低渗透各向异性油藏菱形井网储量动用评价及设计优化

确定菱形注采井网的合理注采井距和井排比,是低渗透各向异性油藏实现储量有效动用和注采均衡驱替开发部署设计的关键。基于一般低渗透油藏特点,建立了考虑启动压力梯度和渗透率各向异性影响的渗流方程,利用经典渗流力学理论,得到了菱形反九点井网注采单元中渗流场分布的解析解;基于注采单元中平面渗流速度变化的分析,提出了评价储量有效动用状况的方法,得到了不同条件下低渗透各向异性油藏储量动用变化规律及主要影响因素;以满足注采单元中“有效动用范围要求和均衡驱替系数最大”为优化目标,建立了低渗透各向异性油藏菱形反九点井网优化的计算模型,实现了菱形井网合理井距和最佳井排比的联立优化求解。实例分析表明,根据建立的低渗透各向异性油藏菱形井网优化设计方法,可以得到适合油藏实际条件和满足开发要求的合理井距和最佳井排比,为此类油藏的有效开发和注采井网的优化部署提供了科学依据。     

各向异性油藏水平井开发井网设计方法

为解决水平井井网开发各向异性油藏的布井问题,对各向异性油藏水平井开发井网特征进行分析研究。各向异性渗透率对水平井网具有非常显著的破坏性作用。理论分析认为：各向异性油藏布井时,应该使主渗透率方向、井排方向和水平井段方向三者呈两两平行或垂直关系,其中水平井段垂直于最大主渗透率方向,井网几何参数由各向异性强度计算确定。油藏数值模拟实例计算结果与理论分析一致。各向异性油藏和等价各向同性油藏具有相同的开发指标,优化井网的油藏开发指标明显好于非优化井网。通过等价各向同性油藏水平井网分析对各向异性油藏水平井网进行优化;选取井网单元的面积、横向井距和水平井段长度作为独立参数,形成了84种模板方案,为实际油藏工程设计提供依据。图6表2参10     

非均质渗透率油藏井网模型选择

实际油藏往往是某方向渗透率大于其它方向渗透率，若按均质油藏模式部署井网，会严重影响开发效果。在简化（地下流体为单相，油层等厚，水平最大主渗透率方向与最小主渗透率方向垂直，注采平衡）的条件下，建立了存在方向渗透率地层条件下流体流动基本微分方程；并给出了平面中两个水平主渗透率方向互相垂直条件下方程的解；推导出势函数及流函数表达式。采用推导出的表达式，分别计算了五点法和九点法井网注水井排与最大主渗透率方向夹角为０°、２２．５°和４５°时的流线分布，求出相应油井见到注入水时间及波及系数。结果表明，非均质渗透性油藏２种布井方式的油井见到注入水时间和波及系数都小于均质油藏；五点法井网以注水井排与最大主渗透率方向一致时注水效果好，九点法井网以注水井与边井连线方向与最大主渗透率方向夹角为４５°时注水效果好。图４参２（郭海莉摘     

平面各向异性油藏变形五点井网研究

采用规则井网对平面各向异性油藏布井时,易造成注入水沿高渗透率条带突进,使生产井过早见水,难以实现面积井网均匀驱替效果。为解决该问题,利用流管法构建平面各向同性油藏五点井网产能公式,通过物质平衡方程展开得到井网的见水时间,在满足均匀驱替的基础上,得到无量纲注采井距与各向异性系数的关系,为平面各向异性条件下合理构建五点井网形状提供了理论依据。     

特低渗透各向异性油藏井网加密储量动用规律

在特低渗透油藏中,由于高渗透条带的发育,通常使其表现出渗透率各向异性特征,导致注采井间的渗流规律与常规油藏不同,对井网加密形式的适应性也存在差异。基于各向异性油藏的渗流特点及井网调整形式,利用叠加原理,得到注采平面渗流场计算公式;引入线状排驱概念,对各向异性油藏井网加密形式进行适应性分析;用驱动压力梯度表征储量动用程度,提出无因次动用提高程度概念,建立定量表征注采井间储量动用规律的方法。结果表明,将初始正方形反九点井网系统地调整为排状加密井网,形成线状排驱,可有效提升特低渗透各向异性油藏的储量动用程度;初始井网井距大于400 m时,注采井间储量动用提升潜力较大。     

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。     

裂缝和砂体方向性明显油藏注采井网的优化

在油藏裂缝和砂体各有明显方向性、且渗透率沿二者方向显著增大的情况下,注采井网必须避免沿裂缝和砂体两个方向中任何一个方向可能发生的水窜水淹。松辽盆地1999年发现的海坨子油田属特低渗透岩性油藏,萨尔图油层的裂缝和砂体都具有明显方向性,在开展储集层沉积相、裂缝研究的基础上,通过数值模拟,对注水开发井网的井网密度、井排方向、井网形状、井距与排距、注采井数比及注水方式进行了优化,确定了适合该油藏特点的600m×150m菱形反九点面积注采井网。该注采井网实施后见到了较好的效果:采油速率达1.48％,预测采收率达20％;油田地层压力趋于稳定,日产液、日产油递减缓慢,综合含水上升平稳。菱形反九点井网有两个可调的井排方向,是适合于裂缝和砂体方向性明显油藏的最佳井网。图2表2参12     

各向异性油藏水平井网稳定渗流与产能分析

通过坐标变换，将各向异性油藏变为等价各向同性油藏，井网单元及井筒形状都同时改变；再通过保角变换，将从等价各向同性油藏中任选的一个矩形井网单元变成一个椭圆形区域，注水井筒变成椭圆形定压边界，将水平井映射到椭圆形区域的中央位置。利用椭圆形区域流动问题的已知解，得到各向异性油藏整体水平井网的渗流解，给出了压力分布公式和流线分布图。在水平井筒和注水井排平行于各向异性渗透率最大主方向的情况下，五点面积井网渗流和产能的特点为：①渗透率各向异性程度增强，井网的单井产能减小，扫油体积系数增大；②渗透率各向异性程度较强时，井网单元内的流线呈现平行渗流特点；③渗透率各向异性程度越强，主流线突破点离水平井端点距离越远。图2表1参13     

油藏的水平注水井与水平生产井水驱开发技术

同典型的垂直井注采井网相比较 ,对油藏采用水平井注采井网开发具有较高的波及效率 ,且可降低生产费用。但是采用水平井井网开发油藏的效率对井网的部署是非常敏感的。介绍了采用水平井注采井网的数值模拟研究结果 ,论述了对长距离驱油和短距离驱油注采井网的研究应用情况 ,以及在采用水平井注采井网开发油藏时 ,水驱的总效率受各种不同井网部署的影响。     

特低渗砾岩油藏有效驱动压力系统评价及对策

根据克拉玛依特低渗砾岩油藏非线性渗流特点,采用极限渗透率法定义了有效驱动压力系统评价指标,结合油藏开发井网的实际情况,建立了五点压裂井网驱动压力系统评价模型,并根据建立的模型分析了有效压力系统的影响因素,即期望产能、注采压差、压裂规模和井距（排距）;同时,提出建立有效压力系统的主要对策为加密井网、增大压裂规模、增加注采压差。现场应用效果表明,提出的对策为该类油藏建立有效压力驱动系统具有指导意义。     

Performance analysis and optimal design for well patterns in anisotropic formations

The mechanism of the effects of anisotropic permeability on well patterns and reservoir development are investigated by coordinate transformation, fluid flow analysis, and reservoir development concepts. Anisotropy of permeability has reconstructive effects on well patterns. The originally designed flooding units are broken up, and new pattern units are made up of the wells that belong to different original units. The behavior possesses strong randomness, and leads to a complicated relationship among the injection and production wells, and unpredictable productivity of the formations. To prevent the break-up of well patterns, well lines should be either parallel or perpendicular to the maximum principal direction of the anisotropic permeability （i.e. the fracture direction）. To optimize the development effects ofanisotropic formations, the latitudinal and longitudinal well spacing of the well network are calculated from the principal values of the anisotropic permeability.     

低渗透油藏五点井网裂缝参数优化研究

为研究低渗透复杂断块油藏裂缝井网参数,以江苏油田关7断块地质和目前开发特征为基础,抽象出相应的地质模型,应用Eclipse软件的门限压力建立了考虑启动压力梯度影响时的五点井网压裂模型,并对五点井网的压裂参数进行了简要优化设计。得到如下结论：启动压力梯度对原油产量有较大的影响;油井井排方向为有利裂缝方位,注采井排方向为不利裂缝方位;油井最优裂缝半长为90m。为江苏油田关7断块裂缝井网参数优化提供了思路和借鉴。     

双重各向异性介质的驱替特征及注水开发井网部署研究

双重各异性是多孔介质的一个基本性质,它对油藏流体的流动乃至油气生产都有一定的影响。以五点井网为例,用数值方法研究了双重各向异性介质的驱替特征和注水开发井风的部署问题。双重各向异性介质的驱替过程很不均衡,注入流体沿渗透率增大的方向优先推进,致使该方向的油井先期见水。若按渗透率比值调整注水井位置,则能够抑制油井的提前见水,并能够均衡油藏的驱替过程。     

海上特低渗油藏宽带压裂数值模拟研究

宽带压裂技术是非常规储层改造的新工艺,增产效果显著,但目前对海上特低渗油藏宽带压裂后开发规律缺乏研究。文章针对中国海上某特低渗油田开展了宽带压裂缝网的精细化建模,同时使用非结构化网格数值模拟技术,对宽带压裂和常规压裂施工后的开发情况进行对比,分析了宽带压裂开发规律。研究结果表明,宽带压裂有效射孔簇比例高,驱替前缘推进更均匀,注采井间剩余油更少,整体开发效果好;与常规压裂相比,宽带压裂可显著提高特低渗透油藏压后单井产能,储层基质渗透率越低,宽带压裂后单井产能提升幅度越大;当储层基质渗透率大于 １ｍＤ后,宽带压裂和常规压裂最终累产油差别不大。该研究为海上特低渗油藏高效开发提供了技术思路。     

偏相关分析在采油速度影响因素分析中的应用

为确定不同开发阶段影响采油速度的主要因素,利用我国26 个油藏的生产动态数据,采用偏相关性分析方法分析了渗透率、粘度、储量丰度、井网密度、注采井数比对采油速度的影响。分析结果表明:渗透率、粘度、储量丰度主要影响开发初期的采油速度,对开发后期影响较小;井网密度和注采井数比主要影响开发中后期的采油速度,初期影响小。     

砾岩油藏聚合物驱注采耦合调控方法及参数优化

砾岩油藏微观孔隙结构复杂、宏观非均质性强,并且注采井距较小导致优势通道发育,聚窜矛盾突出,聚合物驱开发效果较差。以克拉玛依七东₁区砾岩油藏为例,提出了小井距条件下聚合物驱注采耦合理论及方法。针对注采敏感井组通过注采耦合调控方法,拉大注采井距、变化流线,以控制聚合物窜流,有效启动优势通道屏蔽型剩余油,实现砾岩油藏聚合物精细化驱替,精准调控。结果表明,处于聚合物驱中后期的砾岩油藏在实施注采耦合方法调控策略后,整体含水回返趋势得到有效控制,油井聚窜得到抑制。针对目标油藏开展注采耦合参数优化,采用时间比例为1∶1对称型结构,注采耦合半周期为60 d时采出程度提高1.89%,效果最好。研究结果对砾岩油藏聚合物驱中后期提高采收率的有效开展具有指导意义。     

水力压裂影响因素的分析与优化

我国很多油田中存在低渗油藏,对低渗油藏进行压裂是目前提高油藏开发效果及其采收率的有效手段。为了提高压裂措施的增产效果,以尽可能小的投资获得最大的回报,就需要对影响压裂井的因素进行分析。以理论油藏模型和某油田实际油藏模型为基础,引进了敏感系数,通过比较敏感系数绝对值的大小,对压裂井增产效果的影响因素进行了敏感性分析。压裂井油层特性的敏感性从大到小的排列顺序为：含油饱和度、孔隙度、有效厚度、地层压力、渗透率．．对压裂井的参数进行了优化设计,对于低渗复杂断块油藏,人工裂缝长度为0．8倍井距时最优;针对一注一采井组．当裂缝方向与注采井连线成45°角左右时增油效果最好;油水井同时压裂时增油效果最好;相对于矩形井网,三角形井网更加适合人工压裂。     

水平井水淹机理数值模拟研究

分析了水平井开发高含水油藏的风险,开展了水平井水淹机理数值模拟研究,建立了基础模型及排式注水采油剩余油分布模型.对影响水平井开发效果和生产动态的因素共设计出66个单因素模拟方案,对各个单因素进行了敏感性分析和评价,并对这些影响因素进行了综合分析,给出了各个因素对水平井开发效果和生产动态的定量敏感性结果.     

低渗致密油藏水平井缝网压裂裂缝参数优化

水平井缝网压裂在提高低渗致密油藏水平井产能、延长稳产时间方面发挥了重要作用。目前,针对低渗致密油藏缝网压裂裂缝参数优化的研究还很少,且普遍没有考虑储层的低渗特点。为此,文中考虑了启动压力梯度和井筒摩阻的影响,采用Eclipse数值模拟工具,建立了缝网压裂的模型;并运用正交试验设计优化思路,以黄陵长6浅层低渗透致密储层为基础,开展了水平井缝网压裂裂缝参数优化研究;分析了缝网特征对缝网压裂改造效果的影响,为缝网压裂裂缝参数优化提供了一套完整思路。黄陵地区现场应用了11口井,均取得了良好效果,为低渗致密油藏水平井缝网压裂设计提供了有效指导。     

同层补孔压裂技术在特低渗透油田的应用

坪北油田属于特低渗透油藏,砂体发育,油层厚度大,整体上储层采用笼统压裂以动用油层产能,但是笼统压裂对厚油层的改造并不充分,测井显示剩余油富集,为进一步有效挖掘剩余油,提高单井产量,提出了厚油层同层补孔压裂技术。通过分析厚油层同层补孔压裂技术的难点和主要影响因素,优化了射开程度和压裂施工参数,充分挖掘了剩余油,该技术在现场成功应用9井次,平均单井增油量提升1.5倍,增油效果显著,保证了特低渗透致密砂岩油藏高效开发。