基于势函数的井网流线演变特征

在油田开发过程中,经常遇到井网调整问题,x油藏初期采用反九点井网开发,生产过程中高含水油井转注、同时采油井排排间加密,井网变为排状注采井网。而井网调整后注采井间的流场会发生改变,流体流动规律变得更加复杂。为了研究反九点井网至排状注采井网的流线演变特征,考虑储层非均质性和压实作用对势函数方程进行求解,得到反九点井网流线;进而结合实际井网的调整模式,得到了反九点井网转排状注采井网的流线模型,获得井网调整后的流线。研究结果表明,反九点井网的流线分割区位于排状注采井网的主要流动区,加密后,注入水与加密井之间的流线穿越了该部分区域,井网水驱控制程度得到改善,原先驱替效果差的区域受到注入水的波及。排状注采井网的不可动区域位于反九点井网的主流线区域,在反九点井网的开发过程中已经受到注入水的驱替。流线分布特征显示反九点井网边角井之间的流线分割区、排状注采井网原采油井排采油井与加密井之间的流线分割区以及加密前后流线分割区的叠合区水驱效果较差。研究揭示了反九点井网至排状注采井网的流线演变特征,为井网的二次加密调整提供了理论基础。     

平面各向异性油藏变形五点井网研究

采用规则井网对平面各向异性油藏布井时,易造成注入水沿高渗透率条带突进,使生产井过早见水,难以实现面积井网均匀驱替效果。为解决该问题,利用流管法构建平面各向同性油藏五点井网产能公式,通过物质平衡方程展开得到井网的见水时间,在满足均匀驱替的基础上,得到无量纲注采井距与各向异性系数的关系,为平面各向异性条件下合理构建五点井网形状提供了理论依据。     

井网对溶蚀孔洞型储集层水驱开发特征的影响实验

根据相似准则理论,选取火山岩露头岩样建立实验模型,开展裂缝型与无裂缝型溶蚀孔洞储集层五点井网、九点井网、五点转九点井网、井位与裂缝相对位置、注入井注入速度等多种方式的水驱油开发实验,分析不同实验方案的开发指标变化规律,总结不同井网的水驱开发特征,探索最优注水开发方式。研究表明,无裂缝溶蚀孔洞型储集层,五点井网水驱波及范围小,水窜严重,采收率低,转九点井网后,采收率可较大幅度提高,但对距离较远的角井效果不明显,裂缝-溶蚀孔洞型储集层,注采井不在连通裂缝上,裂缝可以更好地沟通连通性较差的溶蚀孔洞,改善水驱开发效果;无论溶蚀孔洞型储集层有无裂缝,九点井网开发效果明显优于五点井网、五点井网转九点井网,边井开发指标优于角井,且有裂缝时更明显;九点井网水驱至高含水期,将角井转注变为交错井网后采收率可进一步提高;注入井提高注水速度,有助于提高九点井网距离较远角井的产油量,提高最终采收率,但无水采油期大幅缩短,无水采收率大幅下降。     

特高含水开发期注采井网评价新指标

针对影响井网驱油效率的因素,采用室内物模实验数据,分析了影响水驱油效率的影响因素,提出特高含水开发期井网评价应该考虑地层中过水倍数和驱替压力梯度分布因素的影响。利用一维两相水驱油理论,结合数值模拟计算结果,给出了地层中驱替压力梯度、过水倍数指标的具体计算方法。在此基础上,计算了典型五点法注采井网的驱替特征参数分布。指出剩余油饱和度分布与驱替压力梯度、过水倍数分布的关系。运用以上方法,计算比较了五点法、七点法、交错法、九点法4种典型井网的驱替参数分布特征,并比较了不同井网的驱替效果,认为特高含水开发期交错注采井网的效果较好。研究结果对特高含水开发期井网调整具有指导意义。     

特高含水期油藏井网调整开发效果三维物理模拟实验研究

水驱油藏进入特高含水期后,井网调整是进一步提高采收率的有效途径。基于三维水驱物理模拟实验装置,开展了基础井网、井网抽稀及井网加密的正韵律储层水驱油物理模拟实验,对比井网不调整与调整（井网抽稀与井网加密）的开发效果。实验结果表明：与基础井网相比,井网抽稀和井网加密都可以提高采收率,且井网抽稀的采收率提高幅度比井网加密大;当累积注水量相同时,注入速度越大,水驱波及系数越大,采收率越大,且井网调整后提液的采收率要比井网调整后不提液的采收率要大。与基础井网、井网加密相比,井网抽稀水驱开发效果最好;井网调整后提液可以进一步提高采收率。     

智能井技术在五点法井网中的应用

随着水平井技术的发展与成熟,以单水平井为主的开发模式已转化为以水平井井组整体开发为主.利用数值模拟方法研究了水平井与直井五点法井网微单元的流线特征与水平井流入量分布特征对开发效果的影响,探讨了智能井技术在水平井井网中的应用.结果表明,五点法井网微单元的流线特征决定了水平井流入量的分布特征,流入量分布越不均衡,注水开发效果越差,而通过采用智能井技术可以实时调控水平井的流入量分布,从而有效减缓注入水的突进速度,增加波及系数,提高油田的开发效益.     

透镜体低渗透岩性油藏合理井网井距研究

透镜体低渗透岩性油藏具有砂体分布零散、非均质性强等特点,开发过程中核部水淹严重,扇缘部水驱效果较差。为此,基于油藏工程方法与理论推导,确立了环形井网环距及采油井井距的计算方法并绘制了计算图版,同时,结合数值模拟方法,对透镜体低渗透岩性油藏有效开发的合理井网井距进行了研究。结果表明：基于相控剩余油条件下的核注翼采井网模式,可有效缓解正方形面积注水井网形式注水憋压的难题,进而降低注水难度,提高水驱效率;与正对井网相比,采用注采井数比为1∶2的核注翼采交错环形井网时,油水井流线分布较均匀,开发效果较好;对于3注6采与4注8采的环形井网,当环距为200 m时,最优采油井井距分别为300 m和250 m。该研究成果为透镜体低渗透岩性油藏的持续高效开发提供了理论基础和借鉴。     

裂缝性油藏井网水驱油物理模拟研究

为了更好地对裂缝性油藏进行井网优选。根据实际油藏地质特征,利用相似准则制作裂缝性油藏物理模型．开展了井网水驱油实验。通过对比不同注采井网采出程度与含水率的变化,进行井网类型优选．文中对比了5种井网的开发效果,实验及分析结果表明：对于该裂缝性油藏模型,九点井网的采收率最高,这验证了裂缝性油藏吸水能力较强的特点：其余井网的采收率从高到低依次为五点井网、排状井网、反五点井网、反九点井网,这4种井网由于强注强采,导致含水率迅速上升,驱油效果不理想．但当存在合理的裂缝分布及有效的井间干扰时,局部采油井的采收率会得到提高;可以用工型水驱特征曲线预测该油藏的动态变化。文中的研究方法及成果对裂缝性油藏井网优选具有一定的指导意义.     

直井-鱼骨井混合注采井网水驱特征

鱼骨井能够增大井筒与油藏接触面积,有效改善低渗透裂缝性油藏开发效果。但受井型结构及井网等因素的影响,在注水开发过程中出现诸多问题,如见水时间难以确定,含水上升速度较快等。用数值模拟技术,研究了采用直井注水、鱼骨井采油井网的低渗透裂缝性油藏的水驱开发效果。绘制了油藏中鱼骨井的水驱流线分布以及含水变化图版,总结出直井-鱼骨井混合注采井网开采的含水上升规律,对实际油藏开发具有一定的指导意义。     

偏心反九点井网见水波及系数研究

针对应用常规面积井网研究方法计算不规则布井时产生较大误差的问题,利用多井叠加与镜像反演理论,结合流线模拟技术,建立偏心反九点井网见水波及系数计算模型。研究结果表明:一般情况下注水井偏心量越大,见水波及系数越小;当角边井流量比较大(小)时,只与注水井和较近的角(边)井的距离有关,距离越近,见水波及系数越小;随角边井流量比的增加,见水波及系数存在最大值。将研究成果应用于S油田某偏心井网单元,计算得到无水期采出程度与实际值接近,将角边井流量比取为2.8,可使得见水波及系数提高40%以上。研究成果对油田布井、生产制度优化具有一定的指导意义。     

水平井流线数值试井解释模型及应用

考虑水平井渗流特征建立了水平井流线数值试井解释模型,包括生产阶段的渗流数学模型和测试阶段的流线数学模型,两个阶段的数学模型不仅都能够考虑油藏非均质性、生产历史、油水两相流、复杂井网及复杂边界等因素的影响,还能考虑水平井不同的井筒流动形态。采用流线方法求解该模型和遗传算法进行试井自动拟合解释得到油藏参数,形成了适用于中高含水期油藏的水平井流线数值试井解释新方法。通过对反五点井网水平井典型模型的求解,结合其流线分布形态分析,得到了水平井流线数值试井解释模型的压力响应特征。编制了流线数值试井解释软件,并结合油田应用实例,证明了软件及模型的实用性。     

Monitoring the Effect of Discontinuous Shales on the Surfactant Flooding Performance in Heavy Oil Reservoirs Using 2D Glass Micromodels

Although most heavy oil reservoirs contain discontinuous shaly structures, there is a lack of fundamental understanding how the shaly structures affect the oil recovery efficiency, especially during surfactant flooding to heavy oils. Here, an experimental study was conducted to examine the effect of discontinuous shales on performance of surfactant flooding by introducing heterogeneities to represent streaks of shale in five-spot glass micromodels. Results show that oil recovery in presence of shale streak is lower than in its absence. Based on the authors’ observations, the presence of flow barriers causes premature breakthrough of injected fluids and also an unstable displacement front. As well, displacement efficiency of surfactant flooding is dependent strongly on the shale distribution configuration. Increasing shale content causes reduction of ultimate oil recovery and also severe fingering during water flooding while it compensates during surfactant flooding considerably. In shaly patterns, in the case of surfactant flooding, the oil recovery after breakthrough increases significantly, while it changes much less for the case of water flooding as well as flooding in homogeneous model. Oil recovery efficiency and breakthrough time improved with increasing surfactant concentration. However, beyond a specific limit of sodium dodecyl sulfate concentration, around 2000 ppm, incremental oil recovery becomes insignificant. Presence of connate water in surfactant flooding scheme can improve the recovery efficiency in shaly patterns. Results of this work can be helpful to investigate the optimal location of injection/production wells during enhanced oil recovery schemes in shaly reservoirs using five-spot micromodels.     

面积注水开发指标计算方法的改进

应用等值渗流阻力法全面考虑油水渗流阻力的影响,推导出了面积注水油藏见水前后油水井的单井产量公式。考虑水驱过程中油藏内各点含水饱和度的变化,应用物质平衡方法推导出了油井见水的开发时间的计算公式。在开发时间的计算公式中同时引入了面积修正系数并给出了五点井网和反七点井网面积修正系数的计算公式,使油井见水的开发时间的计算精度大大提高——反七点井网的见水时间可减小偏差21%、五点井网的见水时间可减小偏差57%.计算实例表明,应用改进后方法得到的计算结果符合水驱油藏的开发规律。     

致密砂岩油藏水平井分段压裂布缝与参数优化

针对鄂尔多斯盆地致密砂岩油藏五点法联合注采井网的特点,为实现储层改造并控制水窜,对水平井分段压裂的布缝方式和裂缝参数进行了研究.基于水电相似原理,对联合注采井网不同压裂方式进行了电模拟试验,优选了压裂方式及裂缝展布形态;采用油藏数值模拟方法对分段压裂的具体参数进行了优化.电模拟试验结果表明,分段压裂比传统双翼压裂的低压区面积增大36.4%、产能提高72.5%,纺锤形布缝方式最适于五点法联合注采井网;油藏数值模拟结果表明,当裂缝端部连线与油藏边界夹角为23.2°、段间距为92.7 m、裂缝导流能力为15 D·cm时最优.根据研究结果进行了 YP-8 井的压裂设计,压裂后初期日产液量22.66 m3、日产油量18.11 t,投产至今生产基本稳定.研究结果表明,水平井分段压裂采用纺锤形布缝方式,可有效改善近井区域的渗流状况,获得较高的产能,并可均化油藏压力分布,防止过早水窜.      

基于流线方法的压裂水平井注水开发渗流机理研究

非常规储层采用压裂水平井技术可以获得有效的商业价值,针对低砂泥岩特低渗透油藏,通过数值模拟进行压裂水平井注水开发规律研究,运用流线方法揭示了压裂水平井注水开发渗流机理。结合数值模拟结果,根据流线形态、分布及流线与裂缝的对应关系研究了压裂水平井开发的四个流动阶段:裂缝附近线性流、垂直裂缝附近拟径向流、地层线性流和水平井拟径向流。进一步分析了不同井网形式下的压裂水平井注水开发渗流特征,为现场的开发应用提供一定的技术指导。     

碱-聚合物复合驱油藏流线数值试井解释模型及其应用

将流线法应用于碱-聚合物复合驱油藏,对生产和测试两个阶段分别建立了碱-聚合物复合驱油藏流线数值试井解释模型,该模型中不仅考虑了油藏非均质性、油水两相流、复杂井网、生产历史等因素的影响,还充分考虑了碱-聚合物复合驱过程中各种重要驱油机理和物化现象。采用流线方法求解该模型并用遗传算法进行试井自动拟合解释,得到了油藏参数,形成了适用于中、高含水期碱-聚合物复合驱油藏试井解释新方法。通过求解反五点井网碱-聚合物复合驱油藏典型模型,研究了复合驱油藏中测试井的压力响应特征。编制了流线数值试井解释软件,油田应用实例证明了软件及模型的实用性。     

低渗透油藏水平井井网形式优选

水平井在开发低渗透油藏中获得了广泛的应用.为了充分发挥水平井的优越性,确定应用水平井的合理井网形式,利用数值模拟方法,对低渗透油藏中不同井网形式下的产能、采出程度、累计产水等参数进行了研究.结果表明,利用水平井能够显著提高产量,加快采油速度,但同时水平井也能加快见水时间;低渗透油藏水平井网整体开发以交错井网效果最好,井网最优穿透比为0.2～0.4.在分析剩余油分布时引入了流线分析的方法,更加直观地反映了油藏内流体流动状况.     

注采井网生产井含水率解析计算方法

研究了一种对注采井网水驱前缘突破前后流线分布和生产井含水率的解析计算方法。利用过渡平面和多重施瓦茨 柯里斯托弗变换建立注采井网单元的复势分布,据此描绘出不同时刻井网单元内流线分布。根据井网单元的流线分布特征来计算生产井含水率,得到注采井网水驱前缘突破后生产井含水率随时间和注水倍数变化曲线。含水率对流线条数敏感性分析结果显示,流线条数越少,含水率上升越快,并优选了流线条数方案。该解析方法可用于油藏工程中注采井网注采参数的解析计算。     

复杂边界各向异性渗流场流线分布研究

建立了考虑源(汇) 影响的含有不渗透区域复杂边界条件下各向异性油藏稳定渗流的数学模型。利用边界元法求解数学模型, 获得了地层中任意一点的压力公式。在此基础上, 提出了流线场的生成方法, 绘制了考虑各向异性、复杂边界和不渗透区域影响的流线分布图, 并分析了流线分布的特征。研究表明, 渗流场的各向异性和不渗透区域的存在都对流线分布存在较大的影响。利用该方法产生的流线分布图能够较为直观地反映出油藏流体在注采井间的运动轨迹, 为优化井网和注入方案提供重要依据。     

Streamline simulation of counter-current imbibition in naturally fractured reservoirs

Describing fluid transport in naturally fractured reservoirs entails additional challenge because of the complicated physics arising from matrix–fracture interactions. In this paper, the streamline-based simulation is generalized to describe fluid transport in naturally fractured reservoirs through a dual-media approach. The fractures and matrix are treated as separate continua that are connected through a transfer function, as in conventional finite difference simulators for modeling fractured systems. The transfer functions that describe fluid exchange between the fracture and matrix system can be implemented easily within the framework of the current single-porosity streamline models. In particular, the streamline time of flight concept is utilized to develop a general dual-porosity, dual-permeability system of equations for water injection in naturally fractured reservoirs. The saturations equations are solved using an operator splitting approach that involves ‘convection’ along streamline followed ‘matrix–fracture’ exchange calculations on the grid. The proposed formulation reduces to the commonly used dual-porosity model when the flow in the matrix is considered negligible. For modeling matrix–fracture interactions, two different transfer functions are examined: an empirical transfer function (ETF) and a conventional transfer function (CTF). The ETF allows for analytical solution of the saturation equation for dual porosity systems and is used to validate numerical implementation. Results obtained using the CTF are compared with a commercial finite-difference simulator (ECLIPSE) for waterflooding in five-spot and nine-spot patterns. The streamline approach shows close agreement in terms of recovery histories and saturation profiles with a marked reduction in numerical dispersion and grid orientation effects. Finally, an examination of the scaling behavior of the computation time indicates that the streamline approach is likely to result in significant savings for large-scale field applications.