低渗透油藏CO_2驱采油井试井模型

低渗透油藏CO_2驱油过程中,采油井的实测压力-压力导数双对数曲线往往后期上翘,采油井的试井压力响应同时受储层渗流能力和流体流动能力改变的影响,但人工压裂形成的物性分区和CO_2溶解导致的黏度分区特征在其中的影响程度尚不明确。文中采用剖面均化方法建立了低渗透油藏CO_2驱采油井试井数学模型,利用Laplace积分变换,求得无因次井底压力解,并通过数值反演获得双对数试井特征曲线。结果显示,低渗透油藏近井渗流介质改造作用是压力双对数曲线出现复合油藏特征的直接原因,而CO_2窜流导致的混合流体流动能力改善并不是导致复合油藏特征的主要原因。在此基础上,采用混合流体黏度修正方法能够快速、准确地量化CO_2驱过程中采油井近井渗流能力的变化。     

边界元理论在缝洞型非均质油藏渗流研究中的应用

从渗流力学基本理论出发,建立了缝洞型非均质油藏直井渗流数学模型。采用Lord Kelvin点源解、贝塞尔函数积分和泊松叠加公式等方法求解出了缝洞型非均质油藏直井渗流的边界元基本解,建立起了缝洞型非均质油藏直井井底压力响应边界元解模型。通过理论计算得到了无因次压力和压力导数与无因次时间双对数理论图版,并详细分析了井在内区高渗带不同位置和高渗带位于油藏不同方位等情形对井底压力动态的影响。     

压裂井组非线性渗流模型求解

精细描述低渗透油藏中流体流速与与压力梯度的非线性关系,是准确计算低渗透油藏压裂井组产量的基础。为此,在描述低渗透油藏非线性渗流特征的基础上,建立了低渗透油藏和压裂裂缝耦合的非线性数学模型,该模型根据渗流特征将渗流过程分为非线性渗流阶段和拟线性渗流阶段进行计算。利用Taylor展开对非线性数学模型进行线性化处理,建立了有限差分方程组,并编制了计算机求解程序。算例分析表明:采用非线性数学模型计算出的地层中压力和饱和度的分布符合地层实际情况;五点法井网压裂井组注水井的裂缝导流能力会随着裂缝闭合而降低,注水效果变差,导致油井产量降低。研究结果表明,低渗透油藏和压裂裂缝耦合的非线性数学模型可以较准确地描述低渗透油藏中流体流速与压力梯度的非线性关系,为准确计算低渗透油藏压裂井组产量奠定基础,为低渗透油藏注水开发提供指导。      

低速非达西流垂直裂缝井试井模型

低渗透油藏流体流动不符合达西定律,为低速非达西流。根据低渗油藏渗流规律,建立了考虑启动压力梯度的封闭或定压外边界低渗油藏无限导流垂直裂缝井线性流渗流数学模型及无限大低渗油藏有限导流垂直裂缝井双线性流渗流数学模型。对模型做拉氏变换,利用叠加原理、镜像反映原理和格林第二公式求解模型,得到拉氏空间中的井底压力计算公式;利用改进的Stehfest算法计算得到实空间中的井底压力解。在MATLAB上编写程序并绘制了井底压力及压力导数理论曲线。对启动压力梯度、裂缝导流能力、外边界等因素进行分析,区分启动压力梯度与外边界对井底压力的影响。     

低渗透油藏压裂井产能分析

根据低渗透油藏的非达西渗流规律,建立并求解了常流压条件下垂直裂缝井双线性流数学模型,绘制并分析了产能理论曲线.研究表明:表皮系数对压裂井的初期产量影响较大.表皮系数越大,裂缝井初期产量就越低.随生产时间增长,表皮效应的影响逐渐消失.启动压力梯度主要影响压裂井的中后期产能,启动压力越大,产量下降就越快.因此,在进行低渗透油藏垂直裂缝井产能分析时,必须考虑启动压力梯度的影响.     

复杂流体边界油藏注水井井底压力响应特征研究

受储层非均质性的影响, 在油田注水开发过程中, 注入水会产生“ 舌进” 、 “ 指进” 现象, 使地下油水分布关系复杂化。目前利用常规解析解方法研究该类情形下的油藏渗流问题比较困难。为此, 借助边界元理论在求解复杂外边界油藏渗流领域的优势。从渗流力学基本理论出发, 采用 Ｌ ｏ ｒ ｄＫ ｅ ｌ ｖ ｉ ｎ点源解、 贝塞尔函数积分和泊松叠加公式等方法求解出非均质油藏直井渗流的边界元基本解; 沿井筒积分获得非均质油藏直井井底压力响应边界元解数学模型; 通过理论计算得到了无因次压力和压力导数与无因次时间双对数理论图版; 并详细分析了多种情形下井底压力动态的影响因素。此研究对油田注水开发具有一定的指导意义。     

垂直裂缝井开发低渗油藏非线性渗流压力分析

根据低渗透介质非线性渗流运动规律三参数连续函数模型，运用椭圆渗流的概念，建立了垂直裂缝井开发低渗油藏定常和非定常非线性渗流数学模型。运用平均质量守恒的方法，对垂直裂缝井开发低渗油藏非定常非线性渗流压力分布和压力扰动影响半径进行了数学推导。结果表明：垂直裂缝井开发低渗透油藏时，按非线性流规律与按线性渗流规律计算的结果差别明显，线性与非线性定常渗流压力分布在椭圆坐标系中分别为直线和曲线，线性定常渗流压力梯度不随椭圆坐标变化，非线性定常渗流压力梯度随椭圆坐标增大而减小；非线性渗流的影响半径发展速度比线性渗流慢；在同一无量纲时间下，非线性非定常渗流的井底压力比线性渗流的大；在对垂直裂缝井开发低渗透油气藏进行油气藏工程计算时，应考虑非线性渗流的影响。     

考虑启动压力梯度低渗双重介质油藏垂直裂缝井试井模型

常规低渗透双重介质油藏垂直裂缝井试井模型均未考虑启动压力梯度的影响。根据低渗透双重介质地层水力压裂后的渗流特点,结合Warrant-Root模型,建立了考虑启动压力梯度的低渗透双重介质油藏双线性流数学模型,推导出其在Laplace空间的解析解。通过Stehfest数值反演获得了试井样板曲线,讨论了主要油藏参数和工程参数对样板曲线的影响。研究表明,启动压力梯度对低渗透垂直裂缝井试井曲线影响显著,表现为无因次压力及压力导数曲线后期呈上翘趋势,且随启动压力梯度增大,压力及压力导数曲线上翘幅度越大,上翘的时间也越早。     

特低渗透油藏压裂井的压力波传播规律

针对低渗透油藏中压裂井压力波传播规律研究匮乏的现状,以压裂井压力波椭圆等压面传播理论为基础,推导了低渗透油藏压裂井平面椭圆径向渗流和椭圆体向心渗流的压力波传播时间与椭圆动边界之间的关系,并与平面平行渗流、平面径向渗流和球面向心渗流的压力波传播规律进行对比。结果表明,椭圆体向心渗流方式下的压力波传播速度最快,其次分别为球面向心流、平面椭圆径向流、平面径向流和平面平行渗流,低渗透油藏各种渗流方式下压力波传播速度都较中高渗透油藏慢。     

动态渗透率三维油水两相低渗透油藏数值模拟

考虑流体在低渗透油藏流动过程中的非线性渗流特征和启动压力梯度的影响,基于动态渗透率的概念,建立了综合考虑非线性渗流和拟线性渗流的三维油水两相油藏数值模拟数学模型,通过全隐式差分格式建立了低渗透油藏数值模拟数值模型,并采用预处理共轭梯度法进行了求解。通过对均质油藏五点法井网和大庆油田某区块的计算结果表明,启动压力梯度对低渗透油藏的压力场有着显著的影响,在定产条件下,启动压力梯度越大则压力变化越剧烈,压降的影响范围越大,注采井间的压力梯度越高。由于非线性渗流规律较好地表达了流体在低压力梯度下的流动规律和最小启动压力梯度的影响,因此采用非线性渗流规律计算的压力变化要比拟线性情况平缓,更加符合低渗透油藏的开发实际。     

考虑启动压力梯度的低渗透气藏不稳定渗流模型

低渗透气藏气体渗流存在启动压力梯度,为准确描述存在启动压力梯度的低渗透气藏的不稳定渗流问题,在前人研究成果的基础上,根据存在启动压力梯度的低速非达西渗流的特点(流体流动边界不断向外扩展),建立了一个考虑启动压力梯度的低渗透气藏非线性渗流数学模型.采用格林函数法与数值逼近法相结合的方式对低渗透气藏的非线性渗流数学模型进行求解,建立了单井控制半径的求解方程,同时制作了计算控制半径的图版,利用该图版可以方便地计算出单井的控制半径.实例计算表明,采用考虑启动压力梯度的不稳定渗流模型能够正确地反映低渗透气藏的渗流机理和开采动态.     

低渗透气藏水平井井底压力动态

从渗流理论出发,建立适用于低渗气藏水平井的渗流数学模型,运用考虑＂启动压力梯度＂影响的Lord Kelvin点源修正解、杜哈美叠加原理修正公式和泊松叠加公式等方法,求解低渗气藏水平井的点源解,通过计算得到无因次压力和压力导数双对数理论图版,并在其基础上分析了低渗气藏水平井渗流特征及其影响因素。     

低渗油藏非线性渗流压力分析

针对低速渗流,推导出存在启动压力梯度的非线性渗流试井分析模型,给出拉氏空间解和典型曲线理论图版;结合数据光滑、曲线自动拟合和历史拟合技术,编制了低渗非达西渗流的试井软件。通过三个油田若干口井的实例得到了满意的解释结果:消除了用达西渗流模型解释存在不渗透边界的假象,有效地解释了低渗透油藏非线性渗流压力资料(包括试井早期资料),并获得启动压力梯度值。对合理高效开发低渗油田具有重要理论和实际意义。     

低渗透油藏的压裂水平井三线性流试井模型

针对低渗透存在启动压力梯度的特点,建立了压裂水平井的三线性不稳定渗流数学模型,得到其在Laplace空间的解析解;通过Stehfest数值反演和Duhamel原理,得到了考虑井筒储存和表皮效应影响的压裂水平井井底压力值,对影响因素进行了研究。结果表明,启动压力梯度存在时,压裂水平井井底压力及压力导数曲线呈上翘趋势,且启动压力梯度越大,曲线越高,上翘的时间也越早;人工裂缝导流能力主要影响裂缝和双线性流出现时间的早晚;当裂缝间距达到一定值时,裂缝径向流才会出现,且裂缝间距越大,裂缝径向流持续时间越长;储容比影响压力导数曲线"凹子"的宽度和深度,储容比越小,"凹子"越宽越深;窜流系数决定"凹子"的位置,窜流系数越小,"凹子"就越靠右;井筒储集系数主要影响曲线的早期续流段。     

The model and algorithm of a new numerical simulation software for low permeability reservoirs

Low permeability reserves occupy a large proportion in the remaining reserves all over the world. So it is urgent to research intensively the law of the seepage in the low permeability reservoirs. Fluid flow in the low permeability reservoirs deviates from the classic Darcy's law and instead conforms to the one of nonlinear seepage. According to this characteristic, a nonlinear seepage numerical simulation software has been developed. Unlike most mature commercial numerical simulation softwares at the present stage, the influence caused by the nonlinear seepage is specially considered. In this paper, a nonlinear seepage mathematical model is proposed. In addition, on the basis of practical field and laboratory experiment data, an ideal model of diamond inverted nine spot well pattern is also established. Under the same reservoir condition, the nonlinear simulation, conventional Darcy simulation and the simulation of threshold pressure gradient are also conducted. The simulation result shows that: in the low permeability reservoirs, nonlinear seepage dominates in a large scale of formation and the nonlinear simulation result shows excellent agreement with the production data. Therefore taking the nonlinear seepage into account is more suitable to reflect the percolation mechanism and development performance of low permeability reservoirs.     

低渗透油藏不稳定产量递减分析

以不稳定渗流理论为基础,结合低渗透油藏非线性渗流特征,基于前人研究建立了考虑启动压力梯度的低渗透油藏垂直井在定井底流压下的产量数学模型.应用Laplace变换及Stehfest数值反演算法,编程并绘制出产量预测理论图版.对影响产量的无因次启动压力梯度和表皮系数进行了敏感性分析.结果表明,表皮系数对初期产量的影响较大,启动压力梯度主要影响后期产量,并且,随着表皮系数的增大,初期产量随之下降;随着启动压力梯度的增加,后期产量递减时间缩短,下降幅度变大.图版与生产数据拟合,以评价油井的措施效果.对油井产量递减进行有效分析,并提出了减缓产量递减的开发技术政策,为产量的科学预测及开发政策的制定提供了依据.     

苏里格气藏滑脱作用影响下的渗流机理模式

通过试验和理论相结合的方法建立了考虑科林贝尔效应的低渗透气藏非线性渗流方程。通过渗流流量和压力相关试验测定了滑脱修正系数和渗流指数以及渗流系数,并将该方程的计算结果和现场产量做了对比,证明了该方法的正确性。气体渗流存在着滑脱效应,特别是在低渗、低速和低压时,滑脱效应更为显著。该项研究成功实现了对低渗透气藏的产量动态预报,为低渗透气田开发设计和开采方案优化提供了一项强有力的技术手段,为进一步开展低渗透气藏渗流理论研究、油藏工程研究和动态分析建立了基础。     

变形介质地层低渗非达西渗流的油藏数值模拟

低渗油藏液体渗流存在一定启动压差,即只有当压力梯度超过某一阀值后液体才开始流动,其渗流规律不满足达西定律。通常存在着启动压力梯度阀值和地层绝对渗透率随地层压力动态变化的现象,为此建立了变形介质地层低渗非达西渗流的数学模型与数值模型;研制出了变形介质低渗非达西渗流的油藏数值模拟软件,它能模拟其他油藏数值模拟软件不能有效模拟的地层绝对渗透率动态变化和渗流规律不满足达西定律的油水两相三维渗流问题。     

非达西渗流效应对低渗气藏水平井产能的影响

低渗气藏普遍具有低孔、低渗、高含水的特征,气体渗流时表现出明显的非达西渗流效应．如启动压力梯度、应力敏感及滑脱效应。目前已有的考虑应力敏感的低渗气藏产能模型均基于Terzaghi有效应力理论．但该理论并不适用于描述岩石的应力敏感性,引入新的拟压力函数,综合考虑启动压力梯度、滑脱效应及基于本体有效应力理论的应力敏感的影响．推导出了修正的低渗气藏水平井产能方程。以某低渗气藏为例,分别研究这些效应对产能的影响程度,结果表明：基于Teizaghi有效应力理论的应力敏感使得水平井产气量平均降幅为13．28％,而基于本体有效应力理论（实际）的平均降幅仅为I．80％,因此．在低渗气藏开发中应采用基于岩石本体有效应力理论的关系式．