考虑启动压力梯度的低渗压敏底水油藏产能及水锥预测方法研究

控制底水锥进和确定油井合理产能是底水油藏开发面临的核心问题,前人预测产能时未考虑启动压力梯度、压力敏感效应等因素的影响,导致油井产能、见水时间的预测结果与实际情况相差较大,不利于油井的高效开发.基于流体在低渗透多孔介质中的渗流特征,建立了一种低渗透底水油藏考虑启动压力梯度、压力敏感效应等因素的油井水锥及产能预测方法.矿...     

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。     

低渗透无隔板底水油藏油井见水时间预测

基于底水锥进和低渗透非达西渗流原理,推导出了低渗透无隔板底水油藏油井见水时间的预报公式。通过鄂尔多斯盆地砂岩底水油藏某油井的实际计算,其预测见水时间与实际见水时间的相对误差仅为6.47%.     

考虑启动压力梯度的低渗气藏水平井产能计算

低渗透气藏的开发在石油工业中占据着重要的地位,水平井因其特有的增产优势而广泛应用于开发低渗透气藏。水平井的成本投入较高,准确预测其产能可为水平井的钻井和采油工程方案设计提供科学的依据。低渗气藏水平井的产能预测大多忽略了低渗气藏的启动压力梯度效应,使预测产能与投产后的实际产能相差很大。在Joshi水平井渗流理论基础上,以上下边界封闭的低渗透气田为例,推导了考虑启动压力梯度的低渗气藏水平井的产能计算公式,引入无因次参数s表征启动压力梯度引起的产能损失程度。矿场资料验证了产能公式的计算精度,并分析了启动压力梯度对气井产能的影响趋势,结果表明随着启动压力梯度的增加,其损失的气量呈线性增加。这为水平井开发低渗透气藏提供了理论支持。     

考虑启动压力梯度的低渗透气藏压裂井产能分析

低渗透气藏中的多数井自然产能都很低,需要进行压裂改造后才具有生产能力。同时,气体在该类气藏中的渗流一般为存在启动压力梯度影响的非达西渗流。为此,根据保角变换原理,将带垂直裂缝的气井渗流问题,转化为易于求解的单向渗流问题;然后基于Forchheimer二项式渗流方程,考虑低渗透气藏中启动压力梯度存在的影响,推导得到了低渗透气藏中垂直裂缝井的产能计算公式;在此基础上,绘制分析了理论产能曲线,并用现场实例进行了验证。结果表明:启动压力梯度会影响低渗透气藏压裂井产能,压裂气井的产量随着启动压力梯度的增加而降低。该方法简单实用,便于现场应用。     

低渗透带半渗透隔板的底水油藏油井见水时间预测

基于底水锥进、物质平衡和低渗透非达西渗流原理,考虑隔板下部底水锥进的半球形径向渗流方式、隔板非均质性的垂向渗流方式,运用低渗透产能方程和物质平衡原理,推导低渗透带半渗透隔板底水油藏油井见水时间的预报公式.对于低渗透油井下部存在圆形半渗透隔板的底水油藏,由于考虑了启动压力梯度、半渗透隔板项的影响,计算出的油井见水时间要比不考虑以上因素的值更小,也更接近实际.经鄂尔多斯盆地砂岩底水油藏某油井的实际计算,预测的见水时间与实际见水时间较接近.     

低渗透底水气藏压裂气井见水时间预测

通过建立平面径向流和半球面向心流相结合的压裂气井水锥计算模型,推导出低渗透底水气藏压裂气井见水时间计算公式,并结合数值模型模拟分析,证实了对于打开程度较低的压裂气井,裂缝的存在延缓了气井的底水锥进,见水时间延迟,并且裂缝半长越长,这种效果越明显。将该见水时间公式应用于中国石化所辖的某低渗透底水气藏YS1井的计算结果表明,压裂后气井的见水时间明显延长,无水采收率提高。     

预测无隔板底水油藏油井见水时间的修正式

针对无隔板底水油藏在开发过程中存在底水锥进的问题。文章基于这一原理,对已知无隔板底水油藏中油井见水时间预测公式进行了修正。修正后的公式更能准确地预测见水时间,并通过鄂尔多斯盆地砂岩底水油藏某油井的实际计算,其预测见水时间与实际见水时间的相对误差仅为617％     

低渗透带隔板底水油藏油井见水时间预测

基于底水锥进和低渗透非达西渗流原理,考虑隔板下部底水锥进的半球形径向渗流方式和隔板上部的平面径向渗流方式,运用物质平衡原理,推导低渗透带隔板底水油藏油井见水时间的预报公式。经鄂尔多斯盆地砂岩底水油藏某油井的实际计算,预测的见水时间与实际见水时间接近,相对误差仅7.85%。另对鄂尔多斯盆地huc油田hu152区c3油藏6口带有天然隔板的油井进行了见水时间计算,有5口井预测见水时间与实际见水时间相对误差小于10%。对于低渗透带隔板底水油藏,由于考虑了启动压力梯度项,计算出的油井见水时间要比不考虑启动压力梯度项时的值更小,也更接近实际。     

低渗气藏启动压力梯度研究与分析

在低渗透气藏中,气体渗流是否存在启动压力梯度以及启动压力梯度存在条件一直是石油工作者研究和争论的焦点之一。通过一系列实验,研究了低渗透气藏中气体渗流存在启动压力梯度的条件,获得了气藏有效渗透率大于0.1×10-3μm2或束缚水饱和度低于20%时,不存在启动压力梯度;并定量化了启动压力梯度与束缚水饱和度之间的关系。     

底水气藏见水时间预测方法

基于多孔介质中流体质点的渗流规律,对底水气藏双重不完善井的水锥突破时间进行了研究,通过数学推导,得到了水锥突破时间计算公式,该公式考虑了气藏打开程度、气水流度比、原始束缚水饱和度、残余气饱和度等影响因素。实例分析表明,底水气藏的一口生产井以定产量生产,在其它条件不变的情况下,其见水时间与气藏打开程度呈不对称凸型曲线关系。     

Threshold Pressure Gradient in Ultra-low Permeability Reservoirs

Abstract

In a core displacement experiment, simulated oil, formation water, injected water, and distillated water were used as fluids to measure and analyze the threshold pressure gradient (TPG) for both a single- and two-phase fluid flow. A certain Chinese oil field core sample was used, which represents a typical ultra-low permeability reservoir: “block 119.” The study indicates that different types of fluids give a different TPG versus permeability power function, with index equal to approximately ?1. The study also indicates that, due to the capillary pressure and the Jamin effect, the TPG for the two-phase oil and water is greater than that for the single-phase flow. By combining laboratory and field data, the effect of the TPG in the development of the ultra-low permeability reservoirs can be explained.     

低渗变形介质油藏污染井酸化增产规律分析

基于低渗非达西渗流和变形介质渗流理论，推导了污染井酸化前后的产能预测模型和井底压力损失表达式，定义了低渗变形介质油藏污染井酸化前后的表皮因子，并对污染井酸化前后的产能变化规律进行了研究。结果表明，低渗透油藏随着储层应力敏感效应和启动压力梯度的增大，产能明显降低，增大生产压差有利于克服其不利影响；酸化半径内启动压力梯度的改变对表皮因子的改善有重要影响，改变幅度越大对表皮因子的改善越有效。     

无隔板底水油藏中堵剂位置的确定

根据李传亮提出开发底水油藏的新思维——“隔板理论”,对底水油藏油井的“李氏隔板”问题进行了研究,并推导出堵剂注入的合理位置。对进一步做好底水油藏油井的稳产措施制定和科学开发底水油藏有一定的指导意义。     

低渗透油藏的压力波传播规律

运用稳态逐次替换法,研究了低渗透油藏不同渗流方式下弹性液体不稳定渗流压力波的传播规律,发现在平面平行渗流、平面径向渗流和球面向心渗流3种渗流方式中,球面向心渗流方式下的压力波传播速度为最快,平面平行渗流压力波传播速度为最慢;低渗透油藏比中高渗透油藏的压力波传播速度慢。     

压裂液对低渗砂岩气藏的水敏性伤害实验研究

为了客观准确地评价压裂液对低渗砂岩气藏的水敏性伤害,开展了伤害机理研究。以压裂液"平行液"为实验液体,基于X衍射、扫描电镜及岩心流动实验结果,将核磁共振技术应用于水敏性伤害机理,对胍胶压裂液和酸性压裂液造成的水敏性伤害进行了评价。结果表明:两种压裂液对应"平行液"对岩心造成的水敏性伤害均值分别为12.68%和12.77%;伤害程度大小主要取决于岩心中伊/蒙间层、伊利石的绝对含量以及黏土矿物的总含量,而与压裂液"平行液"类型无严格关系;返排程度与水敏性伤害有一定关系,返排量为0~2倍孔隙体积时,伤害率表现出增大的趋势,返排量为2~10倍孔隙体积时,伤害率趋于稳定;不同孔隙类型岩心由于不同类型压裂液入侵造成水敏性伤害后,表现出不同的核磁共振特征。通过研究,提供了一种定性评价压裂液对油气储层水敏性伤害的新方法。      

底水油藏水锥动态模拟及见水时间预测

基于底水油藏具有两种渗流模型的假设,即射孔段上部为水平径向流动,射孔段下部为半球状向心流动,推导出油井见水前离井轴任一半径在任一时刻的水锥高度的隐式函数,由此可确定底水的突破时间和不同时刻水锥的剖面形态。通过实例计算与实际结果的比较,见水时间的预测误差小于5%.     

特低渗透油藏分类及开采特征研究

分析了特低渗透油藏地质特征参数、油藏特征参数以及流固耦合特征参数，应用非达西渗流理论和非线性弹性渗流理论研究了影响开发效果的参数。在此基础上，确定了分类参数，对特低渗透油藏进行了系统的分类；并通过分析不同类型特低渗透油藏开采特征的异同，证实了分类指标的代表性；分析了造成不同类型油藏驱替及开采特征差异的内在因素是启动压力梯度、毛细管压力和储层的压力敏感性；提出了在异常高压油藏开发过程中，应控制合理生产压差、保持适当地层压力开采等防止压力敏感性伤害的措施。     

低渗透油藏压裂井井底压裂动态

根据低渗油藏渗流规律,建立了考虑启动压力梯度的封闭或定压外边界低渗油藏无限导流垂直裂缝井线性流渗流数学模型及无限大低渗油藏有限导流垂直裂缝井双线性流渗流数学模型。对模型做拉氏变换,利用叠加原理、镜像反映原理和格林第二公式求解模型,得到拉氏空间中的井底压力计算公式。利用改进的Stehfest算法,计算得到实空间中的井底压力解。在MATLAB上编写程序并绘制了井底压力及压力导数理论曲线。对启动压力梯度、裂缝导流能力、外边界等影响因素进行分析,区分启动压力梯度与外边界对井底压力的影响。