射孔完井水平井产能预测数值模拟研究

根据油藏内流体的流动模型和水平井筒内流体的流动模型,建立了油藏-水平井筒流动的耦合模型,模型中考虑了油层各向异性、重力及毛管力的影响,采用全隐式方法对模型进行求解.运用该模型对影响水平井产量的射孔参数进行分析,结果表明水平井射孔段长度、射孔密度、射孔深度和射孔孔眼直径都是影响水平井产能的重要因素.增大射孔段长度、射孔深度、射孔密度和射孔孔眼直径都可以明显提高水平井的产能.水平井射孔时应穿透钻井污染带,否则对水平井的产能会造成很大影响.     

射孔完井水平井产能预测数值模拟研究

根据油藏内流体的流动模型和水平井筒内流体的流动模型,建立了油藏一水平井筒流动的耦合模型,模型中考虑了油层各向异性、重力及毛管力的影响,采用全隐式方法对模型进行求解。运用该模型对影响水平井产量的射孔参数进行分析,结果表明水平井射孔段长度、射孔密度、射孔深度和射孔孔眼直径都是影响水平井产能的重要因素。增大射孔段长度、射孔深度、射孔密度和射孔孔眼直径都可以明显增加水平井的产能。水平井射孔时应穿透钻井污染带,否则对水平井的产能会造成很大影响。     

水平井水平段最优长度设计方法的改进

为解决水平井水平段最优长度设计问题,利用渗流力学理论,对油藏中流体在水平井内的流动进行合理的假设和简化;基于范子菲等人提出的模型,充分考虑了各种钻井费用以及石油价格对水平井水平段长度设计的影响,得到计算水平井水平段最优长度的新模型.同时,在范氏模型中引入产能计算误差的概念,通过实例计算,分析了水平段长度、井内流量、井筒粗裢程度、流体黏度、油藏渗透率、井筒直径对水平井产量及产能计算误差的影响.研究表明,对于确定的油藏,影响水平井产量及产能计算误差的主要因素是水平段长度、井筒粗糙度、井筒直径;对于特定的水平井,影响水平井产量及产能计算误差的主要因素是流体黏度、油藏渗透率和井内流量.图6参14     

考虑井筒压降的水平井产能影响因素研究

水平井井筒内压降对水平井生产动态有较大影响,特别是当水平段较长时,将导致水平井筒末端油藏和井筒的压降很小,甚至为零。根据质量守恒定律和动量定理,在建立裸眼完井水平井筒内单相变质量流动压降方程的基础上,建立与油藏耦合的产能计算模型,分析了各因素对水平井产能的影响。通过研究发现,对于具体油藏具体水平井存在一个最优的水平段长度,同时水平井井径、流体粘度、流体密度、油层厚度、水平段到油藏底部距离、水平渗透率和垂向渗透率等参数均会对水平井的产能造成一定的影响。     

水平井产量影响因素分析

研究了影响水平井产量的主要因素,重点研究了水平井长度与产量的关系。通过油藏内流动和水平井筒流动两者的耦合,建立了在层流状态下水平井长度与产量的关系式,研究结果说明在层流状态下水平井筒摩阻很小,水平井段各处产液强度相同。同时结合水平井产量公式,研究了影响水平井产量的其他因素,这些因素包括油层厚度、井眼半径、各向异性、控油...     

热采水平井变质量流与油藏渗流的耦合数值模拟

为真实反映水平井及近井地带的流体流动情况，需要将水平井井筒内的流动与在油藏中的渗流耦合进行油藏数值模拟。假设“微元段”，引用“交错网格”和“等效渗透率”概念，建立了热采水平井井筒变质量流的等效渗流模型；在此基础上提出耦合井筒变质量流与油藏渗流的水平井产量公式，建立了井筒变质量流与油藏渗流耦合的数学模型。利用该模型进行热采水平井开采机理研究，认为：水平井井筒内的压降影响水平井生产动态，忽略压降将使计算的产油量和油汽比偏高；水平井所产油主要来自水平井筒的始端，在一定的油藏条件、水平井参数等情况下，每口水平井都有最优水平段长度。图2表1参5     

底水油藏水平井临界产量确定新方法

底水油藏水平井临界产量作为确定油井合理生产制度、延长无水采油期、提高水平井开发效果的重要参考依据,是控制油井过早见水的一个重要指标,准确计算其大小在底水油藏开发中至关重要。以底水油藏底水脊进机理为基础,借助底水油藏直井底水锥进渗流理论,考虑水平井筒周围椭球形等压面,利用椭圆流原理以及发展矩形族方法推导了底水油藏水平井临界产量计算新方法。通过实例计算与对比,新公式计算结果与修正Chaperon模型临界产量计算结果相对误差较小,说明新公式准确性较高,而Giger-Karcher模型、程林松-范子菲模型、窦宏恩模型由于假设条件与底水油藏实际渗流模式不符,最终导致临界产量计算结果偏差较大。敏感性分析表明临界产量随着油层厚度、井筒位置与油层厚度之比的增大而增大,而随着各向异性系数的增大而减小。     

影响水平井开发效果的主要因素研究

为研究影响水平井开发效果的因素,采用油藏工程方法与数值模拟方法相结合,从裂缝方向、渗透率、有效厚度等地质参数,水平段长度、裂缝条数、原油黏度等开采参数出发,对影响水平井开发效果的各参数进行研究。结果表明,产量与水平段长度、裂缝条数并非成正相关,各参数存在上限值;产量与流体黏度成负相关,渗透率、有效厚度与产量成正相关。部署水平井时,应使井排与裂缝走向一致、水平段平行于最大主应力;裂缝与基质渗透率比值大时,水平井应平行于裂缝布井。     

油层中渗流与水平井筒内流动的耦合模型

针对几种常见油藏类型情况,导出了水平井生产时单相原油三维稳态流动的压力分布,并根据质量守恒原理及动量定理导出了水平井筒内压降计算新公式。它考虑了沿程流入对井筒内压降的影响。提出了把油层中的渗流与水平井筒内的流动耦合的数学模型及求解方法。实例计算表明:用此模型计算产能,精度高;井筒内压降对水平井生产动态有影响。当生产井段长度超过某一值后,产量不再随井长增加而增加;沿水平井筒长度方向各段单位长度的采油指数并不相等。     

射孔水平井产液剖面均衡性影响因素分析

水平井产液剖面的均衡性间接反映了储层动用程度的均衡性,是射孔参数优化设计的重要依据。将源函数方法与表皮系数模型相结合,基于势的叠加原理,建立了各向异性油藏射孔水平井的油藏-井筒耦合模型,该模型可考虑地层损害和射孔等因素对水平井流入动态的影响,并给出了产液剖面和势分布剖面的求解方法。采用该模型分析得到了井斜角、油层厚度、地层原油黏度和垂向渗透率对射孔水平井产液剖面均衡性的影响规律。受井筒各处流态、泄油面积差异以及井筒内压力损失影响,射孔水平井的流量分布呈现端部效应和跟趾端差异,产液剖面呈斜"U"形;端部效应随着井斜角减小和垂向渗透率降低而减弱,随着油层厚度减小和原油黏度降低而增强;跟趾端的流量差异随着井斜角减小及油层厚度和垂向渗透率降低而减小,随着原油黏度的降低而增大。      

气藏水平井产能预测数值模拟研究

根据气藏内气体的流动模型和水平井筒内流体的流动模型,建立了气藏-水平井筒流体流动的耦合模型,充分考虑了2种流动的相互作用和影响。对气藏水平井的产能求解采用非稳态、拟压力模型,考虑了气藏内的各向异性和气体的非达西流动,通过实例计算表明,应用水平井技术可提高低渗气藏产量。     

水平井中心管完井生产段流动耦合模型

水平井生产井段存在压降导致井筒压力和流量分布不均.考虑中心管完井对水平生产井段流动的影响,根据等效井径、势的叠加原理,建立了中心管完井3维条件下油藏渗流和井筒复杂流动耦合模型.通过模型求解,给出了井筒入流分布和压力分布.实例结果表明,当中心管长度约为水平生产井段长度的1/3时,中心管完井能够降低跟端处的大压差,有效改善入流剖面和压力剖面.     

射孔水平井孔眼密度优化分析

针对油藏中流体漉入水平井水平段后，形成油藏渗流和井筒流相互制约、相互耦合的流动系统问题，认为准确描述计算流动系统的有关系数非常必要。因此，利用油藏渗流模型和水平井筒内的流动模型，推导出了油藏／井筒耦合模型。该模型同时考虑了两种流动的相互作用和影响。建立了以水平井生产端压差为目标函数、以孔眼分布为决策变量的优化模型，同时和均匀流入剖面、均匀射孔分布的结果进行了对比。优化模型考虑了水平井筒内变质量流的影响，对现场水平井的优化设计有理论指导意义。     

水驱砂岩油藏水平井多段流描述及数值模拟研究

合理设计水平井及正确计算其产能,已经成为水平井开发油田能否达到预期效果的重要问题。在水平井渗流规律、产能预测、多段流描述技术、多相流理论以及变质量流理论的基础上,综合采用渗流力学、油藏工程、现代数学和现代计算技术等多学科交叉的方法进行研究,建立水平井井筒-油藏耦合数值模拟的数学模型。采用数值模拟的方法对水平井渗流机理进行了研究,同时,进行水平井油藏数值模拟软件的编制。研究成果的检验与应用表明,提出的基于水平井多段流描述方法的油藏数值模拟模型,可以准确预测水平井的产能,优化水平井参数,指导水平井开发方案制定。     

水平气井试井分析新方法

水平气井渗流机理复杂,对不稳定试井资料难以分析。根据以上特点,建立了水平方向无限延伸情形下水平气井的试井分析数学模型。利用拉氏反演算法,作出了识别和求取流动阶段地层参数的试井分析典型曲线。从压力导数曲线看出,水平气井压力动态出现4个明显的特征段,即纯井筒储集阶段、早期垂向径向流阶段、早期线性流阶段和晚期水平径向流阶段。利用这4个特征段压力导数曲线的特征直线,推导出求取气藏水平渗透率、垂向渗透率、表皮系数及原始地层压力的表达式,从而建立起水平气井试井分析的特征值方法。用实例论证了该方法的可靠性。     

低渗气藏水平井压裂裂缝参数优化

针对低渗气藏水平井压裂产能预测和裂缝参数优化存在的主要问题，采用数值模拟的方法，从气体在低渗气藏中的渗流机理研究入手，同时考虑了气体非达西渗流对产量的影响，建立了低渗气藏水平井压裂产量预测的非达西渗流模型，利用该模型编制了低渗气藏水平井压裂产量预测及裂缝参数优化软件，并对现场实例进行了模拟优化计算，研究了裂缝条数、裂缝导流能力和裂缝长度等参数对水平井压裂产量的影响，并通过结果分析对这些参数进行了优化，得到了影响水平井产能的主要裂缝参数等。     

射孔完井水平井产能敏感性分析与完井参数设计

针对射孔完井水平井产能预测误差大和完井参数设计考虑因素不全面的问题,建立了三相油藏渗流、井壁入流和井筒管流耦合模型,基于河南油田张店南79-平2井区相关资料进行了计算分析。研究表明：地层原油粘度等储层参数和孔密等完井参数对水平井产能有较大影响,根据参数敏感性分析拟合回归的产能计算公式具有较高精度（平均相对误差4．53％...     

气藏水平井水平段产气剖面的影响因素分析

用水平井开采气藏,影响水平井水平段产气剖面的因素很多,可分为地层岩石物性和流体物性、钻井污染、射孔单元完井参数和井段宏观打开参数。由于水平井修井、增产增注、分层开采的要求,水平段气井常常采用分段打开设计,其打开程度、打开位置、打开段射孔参数都将对长井段井筒流入剖面产生影响。根据气藏内气体的流动模型和水平井井筒内流体的流动模型,建立了井筒流动与气藏渗流耦合模型,以该耦合模型为理论基础,通过长井段射孔产能优化模拟研究,分析了影响水平气井水平段产气剖面的因素,为水平气井地质设计、开发气藏、提高采收率提供较为科学的依据。     

射孔完井的水平井向井流动态关系

针对几种常见类型油藏（底水驱油藏,边水驱油藏,上、下封闭边界油藏）导出了射孔完井的水平井生产时单相原油三维稳态流动的压力分布,并根据质量守恒原理及动量定理导出了射孔水平井筒内压降计算新公式。建立了耦合油层中渗流与水平井筒内流动的向井流动态关系模型,提出了求解模型的方法。用该模型制作了一口实例水平井的向井流动态关系曲线,并分析了射孔密度对其产量的影响,该模型可用于水平井产能预测及射孔参数优选。图３表１参８（陈志宏摘）