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。     

气顶底水油藏水平井最优垂向位置研究

在带气顶的底水油藏开发中,气水锥进是目前面临的重要问题,水平井开发能够有效地避免油井过早见气和过早见水,而确定水平井最优垂向位置是获得最佳开发效果的关键。水平井垂向位置与临界产量、产纯油时间、油水密度差和油气密度差比值,以及临界产量与产纯油时间的乘积等关系的研究结果表明,水平井垂向位置越靠近气顶或底水,临界产量越高,但产纯油时间越短;越靠近最佳位置（气水同时锥进到油井中）,临界产量越低,产纯油时间越长。通过分析,确定了气顶底水油藏水平井最优垂直位置的范围．其结果对气顶底水油藏水平井开发具有重要意义。     

气顶底水油藏射孔位置优化

气顶底水油藏油井射孔时既要考虑避水,又要考虑避气,因此存在一个最佳射开位置的问题;由于油井的临界产量随射开程度的增大而减小、油井的产能随射开程度的增大而增大,因此存在一个最佳射开程度的问题。根据气顶底水油藏锥进理论分析,给出了气顶底水油藏最佳射孔位置的确定方法,计算简单,结果可靠,对指导同类油藏的合理开发具有指导意义。     

底水油藏水平井临界产量计算方法

隔夹层是影响底水油气藏开发的重要因素,准确预测隔夹层对底水油藏水平井临界产量的影响,是带隔板底水油藏水平井配产的关键。在水平井渗流场分解的基础上,利用等值渗流阻力原理得到各渗流场阻力,结合Dupuit隔板底水油藏临界产量计算原理推导出带隔板的底水油藏水平井临界产量计算方法。实例计算结果表明,临界产量随着垂向渗透率的增大而增大,隔板抑制底水锥进的作用就越显著,在油藏各向异性系数大于0.6之后,临界产量变化逐渐趋于平缓;隔板的大小以及隔板位置也是影响临界产量的关键因素,隔板范围越大,临界产量越大,隔板离底水越近,临界产量越小,在实际钻井过程中,水平段应尽量靠近隔板,设置人工隔板则要尽量远离底水界面。该方法为计算带隔板的底水油藏水平井临界产量提供了理论依据。     

气顶底水油藏水平井垂向位置确定模型及应用

为了控制油井气窜和水锥,提高油藏开发效果,需要准确判断不同类型气顶底水油藏水平井合理的垂向位置。在分析不同类型气顶底水油藏生产特征的基础上,利用气体状态方程、物质平衡方程将气顶能量和底水能量与油环中水平井垂向位置建立联系,推导出水平井垂向位置关于气顶指数、水体倍数和油藏压力的数学模型。该模型能够利用气顶指数、水体倍数的相对大小来确定水平井合理的垂向位置,同时为了便于钻完井施工,给出了不同气顶底水油藏的最合理的水平井垂向位置。数值模拟试验及实例验证结果表明,根据气顶指数和水体倍数的相对大小来确定水平井在油环中垂向位置的方法对油藏具体几何形状没有限制和要求,具有较好的适用性。      

考虑井筒变质量流动的溶解气驱油藏水平井流入动态特性研究

目前,国内外研究学者应用数值模拟方法研究溶解气驱油藏水平井流入动态时未考虑井筒流动的影响,对于高产、小井径水平井会产生较大的计算误差.针对存在的问题,使用Eclipse油藏数值模拟软件中考虑井筒变质量流与油层中渗流耦合的多段井模型,研究了井筒变质量流动对溶解气驱油藏水平井流入动态的影响.模拟结果表明:当油藏压力较高时,不同油藏衰竭程度时水平井无因次IPR曲线基本重合;但当油藏压力较低时,溶解气析出,油相饱和度减少,油相相对渗透率降低,油藏内两相渗流阻力和水平井筒内两相流动阻力增大,水平井无因次IPR曲线上凸趋势迅速增大.     

低渗透垂直补给油藏中水平井流态分析

采用ＧＲＥＥＮ函数方法，求出底部有低渗透层补给油藏中水平井的压力分布公式，绘制了典型水平井试井曲线；并利用压力分布公式，绘出了等压面随时间在地层中的传播过程。经分析，得出了有意义的结论：①在顶、底封闭性油藏中，水平井的流动期为井筒径向流→早期线性流（当无因次水平井半长ＬＤ较大时）→中期径向流；在底水油藏中，水平井流动期为井筒径向流→过渡流→稳态流；有低渗透补给油藏中的压力诊断曲线介于封闭性和有底水油藏的曲线之间。②在顶、底封闭性油藏中，当ＬＤ较大时，水平井相当于一口垂直裂缝井，在部署井网时，可以只考虑二维的情况。③底水及底部有低渗透层油藏中，必须考虑垂向上的不对称性。     

气顶油藏水平井最优垂向位置研究

水平井开发油藏是避免气顶油藏过早见气的有效手段,而确定水平井最优垂向位置是获得最佳开发效果的关键。针对这一问题,从水平井垂向位置对气顶油藏临界产量和见气时间的影响入手,得出了临界产量和见气时间与水平井垂向位置的关系曲线;在综合考虑临界产量和见气时间的基础上,得到了水平井垂向位置与临界产量和见气时间乘积的关系曲线,由曲线趋势得到了气顶油藏水平井最优垂向位置的范围。研究表明,水平井越靠近气顶,临界产量越大,而见气时间越短;水平井距油气界面的距离为含油厚度的80%~90%时开发效果最优。该研究结果为气顶油藏水平井的油藏工程设计提供了依据。     

气顶底水油藏最佳射孔井段的确定方法

气顶底水油藏油井射孔时既要考虑避水,又要考虑避气,因此存在一个最佳射开位置的问题。由于油井的临界产量随射开程度的增大而减小,油井的产量随射开程度的增大而增大,因此存在一个最佳射开程度的问题。根据理论分析,给出了气顶底水油藏最佳打开程度的确定方法。从纯技术上考虑,临界产量与油井产量相等时的射开程度即为油井的最佳射开程度。通过实例计算,在无隔板的情况下,油井的打开程度都较小,产量也较小。因此,气顶底水油藏油井射孔时,应考虑隔板的分布。     

注水开发气顶油藏水平井临界产量计算新方法

临界产量是确定气顶油藏合理开发的关键指标,但现有临界产量计算方法仅适用于衰竭开发的气顶油藏,注水开发气顶油藏水平井临界产量的计算方法尚属空白。利用水平井三维渗流场分解理论,将水平井的三维渗流场分解为外部渗流场和内部渗流场2个平面渗流场,在每个平面渗流场内根据径向流理论、流体静力学平衡关系计算临界产量,最终根据等值渗流阻力原理并结合油水相渗曲线,建立不同含水阶段注水开发气顶油藏水平井临界产量计算新方法。利用该方法指导BZ油田气顶油藏不同含水阶段、不同原油黏度油井工作制度调整,通过矿场实践,BZ油田气顶油藏整体控气稳油效果显著。气油比从150 m~3/m~3降至100 m~3/m~3,产油量无递减。该方法简单实用,具有一定推广价值。     

蛇曲井稳态产能计算模型

蛇曲井是一种新的复杂结构井，其生产井段起伏较大，不能直接用常规水平井产能公式计算其产能。以1口蛇曲井在无界地层中生产时引起的势分布为基础，根据镜像反映和势叠加原理，建立了底水油藏、气顶底水油藏及边水油藏中1口蛇曲井生产时的势分布和压力分布方程。考虑井筒流动和地层渗流的耦合作用，建立了蛇曲井的稳态产能计算模型，给出了模型的求解方法。实例计算表明：当井的水平段起伏较大时，不能将其处理为水平井，而应根据蛇曲井产能计算模型计算其产能，否则将导致产能预测出现较大偏差。     

水平井水平段最优长度设计方法研究

由于水平井水平段内摩擦损失的缘故,如果水平段内压降和油藏压降相当,导致水平段末端压降很小或者为零,这种现象常常出现在高渗透层的低压降生产油藏和生产压差受到限制的锥进油藏。因而研究水平井最优长度设计方法对水平井开发方案设计具有指导意义。本文分三种情况(底水油藏、气顶底水油藏、气顶油藏)建立了油藏内流动模型、井筒内流动模型、水平井水平段最优长度数学模型,在建立模型过程中,考虑了水平段内流动状态(层流、紊流)和管壁相对粗糙度对摩擦损失和水平井产能的影响,最后通过实例计算得到了几个结论。     

边水气藏水平井压力动态点源解的计算方法

某气藏边水活跃，气水关系复杂，利用水平井开采有水气藏取得了较好的开发效果，因此边水气藏水平井试井解释方法技术有着广阔的应用前景。为此，利用点源函数的思想建立了边水气藏渗流数学模型并求得了其基本解；通过积分变换的办法获得了边水气藏水平井压力动态响应函数；利用贝塞尔函数积分性质和泊松叠加公式对其压力响应函数进行了数学变换和简化；利用杜哈美原理、stehfest反演算法、Muskat的方法求解了该模型，得到了考虑井储和表皮影响的顶、底封闭边水气藏水平井的无因次压力和压力导数对无因次时间双对数曲线，分析了边水气藏水平井渗流特征及其影响因素；绘制了一系列的边水气藏水平井无因次压力和压力导数对无因次时间双对数曲线的典型图版。     

考虑非达西渗流的底水锥进临界产量计算模型

底水锥进是底水气藏开发的重要问题。有关临界产量计算模型的物理模型一般假设地层流体为达西渗流,忽略非达西渗流压降。对于高产气井,近井地带流体渗流速度很大,非达西渗流阻力不可忽略。笔者在临界产量计算模型中考虑高速非达西渗流对底水锥进的影响,引入拟表皮系数,建立了考虑非达西渗流的底水锥进临界产量计算模型,计算中避免了非达西渗流半径的复杂计算过程。为量化非达西渗流的影响,应用数值模拟方法,通过建立高渗、中渗、低渗底水气藏数值模型,模拟产能试井过程并建立产能方程,计算了考虑非达西渗流的底水锥进临界产量。结果表明：低渗气藏非达西渗流对临界产量计算结果的影响可以忽略;当渗透率为30 mD、射孔厚度为208.3m、避水高度为31 m时,未考虑非达西渗流的临界产量误差为14.46%,非达西渗流影响不可忽略。因此当渗透率大于30 mD时,应选用考虑非达西渗流的底水锥进临界产量计算模型,更符合实际储层流体渗流规律。     

非均质底水气藏水平井井筒流量及压力剖面研究

在非均质底水气藏开发过程中,水平井钻遇不同渗透率的储层是影响水平井井筒流量以及压力剖面的重要因素.以非均质底水气藏水平井渗流理论研究为基础,利用微元法将非均质储层分为若干均质储层,并在每个均质区域考虑储层与井筒耦合的变质量流动,建立了求解非均质底水气藏产量以及压力剖面的半解析模型.实例分析表明,水平井井筒流量剖面随着渗透率分布的变化出现不同幅度的波动,渗透率级差越大,流量剖面波动的范围越大,且水平井钻遇高渗透储层越多,总产量也越大;在水平井井筒跟端与趾端附近,渗透率分布对井筒压力剖面基本无影响,而在水平井井筒中间部分,高渗透储层分布越多,压降越大,反之则压降越小,但整个水平井井筒压降仅为10-4 MPa左右,因此水平气井压力测试只需将压力计下到井筒跟端处.     

气顶底水油藏中水平井双向脊进研究

针对气顶底水油藏水平井开发,提出了将垂直于水平段的渗流截面分解为多个双向平面平行流,每个平面平行流又细分为上部单向气驱油、下部单向水驱油过程。通过动态分配进入到每个单向驱替过程的流量计算每个时步油气界面或者油水界面的推进过程,可以描述出任意时刻水脊、气脊的形态,也可以计算水平井在不同避水高度下的见水、见气时间。无论是水脊、气脊的形态还是见水、见气时间,计算结果与油藏数值模拟结果都具有很好的可对比性,可以用于水平井开发此类油田的动态预测。     

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同常规的垂直井相对比，采用水平井开采能够大幅度增加油气井与油气藏的接触面积，改变油气藏中井筒附近区域的渗流方式，降低渗流阻力，进而可以利用较低的生产压差来实现更高的油气产量。因此对于稠油油气藏、大倾角多层油气藏、天然裂缝油气藏、薄油层油气藏、具有气顶或者底水的油气藏以及海上油气田的开采，水平井技术越来越受到人们的关注。在水平井开采中,井筒沿程有流体不断地流入，使得水平井筒中的流动成为一种沿流动方向质量流量逐渐增加的变质量流动。由于油气藏中复杂的地质条件以及水平井段的流动特点，还会出现油、气、水的多相流动，这就使得水平井段内的流动变得更加复杂。水平井筒变质量流动规律的研究是水平井产能预测、水平井水平段长度优选以及水平井完井设计优化等的基础。文章从物理模拟实验及数学模拟两个方面对水平井筒变质量流动规律的研究方法及原理分别进行了介绍，并阐述了该研究领域所取得的最新进展。     

气井井筒温度、压力与积液综合预测模型

气井积液是产水气藏开发设计和气井生产管理面临的重要问题,但目前对气井流动机理与携液预测还存在争议。从气液两相流的基本流动机理出发,建立了考虑液滴变形和井斜影响下气井井筒的流型、温度、压力与携液综合预测模型,并用实际井数据对模型进行了验证。结果表明,所建模型可用于直井、斜井和水平井的产水气井井筒温度压力预测,预测误差小于5%;在环雾状流动情况下,井筒内液体以液滴和液膜的形式被完全带出井口,不会出现井筒积液;对常规垂直气井,利用井口数据便能判断气井积液情况,Turner模型计算气井携液临界值较实际值偏大,李闽模型计算结果明显偏小,建议采用彭朝阳模型计算气井携液临界值;对斜井和水平井,则需要同时考虑液滴变形和井斜的影响,水平井近水平段携液临界流速和流量明显较垂直井段小,而造斜井段携液临界流速和临界流量随井斜角的增大先增大后减小,在井斜角为30°~60°之间达到最大值,因此造斜井段是气井积液判断的重点部位。