缝洞型碳酸盐岩油藏数值模拟基础理论与应用

现有油藏数值模拟技术均为以多孔连续介质为理论基础,以达西方程、连续性方程为核心的数值模拟技术.缝洞型油藏流动特征复杂,不仅存在多孔连续介质渗流特征,还存在离散介质N-S流特征,现有的油藏数值模拟技术不适用.针对缝洞型碳酸盐岩油藏储层特征,划分了缝洞型油藏介质类型;依据表征单元体基础理论,建立了缝洞油藏连续介质与离散介质...     

塔河缝洞型碳酸盐岩油藏渗流特征

根据塔河缝洞型油藏储层及生产动态特征和流动机理不同,把塔河缝洞型油田划分成5种类型的油藏。1)溶洞为主的低饱和缝洞型油藏,初期产能高、稳产期长、见水慢、有较长的无水采油期。这类油藏要注意地层压力的变化并及时注水补充能量。2)缝洞为主的低饱和缝洞型油藏,初期产能较高、稳产期较短、易见水、无水采油期短、水淹速度快。这类油藏要注意早期完井不要进行大型的酸压作业并减小生产压差、延长无水采油期。3)缝孔为主的低饱和缝洞型油藏,初期产能相对较低、稳产期较短、见水速度快。这类油藏要注意减小生产压差、减缓底水的锥进。4)具气顶的过饱和缝洞型油藏,初期具有较高的产能、见水速度慢、含水上升的梯度小。这类油藏要注意尽可能减小气顶气的采出、保持地层中气的驱动能量。5)稠油缝洞型油藏,初期具有较高的产能、含水率呈脉冲式、整体含水率上升趋势缓慢。这类油藏要注意地层压力及采油方式的研究。     

论碳酸盐岩缝洞型油藏的滚动开发

塔河油田奥陶系缝洞型碳酸盐岩储集空间多样,非均质性极强,缝洞储集体发育,流体性质复杂。总结了15年塔河油田开发之实践经验,提出了缝洞型油藏的滚动开发程序、开发基本原则及开发方案设计要点,并以具体实例论述了缝洞型油藏滚动开发过程,为此类油藏的高效勘探开发提供了有益的借鉴。     

塔河油田四区缝洞性油藏缝洞单元划分方法研究

随着塔河油田奥陶系油藏的开发,划分缝洞单元的重要性逐渐的表现出来,而缝洞型碳酸盐岩油藏缝洞单元的划分方法没有统一模式,文章通过实例列举出了三种方法,分别是地层压力趋势分析法、井间干扰试井法、示踪剂检测法等.利用这些方法将塔河油田进行单元划分,为指导油藏开发提供了一定的依据.     

含大尺度溶洞缝洞型油藏试井图版

在大尺度缝洞型油藏数值模拟中,大尺度溶洞和裂缝不适合作为多孔连续介质。基于溶洞质量守恒建立了溶洞外流体流动满足达西定律、溶洞内部处处压力相等的耦合模型,利用直接边界元方法计算了井附近含大尺度溶洞油藏井底压力,绘制了压力双对数曲线,并研究了溶洞的大小及离井距离、窜流系数、储能比对井底压力响应曲线的影响。     

缝洞型碳酸盐岩油藏缝洞单元划分方法研究—以塔河油田奥陶系油藏主力开发区为例

以古岩溶缝洞系统发育为起因的缝洞储集体是缝洞型油藏油气储集的基本地质单元。缝洞型油藏的开发强调缝洞储集体内部和不同缝洞储集体之间的连通性,即缝洞单元是缝洞型油藏开发的基本单元。国内外文献对缝洞储集体和缝洞单元缺乏明确的定义,对缝洞单元的划分也在不断的探索中。以塔河油田奥陶系缝洞型油藏为背景,提出了缝洞单元的基本概念与基本分布模式,建立了缝洞单元的划分原则与划分方法。在研究塔河油田的缝洞储集体分布、流体性质分布、油井产能分布与井间连通性的基础上,对塔河油田奥陶系油藏主体开发区初步划分出15个缝洞单元,为塔河油田的进一步调整与治理提供了参考。     

缝洞型碳酸盐岩油藏井网密度研究

缝洞型碳酸盐岩油藏的储层类型与其他类型油藏极其不一样,因而对于缝洞型碳酸盐岩油藏井网密度的研究,目前还没有一种比较成熟的方法。针对上述问题,以缝洞型碳酸盐岩油藏常见的一种储渗模式进行研究,考虑该类型油藏油井的产量递减规律,同时结合相类似油藏计算井网密度的经验公式,并对该经验公式产生的误差进行原因分析及修正,从而得到了一种计算缝洞型碳酸盐岩井网密度的新方法。油田应用实例表明,该方法对于缝洞型碳酸盐岩油藏井网密度的计算有很好的指导作用。     

运用摄动边界元法研究非均质油藏稳定渗流

建立非均质油藏稳定渗流的摄动方程，利用边界元方法对其求解。求解时引入了“Pad6逼近方法”，有效地加快了解的收敛速度，提高了解的收敛能力。利用该方法可以获得复杂边界非均质油藏的压力分布，并通过实例证明该方法的有效性。     

塔河油田奥陶系缝洞型油藏连通性研究

塔河油田属非均质性极强的溶洞、裂缝型复杂油气藏。搞好油藏连通性研究是划分缝洞单元并进一步提高奥陶系油藏开发效果的关键。从油藏工程的角度出发,提出了从5个方面入手,采用模糊综合评判研究油藏连通性的方法。该方法的研究结果与油田的动态与静态资料相符,应用中与其他资料相结合可以进一步精确确定油藏的缝洞单元。     

碳酸盐岩缝洞型油藏缝洞单元储量精细分类评价

针对前期碳酸盐岩缝洞型油藏探明储量分类评价成果无法满足油藏精细开发及提高采收率工作的需要的问题,以缝洞识别为基础,动静结合,从缝洞单元内储量的有效控制及动用状况出发,把缝洞单元储量分为未控制储量、井控未连通储量、连通难采出储量和连通易采出储量,形成了缝洞单元储量精细分类评价方法。应用缝洞单元储量精细分类评价成果,开展了完善井部署、注采调整及流道调整等综合调整工作,有效提高了储量动用效率和采收率,改善了开发效果。     

缝洞型碳酸盐岩油藏压力响应特征

缝洞型碳酸盐岩油藏开发过程中,由于部分储层中发育大尺度溶洞,溶洞的位置及大小将会影响储层中流体流动规律。在假设储层中大尺度溶洞为等势体、将基质和裂缝看作双重孔隙介质的基础上,建立了储层流动模型。采用Laplace变换和边界元方法对模型进行求解,得到了井底压力响应特征曲线。对比了双重孔隙介质模型的解析解与边界元方法的计算结果,证明了该模型的准确性。同时,对溶洞参数的敏感性进行了分析,分析结果表明:溶洞半径越大,特征导数曲线上上凸和下凹的幅度越大;压缩系数比越大,曲线上凸段持续时间越长,下凹幅度越大。该方法对发育大尺度溶洞的油气藏储量评估与地层测试有一定借鉴意义。     

缝洞型碳酸盐岩油藏储层结构表征方法——以塔里木盆地塔河S67单元奥陶系油藏为例

为表征缝洞型碳酸盐岩油藏古岩溶储集体成因类型多样、储层结构复杂的特点,综合考虑主控因素和成因关系将古岩溶划分为表层岩溶、断控岩溶和地下河系统3类。表层岩溶主要受风化淋滤作用形成,分布范围广,结构类型以小型溶洞、溶蚀孔、裂缝等小缝洞体为主;断控岩溶主要沿断裂带溶蚀扩大形成,结构类型以复杂断裂、大型断控溶洞、溶蚀孔缝为主;地下河系统主要受控于潜水面,经长期水流冲刷溶蚀形成,规模大,结构类型以岩溶管道、厅堂洞及沿河的溶蚀孔缝为主。针对不同成因岩溶分布规律特征,采用地震振幅谱梯度属性结合序贯指示模拟表征表层岩溶分布,基于波阻抗反演结合梯度结构张量刻画断控岩溶特征,利用分频能量属性结合基于目标的方法构建地下河系统模型,综合测井、地质、动态等多学科资料表征古岩溶连通、充填及物性特征,并通过融合建立三维地质模型。结果表明：该方法能够有效表征此类油藏储层缝洞结构复杂、非均质性强的特点。塔河油田S67单元结构类型及连通样式多样,表层岩溶缝洞体尺度较小,局部连片近似层状分布,厚度在0~50 m,物性及连通性较好;断控岩溶缝洞体尺度较大,沿断裂带呈多种分布样式,物性差异大,顺断裂方向连通性好;地下河系统较为发育,存在上、下2层河道,充填严重,物性及连通性较差。基于融合模型落实并细化了单元储量构成,模型应用于油藏数值模拟及开发方案调整效果显著。     

塔河油田奥陶系碳酸盐岩缝洞型储层预测技术

塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏埋深在5300 m以上,基质不具储集性,储集类型以裂缝、溶洞为主,油气受控于古岩溶缝洞,储层纵、横向非均质性强,地震信噪比、分辨率低,预测难度大。寻找和预测奥陶系缝洞发育带是塔河油田增储上产的关键。在储层成因机理研究的基础上,建立了碳酸盐岩缝洞型储层的成因预测模式,为储层预测奠定了地质基础。针对塔河油田奥陶系储层的特点,建立了以叠前时间偏移和目标精细处理技术为核心的碳酸盐岩缝洞型储层精细成像技术,为储层预测提供了扎实的基础资料。通过储层标定和正演模拟分析,建立了碳酸盐岩缝洞型储层的地球物理识别模式,包括测井识别模式和地震识别模式,为储层识别和预测提供了依据。应用振幅变化率、相干体分析、波阻抗反演等技术,有效地预测了碳酸盐岩缝洞发育带。     

碳酸盐岩缝洞型油藏深穿透酸化实践及认识

随着塔河油田缝洞型油藏的不断开发,受多轮次注水污染、能量下降裂缝闭合、完井酸压效果差等综合影响,远井裂缝导流能力差的井逐步增多,生产表现为供液不足,严重制约油井生产。前期主要依靠常规酸化、大型酸化等传统酸化理念改造,酸液进入近井地带即快速反应,作用距离十分有限,有效率低。通过实施深穿透酸化工艺技术,有效解决了远井通道导流问题,应用前景广阔。     

碳酸盐岩缝洞型油藏提高采收率关键技术

中国碳酸盐岩缝洞型油资源量丰富,探明石油地质储量达29.3×10⁸ t,已经成为中国油气勘探开发和油气增储上产的重要领域。由于深埋5 500 m碳酸盐岩缝洞体的描述精度低、流动模式多样、模拟预测难度大,注水窜流易造成油井暴性水淹,导致采收率低仅为15.9%,此类油藏开发是世界级难题。经过多年的研究与实践,形成地球物理描述、地质建模、注水注气和酸压改造等提高采收率系列技术,单元应用后储量动用率提高了42%,同时已提高采收率2.3%,对同类深层、超深层强非均质性油藏开发具有借鉴作用。     

非均质油藏多尺度混合有限元数值模拟方法

采用多尺度混合有限元方法研究了强非均质油藏中的油水两相渗流问题。与传统有限单元法相比,多尺度有限单元法的基函数具有能反映单元内参数变化的优点,因此这种方法能在大尺度上捕捉解的小尺度特征从而获得较精确的解。笔者阐述了多尺度混合有限元方法的基本原理,推导得到了油水两相渗流问题的多尺度混合有限元计算格式。数值计算结果表明,相对于传统的网格粗化技术,多尺度混合有限元能够捕捉小尺度上的非均质特征而具有更高的计算精度;而相对于普通混合有限元方法,多尺度混合有限元方法在保证计算精度的同时能够减少计算量。     

缝洞型碳酸盐岩油藏数值模拟技术与应用

缝洞型碳酸盐岩油藏储集空间类型多样,溶孔、裂缝、溶洞共存,尺度差异大,流动复杂,既有渗流、裂缝流,又有洞穴流,常用的数值模拟方法已不适用此类复杂介质中的流动问题,为了研究此类油藏的开发机理和剩余油分布规律,建立了缝洞型油藏洞穴流与裂缝流和渗流耦合的数学模型,并用有限体积法对数学模型进行了离散,用自适应方法对方程组进行了求解,形成了缝洞型油藏的数值模拟软件.对塔河油田一个井组剖面和一个缝洞单元进行了数值模拟历史拟合,揭示了此类油藏剩余油类型主要有洞顶剩余油、边角剩余油、阁楼油、底层剩余油、绕流油和充填溶洞剩余油,结果与生产实际相符,证明缝洞型碳酸盐岩油藏数值模拟模型是正确的,对缝洞型碳酸盐岩油藏剩余油挖潜和提高采收率有较大的应用价值.     

碳酸盐岩缝洞型油藏缝洞连通体识别及刻画研究

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏具有极其复杂的缝洞空间结构,识别和刻画储层内的缝洞连通体一直是油藏描述的技术难题,目前尚缺乏较有效的处理方法.基于现代岩溶发育模式,选取溶洞体和微断裂-裂缝体系进行地震属性特征识别;运用岩溶地震相分析方法对溶洞和裂缝进行多属性融合的地震相分析,再采用三维地质网格定量化并形成几何格架地质模型,实现对缝洞连通体的刻画.结果表明:振幅梯度属性可有效识别"串珠状"强反射与地层反射的边界,从而检测和成像出"串珠状"反射的溶洞体的空间分布;最大曲率属性能有效地描述断裂和裂缝在平面上的线型特征和几何边界特征,从而反映裂缝通道展布.岩溶地震相分析刻画的缝洞连通体呈现了缝洞储层的几何形态和空间的延展趋势,实现了对缝洞体内部结构和连通通道的精细描述.通过预测和表征缝洞连通体的分布位置和形态特征,为缝洞型油藏储集空间的精细描述提供重要技术支撑.     

缝洞型碳酸盐岩油藏动用储量计算新方法

缝洞型碳酸盐岩储层非均质性严重,井间缝洞储集体的分布规模与展布方向难以获得较准确的认识,为单井动用面积的确定带来很大难度,影响了容积法计算单井动用地质储量的可信度。基于油藏物质平衡理论,以划分的缝洞单元为基础,建立了应用单井可采储量确定单井控制面积,然后再利用容积法计算单井动用地质储量的储量计算新方法。运用新的储量计算方法对塔河油田典型单元内油井动用储量的计算结果与利用动态法计算的动用储量规模有较好的一致性,表明该方法计算严重非均质的缝洞型油藏的动用储量是切实可行的。     

缝洞型碳酸盐岩油藏新型油藏生产指示曲线

弹性驱动油藏的生产指示曲线一直被看作是一条直线,由于原油压缩系数是一个随着地层压力增大而减小的变量,因此其并非一条直线,而是一条曲线,并且油藏压降越大,曲线偏离直线越明显,尤其是对于埋藏较深、地层压力与饱和压力差值较大的缝洞型碳酸盐岩油藏来讲,该油藏生产指示曲线会产生明显误差,需要进行改进。通过建立原油体积系数、原油压缩系数与地层压力的幂函数关系式,简化缝洞型油藏弹性驱动物质平衡方程,建立了新型的油藏生产指示曲线。研究与实例计算表明:地层压力大于饱和压力时,原油体积系数与地层压力不符合线性关系,而是符合幂函数关系,新建立的原油体积系数、原油压缩系数与地层压力的幂函数关系式,不仅符合实际变化规律,并且具有很高的计算精度;原油压缩系数的使用存在2种情况:一是某一地层压力对应的原油压缩系数;二是某一地层压力区间对应的平均原油压缩系数,两者不能混用,物质平衡方程应使用后者;新型的弹性驱动油藏的生产指示曲线始终为一条直线,直线的斜率即为原油地质储量。利用该新型油藏生产指示曲线可以更加准确地进行油藏驱动类型判断、储量计算等油藏研究。