考虑启动压力梯度的聚合物驱数值模拟

针对目前常用的化学驱数值模拟软件并不适用于低渗透油藏的问题,通过室内实验开展低渗透油藏聚合物驱油机理研究,量化表征中国石化江苏油田低渗透油藏中聚合物驱的关键物性参数,分别采用拟启动压力梯度模型和非线性模型建立低渗透油藏聚合物驱数学模型,进行数值求解并应用。研究结果表明,中国石化江苏油田低渗透油藏聚合物驱适宜采用相对分子质量为600×10~4~900×10~4的聚合物;拟启动压力梯度模型忽略了渗流曲线的弯曲段,夸大了低渗透油藏的渗流阻力,而非线性模型更适于模拟低渗透油藏聚合物驱过程。在江苏油田沙7断块的应用结果表明,基于非线性模型建立的数值模拟方法能够考虑低渗透油藏聚合物驱过程中启动压力梯度的影响,模拟计算结果与矿场实际生产数据更加吻合,为低渗透油藏化学驱的方案优化与动态预测提供了有效的技术与方法。     

考虑启动压力梯度的低渗透渗流模型改造

如何充分反映启动压力梯度的影响一直是低渗透油藏数值模拟研究领域的难点,以低渗透油藏渗流机理为研究起点,通过对低渗透油藏渗流模型的改造,得到了一种启动压力梯度在数值模拟方程中新的表现形式,并研发出相应的低渗透油藏数值模拟编辑器,通过与专业石油软件进行对比验证了该模型的高精确度,进一步结合实际油田资料完成了该模型的实际生产应用,结果表明改造后的模型很大程度上加强了启动压力梯度对低渗透数值模拟过程的影响程度,并且能够更加准确地反映出低渗透油藏的实际生产动态。     

低渗透油藏渗透率及启动压力梯度应力敏感性分析

为了研究低渗透油藏在开发过程中伴随的储层物性及流体渗流参数变化规律,基于岩心堆积模型分形理论及材料力学原理,结合低渗透油藏非线性渗流特征,建立低渗透储层渗透率及启动压力梯度应力敏感理论计算模型,定量分析岩石力学参数对储层应力敏感性的影响,并通过理论模型计算结果与实验数据对比分析,验证应力敏感模型的有效性。研究结果表明:随着有效应力增加,渗透率呈下降趋势,而启动压力梯度呈上升趋势,且在有效应力作用下的正则化渗透率与启动压力梯度满足较好的乘幂关系;渗透率及启动压力梯度应力敏感性与岩石力学性质密切相关,岩石杨氏模量越大,渗透率及启动压力梯度应力敏感程度越弱,同一弹性模量的岩石泊松比越小,渗透率及启动压力梯度应力敏感程度越强;该模型可准确预测渗透率及启动压力梯度的应力敏感性,从而为低渗透油藏渗流规律研究及产能方案制定提供理论支撑。     

计算启动压力梯度的经验公式

在低渗透油藏中,流体流动存在启动压力梯度。本文系统地分析了汉透率、粘度、含水饱和度对启动压力梯度的影响,得到了渗透率越低、粘度越大、含水饱和度越低,其启动压力梯度越高的结论。并总结出计算启动压力梯度的经验公式。     

考虑启动压力梯度的压裂气井产能数值模拟

压裂是低渗透气藏保持经济开采和增产的重要措施，压后产能是进行压裂方案优化设计的重要依据。考虑低渗透气藏中普遍存在的启动压力梯度对气体渗流的影响，建立了压裂气井产能模拟模型，给出了数值计算模型，编制出考虑启动压力梯度的压裂气井产能模拟软件。计算表明，启动压力梯度对压裂气井产能影响很大，在产能模拟时应考虑启动压力梯度的影响。     

考虑启动压力梯度的页岩气藏数值模拟

页岩气作为一种重要的非常规能源,其渗流及开发原理越来越受到关注。在页岩气井开采过程中,为了全面认识井底压力的响应特征及影响因素,根据页岩气渗流机理、吸附气解吸特征、渗流理论和质量守恒定理,建立双孔介质页岩气藏数学模型。模型以启动压力梯度和等温吸附的原理为前提,应用有限差分法,得到数值模型,编制相应程序对数值模型求解,分析了启动压力梯度、几何因子、储容比、Langmuir压力、Langmuir体积对气井井底压力变化的影响。结果表明:双重介质模型能够准确描述吸附气在储层中的解吸过程、基质系统和裂缝系统之间的窜流过程;考虑启动压力梯度更加接近实际地层;考虑吸附解吸作用使井底压力缓慢降低,探测地层边界较晚;利用地层参数分析及室内实验可以间接求出页岩气藏解吸附过程中Langmuir压力和Langmuir体积,这对气井井底压力分析和产能预测非常重要。     

低渗气藏考虑启动压力梯度的单井数值模拟

在已发现的天然气储集层中，低渗透、特低渗透储集层占相当大的比例，且这类储集层中流体渗流较为复杂，具有独特的渗流特征（即存在启动压力现象），流体在多孔介质中的流动不再符合达西定律，因此重视并研究启动压力现象对低渗气藏的开发有着十分重要的意义。而目前的大型油气藏数值模拟商业化软件中都没有考虑启动压力梯度的影响。为此，在渗流力学基础上建立了考虑启动压力梯度的三维气、水两相流数值模型，并编写了相应的数值模拟软件。通过与商业化软件CMG的计算结果对比分析认为本软件是合理、可靠的。然后通过本软件对气井在不同启动压力梯度情况下的模拟计算结果表明，启动压力梯度对低渗透气藏气井的生产动态的影响非常显著，如果不考虑启动压力梯度将导致预测的产量等开发指标明显偏高。因此，在进行生产动态的方案预测时应充分考虑启动压力梯度的影响，以使编制的开发方案能更加准确地指导低渗气藏的开发。     

启动压力梯度的室内简便测量

试验表明,低渗透油藏存在启动压力梯度,针对低渗透岩心稳定时间长,流量精确测量困难的问题,采用非稳态测压方法求解岩心的启动压力梯度。设计实验方法如下：初始时刻,将岩心在高压下饱和原油,在一端封闭,并装入测压计,待系统压力平衡且稳定时间,将岩心另一端放空至某一压力值,连续测量封闭端压力变化,直至系统达到稳定状态。     

基于启动压力梯度等效表征的低渗透油藏数值模拟

目前成熟并应用广泛的大型商业数值模拟软件均基于达西定律,但理论和实验研究均表明低渗透储层存在启动压力梯度;因此,数值模拟在低渗透油藏压裂设计、井网优化和方案研究等方面有一定局限性。部分学者研究编制的数值模拟程序无法处理百万级网格的实际油藏模型,为此,文中通过在商业数模模拟软件中巧妙地设置关键字,建立了一套启动压力梯度在油藏数值模拟中的等效表征方法。运用油藏工程方法中的极限井距理论验证了该方法的可行性;将该方法应用于BZ油田实际油藏模型,指导油田先导试验井压裂设计,证明对存在启动压力梯度的油藏方案研究具有重要意义。     

低渗透油层启动压力梯度与渗透率的关系研究

通过实验方法,对某油田岩心进行了启动压力梯度的测试,利用实验得到的启动压力梯度值与渗透率进行回归分析,从分析结果可以看出,对于低渗透油田,地层平均渗透率对启动压力梯度的大小影响非常显著。     

启动压力梯度的不稳定快速测量

试验表明,低渗透油藏存在启动压力梯度。以往采用稳态渗流法测量岩心的启动压力梯度,但效果不好。针对低渗透岩心稳定时间长,流量精确测量困难的问题,设计了一种用非稳态渗流测压方式求解岩心的启动压力梯度的方法。设计实验方法为:初始时刻,将岩心在高压下饱和原油,在一端封闭,并装入测压计,待系统压力平衡且稳定后,将岩心另一端放空至某一压力值,连续测量封闭端压力变化,直至系统达到稳定状态。理论方面,考虑启动压力梯度和动边界的影响,建立低渗透岩心中液体的不稳定渗流方程,并用数值有限差分的方法求解,得到岩心封闭端的不稳定无量纲压力曲线。在双对数坐标图上,用实测压力数据和理论无量纲压力曲线拟合,求出低渗透岩心的启动压力梯度。此方法的优点是实验简单,实验条件易于控制,实验时间短。     

有限差分法在低渗油藏数值模拟中的应用

在低渗透油藏中存在着启动压力梯度,其渗流不再符合达西定律。本文考虑启动压力梯度及毛管力的影响,建立径向水驱油两相渗流微分方程,并利有限差分法进行数值模拟。对于低渗油藏由于启动压力梯度及毛管力的作用,不仅增大了原油的开采难度,而且降低了原油的最终采收率。因此,低渗透油藏强化注水以扩大生产压差,从而改善开发效果。     

表面活性剂对特低渗岩心启动压力梯度的影响

特低渗油藏微观孔隙结构复杂,启动压力梯度对流体的渗流规律影响很大。针对胜利油田史深100区块特低渗岩心,通过驱替实验分别研究表面活性剂对岩心单相流体以及油水两相启动压力梯度的影响。结果表明:不论地层水条件还是表面活性剂条件下,特低渗岩心都存在启动压力梯度,注入表面活性剂后岩心的最小启动压力梯度与拟启动压力梯度明显降低,且表面活性剂质量浓度越高,对启动压力和非达西渗流影响越大;特低渗岩心中油水两相流动时随油水驱替速率比的降低,两相启动压力梯度逐渐降低,含水饱和度逐渐升高,相同的油水速率比下,随油水界面张力的降低,两相启动压力梯度逐渐降低,含水饱和度逐渐增大,且随着表面活性剂溶液比例的增大,对两相启动压力梯度和含水饱和度的影响增加。     

油藏数值模拟技术在试井分析中的应用

本文从渗流模型及数值求解方法两方面概述了油藏数值模拟技术现状,针对油藏数值模拟在软件技术上的成熟性,提出了油藏数值模拟技术应用于试井分析,建立数值试井方法和理论这一新方向,并提出了数值试井技术在地质、采油及油藏工程方向上的具体应用。     

应力敏感实验评价结果与开发特征矛盾分析

由于储层具有较强的压力敏感性,很多深层复杂低渗透油藏的生产过程中,存在产量递减速度快、注不进采不出等问题。许多油田通过储层压力敏感性评价实验,评价结果为弱压力敏感或无压力敏感,但在实际开发过程中体现出强压力敏感性特征,实验室压力敏感性评价结果偏离实际油藏真实情况。导致实验室所测压力敏感性比处于高压下的储层压力敏感性弱的主要原因:一是异常高压油藏储层渗透率压力敏感的时滞效应,另一点是开采过程中孔隙度和渗透率损失的不可逆性。为了准确评价储层应力的敏感性,实验室需使每个围压点保持相应的时间以保证测试的渗透率已稳定;实验所用岩心必须是在储层原始状况下取出的岩心;针对异常高压低渗透油藏,如果使用的是地层压力下降后的储层岩心,建议在使用相同裂缝密度且渗透率大20%~40%的岩心进行实验。     

并行计算在油藏数值模拟中的应用

大规模整体油田的精细油藏数值模拟需要并行处理。该文将多层二维二相油藏压力计算,转化为以油层为并行计算粒度,用网格节点排序方法和预处理算法等缩短计算时间,达到对一类黑油模型油藏模拟问题高效的并行求解。实验结果表明,模拟速度有较大提高,并取得较高加速比。     

致密油藏体积压裂水平井数值模拟及井底流压分析

致密油藏储层渗透率极低,大规模水平井体积压裂已成为其最有效的开发手段。体积压裂明显区别于常规压裂所形成的双翼对称裂缝,可沟通天然裂缝,形成错综复杂的裂缝网络,这使体积压裂井与常规压裂井的数值模拟方法迥异。为对天然裂缝发育储层的体积压裂水平井进行有效的数值模拟,采用了"双重介质+缝网加密"的方法,即将SRV区(体积压裂改造区)建为双渗模型,并对SRV区进行缝网加密,分别模拟人工主缝、二级缝网和天然裂缝。再由试井解释结果预估一组缝网参数,然后通过自动历史拟合进行反演、修正,获得等效缝网。该模型生产预测参数与油田实际生产数据符合程度较高,具有可行性。利用该模型进行了井底流压分析,并划分出了5种流态。     

高含水期水动力学开发调整数模新技术应用

油藏数值模拟新技术是高含水期油田开发调整的有力工具。它提供多样化的图形，帮助油藏工程师迅速了解油田开发历史和分层水淹过程。饱和度图可以帮助发现剩余油分布富集地带，流线图是重要的流体力学研究手段。对于埕东油田，通过历史拟合确定剩余油分布，然后优化开发调，补充井，为变液流方向和转注高含水井，达到了改善油田开发效果和提高采收率的目的。     

考虑人工裂缝的单井数值模拟技术的应用

常规数值模拟网格技术在描述经过压裂增产的油气井时存在不足，很少考虑裂缝的几何形态以及裂缝导流能力对油气井生产动态的影响。考虑人工裂缝的单井数值模拟网格技术（PEBI）可以更加准确地评价压裂增产油气井单井控制储量、单井控制泄流半径，预测油井的生产动态以及对裂缝效果进行敏感性分析。文章结合试井分析，确定了裂缝几何尺寸和裂缝导流能力，对低渗油田某井建立了数值模拟模型。在较高的历史拟合精度上，对油井进行了动态预测，同时分析了裂缝半长和裂缝导流能力对油井生产动态指标的敏感性。结果表明该井单井控制泄流半径约为400 m，单井控制原油储量41.9×10⁴t。增加裂缝半长会增加累积产油量，但是随着裂缝半长的增加，累积产油量的增加幅度就越来越小。增加裂缝渗透率能较大地提高原油的稳产年限和累积产油量，当裂缝渗透率达到5 μm^２后，增加裂缝渗透率对油井生产动态指标的改善不明显。     

砂岩油藏堵水数值模拟研究与应用

运用简化的黑油模型,对砂岩油藏层内堵水机理进行了数值模拟研究,得出了一些定性的认识和定量的结论。根据得出的结论,对高含水的L36断块整体堵水进行模拟,预测了堵水效果,从8套方案中优选出调整治理方案。该方案实施后,区块综合含水上升率由每年的2%下降为零,产量递减速度得到明显控制,累计增油量9066 t,而预测增油量为11020 t,吻合率达82%,为同类油藏的综合治理提供了一种有效的方法。