水平井变密度射孔技术优化及应用

由于水平井水平段物性差异、井斜角变化、水平段内摩擦损失等因素造成水平段开发不均衡。根据渗流力学和油藏工程理论,建立了油藏渗流模型、孔眼紊流模型、水平井井筒流动模型;基于流体的不同流动状态之间边界处压力及流量相等,根据质量守恒方程,建立了油藏—水平井井筒流动耦合模型。并利用油藏—水平井井筒流动耦合模型分析了井斜角、渗透率、水平段距底水的距离、原油粘度对孔密优化的影响。结果表明,井斜角小于等于90°时,从跟端到趾端需增加孔密,井斜角大于90°时,从跟端到趾端需减小孔密;渗透率大的井段,渗流阻力小,向渗透率大的方向降低孔密;距离底水越近孔密差异越大。应用油藏—水平井井筒流动耦合模型对11口水平井进行变密度射孔优化,优化后平均单井初期产液量为32.9m3/d,产油量为29t/d,平均单井累积增油量为5246t,与2008—2009年投产的同类型相邻油藏水平井相比,平均含水率上升速度减缓,开发效果有所改善。     

非均质油藏水平井分段变密度射孔优化模型

基于油藏数值模拟技术,耦合油藏渗流、井壁流体入流、井筒流体管流,建立三维三相水平井分段变密度射孔优化设计模型。分析了水平井跟(趾)端与中部渗流差异、避射段、渗透率非均质、油层厚度非均质、孔隙度非均质、井筒压降、最大射孔密度、射孔优化原则等8个因素对水平井分段变密度射孔孔密与入流剖面的影响及流体黏度、套管直径、管壁粗糙度对井筒压降的影响。结果表明,跟(趾)端与中部渗流差异、避射段、渗透率非均质性、油层厚度非均质性对分段变密度射孔有显著影响;考虑与不考虑水平井跟(趾)端与中部渗流差异可能会得出相反的孔密优化结果;避射段的存在会影响流体入流剖面;国内陆上大多数水平井分段变密度射孔不必考虑井筒压降的影响。塔河油田AT9-7H井预测与实际生产指标对比表明,该模型具有较高的精度。     

水平井变密度射孔调剖方法

产液剖面不均衡是水平井开发过程中亟待解决的问题。基于源函数法和势的叠加原理,根据油藏—井筒耦合关系,建立了均质各向异性盒式油藏水平井产液剖面的计算模型及方法。在储层均衡开采的情况下,水平井生产段跟端和趾端流量高,中间流量低,产液剖面呈对称的U型。在实际笼统射孔条件下,受井筒内压力损失影响,生产段跟端流量高,趾端流量低;孔密或孔深越大,产液剖面的均衡性越差。以储层均衡开采为目标,提出了均质各向异性盒式油藏水平井变密度射孔调剖方法。采用该方法对水平井孔密分布进行优化后,孔密从生产段趾端到跟端逐渐下降;趾端孔密越高,跟端孔密的降幅越大。与笼统射孔相比,变密度射孔可明显改善水平井产液剖面的均衡性;孔密越大,变密度射孔的调剖效果越理想。     

多油层油藏均衡开采影响因素分析

不均衡开采是多油层油藏开发存在的主要问题。基于油藏渗流模型和井筒流动模型,根据压力的连续性条件,建立了多油层油藏￣井筒流动耦合的半解析模型,给出了多层合采直井的产液剖面和压力剖面计算方法,定量计算并分析了井筒压力损失、层间渗透率差异、原油黏度差异、压力差异和层间距离对多层合采直井均衡开采的影响。结果表明:层间压力差异对多油层油藏直井均衡开采的影响最大,在其他参数相同的条件下,层位地层压力越大,相应产量越高,当合采油层间的压力差异大于生产压差时,有可能出现窜流;层间渗透率差异影响次之,在其他参数相同的条件下,各层段的产液量只与层位间的渗透率比值有关,而与渗透率的具体大小无关;层间原油黏度差异相对较小,井筒压力损失的影响可以忽略。该研究对多油层油藏的开发效果预测以及完井方案优化设计具有指导意义。     

水平井均匀流入剖面下的射孔密度分布确定的新方法

水平井生产时,由于水平井段井筒流动摩阻的存在,使得水平井筒各处相对地层的压力差不相同,从而造成沿水平井筒供液能力的不同,通过改变水平井段上、下游射孔密度分布,调节总的流动阻力,降低因井筒流动摩阻所造成的水平井段中、底部采出程度偏低,改善产液剖面,实现油层均匀供液,提高水平井开发效果.文中将水平井射开井段划分为若干个小段,将多孔介质渗流压降和射孔孔眼附加压降进行迭加,根据达西沿程阻力公式导出了水平井不同射开井段处射孔密度分布递推公式.新方法应用表明靠近水平井段下游端处的射孔密度要低,靠近上游端处的射孔密度要大,这样才能保证流体均匀流入.     

射孔完井水平井近井地带流动模型研究

在进行射孔完井水平井生产段空间数学描述的基础上，采用势叠加原理，建立了封闭边界油藏中射孔孔眼相互干扰的势分布函数；基于油藏向孔眼渗流、孔眼相互干扰、孔眼向井筒的汇流，以及井筒内流动相互影响，结合工程流体力学的多管汇流理论，建立了射孔完井水平井近井地带流动模型；并针对影响水平井产能的射孔参数进行了分析。结果表明，射孔深度对产能影响最大；并非所有油层采用射孔完井时，射孔密度越大越好；水平井产能与射孔相位角的关系与初始相位角有着密切的关系。     

水平井变密度射孔优化设计模型

针对水平井应用过程中容易出现底水脊进、射孔成本过高、射孔易损害套管等问题,基于射孔完井水平井生产流体流动压降分析,研究了油藏流体渗流模型、射孔孔眼流体流动模型、井筒流体流动压力梯度模型以及流动耦合模型,建立了水平井变密度射孔优化设计模型。研究结果表明,通过优化水平井变密度射孔密度分布,可有效地调节水平井生产流体流入剖面,防止底水脊进;变密度射孔可减少射孔的数量,降低射孔成本及射孔对套管的损害程度;初始孔密、原油黏度以及是否射穿污染带等影响变密度射孔孔密分布;初始孔密较大时,射孔密度的变化较大;原油黏度较大时,射孔密度的变化较小;已射穿污染带时射孔密度的变化大于未射穿污染带时射孔密度的变化。同时,初始孔密和原油黏度对井底流压和孔眼压降也有较大的影响。图5参14     

稠油油藏水平井井筒压降规律研究

水平井技术已在稠油油藏开发过程中广泛运用,但因稠油黏度较大,水平井井筒压降已成为产能研 究过程中不可忽视的问题。 基于常规水平井产能理论,利用 Joshi 提出的方法将水平井三维渗流场简化 为 2 个二维渗流场,运用保角变换方法以及等值渗流阻力法得到稠油油藏水平井地层渗流模型,同时考 虑井筒变质量流动,建立了地层渗流与水平井井筒管流的耦合模型。 实例分析表明,井筒压降使得水平井 的无阻流量减小了 7.7% ,且稠油油藏水平井井筒压降远远大于常规油藏水平井井筒压降。 敏感性分析表 明,随着水平段长度、幂律指数以及油层厚度的逐渐增大,井筒压降逐渐增大,而随着井筒半径的逐渐增 大,井筒压降则逐渐减小。 本次研究为稠油油藏水平井井筒压降规律的研究提供了新的思路     

影响水平井蒸汽驱效果地质因素分析

以辽河油田某区块稠油油藏为例,通过数值模拟方法,系统研究了各种地质因素(地层倾角、渗透率、初始含油饱和度、油层厚度、油层深度和原油黏度)对水平井蒸汽吞吐转蒸汽驱的转驱时机以及对水平井蒸汽驱开发效果的影响。分析结果表明,影响较大的因素是初始含油饱和度、油层厚度以及原油黏度。该研究可为筛选稠油油藏水平井蒸汽驱开发的地质条件提供可靠的理论依据。     

疏松砂岩油藏水平井不均匀射孔技术探讨

针对套管固井射孔完井水平井水平生产层段产液剖面动用不均衡、射孔完井费用高等难题,尤其是开采复杂层段无法实现裸眼完井开发的水平井,成功研究并应用了水平井不均匀射孔技术.通过改变水平井段上、下游射孔密度分布,调节总的流动阻力,改善因井筒流动摩阻所造成的水平井段中、底部采出程度偏低的情况,调整产液剖面,实现油层均匀供液,提高水平井开发效果.在优化射孔、减少射孔费用方面取得了很好的效果.     

基于序列二次规划算法的水平井射孔优化

射孔孔眼沿水平井井筒合理分布能提高其开发效果,达到稳油控水的目的。考虑钻井污染和射孔损害对油藏渗流的影响及摩擦损失和加速损失对水平井井筒内压降的影响,建立了油藏渗流和水平井井筒内流体流动耦合模型,扩展了Landman的油藏-井筒稳态渗流耦合模型。基于射孔位置分布对水平井产能和流入剖面的影响,建立了以孔眼位置分布为决策变量、沿井筒流入剖面为约束条件,水平井产量为目标函数的射孔水平井产能优化模型。采用序列二次规划算法对该优化模型进行了求解,得到射孔孔眼沿水平井井筒的最优分布。优化结果表明,射孔孔眼沿水平井井筒存在最佳分布:为得到最大产量,水平井跟部和趾部的射孔孔密较大,中部最小;要使沿井筒入流剖面均匀,射孔孔密沿跟部到趾部方向先增大后减小,约在井筒长度的3/4位置处取得最大值。      

热采水平井注蒸汽过程中温度场扩展规律

水平井注蒸汽开采技术是稠油油藏开采的重要技术,因水平段长度大及油藏非均质性,会导致实际配汽效果较差等问题。使用Fluent软件模拟了不同注汽井结构下的油藏温度变化及油藏吸汽量,并设计搭建水平井配汽三维物模实验平台,分析了均质储层条件下使用不同管柱的油藏温度场变化。结果表明:均匀射孔管柱所得油藏温度和油藏分段吸汽量由注汽井跟端到趾端逐渐降低,而通过加密趾端射孔,油藏温度和分段吸汽量较为均匀。割缝管和均匀射孔管柱温度场发育主要集中在注汽井跟端,趾端发育缓慢甚至不发育,对趾端射孔加密,温度场基本平行于注汽井,均衡向前推进,配汽较为均匀,与数值模拟结果形成对应。      

考虑井筒压降的水平井流速及压力分布研究

针对井筒摩擦和加速度对井筒压降的影响,根据质量守恒定律和动量定理推导了水平井筒内压降计算的基本公式,建立了与油藏耦合的水平井沿程流速与压力分布计算模型.求解该模型可以得到考虑井筒压降的水平井沿程流速与压力分布.研究发现:水平井水平段沿程压力靠近趾端变化较小,靠近跟端变化较大;由于径向入流的存在,使得水平井沿程呈现变质量...     

砂岩底水油藏水平井合理配产影响因素研究——以哈得逊东河砂岩油藏为例

为了有效抑制哈得逊东河砂岩油藏外围底水锥进和产量递减、提高原油采收率,利用油藏数值模拟技术分析了油水粘度比、油水密度差、油层厚度、油层中夹层的发育程度及位置、水平井井轨迹及射孔段位置、水平井水平段长度等因素对该油藏外围水平井合理配产的影响。研究表明,影响该油藏外围水平井合理配产的主要因素是水平井避水高度、夹层发育程度及位置和油水粘度比,并提出了该油藏外围单井合理配产的对策。     

蒸汽超覆对块状超稠油油藏剩余油分布影响研究

利用测井资料，结合油藏地质特征，建立了非均质地质模型。通过高温吸汽剖面、井温剖面、产液剖面等测试资料的分析，利用数值模拟手段研究了蒸汽吞吐开采过程中蒸汽的超覆作用，揭示了蒸汽超覆导致独特的油层温度分布特征及井间剩余油分布特征。研究表明，通过改变油井射孔方式、调整注汽参数等措施可以有效地减缓蒸汽超覆，提高油层纵向动用程度，降低油层纵向上的剩余油。在油层下部钻水平井，采取直井与水平井组合重力泄油方式，可以有效地动用井间剩余油，提高原油采收率。     

渤海SZ36-1油田注聚调剖井层的优选

渤海SZ36-1油田处于注水开采初期,油井产量较高,由于流度比大、原油粘度高等导致油井注入水突破而迅速见水,现已进入三采阶段。考虑到不影响井的生产和尽量避免对油井作业。决定对注水井进行注聚来增产原油,降低产水效果。SZ36-1油田原油粘度高,层间纵向渗透率差异大,地层非均质性极强,注水井的吸水剖面不均,水窜严重,必须首先优选注聚调剖井层。结合注聚井层优选标准和SZ36-1注水井的实际生产情况,进行了注聚调剖的选井选层依据分析。并优选了井层。     

羊三木油田馆一油组油层出砂影响因素探讨

羊三木油田三断块馆陶组一段油层组为胶结疏松的高渗透砂岩稠油底水油藏,大部分采油井出砂严重,影响正常生产,研究其出砂原因及其规律对提高油田开发水平至关重要。统计分析现场资料,研究吨油出砂量与原油性质、射孔程度、生产压差和储集层性质的相关关系,确定油层控制出砂的参数有利值为:原油密度小于0.96g/cm3,射孔程度小于40%,生产压差小于4MPa,泥质含量为10.5%～16%,孔隙度小于30%。以此为依据优化11口油井生产制度,控制出砂排液生产,见到良好效果。高渗透砂岩稠油底水油藏出砂主要与储集层物性参数及生产压差有关,原油性质及射孔程度的差异也是油藏出砂的影响因素之一。图3参6