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...     

塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏水平井酸压技术

为最大限度地提高长裸眼段水平井的改造效果,针对塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏特点,采用优选的酸液体系、优化的施工工艺等适于缝洞型碳酸盐岩油藏水平井酸压技术系列,使酸压措施尽可能多地沟通近井地带的缝洞体,较大幅度地提高水平井产量,取得了良好的应用效果。     

缝洞型碳酸盐岩油藏储层改造人工裂缝特征研究

塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩油藏储层缝洞发育,储集空间主要以溶洞、溶孔和裂隙为主,基质渗透率低,油气渗流通道主要为裂缝。酸压是提高产能的有效措施之一。通过分析100多口酸压井的测试资料,运用净压力裂缝分析方法和压力拟合方法,将酸压井的净压力曲线分成4类,研究了每类曲线反映的碳酸盐岩油藏天然缝洞发育情况和酸压裂缝延伸规律,并分析了人工裂缝沟通天然缝洞体系情况;通过对酸压净压力曲线进行拟合,评价了酸压施工是否形成了多裂缝系统。研究结果可用于正确指导压裂设计的优化,对提高酸压效果具有现实的指导意义。     

缝洞型碳酸盐岩油藏数值模拟新方法

缝洞型碳酸盐岩油藏与砂岩油藏不同,流体流动的介质由不同尺度的孔、缝、洞组成,用常用的达西流油藏数值模拟技术难以合理描述地下油水动力学特征.结合缝洞型油藏特征,提出了应用流动力学(N-S方程)与渗流力学(Darcy方程)耦合计算的两相流油藏数值模拟方法,洞穴、裂缝内流体流动应用N-S方程计算,溶蚀孔洞及微裂缝的组合体应用多孔介质Darcy方程计算,介质边界处理方法是根据方法边界的对称性质,提出了力学及流量平衡关系方程,模型计算结果通过实验对比得到验证.     

缝洞型碳酸盐岩油藏三维三相数值模拟新方法

针对缝洞型碳酸盐岩油藏的储层空间特征,提出新的数值模拟方法,溶穴、裂缝、孔洞分别建立各自的离散空间,离散空间之间由流动方程控制流量,扩展了多重介质的理论模型。数值计算上用基于控制体积分的有限差分方法来离散处理,各种介质的非线性方程组通过牛顿拉夫松方法全隐式求解。计算结果与解析解对比,验证了其正确性。该模型更加适用于缝洞型油藏的数值模拟研究。     

缝洞型碳酸盐岩油藏耦合数值模拟新方法

首次提出洞穴内两相流体动力学计算方法,并建立了洞穴与溶孔间的界面处理方法,创建了缝洞型油藏洞穴-溶孔耦合型两相流数学模型,研究了有限体积数值解法,编写了计算机应用程序,成功地应用于塔河缝洞型油藏注水驱油机理研究,首次提出了多井缝洞单元的注水开发模式,现场实施后增油效果显著。     

塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏剩余油分布特征

塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏储集体主要由大型溶洞、裂缝及溶孔组成,其中大型溶洞是主要的储油与产油空间.大型溶洞内流体流动为自由流,与砂岩孔隙中的流体流动具有较大的差别.溶洞内油水两相流时不存在固体介质对流体流动阻力,油水间的重力作用表现突出,油水间重力分异迅速,油水界面清晰.溶洞之间由裂缝相连通,耦合后流动更加复杂,裂缝内流体流动表现为高速达西流动,底水沿裂缝水窜速度快.结合生产动态与数值模拟研究,揭示了5种缝洞型油藏复杂介质剩余油分布类型,即井旁溶洞剩余油、溶洞顶部剩余油、缝洞剩余油、下层溶洞剩余油和裂缝上部剩余油等,为塔河油田开发调整及提高采收率提供了地质基础.     

缝洞型复杂介质油藏数值模拟方法

缝洞型碳酸盐岩油藏的储集空间由溶洞、裂缝及溶孔组成,介质类型复杂,大规模油藏数值模拟中采用单重介质或双重介质都不能表征洞、缝、孔的综合流动特征.提出了—种新的多重介质数值模拟方法,建立了数学模型,有效解决了溶洞、裂缝与溶孔介质间的流动方法,推导了数值解法,通过实例测试,计算结果可靠,从而形成了缝洞型油藏大规模数值模拟的技术手段.     

塔河缝洞型碳酸盐岩油藏复杂缝酸压技术研究

缝洞体是塔河油田油气的主要储集空间,通过酸压工艺沟通缝洞体是实现这类油藏高效开发的主要手段。侧钻井放空、漏失现象揭示在井周不同方位均发育缝洞体。由于酸压人工裂缝延伸方向主要受控于最大水平主应力方向,造成非主应力方向上的缝洞体沟通困难。增加酸压裂缝复杂程度是提高井周不同方位缝洞体沟通的有效措施。通过建立复杂天然裂缝条件下人工裂缝延伸模型,评价了不同岩石参数对裂缝复杂程度的影响：摩擦系数 > 水平应力差 > 逼近角 > 岩石抗张强度 > 内聚力。研究形成了复杂缝酸压配套工艺技术并开展5井次现场应用,平均单井增油5 909.7 t。     

缝洞型碳酸盐岩油藏地质建模和油藏数值模拟研究

缝洞型碳酸盐岩储集体非均质性强,储集空间、连通性复杂。以处于油藏评价期的哈萨克斯坦X油田Pz层储集体为例,通过地震、地质、测井、测试等信息的一体化综合研究,建立了精细的缝洞型油藏三维地质模型,将油藏工程和油藏数值模拟相结合研究该油藏合理开发方式及开采技术界限,推荐采用边缘底部注水方案。     

奥陶系缝洞型油藏原生水体体积计算新方法

建立了油藏缝洞储集体中流体空间分布模型,将缝洞内原生水体的能量及产量贡献认为是固定水侵,应用物质平衡方程及线性回归,提出了一种计算原生水体体积的新方法并进行了实例计算,计算结果与油藏数值模拟结果有较好的一致性,证明了该方法的可行性。     

基于储层特性的碳酸盐岩缝洞型油藏开发方式

碳酸盐岩缝洞型油藏由于具有横、纵向非均质性极强的特点,采用常规注采井网开发产量低,经济效益不佳.目前中外学者已经提出了多种适用于该类油藏的开发方式,但仍未提出一套较为系统的碳酸盐岩缝洞型油藏开发方式优选流程.为了更精准地选择碳酸盐岩缝洞型油藏的开发方式,提高该类油藏的采收率和实际经济效益,以A区块为例,运用数值模拟手段...     

碳酸盐岩缝洞型油藏流固耦合下的油水两相流动特征

为提高缝洞型碳酸盐岩油藏采收率,探究其流固耦合下的油水两相流动特性,根据不同介质中的流体流动规律,建立了Stokes-Darcy两相流体流动模型;基于有效应力原理和广义胡克定律,建立了适用于缝洞型碳酸盐岩油藏的油水两相Stokes-Darcy流固耦合数学模型;分别针对有无流固耦合的缝洞型碳酸盐岩油藏,进行了宏观和细观的油水两相流体流动模拟。研究结果表明：油藏有无流固耦合作用,其油水两相流体流动特性在基质区差异较大,在溶洞内差异较小,注水速度对缝洞型碳酸盐岩油藏的油水流动影响较大。     

哈拉哈塘区块碳酸盐岩储集层酸压改造评价方法

由于塔里木盆地哈拉哈塘区块碳酸盐岩储集层酸压形成的人工裂缝与天然缝洞系统沟通,从而提高了油井产量。综合运用酸压施工曲线分析法和裂缝导流能力曲线分析法对该区块近年来20多口酸压井的酸压改造效果进行评价和分类,研究了不同曲线对应的碳酸盐岩储集层缝洞发育情况和分布规律,分析了人工裂缝沟通天然缝洞系统的各种情况。研究结果可用于正确指导酸压设计优化和后期开发。     

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。     

塔河油田缝洞型油藏流动单元的定义和划分

目前,流动单元研究在砂岩油藏研究中已得到广泛应用,但对于缝洞型碳酸盐岩油藏来说,由于成岩后生作用、构造断裂作用、溶蚀作用等多种因素对储集空间的综合影响,使砂岩油藏的流动单元研究方法难以直接应用于缝洞型碳酸盐岩油藏.因此,针对塔河油田缝洞型碳酸盐岩地质特征,论证了该区碳酸盐岩储层渗流屏障的存在及其类型,探索性提出区别于砂岩油藏的缝洞型碳酸盐岩储层流动单元的综合研究方法,包括油藏压力趋势分析法和流体性质分析法等,并综合缝洞型储层的发育特征初步划分了该区的缝洞型碳酸盐岩流动单元.     

碳酸盐岩储层酸压裂缝高度延伸规律——以川西栖霞组为例

针对川西深层海相碳酸盐岩的开发,酸压是非常有效的增产手段;川西深层海相碳酸盐岩储层存在非均质性强、储层薄、储隔层应力差较小等问题,目前改造的技术难题是缝高的控制。针对川西X气井地质情况,基于有限元数值模拟方法,研究了工程地质因素对缝高的影响规律,并通过FracPT软件净压力拟合、微地震数据和生产井温数据获得的缝高结果,验证了本模型的合理性。结果表明,减小工作液黏度、施工排量和注液规模、增大储隔层间应力差有利于控制缝高;基于该结果,指导了X气井施工参数优化,施工后X气井测试日产气量10.45万m³,酸压施工增产效果好。该研究成果对于川西深层海相碳酸盐岩的酸压优化设计和现场施工具有指导作用。     

考虑酸蚀效应的缝洞交互行为研究

缝洞型碳酸盐岩储层具有低孔、低渗透和非均质性强的特点,酸压是该类储层增产改造的主要技术手段,酸压改造的关键在于高效沟通缝洞储集体。由于受到非均质性和随机分布孔洞的影响,酸压过程中裂缝扩展路径复杂,缝洞交互规律认识不清。为此,开展室内实验,研究碳酸盐岩酸蚀前后孔隙度、渗透率和力学性质变化规律。实验结果表明：酸岩反应对岩石力学参数影响显著,以质量分数为15%胶凝酸为例,酸蚀作用后,岩心孔隙度、渗透率增加,岩心抗压强度、弹性模量分别降低了42%和60%,泊松比增加了25%。通过在经典内聚力模型中引入岩石物理力学演化方程,建立了一种考虑酸岩反应的裂缝扩展模型,将该模型与常规水力裂缝扩展模型和室内酸压物理模拟实验对比,验证了该模型的有效性和正确性。利用建立的模型研究了孔洞尺度、注液排量、水平地应力差对裂缝扩展路径的影响,结果表明：①人工裂缝倾向于贯穿小孔洞、绕过中型孔洞、沟通大型孔洞。②当水平地应力差超过5 MPa,注液排量超过0.057 m3/s 时,有助于裂缝与孔洞沟通。③酸岩反应能明显提高缝洞沟通效率,注液排量为0.1 m3/s 时酸压裂缝扩展面积是常规水力压裂的2 倍。因此,改造高应力差碳酸盐岩储层时,为了提高缝洞沟通效率、改善酸压效果,应适当提高注液排量。     

塔河油田奥陶系缝洞型油藏储量计算方法

塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏属古岩溶缝洞型油藏，储层发育受控因素多，非均质性强，储集空间多样，储集类型复杂，既有裂缝-溶蚀孔隙型储层，也有裂缝-溶洞型储层，堪称世界上最复杂特殊的碳酸盐岩油藏，油藏描述难度大，常规的储量计算方法不能有效使用。在分析塔河油田缝洞型储层连续性特征尺度的基础上，提出了采用孔隙体积来表征缝洞型碳酸盐岩油藏的储集性及相应的储量计算方法，采用多元回归分析方法和数值模拟方法，计算了典型区块的缝洞型碳酸盐岩油藏储量，对塔河油田奥陶系油藏精细描述和后期开发方案调整具有重要意义。     

深层碳酸盐岩储层酸压工艺技术现状与展望

分析了深层碳酸盐岩储层酸压改造存在的技术难点，综述了国内外深层碳酸盐岩储层酸压改造工艺和酸液体系的最新进展，包括酸压改造的作用机理、技术特点及应用范围。重点阐述了国内外深度酸压技术和复合酸压技术的发展，以及复合酸压技术在我国几个典型深层或超深层碳酸盐岩油田的成功应用情况。并指出国内外深层碳酸盐岩储层酸压技术的发展特点是已由单一酸液体系向复合酸液体系发展，酸压工艺已由单级注入向多级交替注入发展。最后提出了深层碳酸盐岩储层酸压技术存在的问题，并指出分层酸压、变粘酸酸压和水平井酸压是今后深层碳酸盐岩储层酸压改造发展的方向。