非均质底水气藏水平井井筒流量及压力剖面研究

在非均质底水气藏开发过程中,水平井钻遇不同渗透率的储层是影响水平井井筒流量以及压力剖面的重要因素.以非均质底水气藏水平井渗流理论研究为基础,利用微元法将非均质储层分为若干均质储层,并在每个均质区域考虑储层与井筒耦合的变质量流动,建立了求解非均质底水气藏产量以及压力剖面的半解析模型.实例分析表明,水平井井筒流量剖面随着渗透率分布的变化出现不同幅度的波动,渗透率级差越大,流量剖面波动的范围越大,且水平井钻遇高渗透储层越多,总产量也越大;在水平井井筒跟端与趾端附近,渗透率分布对井筒压力剖面基本无影响,而在水平井井筒中间部分,高渗透储层分布越多,压降越大,反之则压降越小,但整个水平井井筒压降仅为10-4 MPa左右,因此水平气井压力测试只需将压力计下到井筒跟端处.     

利用压力恢复数据预测非均质地层渗透率分布

由于大量非均质油藏的存在,利用试井资料及其他动态资料求取地层参数、描述油藏的非均质性倍受关注。综合运用油气渗流理论、特殊函数、数值计算方法,对利用压力恢复数据预测非均质地层渗透率分布的问题进行了研究。结果表明,在关井前很短时间内记录下压降数据,可以校正压力恢复数据,基本消除油井生产时间所带来的影响;对校正的压力恢复数据采用ISA法可以得到近似的油藏渗透率分布,该分布的精度与从定产量压降测试所获得的渗透率分布基本相同。     

非均质油藏水平井分段变密度射孔优化模型

基于油藏数值模拟技术,耦合油藏渗流、井壁流体入流、井筒流体管流,建立三维三相水平井分段变密度射孔优化设计模型。分析了水平井跟(趾)端与中部渗流差异、避射段、渗透率非均质、油层厚度非均质、孔隙度非均质、井筒压降、最大射孔密度、射孔优化原则等8个因素对水平井分段变密度射孔孔密与入流剖面的影响及流体黏度、套管直径、管壁粗糙度对井筒压降的影响。结果表明,跟(趾)端与中部渗流差异、避射段、渗透率非均质性、油层厚度非均质性对分段变密度射孔有显著影响;考虑与不考虑水平井跟(趾)端与中部渗流差异可能会得出相反的孔密优化结果;避射段的存在会影响流体入流剖面;国内陆上大多数水平井分段变密度射孔不必考虑井筒压降的影响。塔河油田AT9-7H井预测与实际生产指标对比表明,该模型具有较高的精度。     

一种水平井射孔入流剖面优化方法

非均质油藏水平井沿水平段入流剖面不均匀,容易导致注入水局部突进.考虑储层物性、污染状况和完井参数等因素影响,建立水平井射孔流体流动过程中油藏渗流、径向渗流、近井地带汇流和井筒管流模型,以相邻区域边界处流量和压力一致为原则进行耦合,完成水平井产能敏感性和入流剖面计算分析.实例计算结果表明,由于不同位置处渗透率和污染程度的...     

MRC油井稳态产能计算与对比

为提高单井产量和油藏采收率,最大储层接触面积井(MRC,Maximum Reservoir Contact)越来越得到重视,但因井眼结构复杂,常规方法难以计算其产能。采用一种离散化半解析方法建立了MRC油井油藏渗流和井筒管流相耦合的稳态产能模型并运用迭代法求解。以某低渗油藏为例对MRC井产能进行了计算和对比,结果表明:MRC井产能受井筒间渗流干扰影响大,主井筒两端泄油能力强,中间弱,在分支侧钻点处最弱;分支井筒从跟端到趾端泄油能力逐渐增强。MRC井单相油流IPR曲线与直井两相流IPR曲线相似,应合理选择生产压差。井筒总长度一定时,三种MRC井产能差值均在10%内,且存在启动压力梯度时均会明显降低。综合考虑钻完井工艺难度,推荐采用鱼骨型多分支水平井实现MRC技术。     

射孔水平井产能分段数值计算

水平井开采时流入剖面不均匀，传统的产能解析公式或恒生产指数的计算方法难以准确预测其产能。假设地层均质，将射孔完井水平井筒分为多个井简单元段，采用拟三维思想，把流体在三维空间的流动分为垂直裂缝流、近井区径向流和孔眼汇聚流，并考虑地层伤害的影响，建立井简单元段的油藏渗流模型。根据孔眼注入对水平井筒中流体流动的影响，将井筒压力损失分为摩擦损失和加速损失两部分，基于质量、动量守恒原理，建立井筒流动压力损失模型。将油藏渗流与井筒流动耦合计算，开发了应用软件，井壁流入剖面计算结果表明，从水平井筒末端到跟端，井壁注入量逐渐增大；水平井产能计算结果与油井实际产量吻合较好。图1表2参14     

水平井流动特征影响因素分析

根据水平井井筒压降理论分析了各类压降的影响程度以及井身结构参数和产量对水平井筒摩阻压降的影响程度,水平井筒压降以摩擦阻力压降为主。井筒摩阻压降与水平井产量的平方、水平段长度呈正比关系,与井筒内径的五次方成反比关系。利用数值模拟技术研究了储层物性和完井参数对水平井流动特征的影响,结果表明储层渗透率非均质性是影响水平井流动特征的最主要因素,对饱和度场的影响亦十分显著。在进行水平井射孔设计时,必须综合考虑,使得井筒内流量的分布合理和水驱前缘推进均匀,保证水平井取得理想开发效果。     

多层合采阶梯井产能计算模型的建立与求解

在阶梯井多个生产段同时对多个油层合采时产能预测难度较大。针对该问题,依据渗流力学、工程流体力学、油藏工程和数值分析有关理论,考虑油藏各向异性、渗流干扰、井筒管流压降和钻完井污染等因素,利用离散化处理方法,建立了阶梯井与薄互层油藏耦合的多层合采阶梯井产能计算模型,分析了该模型具有唯一解的充要条件,给出了求解方法。利用某三层薄互层油藏数据进行了实例计算,分析了井筒径向流率、井筒流量和井筒流压的分布规律,发现阶梯井生产过程中,井筒径向流率分布规律满足高阶偶次多项式,流量分布规律满足三次多项式,流压沿井筒呈抛物线状分布且越靠近跟端下降越快,并认为管流摩阻造成的压降和产量损失不可避免;将利用该模型计算的全井产量与Joshi公式的计算结果进行了对比,发现二者仅相差1.79%。研究表明,建立的多层合采阶梯井产能计算模型的计算结果合理,为相关产能预测提供了新方法。      

射孔水平井产液剖面均衡性影响因素分析

水平井产液剖面的均衡性间接反映了储层动用程度的均衡性,是射孔参数优化设计的重要依据。将源函数方法与表皮系数模型相结合,基于势的叠加原理,建立了各向异性油藏射孔水平井的油藏-井筒耦合模型,该模型可考虑地层损害和射孔等因素对水平井流入动态的影响,并给出了产液剖面和势分布剖面的求解方法。采用该模型分析得到了井斜角、油层厚度、地层原油黏度和垂向渗透率对射孔水平井产液剖面均衡性的影响规律。受井筒各处流态、泄油面积差异以及井筒内压力损失影响,射孔水平井的流量分布呈现端部效应和跟趾端差异,产液剖面呈斜"U"形;端部效应随着井斜角减小和垂向渗透率降低而减弱,随着油层厚度减小和原油黏度降低而增强;跟趾端的流量差异随着井斜角减小及油层厚度和垂向渗透率降低而减小,随着原油黏度的降低而增大。      

均质储层内渗滤问题的精确解

本文将油井有效半径引入油藏渗流问题的内边界条件之中,从而建立了均质油藏渗流问题的新模型;并在考虑到井筒储集和表皮效应的情况下求得了外边界为无限大、有界封闭和有界定压三种典型情况下均质油藏压力分布的精确解析表达式。本文对于无限大油藏,封闭油藏两种情况,绘出了定常产量井的无量纲井底压降及其导数的曲线,这些典型曲线就是现代试井解释中的典型曲线。本文所绘出的这些典型曲线较Gringarten等人的更精确。     

水平井变密度射孔调剖方法

产液剖面不均衡是水平井开发过程中亟待解决的问题。基于源函数法和势的叠加原理,根据油藏—井筒耦合关系,建立了均质各向异性盒式油藏水平井产液剖面的计算模型及方法。在储层均衡开采的情况下,水平井生产段跟端和趾端流量高,中间流量低,产液剖面呈对称的U型。在实际笼统射孔条件下,受井筒内压力损失影响,生产段跟端流量高,趾端流量低;孔密或孔深越大,产液剖面的均衡性越差。以储层均衡开采为目标,提出了均质各向异性盒式油藏水平井变密度射孔调剖方法。采用该方法对水平井孔密分布进行优化后,孔密从生产段趾端到跟端逐渐下降;趾端孔密越高,跟端孔密的降幅越大。与笼统射孔相比,变密度射孔可明显改善水平井产液剖面的均衡性;孔密越大,变密度射孔的调剖效果越理想。     

复杂断块油田跨断层水平井产能预测及分段长度优化方法——以西非A深水油田为例

布署跨封堵断层水平井是一种有效提高复杂断块油田单井动用储量、减少钻完井投资的开发手段.与常规水平井相比,跨断层水平井的产能预测和分段长度优化需考虑各断块内储层渗透率及厚度差异、封闭断层边界和井筒摩阻等多因素的影响.为综合考虑上述因素,基于势的叠加原理和镜像原理,建立了 2种模式下的跨封堵断层水平井沿井筒径向流量分布计算...     

基于序列二次规划算法的水平井射孔优化

射孔孔眼沿水平井井筒合理分布能提高其开发效果,达到稳油控水的目的。考虑钻井污染和射孔损害对油藏渗流的影响及摩擦损失和加速损失对水平井井筒内压降的影响,建立了油藏渗流和水平井井筒内流体流动耦合模型,扩展了Landman的油藏-井筒稳态渗流耦合模型。基于射孔位置分布对水平井产能和流入剖面的影响,建立了以孔眼位置分布为决策变量、沿井筒流入剖面为约束条件,水平井产量为目标函数的射孔水平井产能优化模型。采用序列二次规划算法对该优化模型进行了求解,得到射孔孔眼沿水平井井筒的最优分布。优化结果表明,射孔孔眼沿水平井井筒存在最佳分布:为得到最大产量,水平井跟部和趾部的射孔孔密较大,中部最小;要使沿井筒入流剖面均匀,射孔孔密沿跟部到趾部方向先增大后减小,约在井筒长度的3/4位置处取得最大值。      

夏92-H井复杂地层地质导向钻井技术

夏92-H井是环玛湖凹陷斜坡带上的一口预探水平井,该井所在区域构造复杂,横向油藏埋深变化大,各井差异性大,采用常规技术无法及时准确找到储层和确保井眼轨迹在储层中穿行,不利于提高探井水平井的油层钻遇率和油藏产能评价。通过建立钻前地质模型、实时解释随钻测井资料、及时进行地质导向、井眼轨迹描述与优化等,有效地确定了目的层顶界及着陆点深度,水平段油层钻遇率达到100%,取得了较好的地质导向和轨迹控制效果。     

考虑井筒压降的水平井流速及压力分布研究

针对井筒摩擦和加速度对井筒压降的影响,根据质量守恒定律和动量定理推导了水平井筒内压降计算的基本公式,建立了与油藏耦合的水平井沿程流速与压力分布计算模型.求解该模型可以得到考虑井筒压降的水平井沿程流速与压力分布.研究发现:水平井水平段沿程压力靠近趾端变化较小,靠近跟端变化较大;由于径向入流的存在,使得水平井沿程呈现变质量...     

A new mathematical model for horizontal wells with variable density perforation completion in bottom water reservoirs

Horizontal wells are commonly used in bottom water reservoirs, which can increase contact area between wellbores and reservoirs. There are many completion methods used to control cresting, among which variable density perforation is an effective one. It is difficult to evaluate well productivity and to analyze inflow profiles of horizontal wells with quantities of unevenly distributed perforations, which are characterized by different parameters. In this paper, fluid flow in each wellbore perforation, as well as the reservoir, was analyzed. A comprehensive model, coupling the fluid flow in the reservoir and the wellbore pressure drawdown, was developed based on potential functions and solved using the numerical discrete method. Then, a bottom water cresting model was established on the basis of the piston-like displacement principle. Finally, bottom water cresting parameters and factors influencing inflow profile were analyzed. A more systematic optimization method was proposed by introducing the concept of cumulative free-water production, which could maintain a balance (or then a balance is achieved) between stabilizing oil production and controlling bottom water cresting. Results show that the inflow profile is affected by the perforation distribution. Wells with denser perforation density at the toe end and thinner density at the heel end may obtain low production, but the water breakthrough time is delayed. Taking cumulative free-water production as a parameter to evaluate perforation strategies is advisable in bottom water reservoirs.     

吉林油田低渗油藏水平井开发技术

针对吉林油田低渗透油藏水平井开发状况,建立了吉林油田低渗透油藏水平井适应性地质参数评价标准,根据不同渗透率级别,优选出2类8个适合水平井开发区块。以M区块、N区块、E区块水平井开发油藏为例,从精细地质体描述、油藏工程参数优化、投产投注方案优化、水平井轨迹控制、能量补充5个方面对水平井油藏工程优化设计进行研究,给出了适合吉林油田地质特点的水平井油藏工程设计参数,形成了水平井系列开发技术。利用Eclipse软件对N区块不同能量补充方案进行数值模拟研究,结果表明,直井位于水平井趾端注水时,水平井产量最高。M区块水平井应用效果表明,水平井平累计产油量是周围直井130-6井同期累计产油量的2.5倍。图8表3参14