力等因素的一维非混相驱替问题，重点分析了低渗透储层的驱替特征及其开发效果的影响因素。结果表明，在低渗透油田开发中，启动压力梯度的存在造成了平均含水饱和度的降低和地层压力的升高；毛细管压力的存在造成前缘含水饱和度降低，含水饱和度前缘超前，并且水淹区内的含水饱和度趋于均匀；岩石润湿性仅仅影响含水饱和度分布前缘的形态，对驱替相压力分布影响很小。     

基于边界层理论的低渗透油藏非线性渗流新模型

低渗透油藏孔喉结构复杂、孔喉半径细小,流体在低渗透油藏中的流动表现出明显的非线性渗流特征,同时存在一定的启动压力梯度。分析毛细管中边界层厚度变化规律,基于低渗透油藏流体边界层理论和毛细管模型,建立低渗透油藏非线性渗流新模型。通过低渗透岩心的流动实验验证了新模型的正确性,总结了单井径向非线性渗流模式;基于渗流区域的差异性特征,提出了低渗透油藏差异化开发对策。理论分析表明:基于边界层理论的低渗透油藏非线性渗流模型能够准确地描述低渗透油藏的渗流特征,低渗透油藏的渗流区域划分为易流区、缓流区与滞留区,不同类型低渗透油藏,易流区边界与缓流区边界之间的差距是不同的,提高采收率的技术方向不同。针对一般低渗透油藏,可以通过井网适配的方法建立有效驱替压力梯度,促使注采井间缓流区的边界对接,提高油藏波及系数;特低渗透油藏可通过储层改造等措施,促使缓流区转化为易流区;致密油藏通过优化合理井距,减少死油区,提高油藏储量动用程度。     

微裂缝性特低渗透油藏单相流体渗流特征

微裂缝性特低渗透油藏具有特殊的渗流运动规律。通过对不同渗透率的微裂缝性特低渗透率岩心进行越流压力实验测试，发现岩心的导流能力基本由微裂缝提供，基质贡献极其微弱，基本没有窜流现象发生，其越流压力曲线形态接近于单一介质越流压力曲线形态。利用不同粘度的流体对不同渗透率的微裂缝性特低渗透率岩心进行单相渗流动态测试，结果表明，渗流曲线呈下凹型非线性曲线形态，但真实启动压力梯度比较大，且在渗透率较小时，启动压力梯度剧增，弯曲段比较长，拟直线段出现时间比较晚，流体的密度和粘度、油藏渗透率及启动压力梯度等均应考虑为压力的函数。在分析对比越流压力曲线和渗流曲线特征的基础上，建立了描述微裂缝性特低渗透油藏渗流特征的运动方程，该方程综合考虑了启动压力梯度和压敏效应等影响因素，是达西定律的推广形式。     

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。     

宝浪油田低渗透油藏水驱渗流特征实验研究

方法根据宝浪油田地质特征,选取有代表性的样品实验研究了宝浪油田低孔、低渗油藏水驱油渗流特征。目的验证宝浪油田水驱油的渗流特征,据此提出其油田注水开发过程中应注意的问题。结果宝浪油田低孔、低渗油藏渗流特征具有低速非达西渗流的启动压力梯度和临界压力梯度较高、束缚水饱和度较高、残余油饱和度较低、残余油状态的相对渗透率较高、两相流动区间较宽的特点;相渗曲线类型多,其中水相相渗曲线形态以直线为主;水驱压力梯度、注入水水质、孔隙结构对油水渗流及水驱油效率有重要影响。结论宝浪油田无水期驱油效率和最终驱油效率高。为了获得较理想的水驱油效果,必须对油层进行改造;在注水开发时要严把注水水质关,在开发部署上应尽量延长无水采油期     

基于稳定流法的低渗透储层渗流规律实验研究

通常对于低渗储层进行水驱油测试采用非稳定流方法,但该测试方法准确性较差,不能满足生产要求.为了更清楚地认识低渗透储层的油水运动规律,结合该类储层的地质特征,在考虑启动压力的情况下,采用稳定流方法研究低渗透储层低含水期流体的渗流特征.实验结果表明:在低含水期和高含水期,油水相对渗透率与含水率之间为非线性关系;在中含水期,随含水率的上升,油相和水相相对渗透率呈线性下降和上升.该研究成果对于提高低渗透油田的开发效果具有指导性意义.     

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。     

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。     

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     

胜利油区水驱普通稠油油藏注蒸汽提高采收率研究与实践

胜利油区地层条件下原油黏度大于100mPa.s的普通稠油油藏水驱采收率一般低于18%,普通稠油油藏采收率低于25%的储量达到3.75亿t。稠油为非牛顿流体,渗流所需剪切应力大;压力梯度相同,油越稠渗流速度越低;常温驱油效率低,水驱波及系数小,且水驱后原油黏度增加。稠油加热后渗流速度大幅度增加,启动压力梯度减小,油水相对渗透率得到改善,驱油效率大幅增长。因此,注蒸汽热采可以改善稠油渗流特性,降低残余油饱和度,提高驱油效率、波及系数及采收率。为进一步提高水驱后普通稠油油藏的采收率,在优化注蒸汽开发技术政策的基础上,在孤岛油田开展了先导试验,明显提高了采收率。图10表3参23     

普通稠油油藏渗流特征实验研究——以新疆油田九4区齐古组油藏为例

稠油油藏原油粘度高,流体渗流不符合达西定律,其流动时存在启动压力。根据稠油油藏渗流特点,设计了合理确定稠油启动压力的实验测试方法。通过对新疆油田稠油油藏不同原油粘度、不同渗透率、不同温度条件下天然岩心的渗流实验,研究了束缚水饱和度下油相启动压力梯度及流速-压差关系,并对实验数据进行回归,得到了启动压力梯度、流速-压差曲线参数与岩石气测渗透率、流体粘度关系的经验公式。实验结果表明,利用该测试方法能快速、准确地测定稠油油藏的启动压力。原油粘度对稠油启动压力梯度的影响大于储集层物性的影响。稠油启动压力梯度及描述流速-压差曲线的参数和岩石气测渗透率与流体粘度比值有很好的相关性。     

稠油非牛顿渗流的数值模拟研究

方法　根据稠油在地下的非牛顿渗流特性 ,建立相应的热采数值模型 ,并利用数值模拟方法分析稠油渗流特征。目的　分析稠油非牛顿渗流特性对稠油开发效果的影响。结果　当压力梯度大于初始压力梯度时 ,稠油才开始流动 ,初始压力梯度不但与稠油性质有关 ,而且与油藏孔隙度、渗透率有关 ;初始压力梯度与日产油量成反比 ;初始压力梯度越大 ,经济效益越差 ,蒸汽驱采收率越小。结论　通过数值模拟计算 ,认为蒸汽驱应选择较低的初始压力梯度 ,才会取得较好的开发效果。