应用试井方法分析安塞长 6 低渗裂缝型和孔隙—裂缝型注水油藏参数变化特征

以长庆安塞油田王窑中西部长6特低渗裂缝型C井区和孔隙-裂缝型A井区注水油藏为例,利用现有的试井资料分析研究,成功地进行了油水井渗透率平面变化特征、渗透率、表皮系数、地层压力随时间动态变化特征的定性、定量分析。本文方法和结果已进一步用于低渗各类型注水油藏的井间连通情况、分析注采平衡、判断渗流特性,为合理选择注水时机、强度提供依据。     

低渗油藏注水井达西-非达西耦合试井模型及压力分析

低渗油田注水开发过程中,注水井周围的渗流特征明显不同。考虑注水井附近内区为水相达西渗流,外区为油相非达西流动,建立了变渗透率效应下的达西-非达西非耦合渗流试井模型,采用交替迭代法对非线性差分方程组迭代求解。计算结果表明,外区油相非达西流动,在试井曲线上显示压力导数上翘,注水井油水交界处越近,压力导数曲线与压力曲线重合时间越长,近井地带憋压现象越严重。基于变渗透率效应建立的达西-非达西耦合渗流试井模型及其解符合实际低渗油田注水开发情况。实际低渗油藏注水井试井分析实例说明,新模型解释结果符合实际地层流动条件,结果正确。     

裂缝型低渗油藏主、侧向井渗透率推算

低渗油藏一般都发育不同程度的天然微裂缝,这些裂缝直接或间接地与水力压裂缝沟通,造成主、侧向井平均渗透率的差异,目前还没有一种能准确推算低渗油藏主、侧向井间等效渗透率的方法。文中在低渗透油藏注水见效时间预测公式的基础上,根据实际动态生产资料．反推计算主、侧向井的渗透率。利用西峰油田长8储层M油藏现场动态资料进行实例验证,证明该方法在现场应用中简单可行。该方法为地质建模、油藏数值模拟、渗流分析技术,以及井排距调整方案等提供了更加准确的数据基础。     

特低渗透断块油藏井网优选数值模拟

特低渗透断块油藏的几何形状以及流体非线性渗流特征都对井网部署有影响。针对不同几何形状的特低渗透断块油藏设计了不同形式的注采井网,以江苏油田花17断块为例,在考虑流体非线性渗流特征的前提下,应用研发的非线性渗流数值模拟软件对每种井网形式进行了开发效果评价。研究表明,对于可以部署两排直井的条带状断块油藏,注水井“隔一布一”地正对采油井部署的方式相对最优;小型条带状油藏选择水平井采油直井注水时,注水井的相对最优位置为水平井井趾的外围;对于可以部署少量直井的小三角形油藏,注水井置于采油井排外侧有利于提高开发效果。此项研究为特低渗透断块油藏的井网优化提供了一种新方法。     

低渗透油藏储层非均质性评价与井网调整新方法

为了进一步改善低渗透油藏非均质储层的注水开发效果,应用油藏工程方法研究了渗透率非均质性与注水开发井网几何形式的耦合作用,引入了渗流因子及渗流因子变异系数,提出了低渗透油藏非均质储层注水井偏移的井网调整新方法,并应用黑油模型数值模拟技术对其进行了适应性评价。将注水井沿井排方向偏移一定距离,井组内渗流因子变异系数降低,且随着砂体渗透率级差的增大、井网内横切比的减小,注水井向低渗砂体方向的偏移距离逐渐增大。注水井偏移最佳距离后,井组产油能力提高了5.6%,含水率下降了3.7%,明显提高了水驱开发效果。提出的非均质性评价方法及注水井最佳偏移量计算式,为低渗透非均质储层注水开发时的井网调整提供了新思路。      

特低渗透多层油藏水驱前缘研究

特低渗透多层油藏在注水开发时由于各储层物性和流体特征存在差异,会引起各储层注水推进速度不同.利用特低渗透油藏渗流理论建立理论模型,推导了多层油藏考虑油相和水相启动压力梯度的水驱前缘计算公式,分析了渗透率级差、注采压差、注采井距、地层原油粘度对注水推进速度的影响.并针对注采井距的影响,首次提出了无因次水驱前缘的概念.研究结果表明,渗透率级差越大,渗透率相对较小储层的水驱前缘推进越慢;随着注采压差的增大,渗透率相对较小储层的水驱前缘推进速度逐渐增大,但增幅逐渐变缓;随着注采井距的增大,渗透率相对较小储层的水驱前缘推进速度逐渐变快,但无因次水驱前缘却逐渐变小;随着地层原油粘度的降低,渗透率相对较小储层的水驱前缘推进速度逐渐变快,且增幅逐渐变大.     

特低渗油藏渗流特征及增产技术研究

从特低渗储层渗流机理研究出发，分析了其渗流规律——非达西渗流特征；根据储层中上覆岩石围压变化，通过室内试验表述了其对渗透率伤害。研究提出了改善渗流特征的注水条件、井网优化和压裂对策，可以有效提高这类油藏的开发效果。     

低渗油藏非线性渗流特征及其影响

针对低渗透油藏渗流阻力大,注水效果差等问题,根据物理模型实验资料,推导了低渗透油层的渗流数学方程,并研究了低渗油层中油、水渗流特征及其规律。研究表明:低渗储层中的渗流具有启动压力梯度,启动压力梯度与储层的渗透率成反比,与原油极限剪切应力成正比。低渗储层的渗透率越小,单井产量减小幅度越大;同时,单井产量减小幅度随原油的极限剪切应力和井距的增大而增大。因此,可采用压裂或打水平井等技术手段对油层实施有效改造,通过降低原油剪切应力、使用小井距和较大的生产压差来改善开发效果。     

油水两相及低渗透油藏试井分析新进展

基于油水两相试井分析的全面系统论述,包括两相渗流理论、多相流、数值、注水井和剩余油分布等试井分析的新进展之后,论述了低渗油藏非达西试井分析的部分新进展,对油水两相及低渗透油藏试井分析的发展进行了展望。该研究不仅是合理高效开发天然水驱和注水开发油田的需要,也是合理高效开发低渗、特低渗注水开发油田的需要。     

大庆长垣西部特低渗油藏压裂水平井注水开发效果评价新方法

大庆长垣西部特低渗透油藏流体渗流阻力大,天然能量不足,开发效果较差,采用压裂水平井注水可缓解这一开发矛盾。针对反九点水平井-直井联合井网,采用特低渗透非线性渗流数值模拟新方法,分析评价压裂水平井注水开发效果。与传统方法相比,该方法将模拟结果与室内岩心非线性渗流实验数据相结合,把油藏划分为拟线性渗流区、非线性渗流区和死油区,评价更直观可靠。研究结果表明,与不压裂水平井注水相比,压裂水平井可进一步提高注水能力,有效补充地层能量,油井采液能力强、含水率低,注采井间建立起有效的驱动压力系统。     

低（特低）渗透油藏极限注采井距确定的新方法探索

国内外许多实验表明,当储层渗透率低到一定程度后,其渗流特征不符合达西定律,即当驱动压力梯度较小时,流体不能流动,只有当驱动压力梯度达到一定值后,流体才开始流动。而低（特低）渗透油藏具有低孔、低渗的特点,因此具有较高的启动压力梯度,即渗流呈“非线性”特征,在低（特低）渗透油藏井网部署中必须考虑该因素。低渗油藏油水渗流时启动压力现象的存在,使注采井距理论上存在一个最大值,结合单井产量公式,可以计算出给定注采压差条件下低渗油藏的最大注采井距,从而为合理注采井网的部署提供依据。为此,本文基于低渗透油藏的渗流机理的分析和研究,推导出了适合低渗透油藏的极限注采井距的新的方法。     

低渗油藏高阻区注采启动压差计算模型及应用

低渗油藏具有非均质性,注水开发过程中会形成形状、宽度各异的高阻区,导致油藏渗流阻力增加,增大了有效注采井网的形成难度。从渗流力学基本原理出发,推导出低渗油藏开采中存在高阻区时的注采启动压差计算公式;并应用该公式绘制了油藏渗透率不同、高阻区宽度不同、高阻区与采油井井距不同对注采启动压差的影响曲线,进而研究注采启动压差的影响因素,为低渗透油藏的井网部署提供理论依据。     

缝洞型碳酸盐岩油藏注水井间干扰特征及其影响因素

根据缝洞型油藏注采单元特征,设计并开展了9组注水干扰物理模拟对比实验,分析了注水干扰特征及其影响因素;基于渗流理论建立了注水干扰反演模型,研究了不同因素对干扰特征的影响规律。研究表明:注采井距、渗透率比值、溶洞储量、溶洞分布均对水驱干扰特征有较大影响;溶洞位于注采单元内渗透率相对较高的裂缝带上、井距相对较小的方向、距离生产井较近时,有利于注水开发;较大溶洞位于高渗或小井距方向时,低渗透或较大井距方向生产井早见水;溶洞在高渗方向且注采井间储量差异较大时,不同注采方向导流能力差异性对注水开发有利。注采井网构建或重组时,尽量使注水井不同注采方向上渗透率与溶洞储量成正比、注采井距与溶洞储量成反比;距离溶洞较近的井应为生产井、较远的井应为注水井。不同洞缝储量比对应不同的最优井距比和最优渗透率比值,且最优井距比和最优渗透率比值随洞缝储量比增大逐渐增加。图18表2参12     

低渗油藏超前注水改善注采井距研究

基于渗透率与地层压力的关系和注采井距与注采压差和渗透率的关系,利用油藏工程理论进行了超前注水改善油藏注采井距机理分析,并用实例论证了超前注水的确有效增大注采井距,降低钻井成本,是低渗油藏有效经济开发的重要手段.     

特低渗透油藏水驱规律及最佳驱替模式

为了进一步改善特低渗透油藏开发效果，提高水驱采收率，通过大量特低渗透油藏水驱开采特征研究，揭示了特低渗透油藏的水驱规律：在注水开发过程中，特低渗透油藏会首先沿现今最大水平主应力方向注、采井间开启注水动态裂缝，随着注水压力的升高，或将开启与之成最小角度的注采井连线方向裂缝，导致注入水沿裂缝方向注采井无效循环，造成油藏水驱开发效果很差。等值渗流阻力法计算结果也证明了面积驱替径向渗流转为裂缝线性侧向驱替平行流后可大大降低渗流阻力。由此提出了“沿现今最大水平主应力方向注水动态裂缝线性注水、侧向基质驱替”的井网转换模式。井网模式的转换避免了注水动态裂缝导致的注入水无效循环，消除了动态裂缝对储层非均质性的影响，减小了渗流阻力，扩大了水驱波及程度。现场应用效果显著，单井产能增加了一倍，平面波及系数提高了43.2%，水驱采收率提高了19.3%。     

低渗透油藏差异开发技术研究与实践 ——以济阳坳陷博兴洼陷为例

为提高低渗透油藏储量动用率和原油采收率,在总结博兴洼陷低渗透油藏研究成果及各种资料的基础上,依据低渗透油藏的地质特点和储层物性特征,通过理论研究和室内实验相结合的方式,研究了低渗透油藏的渗流机理,因不同渗透率级差低渗透储层流体渗流特征不同,将低渗透进一步细分为普通低渗透、特低渗透、超低渗透。对开发难度大的特低渗透、超低渗透油藏采取了常规注水开发、小井距注水开发、大型压裂弹性开发、气驱开发和长水平段水平井非常规开发等一系列差异开发技术,取得了明显的技术进展,并对这些技术在低渗透油藏开发的适用性进行了评价。研究认为,博兴洼陷低渗透油藏内的流体均具备一定的流动能力,通过差异开发技术改善渗流特征,可以实现有效动用。     

特低渗透各向异性油藏平面波及系数计算方法

特低渗透油藏常表现出非达西渗流和渗透率各向异性的特征,为了解决特低渗透各向异性油藏水驱平面波及系数的理论计算问题,通过构建考虑启动压力梯度的非达西流管模型,利用坐标变化将渗透率各向异性油藏转化为等效各向同性油藏,推导了特低渗透各向异性油藏五点井网油井见水时间和平面波及系数的计算公式。该方法可用于定量表征特低渗透各向异性油藏水驱平面动用程度,为特低渗透各向异性油藏开发设计和评价提供理论依据。以鄂尔多斯盆地某特低渗透各向异性油藏为例,利用该方法分析了启动压力梯度、渗透率各向异性系数和注采参数对特低渗透各向异性油藏平面波及系数的影响,结果表明,当油藏渗透率各向异性较强时,注入水沿主渗透率方向快速突进,导致平面波及程度低,可通过优化井排距、增大注采压差或者井网加密的方式,减小死油区,以提高注入水的波及程度。     

DEVELOPMENT AND APPLICATION OF 3D THREE-PHASE NON-LINEAR FLOW NUMERICAL SIMULATOR FOR ULTRA-LOW PERMEABILITYOIL RESERVOIR

根据特低渗透油藏流体渗流特征,建立了非线性渗流油藏数学模型.在黑油模型基础上,开发了特低渗透油藏非线性渗流数值模拟器.以五点井网单元为例进行算例分析,将不同类型的非线性渗流曲线与达西渗流模拟结果进行对比分析.模拟结果表明:与达西渗流相比,考虑非线性渗流规律的油井产油量低,产量递减快,注水见效缓慢,油井见水时间滞后;水井吸水能力差,注水沿垂直裂缝方向上的推进速度变慢;相同注采压差条件下,水驱效果差;水井附近憋压面积大,流体在地层中的流动消耗更多的驱动能量,降低了水驱效率;特低渗透油藏在开发过程中,除井筒附近地层压力梯度较大外,地层中大部分区域压力梯度较低,非线性渗流占据了地层渗流的主导地位,以非线性渗流规律为基础的数值模拟软件能够更准确地预测特低渗透油藏开发的动态特征.     

基于油水两相渗流的地层流体复合注水井试井模型

目前,注水井试井以单相渗流为基础,缺乏考虑含水率、水驱前缘半径等参数,以及缺乏分析地层性质与流体性质的变化对压力特征曲线影响。根据质量守恒原理,结合注水井岩心归一化相渗曲线,建立含水饱和度与相对渗透率关系,以油水两相流渗流理论为基础,建立地层流体复合注水井试井模型,通过Laplace变换,利用Stehfest数值反演得实空间解,绘制了压力和压力导数双对数样板曲线,分析水驱前缘半径、油水两相驱前半径缘、两相区含水率、两相区含水饱和度等注水油藏重要参数对试井曲线的影响,讨论流体性质与地层性质的变化对试井曲线的影响。研究结果对认识注水油藏的物性参数及注水情况起到重要作用,为注水油藏进一步合理注水开发提供依据。     

低渗油藏考虑压敏后注采井间压力特征分析

在低渗油藏开发中,由于压敏效应很明显,不能忽略它对压力分布的影响.因此,在变形介质不定常渗流微分方程的基础上.推导了压力场分布公式,并结合长庆低渗油藏实际生产情况,分析了压敏效应后注采井间压力分布特征.研究表明,考虑压敏效应后注采井间压降损失增大,造成注水压力利用效率降低;随着生产时间增加,压降损失幅度增大;注采井距和渗透率变异系数越大,近井周围压降损失越大.同时,注采井距过大,压敏效应后注采井间将难以建立有效驱替压力,因此在低渗油藏开发中应适当缩小井距.