稠油油藏污染井产能模型及压裂增产模型研究

对稠油油藏压裂的研究主要集中在施工方法和技术上，产能预测仍然使用达西流模型。笔者基于稠油的非牛顿特性，考虑流体的启动压力梯度，推导出了稠油储层污染前后的垂直井产能预测模型，以及污染井压裂前后的产能模型。分析了非牛顿流体流变特性参数对产能模型的影响，启动压力梯度越大，非牛顿性越强，影响就越明显。计算表明，无论是稠油油藏还是普通油藏，压裂增产是很明显的，但经验公式增产更明显，这说明了对稠油油藏非牛顿因素的影响是存在的。稠油油藏污染井压裂增产模型为稠油油藏的污染井压裂提供了理论依据。     

稠油油藏储层伤害产能预测新模型及表皮因子研究

基于幂律流体的流变特性方程，推导了幂律流体储层污染前后的垂直井的产能预测模型；推导了适合稠油油藏的表皮因子和非牛顿流体污染井井底压力损失的表达式，并验证了非牛顿流体公式可以还原为牛顿流体公式，分析了非牛顿流体流变特性参数对模型的影响。计算结果对比表明，储层流体的非牛顿特性对模型预测结果具有明显的影响。     

砂岩稠油油藏储层酸化增产原理及表皮系数研究

砂岩稠油油藏储层的酸化主要集中在施工技术和方法研究上,还没有文献对砂岩稠油油藏储层酸化原理及模型、以及相应的表皮系数进行过报道。对伤害前后产能及采液指数比仍然使用的是达西流模型。基于迂曲度推导的幂律流体的流变特性方程、垂直井的产能预测模型,推导了受伤害井伤害前后的产能模型和相应的采液指数比。提出了砂岩稠油油藏储层的表皮系数新模型。分析了非牛顿流体流变特性参数对模型的影响,为砂岩稠油油藏的酸化提供理论依据。     

稠油油藏多薄层纵向缝压裂井产能计算模型

对于裂缝性多层稠油油藏采用水平井压裂纵向缝能够实现有效增产,为分析压裂井在产生纵向缝后的产能,考虑流体在压裂裂缝和水平井筒的变质量流动,以及水平井筒内摩阻压降、加速度压降及井筒内流体流态变化,建立了储层、裂缝渗流与水平井筒流动耦合的纵向缝压裂井产能预测模型。结果表明:对于已知油藏规模、流体粘度及裂缝导流能力下对应有唯一的压裂井比采油指数;纵向缝内压力垂向上呈台阶状分布,储层物性越好层段对应裂缝内压降越大;裂缝导流能力对产能影响较小;原油粘度对采油指数影响较大,降低原油粘度可大幅提高比采油指数。     

一种新的稠油油藏水平井产能预测方法

稠油在地层中的流动具有非牛顿流体特性．为研究其对水平井产能的影响，将稠油视为幂律流体，将地层结构简化为迂曲毛细管模型更接近真实地层，因此．采用迂曲毛管模型研究幂律流体流变特性，得到新的流变方程，并以此为基础，根据速度势理论．推导出了三维空间定压边界稳态流动条件下的水平井的产能预测新公式。计算结果与实际产量对比表明，稠油的非牛顿流动特性对水平井产能预测结果具有一定的影响，考虑稠油非牛顿流动特性和迂曲度的水平井产能预测公式与实际相符合。     

聚合物驱有限导流压裂井压力动态特征分析

为了分析聚合物驱油藏压力动态特征,根据聚合物驱油过程,建立牛顿-非牛顿双区复合直井压裂井试井解释数学模型。基于点源函数基本理论,利用Laplace积分变换和有限余弦傅立叶变换求得无限导流压裂井拉氏空间解析解,结合裂缝导流能力函数求得牛顿-非牛顿双区复合油藏有限导流垂直裂缝井试井解释数学模型的解析解,通过Stehfest数值反演计算并绘制典型无因次井底压力、压力导数特征曲线。研究表明,幂律指数对井底压力变化具有一定的影响,幂律指数小,非牛顿区压力、压力导数曲线上翘越明显,且呈斜率为(1-m)/(3-m)的直线;导流能力越大,双线性流阶段特征越不明显;牛顿-非牛顿区流度比越大、牛顿区半径越小,非牛顿区压力和压力导数曲线位置越高。该模型对聚合物驱试井资料解释和聚驱效果评价具有重要作用。     

页岩气体积压裂数值模拟研究

为建立合理的页岩气体积压裂水平井产能模拟模型,同时研究压裂裂缝参数及地层性质对压裂井产能的影响,通过油藏数值模拟的方法,以某口页岩气井基本参数为基础,利用椭球体状的线网模型模拟复杂的裂缝网络,并利用不可流动油中的溶解气模拟页岩中的吸附气,建立页岩气体积压裂水平井的产能预测模型。在建立模型的基础上分析页岩气体积压裂水平井储层改造体积、网状裂缝导流能力、改造体积的复杂程度等参数对产能的影响,并研究了地层渗透率非均质性等对改造井的影响。结果表明,所建模型能高效模拟实际页岩气体积压裂水平井产能。研究显示改造体积越大,裂缝的导流能力越强,主、次裂缝的间距越小,页岩气体积压裂水平井的产能越高。地层渗透率各向异性对气井产能的影响较小。所建模型对页岩气体积压裂开发效果的预测有积极意义。     

考虑裂缝导流能力时效的海上压裂井产能研究

裂缝导流能力时效性是影响压裂井产能的重要因素之一。为了研究海上低渗压裂井的产能,在无限大地层压降公式的基础上,运用复势叠加原理,建立了压裂井的产能模型,并且考虑了裂缝导流能力时效性的影响。运用产能模型对海上低渗压裂井的产能进行研究。结果表明,裂缝导流能力时效性对油井生产规律有较大影响,考虑裂缝导流能力时效性后的生产规律更加符合生产实际。影响因素分析结果表明:渗透率越低,裂缝长度对产能的影响越大,而裂缝导流能力对产能的影响越小;渗透率越低、有效厚度越小的储层越需要通过压裂增加泄油面积,提高单井产能,增加海上低渗油藏的经济效益。     

低渗透油藏变导流垂直裂缝井产能模型

针对水力压裂后油井形成的垂直裂缝中不同位置导流能力不同的特点,根据压裂后流体渗流规律 的变化,推导出考虑启动压力梯度影响的低渗透油藏变导流垂直裂缝井产能预测模型,并分析研究了各 因素对产能的影响。研究结果表明：裂缝导流能力衰减系数对油井产量的影响程度随生产压差的增大而 增强,随裂缝长度的增加而减弱;当裂缝导流能力较小时,裂缝长度越长,裂缝导流能力衰减系数越大,油 井产量越低,反之,裂缝长度越短,裂缝导流能力衰减系数越小,油井产量越高。     

低渗油藏水平裂缝井增产规律研究

针对低渗油藏压裂开采特征,基于稳定流理论,利用等值渗流阻力法,考虑了启动压力梯度和地层污染等因素的影响,推导出了低渗油藏有限导流水平裂缝井的增产率预测模型,并在此基础上研究和分析了各因素对增产规律的影响。研究结果表明:启动压力梯度对油井压裂后增产率影响较大;在一定裂缝导流能力下,裂缝长度越长,对油井压裂后增产率的影响越强;在一定裂缝长度下,存在1个最佳裂缝导流能力;在裂缝参数中,增加裂缝长度比增加裂缝导流能力更重要,且更易实现;污染半径不同,压裂增产措施改善程度差别较大。     

考虑变导流能力的垂直裂缝油井产能方程

针对水力压裂后形成的垂直裂缝井中裂缝不同位置导流能力不同的特点,根据压后流体渗流规律变化,基于稳定流理论,推导了按线性、指数及对数3种形式变化的低渗气藏变导流能力的垂直裂缝油井的产能预测模型,并分析研究了裂缝导流能力的不同变化形式对油井产量的影响。研究结果表明：与考虑常导流能力的垂直裂缝油井产量相比,考虑变导流能力的垂直裂缝油井产量将下降;按线性、指数及对数3种形式的变导流能力对垂直裂缝油井产量影响程度不一致,同时3种形式的变导流能力的系数越大,垂直裂缝油井产量上升幅度越小。     

考虑裂缝壁面蚓孔区影响的酸压井产能预测

酸压施工时，酸液在裂缝中流动并沿裂缝壁面滤失形成蚓孔区，酸压后井的产能将受到蚓孔区的影响。因此，考虑裂缝壁面蚓孔区影响的酸压井产能预测研究对于提高酸压效果有着重要的意义。在分析了蚓孔的形成对产能造成的影响基础上，将蚓孔区考虑为双重介质系统，提出了一种新的考虑酸压蚓孔区对产能影响的模型。将地层分为裂缝线性流、改进的双线性流、地层线性流和拟径向流阶段等４个阶段，并建立了相应的渗流数学模型；基于有限导流垂直酸压裂缝井理论，采用 Laplace变换，将蚓孔区双重介质渗流数学模型结合裂缝流动模型、地层线性流模型以及地层拟径向流模型求取了４种流动阶段的井底压力解；分析结果表明，蚓孔区对低渗透油气藏的酸压产能影响明显。采用所建立的二项式酸压产能预测模型分析了裂缝半长、裂缝导流能力、地层压力对产能的影响，并对塔里木油田的实例井进行了产能预测，结果与试井数据接近。     

考虑酸蚀蚓孔区影响的酸压油井产能方程

酸压过程中形成的蚓孔区将对酸压井产能产生影响。针对酸压后形成蚓孔区,根据压后流体渗流规律变化,建立了酸压井的物理渗流模型,推导建立了启动压力梯度和应力敏感共同影响下低渗油藏有限导流垂直酸压裂缝井产能预测模型,通过实例分析各因素对产能特征的影响。研究结果表明：油井产量随启动压力梯度增大而呈近似线性下降趋势;基于Terzaghi有效应力的应力敏感对油井产量的影响作用显著,油井产量下降幅度随压差增大而增大;油井产量随裂缝半长增加而增加,但增加幅度随之减小,而在一定裂缝长度下,裂缝导流能力存在一个最佳值;蚓孔区系统中的蚓孔长度和蚓孔区渗透率对油井产量的影响非常小,可忽略不计。     

稠油油藏蒸汽吞吐防砂完井产能评价新方法

在优选防砂完井方式时,当量产能比为目前主要的产能评价指标。但对于稠油蒸汽吞吐而言,产能预测模型缺乏考虑防砂的影响,加上蒸汽的降黏增产作用,使得传统评价方法对吞吐井防砂、注汽的适应性较差。通过提出复合产能比和最终产能比两个新概念,表征了防砂前后蒸汽吞吐井产能的变化,使用最终产能比作为新评价指标的计算结果更直观、更便于应用。为计算最终产能比,建立了防砂完井产能新模型,该模型针对防砂和蒸汽吞吐的特点,根据非等温分布加热半径计算公式和达西定律,考虑了高温蒸汽对原油黏度的影响,引入防砂表皮系数,从而实现了防砂和蒸汽吞吐的耦合。应用结果表明,防砂措施对蒸汽吞吐井产能的影响更加明显,表现为各防砂方式的最终产能比均低于当量产能比。其中,压裂充填防砂具有增产作用,但相较于常规开采井,该方式对蒸汽吞吐井的增产效果有所降低。从油井流入动态的角度进行验证的结果表明,新指标对稠油蒸汽吞吐井的产能评价更具意义,且预测误差在允许范围内。     

稠油油藏蒸汽吞吐防砂完井产能评价新方法

在优选防砂完井方式时,当量产能比为目前主要的产能评价指标。但对于稠油蒸汽吞吐而言,产能预测模型缺乏考虑防砂的影响,加上蒸汽的降黏增产作用,使得传统评价方法对吞吐井防砂、注汽的适应性较差。通过提出复合产能比和最终产能比两个新概念,表征了防砂前后蒸汽吞吐井产能的变化,使用最终产能比作为新评价指标的计算结果更直观、更便于应用。为计算最终产能比,建立了防砂完井产能新模型,该模型针对防砂和蒸汽吞吐的特点,根据非等温分布加热半径计算公式和达西定律,考虑了高温蒸汽对原油黏度的影响,引入防砂表皮系数,从而实现了防砂和蒸汽吞吐的耦合。应用结果表明,防砂措施对蒸汽吞吐井产能的影响更加明显,表现为各防砂方式的最终产能比均低于当量产能比。其中,压裂充填防砂具有增产作用,但相较于常规开采井,该方式对蒸汽吞吐井的增产效果有所降低。从油井流入动态的角度进行验证的结果表明,新指标对稠油蒸汽吞吐井的产能评价更具意义,且预测误差在允许范围内。     

各向异性稠油油藏水平井产能预测模型

为研究各向异性稠油油藏水平井产能预测模型，将稠油视为宾汉和幂律两类流体类型。基于各向异性理论，推导了宾汉流体型和幂律流体型稠油油藏水平井产能预测新模型，该模型可用于分析各向异性因子对产能预测的影响，并进一步与基于各向同性理论推导的水平井产能预测模型进行比较，初步探讨了影响产能预测的因素。结果表明，油藏各向异性程度对水平井产能预测有明显影响，非均质性越强，新模型的预测结果与各向同性模型的差异越大，且两类流体的各向同性模型预测结果都偏高。     

一种实现裂缝高导流能力的脉冲加砂压裂新方法

鄂尔多斯盆地致密油藏储量大、分布稳定,是长庆油田5 000万t上产、稳产的重要接替资源。该类油藏由于储层致密、物性差,前期改造效果差,常规压裂技术难以有效动用,急需开辟一条新途径进行油藏的有效改造。文中结合鄂尔多斯盆地致密砂岩油藏自身特征,阐述了"脉冲式加砂、纤维压裂液携砂及等间簇射孔"的一种新型压裂改造技术,在压裂裂缝中通过支撑剂的交替充填,形成稳定的流动通道网络,使裂缝具备较高的导流能力,从而达到提高单井产量的目的。通过3口直井的现场试验,与常规压裂井进行了对比分析。采用高导流能力的脉冲加砂压裂技术,压后初期裂缝导流能力提高14.1%,试油产量、投产产量、单位压差累计产油量和产能指数均比常规压裂井高1.1~1.4倍,取得了较好的现场应用效果。