非均质油藏分层配水理论

多层非均质油藏纵向上一般渗透率差异比较大,吸水能力也不相同,目前多采取分层注水提高采收率技术.从油藏工程方法角度出发,推导了一级两段分层配水情况下,水嘴选择的油藏工程表达式,建立了储层渗透率差异和水嘴选择之间的关系;建立了分层注水时水嘴直径与附加压降、表皮因子、流量的关系式;利用数值模拟方法,计算不同水嘴直径、不同渗透率级差下,分层注水的采收率;研究了分层注水对提高采收率的效果和规律.模拟结果表明,当隔层遮挡能力很好时,水嘴直径存在一个最优值,随着渗透率级差的增大,控制注水层位的最优水嘴直径减小,分层注水效果更为明显.这种方法能够方便、准确地进行分层配水,为油藏工程数值模拟计算提供了理论支持.     

低渗透油藏小水量防堵塞水嘴设计与试验

针对低渗透多层油藏分层注水时水嘴易堵塞问题,研制了小水量防堵塞水嘴。利用FLU—ENT软件对水嘴的节流原理进行了数值模拟分析,并对水嘴的节流效果进行试验研究。数值模拟分析和试验结果表明,小水量防堵塞水嘴通过绕流增加流道长度以增加沿程损失,改变水嘴内流体的流动方向和扩大流道截面积来增加水嘴的局部压力损失,在不降低水嘴节流效果的前提下,既满足小水量注水的要求,又大幅度扩大了水嘴通流面积,有效防止了水嘴堵塞。     

同心分层注入水嘴尺寸确定方法

塔里木油田分层注水、注气井存在超深、高温、高压的特点,注入流体物性沿井深变化大,为了满足计算精度,必须充分考虑流体物性的变化。常见的注水水嘴计算方法无法达到精度要求,而注气水嘴的计算方法也未见报道。为此提出了满足塔里木油田分注要求的分层配注水嘴尺寸计算方法,由管柱中的流动得到嘴前压力、注入指数曲线得到注入压力,利用嘴前压力和注入压力,通过嘴流方程得到水嘴尺寸。在计算中需要考虑注水和注气在管流和嘴流方面的差别,充分考虑流体物性随温度和压力的变化,沿井深划分小段进行计算。此外,气体嘴流计算中的容积绝热指数需要通过热力学理论计算得到。在塔里木油田的工程实例中,该方法计算出的尺寸与实际尺寸接近,取得了较好的应用效果。     

新型小流量水嘴的设计与数值模拟

针对单层配注量小、层间压差较大的低渗透油藏分层注水,采用常规水嘴过流面积小、不易实现分层配注问题,提出了以现有堵塞器水嘴外形尺寸、承压能力等参数为依据,设计一种新型小流量水嘴。该水嘴通过绕流增加流道长度以增加沿程损失,改变水嘴内流体的流动方向和扩大流道截面积来增加水嘴的局部压力损失,实现在相同的节流效果前提下,既满足小水量注水的要求,又大幅度地扩大了水嘴通流面积。利用FLUENT软件对新型小流量配水嘴和常规配水嘴的嘴损特性进行了数值模拟,通过数值模拟结果表明:新型小流量水嘴大幅度地增加了过流面积,从而实现层间压差较大时的分层注水,可进一步推广应用。     

分层注水可调水嘴调节能力仿真计算与分析

注水量精确控制是分层注水工艺的难点,特别是低渗透油藏的小水量分层注水控制尤为困难。根据智能注水井可调水嘴的控制机制,建立了二层分层注水的系统水力学模型。应用有限元方法获得了"U"形可调水嘴的流量系数与水嘴开度的关系,在此基础上数值求解二层注水系统水力学模型,模拟计算了注水量和地层吸水压力变化对水嘴开度的影响。结果表明,注水量和异常的地层压力是制约自动水嘴调节能力的最重要因素,过小的注水量和异常的地层吸水压力会导致水嘴开度过小而无法正常工作。     

CFD技术在防堵塞系列配水嘴设计中的应用

应用CFD（计算流体动力学）技术模拟配水嘴嘴损特性,分析配水嘴内部流动特性,设计了防堵塞新型系列配水嘴。在对新型结构配水嘴的嘴损特性和内部流动进行数值模拟基础上,结合原始孔口水嘴的数值模拟结果对新型配水嘴进行了定型和系列化设计。根据水嘴内部流场中压力和流线的分布,分析了新型配水嘴的节流原理。结果表明：模拟配水嘴嘴损所采用的数学模型和计算方法合理有效,设计了与试验相符的、满足工程实际技术要求的新型系列化防堵塞配水嘴。拓展了CFD技术应用领域,为新型配水器水嘴的研制和调配提供了新的方法。     

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏注CO2可行性研究

为了探索塔河油田注水替油开发后期提高采收率的技术手段,开展了注CO2驱油实验和数值模拟研究.选择典型碳酸盐岩缝洞单元S86,采用物理模拟和理论模拟相结合的方法,评价了塔河油田稀油注CO2开发的可行性.利用高温高压PVT仪研究了S86地层流体注CO2气的增容膨胀性;利用细管实验测试了地层流体注CO2的最小混相压力.在实验分析和模拟的基础上,运用组分模型开展了塔河油田S86区块注气数值模拟研究,对比了衰竭式开发、注水开发、注烃类气和注CO2气开发的效果.研究结果认为,塔河油田S86区块稀油注CO2混相压力为26.3 MPa,在地层条件下可实现混相驱;数值模拟结果显示注CO2驱在水驱基础上可提高采出程度9.45％.     

深水钻井隔水管涡激振动特性的数值模拟研究

深水钻井隔水管作为深水油气开发的关键部件必然面临涡激振动及其疲劳损坏这一重大安全问题,正受到广泛关注。基于精细流场模拟并耦合结构动力响应的流固耦合方法是准确分析隔水管涡激振动特性的必然趋势。文中总结了"十一五"期间和正在进行的"十二五"课题在数值模拟方面的部分研究成果,针对简化的和实际尺寸的隔水管所涉及的涡激振动问题,提出高精度流固耦合分析技术,建立了隔水管涡激振动分析可靠的物理模型、数学模型和数值模拟方法。通过对比实验验证了模型的可靠性。基于简化和实际情况下(海况、结构、尺寸等)钻井隔水管涡激振动进行了大量的数值模拟研究,给出了高雷诺数下具有实际海况的几种典型洋流条件,如剪切流、亚临界和临界流条件下实际尺寸隔水管的涡激振动特性,以及顶部张力控制隔水管涡激振动的效果。     

考虑毛管滞后的周期注水作用机理数值模拟

目前大多数周期注水开发油藏数值模拟计算的开发效果都好于实际油藏周期注水的开发效果.采用数值模拟方法,对周期注水中的毛管滞后现象和考虑毛管滞后的周期注水作用机理进行了研究.结果表明,周期注水时,含水饱和度变化方向发生周期性变化,其原因是油藏驱替过程中驱替和吸入交替进行,进而导致毛管滞后;毛管滞后将产生新的毛管压力曲线,它位于驱替毛管压力曲线和吸入毛管压力曲线之间.周期注水中毛管压力是主要的作用力,考虑毛管滞后时高、低渗透层间流体交渗量和高、低渗透网格间油的交渗量都小于不考虑毛管滞后(采用驱替毛管压力曲线)时的交渗量.考虑毛管滞后的周期注水数值模拟的开发效果较符合油田开发实际.     

考虑压力约束的精细分层注水耦合调配模型

为解决现有常见分层注水调配计算模型考虑因素不全、模型计算精度较低的问题，建立了井筒管流–水嘴孔流–地层渗流的耦合模型，计算分层注水量，并考虑井口压力及地层压力的约束条件，构建了一种分层配水器水嘴调配反演计算方法，分析讨论了不同条件下模型正演及反演计算结果。分析结果表明，所建模型能够精确计算不同时刻各注水层的注入量及压力，单层配水器水嘴直径与该层注入量呈正相关关系，与其他层注入量呈反相关关系。该模型能够在满足压力约束条件的情况下给出最优水嘴调配方案，为分层注水提供一种较精确的注水量计算及配水器水嘴调配方法，指导现场分层注水调配工作。     

浅水超多井槽导管架井口平台设计探讨

对于钻井密度不断加大的海洋油气田开发,采用超多井槽平台可能成为经济性更优的方案。文章探究了超多井槽平台的主要配置,对比了井槽集中式布置与分离式布置的优缺点,进行了平台总体布置的选型。结合总体形式和平台尺度,从结构设计角度研究了该类平台的构造特点与设计要求,并就其对钻井、海上施工等的影响及解决措施进行了分析。结合设计实例进行了在位和施工的计算分析,得到了该类平台的结构受力特点,并针对桩基支反力差异、吊装重心偏移等特点提供了解决方案。最后,从平台整体规划、专业统筹布置、结构差异化设计等方面提出了应用超多井槽平台的建议,并总结了该类平台的应用范围和注意事项。     

PDC钻头与动力钻具的优化匹配和钻进特性研究

动力钻具配合PDC钻头钻井，可以大大地提高机械钻速、降低成本、缩短钻井周期。螺杆钻具的高转速可以为PDC钻头提高切削速度提供井下动力保障。在动力钻具与PDC钻头配合钻井时，首先选择配合较好的动力钻具和PDC钻头．然后根据其性能和要求选择合适的地层。文章从金刚石钻头破岩的机械和水力参数出发．分析了金刚石钻头与动力钻具的优化匹配问题。     

塔里木盆地下古生界生物标志物分布与沉积环境的关系

塔里木盆地下古生界生物标志物分布与沉积环境有关,反映了藻类和微生物输入的特征。寒武系和奥陶系生物标志物分布具有异同点。塔里木盆地奥陶系与全球奥陶系生物标志物分布的差异反映了不同的生物输入。     

低电阻率油层在濮城油田的认识与应用研究

在储层岩性细、粘土矿物多、微孔隙多、颗粒亲水等原因上分析了低电阻率油层成因机理。对濮城油田多种成因类型的低电阻率油层进行了地质成因分析，并具体划分为粘土矿物成因型、岩性成因型、复合成因型。根据岩性分析图版，结合其它影响因素，得出了濮城油田多成因低电阻率油层的解释方法及规律，将这一规律应用于实践中，取得了显著的效果。     

东濮凹陷早第三纪含盐地层

本文应用生物地层学方法,将东濮凹陷早第三纪含盐地层进行了统一划分与对比.东濮凹陷地层内古生物化石丰富,组合特征和纵向演化规律与渤海湾地区基本一致,属于同一古生物群体,与国内其它地区同时代古生物群也有许多共同之处.因此,该凹陷含盐地层不但可与渤海湾地区早第三纪地层进行对比,而且也可与国内其它地区同期地层进行对比.根据其他地区地层单元已确定的地质时代,将东濮凹陷和渤海湾地区沙四段、沙三段的地质时代分别划归中、晚始新世.     

黄骅坳陷北堡地区深层火成岩储层评价

黄骅坳陷北堡地区沙一段、沙三段深层火成岩是该区重要的储集岩,该储集岩以玄武岩和火山碎屑岩为主,玄武岩以裂缝为主要储集空间,火山碎屑岩以粒间次生孔隙和微裂缝为主要储集空间;沙一段薄层基性玄武岩微裂缝发育,而中性凝灰岩粒间孔隙和微裂缝组合发育,沙三段厚层玄武岩顶底裂缝发育,而中性凝灰岩微裂缝则非常发育;低中孔隙度和渗透率变化大为储集层的主要特征。岩性、火山岩相带、构造应力、充填期与聚油期相近是火成岩储集空间发育的主要控制因素。沙一段火山碎屑岩类发育,但分布范围小,沙三段以玄武岩为主,厚度大,分布广。火成岩顶面构造高部位是有利储层分布区,为进一步勘探的目标。     

分形非均质油藏产能方程

研究用分形描述油藏的非均质性，并与渗流力学相结合，建立了非均质油藏的基本产能方程。导出了不同形态的油相相对渗透率曲线下水驱分形非均质油藏产量变化规律的方程式，并结合分形地质统计学进行了应用研究。结果表明：本方法因考虑了油藏非均质效应，使预测结果更为合理可靠。     

沥青膨胀珍珠岩防腐保温管道补口技术的改进

管道绝缘层和防水层补口采用ZR改性沥青补口毡、保温层补口采用无氟或有氟聚氨酯泡沫小包装材料，改进工艺后可提高沥青膨胀珍珠岩防腐保温管道补口的密封性和质量，并能改善施工条件、减轻工人的劳动强度和降低施工成本。     

中国近海天然气地质特征与勘探新领域

经过近20年的大规模勘探和综合研究,中国近海天然气地质特征逐渐明晰。中国近海生气凹陷可划分为煤系烃源岩、“陆源海相”烃源岩和中深湖相烃源岩生气凹陷等3类。煤系烃源岩生气凹陷和“陆源海相”烃源岩生气凹陷主要分布于东南沿海盆地的外带,凹陷以生气为主,形成了4个储量近千亿m3的气区。中深湖相烃源岩生气凹陷主要位于东南沿海盆地的内带和克拉通内裂谷盆地,所属4个凹陷以生油为主兼生气,气田规模均为中小型。受晚期快速沉降影响,3类凹陷的气源岩普遍超压或强超压,生排气时间均较晚。受凹陷结构和新构造期断裂活动控制,天然气的运移分侧向运移、垂向运移和构造脊控制下的阶梯状运移等3类。储层以第三系砂岩为主,其次为前第三系火山岩、变质岩,已有商业性气藏的储层均为常温常压。气藏盖层有超压的,也有不超压的,天然气聚集具动平衡特点。圈闭主要是构造圈闭和有构造背景的复合圈闭。中国近海大中型天然气田的勘探方向主要是含煤富气凹陷,受勘探程度的影响,浅水区应先关注富气凹陷及其周边的有利复合圈闭,深水区则以构造圈闭和复合圈闭为主要目标。     

南海北部陆坡白云深水区浅层深水水道沉积

应用分辨率高的浅层三维地震资料,对白云深水区浅层深水水道沉积系统进行研究,以此指导地震分辨率降低的中深层勘探。在白云凹陷浅层的陆坡、陆坡底都发育大量深水水道,按成因可分为3类:侵蚀型、侵蚀/加积型和加积型。深水水道的几何形态随地形坡度的变化而变化,在上陆坡发育单一的深切供应水道,在坡度较缓的限制性环境内,多个较宽浅的水道垂向叠加,在盆底的非限制性环境,多个小型水道侧向迁移。在平面上,水道形态既有顺直型也有弯曲型。白云凹陷侵蚀/加积型水道垂向变化特征表现为粒度整体向上变细,底部为主水道,顶部为有堤水道。深水水道砂岩的勘探具有复杂性,因此找到厚度大、连通性好的水道砂岩尤为重要。