双重介质复合数值试井技术在裂缝性礁灰岩底水油藏中的应用

针对流花11-1油田解析试井结果与地质和动态特征吻合程度差的问题,综合考虑地质模型、生产历史、重力毛管力、相对渗透率曲线,运用多层裂缝性底水油藏的水平井数值试井解释方法,形成裂缝性底水油藏水平井双重介质复合数值试井技术。在整体压力恢复测试资料中筛选出40口井用于压力恢复数据,进行双重介质复合数值试井解释,该方法既考虑了底水能量,又考虑了多层之间渗透率的差异。结合现有地质认识,该数值模型解释结果表明,油田压力恢复试井曲线主要存在线性流、双线性流和双孔渗流3种流动特征。针对不同类型井建议减小生产压差或者采取稳油控水方式进行改造,对实际生产具有指导意义。     

致密油藏体积压裂水平井压力特征

为研究致密油藏水平井体积压裂改造后的储层和渗流特征,文中建立了考虑基质应力敏感性的体积压裂水平井复合试井模型。内区为压裂改造区,由多级压裂水力裂缝与双孔介质模型共同表征;外区为非改造区,由单孔介质模型表征。应用叠加原理、Laplace变换、Stehfest数值反演和摄动变换技术进行求解,得到了体积压裂水平井试井模型的井底压力特征曲线。研究结果表明,体积压裂水平井的渗流可以划分为裂缝双线性流、垂直于裂缝的线性流、裂缝拟径向流等7个特征阶段。敏感性参数分析表明,致密储层的应力敏感特征在试井解释中不可忽视,渗透率模数、储容比、窜流系数、水力裂缝条数和水力裂缝导流能力对压力和压力导数特征曲线会产生较大的影响。     

双重介质复合数值试井技术在裂缝性礁灰岩底水油藏中的应用

针对流花11-1油田解析试井结果与地质和动态特征吻合程度差的问题,综合考虑地质模型、生产历史、重力毛管力、相对渗透率曲线,运用多层裂缝性底水油藏的水平井数值试井解释方法,形成裂缝性底水油藏水平井双重介质复合数值试井技术。在整体压力恢复测试资料中筛选出40口井用于压力恢复数据,进行双重介质复合数值试井解释,该方法既考虑了底水能量,又考虑了多层之间渗透率的差异。解释结果表明：该数值模型结合了现有地质认识,油田压力恢复试井曲线主要存在线性流、双线性流和双孔渗流3种流动特征,针对不同类型井建议该井生产压差放小或者采取稳油控水方式对该井进行改造。     

裂缝性油藏水平井压力不稳态特征分析

根据双重介质的特征和水平井三维渗流的特征，通过连续点源方法建立了双重介质三维渗流模型，经Laplace空间数值反演得到实空间的压力响应。讨论了储容比、窜流系数、水平井空间位置、边界类型对裂缝性油藏水平井不稳态压力动态的影响。     

缝洞型三重介质油藏分形渗流规律

缝洞型三重介质油藏非均质性强,孔隙结构复杂,为比较精确描述复杂系统,引入分形理论,建立分形三重介质缝洞型油藏数学模型。通过Laplace变换及Stehfest数值反演的方法,求出井底压力解;借助matlab编程绘制压力动态曲线,划分渗流阶段,分析渗流特征,进行分形参数敏感性分析;结合钻测井数据,解释渗流参数,验证模型的正确性。结果表明:分形三重介质缝洞型油藏渗流过程分为早期井筒储集,溶洞系统向裂缝系统窜流,溶洞与裂缝系统拟径向流,基质与溶洞、裂缝系统窜流,总体径向流5个渗流阶段。分形系数影响整个渗流过程,随着分形系数的增大,裂缝迂曲度增大,致使渗流阻力增加,引起压力导数曲线整体上移幅度增大,总径向流阶段上翘幅度也增大。     

页岩气藏综合渗流模型及压力动态分析

区别于常规气藏,页岩气藏渗流主要受解吸、扩散、窜流和常规达西流动控制,机理复杂。考虑到基质和裂缝系统之间存在的压力差,在将气藏看成是双孔单渗介质的基础上,新增加了一个扩散以外的窜流流动,通过引入2个新的参数分别表征扩散和窜流2个因素的影响,建立了页岩气藏含有多条横向裂缝的压裂水平井的渗流数学模型。在此基础上,基于源函数理论,采用镜像反应和叠加原理,得到了地层中任意一点的压力表达式,通过Laplace变换和Stehfest数值反演得到水平井井底压力解,绘制了不同条件下的压力动态曲线,并与目前存在的渗流数学模型进行了对比,为页岩气藏的试井分析和不稳态产能评价提供了理论依据。     

裂缝性致密油藏非稳态窜流规律

对裂缝性油藏渗流过程中基质-裂缝间窜流规律的研究发现,其形状因子是随着时间发生变化的。裂缝性致密油藏传统模型通常将形状因子考虑为常数,无法准确描述双重介质油藏的渗流规律,因此,文中考虑致密油藏应力敏感特征,引入与压力有关的变渗透率系数,建立了裂缝性致密油藏不稳定渗流方程。综合运用分离变量法和幂级数法对该模型进行求解,得出时变形状因子表达式。将推导的时变形状因子应用到典型双重介质模型中,计算结果表明,运用所推导的时变形状因子的预测结果和精细网格模型一致,较准确地反映了裂缝性致密油藏基质-裂缝系统间窜流规律,简化了基质-裂缝系统间窜流过程的定量数学模拟,为类似油藏进行试井分析和产能评价提供了更准确的理论依据。     

多重介质渗流模型的适用性分析

通过对多重介质渗流微分方程的物理意义分析．提出在建立多重介质渗流模型时不仅要考虑渗储空间类型和特征尺度．还要分析不同介质间的窜流是否具有方向性。只有当窜流的方向性可以忽略时．多重介质渗流模型才适用。通过对常见油藏中多重介质渗流模型的适用性进行分析得出以下结论：①不能园碎屑岩孔隙可分为孔和喉道而将其简化为双重介质渗流模型;②多重介质模型在层状碎屑岩油藏、基质裂缝油藏和两种割理渗透性相近的煤层气藏中是适用的;③多重介质渗流模型在缝洞型油藏和基质裂缝溶洞型油藏中的适用性应根据窜流能否处理为标量来判断;④多重介质渗流模型在两种割理渗透性差异大的煤层气藏中一般不适用。     

裂缝性致密油藏体积压裂水平井压力动态分析

基于格林函数、镜像反演及压力叠加原理,建立了箱式封闭边界裂缝性致密油藏体积压裂水平井压力动态分析半解析模型,模型使用经典的Warren-Root模型表征体积改造区域内基质—裂缝间渗流关系及裂缝系统空间展布,考虑了相邻主裂缝间压力干扰,能更好地描述储集层渗流特征,解释参数更符合实际情况。并利用建立的模型对裂缝数、裂缝半长、裂缝间距、储容比和窜流系数等相关参数敏感性进行分析。结果表明,在双对数曲线图版上井底压力响应过程可划分为人工裂缝线性流、双重介质窜流、第一径向流、第二线性流、拟径向流和封闭边界流6个渗流阶段。裂缝数对整个井底压力响应过程都有显著影响,裂缝数越多,生产压差越大,单井产能越高,裂缝数增加,生产压差增幅减小,存在一个经济最优值;裂缝半长越长,初期生产压差越大,单井产能越高;裂缝间距越大,第一径向流阶段时间相对增加,第二线性流阶段时间相对减少,生产后期压差越大,产量增幅越小;储容比越小,窜流越明显;窜流系数越小,窜流发生得越晚。     

三孔双孔介质径向复合油藏模型与试井曲线

建立了考虑井筒储集和表皮效应的内区为三孔介质、外区为双孔介质的径向复合油藏试井解释模型,通过Laplace变换对模型进行了求解,并利用Stehfest数值反演得到实空间的解,绘制了压力和压力导数双对数样板曲线,从物理渗流机理上对曲线形态特征进行了分析并划分了流动阶段。研究表明,当外区的渗透性较好时,表现为外区压力导数曲线出现下倾;当内区渗透性较好时,表现为外区压力导数曲线出现上翘;内区半径主要影响压力传播到交界处的时间早晚;窜流系数决定窜流段出现的早晚;弹性储能比影响窜流的强弱程度和时间的长短。通过对此类典型曲线特征的分析,为认识和改造三重介质油藏提供了可靠的依据,所获得的结果可用于研究三孔双孔介质复合油藏渗流规律,进行压力动态和试井分析。     

裂缝性油藏渗流特征及驱替机理数值模拟研究

通过双重介质数值模拟,详细研究了裂缝性油藏的渗流特征与驱替机理,并对开发效果的影响进行了敏感性分析。结果表明:岩石应力敏感性是制定裂缝性油藏开发策略的关键,它决定着开发方式、油藏压力保持能力及基质系统与裂缝系统采收率;基质系统与裂缝系统间的窜流作用在边底水能量充足或人工注水保压开发情况下很难发生,仅在降压开发过程中显现;对于基质系统,毛管压力渗析作用是最主要的渗流特征及驱替机理,采收率可达4%以上;对于裂缝系统,油水流动近似管流,采收率可达75%以上;重力作用在裂缝性油藏开发过程中虽客观存在,但作用较微弱。基质系统与裂缝系统油水相渗曲线形态的选取仅影响油水两相渗流能力,对采收率影响很小。     

二次压力梯度三孔渗流模型及非线性渗流特征

裂缝孔洞型三孔介质储层渗流的非线性特征十分明显，其渗流模型中的非线性项不应被忽略。针对裂缝孔洞型三孔介质储层，建立了二次梯度不稳定渗流数学模型。利用变量代换，将渗流模型线性化，求得了拉氏空间下的解析解，采用数值反演法得到了实空间的解。利用模型的解，编程绘制了典型的非线性渗流特征曲线，其反映了裂缝孔洞型三孔介质储层溶蚀孔洞和基质分别向裂缝窜流的特殊流动阶段。此外，分析了二次压力梯度非线性系数、溶洞向裂缝窜流的窜流系数、基质向裂缝窜流的窜流系数等对渗流特征曲线的影响。最后，通过对比常规线性渗流模型的渗流特征曲线，定量研究了受不同二次压力梯度非线性系数影响时非线性与线性渗流曲线之间的差异。结果表明，因受二次压力梯度非线性系数的控制，非线性渗流特征曲线明显偏离线性渗流特征曲线，且偏离量随时间和非线性系数的增加而增加。新建立的二次压力梯度三孔渗流模型，可精准描述缝洞型碳酸盐岩储层的渗流特征。     

缝洞型碳酸盐岩油藏水平井分形非线性渗流

基于欧氏空间的传统渗流理论描述缝洞型碳酸盐岩油藏的多尺度和非均质特征时存在局限性。考虑边界层和流体屈服应力的影响,描述致密基质块的非线性渗流特性,应用分形理论描述裂缝系统的分形特征,同时考虑储层的应力敏感性,建立缝洞型碳酸盐岩油藏水平井分形非线性渗流模型;应用有限元法求解渗流模型,绘制水平井压力动态曲线,并对比不同渗流模型的压力动态曲线特征,分析渗流规律,将渗流过程划分为9个特征流动阶段;对非线性参数和分形指数等相关参数进行敏感性分析,并结合测井数据将新模型应用于矿场渗流参数的解释。结果表明：非线性参数主要影响基质向裂缝系统的窜流强度,而分形指数使得压力动态曲线在渗流中后期逐渐上翘,且上翘幅度随分形指数的增大而加剧。分形非线性模型的矿场应用表明,该模型符合储层实际生产状况,对提高试井解释的准确性有指导意义。     

裂缝性低渗油藏试井模型与非稳态压力特征

流体在裂缝性油藏基质岩块中的流动速度和压力梯度成二项式关系,基于此分析了二项式中各项式作用及意义,进行了裂缝性低渗透介质非稳态压力动态分析建立了流体在裂缝性低渗透介质中的运动方程和双重渗透介质非稳态渗流数学模型,并采用隐式差分格式形成了渗流方程的数值求解形式,对其进行了求解研究结果表明：二项式系数对压力及压力导数有着较大的影响a值和6值越大,等产量条件下压力及压力导数变化幅度越小、越缓;a值同时影响着窜流发生的时间和程度,而b值则主要影响窜流发生的时间;启动压力梯度的存在;夹定着基质岩块向裂缝窜流的难易程度,启动压力梯度越大,基质岩块向裂缝窜流的程度越 低;而渗透率比对压力及压力导数的影响和普通油藏类似。     

致密油藏体积压裂直井非稳态压力分析

针对致密油藏开发特征,基于拉式空间变换,建立了直井体积压裂非稳态压力分析模型,并对影响非稳态压力动态传播的相关参数敏感性做了分析。结果表明：整个渗流过程包括6个阶段,即：线性流、复合边界流、过度流（双重介质裂缝系统径向流）、基质与裂缝间窜流、整个渗流系统径向流、封闭边界流;导压系数比越大,前期压力传播越快,相同生产时间内井控面积越大;裂缝传导率比越大,整个生产期的压力下降都很显著,井控面积会迅速增大;储容比影响过渡流及窜流阶段非稳态压力传播,储容比越小,窜流越剧烈;窜流系数对窜流阶段井底压力传播有影响,窜流系数越小,窜流发生的越晚;改造半径越小,单井泄流越小,越早出现封闭边界流特征。研究成果为致密油藏直井体积压裂后裂缝及储层属性参数解释提供了理论依据。     

基于改造模式的致密油藏体积压裂水平井动态分析

针对致密油藏水平井体积压裂存在不同缝网改造模式的特点,考虑具有基质-天然裂缝双重孔隙和基于离散裂缝模型的缝网改造系统流动特征,建立了致密油藏体积压裂水平井不稳定渗流数学模型,利用Galerkin加权余量有限元方法对模型进行了数值求解,并与Zerzar解析模型对比验证了该算法的正确性,指出了双孔双渗与双孔单渗模型流动形态的差异,揭示了致密油藏体积压裂水平井不稳定压力及产能特征。研究结果表明:双孔双渗情况下水平井井底压降明显变缓,地层线性流不再出现,且压力较快传播至油藏边界;体积压裂水平井初期产量较高,但递减较快,不同改造模式下水平井中期渗流阶段压力及产量的差异明显,各压裂段无间隙无重叠的缝网改造模式对提高单井产量较为有利。     

双孔双渗油藏压裂井产量递减分析研究

针对层状油气藏生产问题,建立并求解了考虑裂缝表皮系数的双孔双渗油藏压裂井产量递减数学模型,运用Stefest数值反演绘制了Blasingame产量递减特征曲线,最后对产量递减典型曲线特征及参数敏感性进行了分析。研究表明,双孔双渗油藏与双重介质油藏有限导流垂直裂缝井产量递减典型曲线形态具有相似性,但在窜流过渡段,双孔双渗油藏的曲线形态不仅受储容比ω、窜流系数入影响,还受地层系数比x影响。并且储容比ω、窜流系数入及地层系数比x大小也影响在产量递减典型曲线上能否反映出压裂井特征。最后用实例验证了该方法的正确性。     

碳酸盐岩稠油热采水平井试井解释模型及压力动态特征

针对碳酸盐岩稠油油藏建立了三重孔隙介质两区复合油藏水平井试井解释模型,通过垂直线源沿水平井井身进行积分,利用Laplace变换和Fourier有限余弦积分变换求解得出水平井的压力解,并进行了压力响应及参数敏感性分析。碳酸盐岩稠油热采水平井的压力导数曲线在测试时间足够长的情况下一般具有多个水平段、过渡段和"下凹"等特征:水平段是压力在不同介质中传播时的径向流的反映;过渡段是压力传播到两区界面时的反映,其出现时间与加热半径有关,当其较小(如R_D=5)时,过渡段通常出现在裂缝径向流时期,当其较大(如R_D=250)时,其通常出现在缝-洞径向流或孔-缝-洞径向流时期;"下凹"是介质间窜流的反映,其主要受弹性储容比和窜流系数等参数的影响。     

分形油藏中水平井的非牛顿幂律流渗流规律

利用平均压力法建立了（双孔）分形油藏中水平井的非牛顿幂律流的数学模型，并求得了其近似解的水平井的产能公式，计算了与分维有关的参数δ、幂律指数ｎ、弹性储量比ω、窜流系数λ对渗流规律的影响，分析表明，其流太可分为５个阶段：开始时的井筒内线性流阶段；早期的径向流阶段；球形阶段；中期的双孔介入质相互作用阶段；晚期的平均双重介质球形流阶段。     

压裂水平井不稳定渗流分析

对三维油藏中压裂水平井流动进行了合理的假设和简化,建立了压裂水平井物理模型,在此基础上建立了三维油藏有限导流压裂水平井非稳态渗流系统模型,用半解析的方法耦合求解出有限导流压裂水平井井底压力及流量分布,并对井底压力特征曲线进行了流动阶段分析.流体在压裂水平井系统中的流动呈现4个流动段特征:裂缝内的径向流、裂缝-油藏双线性流、油藏内的线性流和油藏球形流.裂缝内流量分布受流动时间和裂缝导流能力的影响,流动时间越长,裂缝导流能力越大,裂缝内的流量分布越均匀.压力特征曲线受油藏上下边界条件的影响,对于上下封闭边界的无限大油藏,拟稳态压力导数为一常数,对于上下定压边界的无限大油藏,拟稳态压力导数曲线较无限大油藏提前下掉.图5参16