水驱砂岩油藏水平井多段流描述及数值模拟研究

合理设计水平井及正确计算其产能,已经成为水平井开发油田能否达到预期效果的重要问题。在水平井渗流规律、产能预测、多段流描述技术、多相流理论以及变质量流理论的基础上,综合采用渗流力学、油藏工程、现代数学和现代计算技术等多学科交叉的方法进行研究,建立水平井井筒-油藏耦合数值模拟的数学模型。采用数值模拟的方法对水平井渗流机理进行了研究,同时,进行水平井油藏数值模拟软件的编制。研究成果的检验与应用表明,提出的基于水平井多段流描述方法的油藏数值模拟模型,可以准确预测水平井的产能,优化水平井参数,指导水平井开发方案制定。     

变形介质低渗透油藏水平井产能特征

针对低渗透油藏水平井生产过程中井底附近渗流场的复杂性问题,对低渗透油藏水平井远井区域和近井区域渗流场的多种基本渗流形态进行了分析,基于稳定渗流理论,给出了考虑启动压力梯度的变形介质在低渗透油藏中3种流态并存的水平井产能计算公式.通过实例计算分析了水平井产能特征和不同水平井井段长度条件下各种流态的主次关系与转换特征.研究结果表明,低渗透油藏水平井的产能随启动压力梯度和介质变形系数的增大而降低;随水平井段长度的增加,远井区域先以径向流为主,逐步转化为平行流;近井区域以径向流为主.     

水平井五点井网的研究及对比

基于拟三维求解思想，本动用保角变换、汇源反映、叠加原理以及等值渗流阻力等渗流理论，对三种五点法水平井面积井网进行了研究。这里分别推得了各井网的产量、流场分布、渗流速度等的计算公式，并分析了影响水平井产能因素。其结果可用于水平井油藏工程问题研究和计算。     

水平井开采延长油田底水油藏可行性分析

针对延长油田长2底水油藏的特点,研究了水平井开采底水油藏的渗流理论,建立并求解了相应的数学模型,得到了底水油藏水平井三维产能公式。实例验证结果表明三维产能公式的计算误差为3%,精度较高。对比分析了水平井与不完善直井的产能、底水突破时间。结果表明,水平井在抑制底水锥进方面优于不完善直井。水平井开采底水油藏渗流理论的研究对于开采同类油藏具有借鉴意义。     

气藏水平井产能预测方法

近年来，随“西气东输”工程的启动，越来越多的水平井在气藏开发中得以应用，但国内外对气藏中水平井产能预测方法研究较少。由于气藏中气体的流动方程和油藏中液体的流动方程具有很大的差异，所以油藏中的水平井产能计算公式不能直接应用于气藏。但如果气体流动渗流方程采用拟压力，液体流动渗流方程采用压力，二者的流动方程形式具有相似性，均为线性方程。为满足气藏水平井产能计算的需要，文章对油藏水平井产能解析式进行了改进，提出了适用于气藏的水平井产能计算公式。利用改进后的产能计算公式对新疆塔里木盆地某气藏水平井产能进行了计算，结果表明改进的水平井产能计算公式是可行的。     

各向异性底水油藏长水平井产能公式

底水油藏水平井产能是油藏工程分析的重要研究内容。现有的底水油藏水平井产能公式均是基于短水平井渗流模型提出的,但对长水平井产能并不适用,为了更准确地评价底水油藏长水平井产能,综合考虑各向异性和油井避水高度对长水平井产能的影响,并运用等值渗流阻力、势的叠加原理以及镜像反映等方法推导出底水油藏长水平井产能公式。通过实例分析发现,各向异性对长水平井产能影响十分显著,其产量较不考虑各向异性的公式所计算的产量同比下降了53.52%,在用短水平井产能模型预测底水油藏长水平井产能时油井的产油量较大,最大可达实际产油量的5.01倍,而底水油藏长水平井产能模型的计算结果则较为准确。     

稠油油藏水平井产能预测新模型

不同黏度下稠油室内实验研究结果,证明了稠油流动中存在启动压力梯度,启动压力梯度随原油黏度的增大而增大。考虑水平井三维空间渗流特征和启动压力梯度,应用速度势理论建立了稠油油藏水平井产能预测新的数学模型。应用新模型,对海上稠油油藏水平井产能进行了预测,分析了启动压力梯度对稠油油藏水平井产量和动用范围的影响:启动压力越大,水平井产能越低;启动压力梯度增大了渗流的阻力,减小了水平井的动用范围。     

水平井三维产能公式研究

从水平井椭球流态出发,对水平井等压椭球面的渗流理论进行分析和研究,应用了新的坐标变换形式,在三维渗流条件下推导出了新的水平井势分布公式及产能公式,并进一步分析了水平井长度、椭球供给边界距离对水平井产量的影响规律。通过考虑启动压力梯度,推导出低渗透油藏中水平井的产能近似公式,并给出了相应的无量纲产量公式,为利用水平井开发油藏提供了理论依据。     

低渗透油藏油气两相下水平井产能预测及影响因素分析——以渤海油田A油藏为例

水平井开发已广泛应用在低渗透油藏中,若井底流压小于饱和压力时,预测水平井产能应考虑油气两相渗流的影响。基于考虑启动压力梯度和应力敏感的运动方程,运用保角变换和等值渗流阻力原理,建立了低渗透油藏油气两相下水平井产能预测新公式,并开展了影响水平井产能敏感性因素分析。研究表明,启动压力梯度对水平井产能影响呈线性关系,在相同水平段下,启动压力梯度增大,水平井产量减少,在不同水平段下,水平段长度越小,启动压力梯度对产能影响越大;应力敏感系数增大,水平井产量下降,当应力敏感系数小于0.06 MPa–1时,应力敏感对水平井产能的影响较小。     

煤层气压裂水平井渗流规律研究进展

国内外对煤层气压裂水平井产能分析尚未达成共识。为此，在综述国内外煤层气压裂水平井渗流规律研究状况的基础上，系统地回顾了压裂水平井渗流理论发展历程。国外对于压裂水平井的研究趋向于建立数学模型及求解方法，模型包括双线性流模型、三线性流模型等；国内对压裂水平井的研究重点在于分析压裂水平井的产能特征和裂缝参数的优化。首先对压裂水平井不同裂缝形态下有限导流垂直裂缝双线性流模型和三线性流模型进行了分析；其次对水平井中多条横向人工裂缝的瞬态压力特性、多条裂缝之间的干扰，裂缝条数对水平井产能的影响进行了阐述；最后，提出了目前压裂水平井渗流理论研究中存在的各种问题，并指出了压裂水平井渗流理论的发展趋势。     

分支水平井产能的研究

综合运用数学分析方法(保角变换、镜像反映、叠加原理、等值渗流阻力)和物理模拟方法(电解模型)对分支水平井稳定渗流进行了较系统的研究.推得了分支水平井的流场分布和产能计算公式,并对影响分支水平井产能的因素进行了分析和研究.利用实验测试结果对分支水平井产能计算公式进行了检验.结果表明,解析解产能计算公式具有一定的精度,可用于实际油藏分支水平井的产能预测.     

鱼骨型多分支水平气井产能规律研究

推导了水平气井在无界地层中三维拟压力分布模型,运用镜像反映和叠加原理建立了鱼骨型多分支水平气井在地层中的压力分布方程。建立了考虑井筒摩阻损失、加速度损失、混合损失及重力作用的井筒流动方程,从而得到了完整的产能模型。运用产能模型系统分析了储层物性、井筒压力损失、多分支井型结构等因素对鱼骨型多分支水平气井产能的影响,得到了鱼骨型多分支水平气井的产能规律。     

水平井稳态产能公式对比与分析

近年来,水平井稳态产能理论研究日趋成熟,不同求解方法下的水平井稳态产能公式应运而生,但 并不是每个产能公式均适用于所有类型油藏中水平井产能的预测,合理选择产能公式至关重要。以水平 井稳态产能公式研究过程中的拟三维方法、保角变换法以及其他相关方法为基础,对国内外学者关于水 平井稳态产能分析理论的研究进展进行了综述,并结合实例分析了各水平井稳态产能公式在已知油藏中 的适用性。分析表明,Borisov 公式（郎兆新公式）、Giger 公式、Renard-Dupuy 公式（郭肖公式与李真祥 公式）、Fuirui 公式以及陈元千公式适用性较强。该研究为油藏开发过程中合理选择水平井产能公式提供 了理论依据。     

水力深穿透射孔井产能计算方法及开发效果分析

水力深穿透射孔技术的成孔结构、渗流条件与多分支水平井比较接近,因此可以通过多分支水平井产能公式来研究水力深穿透射孔井的产能.从多分支水平井产能公式导出了水力深穿透射孔井的产能公式和表皮系数公式,射孔孔径、孔深、孔数、表皮系数对水力深穿透射孔井产能的影响分析结果表明,增加水力深穿透射孔的孔深和增大孔密,可提高水力深透射孔井的产能,且水力深穿透射孔技术能穿透近井污染带,有效连通地层和井筒,提高产能;水力深穿透射孔技术在薄油层的效果好于厚油层,它更适合对薄油层进行改造和作业.     

一种预测水平井产能的新方法

水平井可以增加油气井的控制储量和产能,从而在复杂油气藏中得到了广泛应用。国内外学者建立了一系列经典的水平井产能公式,其中,解析法是研究水平井产能的重要方法,该方法从数学模型出发,通过假设条件,简化方程的初始、边界条件,利用保角变换、镜像映射、势的叠加原理,以及等值渗流阻力法等方法得到水平井的产能公式。文中把水平井渗流过程分为内、外两区,通过把外区水平井等效为与储层等厚的垂直裂缝,利用位势理论结合等值渗流阻力法推导出新的水平井产能公式。通过与常用水平井产能公式在经典算例下的对比表明,该公式合理可靠。储层有效厚度较小时,各公式计算结果差异较小;储层有效厚度较大时,要考虑多种方法,力求结果准确。     

低渗水驱油藏水平井见水后产能研究新方法

在利用水平井开发低渗水驱油藏的过程中,油井见水是制约其产量的一个重要因素。 基于Joshi 水平井产能分析理论,将水平井三维渗流问题简化为 2 个二维平面渗流问题,考虑启动压力梯度,利用保角变换方法分别获得了 2 个二维平面内的产量公式,再结合水驱油藏中非活塞式驱替过程油水两相渗流特征,最终求得了低渗水驱油藏中水平井产油量计算新公式。通过实例计算与对比发现,本文公式与水平井单相经典产能公式计算结果虽然均比实际产油量大,但是本文公式计算结果与实际产油量相对误差最小,为 2.94%,从而证明本文公式准确性较高、实用性较好。 此项研究为低渗水驱油藏水平井见水后产量预测提供了新的思路。     

气水同产水平井产能分析方法

在气藏开发的中后期,因水平气井产水,渗流阻力增加,气体单相稳定渗流理论不再适合于气水两相流动。提出采用复合模型分析方法来分析产水时的水平气井产能,即考虑近井地带地层渗透率由于水的影响而降低,而远井地层渗透率不变;通过产能方程的建立,研究了水对气井产能的影响。     

气藏水平井产能及水平段压力损失综合研究

为了高效合理的利用水平井开发火山岩气藏,在前人研究的基础上,分析了水平井水平段压力损失对水平井稳态产能的影响。由于水平井水平段井筒内部压力分布不均,根据质量守恒原理以及单元体受力分析,推导出了考虑摩擦压力损失的火山岩气藏水平井产能计算方法并进行了数值求解。定义了相对压力损失系数(PE)来表述摩擦压力损失的程度,利用以上数值求解方法分别对火山岩气藏水平井稳定产能和水平段压力损失的影响因素进行了分析。     

水平井与直井联合井网见水时间的确定方法

将水平井简化为具有等效井筒半径的直井,考虑了水平井与直井联合布井水驱油的非活塞特性,运用等值渗流阻力法将渗流区划分为3个阻力区,推导出了5种典型的水平井与直井联合井网的油井见水时间计算公式.并研究了水平井长度对不同井网见水时间的影响.引入见水系数对计算公式进行了修正,理论计算值与模拟值基本一致,能够满足油藏工程计算的需要.