层间无窜流多层合试数值模拟研究

利用数值模拟方法研究层间无窜流多层合试的井底压力响应特征、表皮系数对总地层系数的影响及总表皮系数与分层表皮系数之间的关系.指出了层间无窜流多层合试也有可能呈现类似双重介质地层的压力响应特征;当各层表皮系数不同时,用半对数直线段斜率并不能求得实际的总地层系数,当层间表皮系数相差越大时,求得的值与实际值相差也越大;对于两层系统,当层a表皮系数固定,总表皮系数开始时随层b表皮系数的增大而增大,达到某一峰值后,总表皮系数随层b表皮系数的增大而减小,并趋于接近层a的表皮系数值.     

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由于在钻井过程中泥浆的侵入、射孔以及井下作业，实际的油气井总有一定的表皮效应。以往的双层油气藏的有效井径数学模型将表皮效应视为相等，对于双层油气藏来说，各层的表皮效应可能不同。章采用最大有效井径的概念，建立了一个新的具有层间越流的双层封闭油气藏井底压力的动态模型。此模型考虑了表皮效应和井筒储存的影响，且各层的表皮系数不同。通过拉氏变换得到了拉氏空间下以Bessel函数表示的精确解。运用Crump数值反演方法，得到了实空间的解；分析了压力动态特征。该模型不但适合于表皮系数为正的情况，也适合于表皮系数为负的情形。最后指出了Bourdet模型的局限性。用新模型绘制的典型曲线进行拟合，将得到更加准确的结果。     

三重介质油藏干扰试井压力动态特征

在建立三重介质油藏试井解释模型的基础上，对该类油藏的干扰试井压力动态变化进行了研究；分析了井筒储存、表皮系数、窜流系数以及弹性储容比对观测井井底压力的影响。结果表明，表皮系数对观测井的井底压力没有影响，而井筒储存是否会对观测井井底压力造成影响取决于井筒储存系数的大小以及激动井和观测井之间的距离，窜流系数和弹性储容比对观测井井底压力的影响与单井试井的结果相类似。     

利用两层不稳定试井确定多层油藏的分层参数

本文通过理论分析和数值模拟,研究了具有层间越流的多层油藏被分隔为两个层段进行不稳定试井时的流动情况,指明压降曲线的半对数图和压力恢复曲线的赫诺图都具有两个直线段,据此可以决定测试层段及全油藏的产能系数,对于两层油藏尚能决定表皮系数.在第二直线段期两层段的井底压差将趋于稳定,该稳定值决定层段间低渗透夹层的垂向渗透率.另外还阐明了各层井底压力的不同和导压系数的不同是造成层间越流的两个原因,分析了这两种越流的性质,同时也给出了在第二直线期间计算这种越流的方法.     

多层窜流油气藏模型及井底压力动态

建立了考虑井筒储存和各层不同表皮情况下的具有层间窜流的三层定压外边界油气藏试井模型,求得拉氏空间下的解析解,由Stehfest数值反演得到了实空间的解,并绘制了双对数曲线.对曲线形态从物理渗流机理上进行了分析,该模型正确地描述了具有层间窜流的三层油气藏井底压力的动态特征,所获得的结果可用于研究多层油气藏的渗流机理及试井分析.     

三层油藏水驱后转聚驱的试井解释方法

目前在对于聚合物试井的模型研究中,没有同时考虑多层油藏及非牛顿-牛顿复合油藏2种情况的影响,导致许多海上聚驱油藏实际数据拟合效果不理想。通过考虑海上多层油藏水驱后转聚驱的实际情况,运用数学方法、渗流力学理论,基于严格的数学推导,建立了三层窜流非牛顿-牛顿复合油藏试井解释模型,绘制了井底压力响应特征曲线并对其影响因素进行了讨论,运用实例证明了模型的正确性与实用性。结果表明：三层油藏水驱后转聚驱的试井典型曲线可划分为6个流动段,与一般三层窜流无复合模型的典型曲线特征不同,存在末期复合流段上翘段,聚合物初始浓度对特征曲线影响较小,窜流系数主要影响“凹子”出现的时间,地层系数比和弹性储容比主要影响“凹子”的宽度和深度,复合半径主要影响压力导数曲线上翘段的下移程度。     

无窜流的多层油藏中压力动态分布研究

针对层间无窜流的多层油藏渗流模型，研究了3种外边界下的变流率问题的储层压力动态分布和井底压力的Laplace空间解。在深入剖析了解结构的基础上，具体分析了各个解的结构，找出它们之间的相互关系，归纳出了一个统一的通式，找出了储层压力分布和井底压力间的相互关系。该研究完善了多层油藏试井分析的理论，对开发相应的应用软件具有指导价值。     

缝洞型碳酸盐岩双渗油气藏产量的变化规律

我国缝洞型碳酸盐岩油气藏油气储量相当丰富，然而地质情况复杂、开采难度较大，深入研究该类油气藏渗流与流量动态规律对其高效开发油气藏十分重要。在研究地质模型的基础上，建立了三孔双渗油气藏产量变化的有效井径渗流模型，在Laplace空间对模型进行求解，并利用Stehfest数值反演绘制了产量递减曲线和累积产量曲线，详细讨论了窜流系数、储容比、表皮系数和外边界半径大小等参数对曲线的影响。分析表明，该类油气藏的产量递减曲线形态受封闭外边界半径大小以及窜流系数之间相对大小的影响很大，但在多数情况下仍表现出多孔介质油气藏产量递减曲线所具有的阶梯状性质。该产量递减规律为制定合理的生产制度提供了理论指导。     

单层开采的封闭边界2层越流油藏井底压力的精确解及典型曲线

由于沉积环境不同,油藏通常由不同性质的多个油层组成,各层之间通过井筒和层间越流而相互影响。因为经济上的考虑和技术条件的限制,对多层油藏往往只打开其中的若干层进行生产。采用有效井径的概念,在考虑表皮效应和井筒储存影响的条件下,建立了封闭边界的2层越流油气藏单层开采时井底压力的动态模型。通过拉氏变换得到拉氏空间下以Bessel函数表示的精确解。运用Crump数值反演方法,得到了实空间的解,分析了压力动态特征。     

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我国中、新生代含油气盆地中存在众多的多层油气藏，发为有层间窜流和无层间窜流两大类。无层间窜流的多层油气藏中存在压力差异衰竭和井内窜流现象，这会使多层气藏在开采中造成地层压力的大量耗，从而使一些油气层的产能很快丧失。有层间窜流的多层油气流在开采过程中，可以当作一个完整统一的气藏，当各产层的特性差异较突出时，也可能会在某一段时间和某一局部范围内出现差异衰竭现象。因此，在多层油气藏开采中，要应用电缆式地     

管外窜流出液规律实验研究

为了研究管外窜流封窜机理与方法,研究了管外窜流出液规律.在实验室建立了不同压力体系、不同流动介质的管外窜流出液模型.用回压模拟井底压力,在不同井底压力和不同油水层压力下研究了管外窜流油水层压力变化规律,产水率变化规律,得出当油层压力大于井底压力时,油层有油产出;当井底压力大于油层压力而小于水层压力时,流动稳定时油层压力和井底压力大小相同,含水率达到100%;当井底压力等于水窜层压力时,水窜进油层,油水层压力趋于相同.     

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在低渗透油气藏开发过程中，随着流体的产出，油气层压力是逐渐降低的，储层岩石的敏感性效应使得渗透率也是随着地层压力的降低而降低，根据地层压力的分布特征，表明渗透率漏斗也客观存在。根据渗透率漏斗在地层中的分布特性，以及油气渗流力学中的单相流体的平面径向流渗流理论，通过复合模型得到了计算描述油气储层应力敏感性的等效表皮系数的方法。实例分析表明，在开发过程中，油气层压力降低幅度越大，即地层压力越低（有效压力越高），储层岩石的应力敏感性越明显，对应的等效表皮系数的值也越大，并且低渗透储层的应力敏感性等效表皮系数不容忽视，在实际的油气井测试和分析工作中需要认真考虑。     

致密油藏直井体积压裂压力分析模型

致密储层基质和裂缝一般表现为强应力敏感性,同时由于储层的致密性,基质和裂缝经常会表现为非稳态窜流特征,影响井底压力曲线的形态和特征,进而影响解释结果。目前国内外尚缺少同时考虑应力敏感及非稳态窜流的井底压力分析模型。参考典型致密油藏体积压裂直井的微地震监测数据,设计体积压裂直井渗流物理模型,同时考虑应力敏感和非稳态窜流,建立体积压裂直井井底压力数学模型并求解,进而获得井底压力的双对数曲线特征。研究结果表明:应力敏感系数αD越大,压力导数曲线上翘幅度越大,压裂未改造区致密油径向流动阶段越不明显;非稳态窜流系数λm越小,窜流出现时间越晚,窜流阶段的下凹幅度越大,窜流渗流过程持续时间越长,压裂区域的裂缝径向渗流过程越弱。该井底压力分析模型应用表明,相较于未考虑应力敏感及非稳态窜流的模型,更能准确地确定压裂区域的半径及相关储层参数,提高致密油藏直井体积压裂相关参数的解释精度,故可推广到致密储层参数反演或试井解释分析中。     

三层越流油藏井底压力的精确解

采用最大有效井径概念,在考虑表皮效应和井筒储存影响的条件下,建立了无限大边界、定压边界、封闭边界的三层越流油藏井底压力的动态模型。用拉氏变换方法得到了拉氏空间下以Bessel函数表示的井底压力和分层流量精确解。运用Crump数值反演方法得到了实空间的解,分析了压力动态特征。新模型既适合于表皮因数为正的情况,也适合于表皮因数为负的情形。用新模型绘制的典型曲线进行拟合,得到的结果更加准确。     

裂缝性油藏抽汲井试井曲线特征

抽汲作业在国内外油田上被广泛应用,是提高油藏开采速度的有力手段。抽汲井每抽恢复段压力曲线蕴含大量信息,研究抽汲井每抽恢复段试井曲线特征很有必要,同时由于裂缝的存在,裂缝特征参数对抽汲后恢复压力资料有显著影响。针对圆形封闭地层裂缝性油藏抽汲井段塞流数学模型,通过拉普拉斯变换和数值反演方法,求解得到了裂缝性油藏抽汲井井底压力,绘制了裂缝性油藏抽汲井井底压力双对数曲线,研究发现表皮系数只对双对数曲线早期产生影响,裂缝性油藏窜流导致抽汲井试井双对数曲线上出现一个台阶,窜流系数越大台阶越早出现,储能比越小台阶越明显。     

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Cullender和Smith模型是计算气井井底压力的首选方法，被广泛应用于干气井井筒压力计算。文章通过对Cullender和Smith方法进行含水修正，建立了该方法用于高气水比气井井筒压力计算的新模型。从气体稳定流动能量方程出发，运用两相流知识，详细讨论了模型推导中涉及的气－水井流密度、气－水井流质量流量、气－水井流体积流速、气－水井流Moody摩阻系数的计算方法，给出了各参数采用我国法定计量单位的实用公式，最后将各参数计算公式代入气体稳定流动能量方程，得出适用于高气水比气井井筒压力计算的修正Cullender和Smith模型。文中同时给出一计算实例，对比了采用传统Cullender和Smith模型和文中提出的修正Cullender和Smith模型进行气井井底流压和井筒流压分布计算的结果，其效果良好。     

深部凝析气井流入动态分析研究

根据天然气和反凝析流在地层中渗流特点，结合凝析气体系相态理论及闪蒸计算方法，运用状态方程进行模拟，考虑流体相态和组分的变化以及凝析及气井的表皮系数，引入稳态理论的两相似压力函数，建立适用凝析气流入动态预测的方法，并根据凝析汪的临界压力和临界饱和度渗流的关系，给出了预测凝析气井井底流压的数学模型；（1）井底压力高于露点压力时的渗流数学模型；（2）井底流压低于露点压力且凝析油饱和度小于临界和度时的渗流数学模型；（3）井底流压低于露点压力且凝析油饱和度大于临界饱和度时的渗流数学模型，根据这一思路编制了完整的计算软件，该方法适用于凝析气井流入动态预测。参9（喻西崇摘）。     

分形介质煤层气藏产能动态分析

为计算复杂条件下的煤层气井井底压力及产能变化,以分形几何学为基础,通过Langmuir等温吸附公式、Fick扩散定律、拉普拉斯变换等,建立了考虑井筒储集和表皮效应的双重分形介质煤层气不稳定渗流数学模型。利用混合拉普拉斯变换有限差分方法,通过Stehfest反演公式,计算出圆形封闭地层中心一口井定产量生产时无因次井底压力,利用拉普拉斯空间下压力和产量的关系,求出定压条件下的无因次产量,分析了分形维数、分形指数、储能比、窜流系数和吸附因子对煤层气产能动态的影响。结果表明,分形维数越大,产能曲线下降趋势越明显;分形指数与分形维数对产能的影响相反;储能比越大,早期产能越大;窜流系数越小,产能下降出现的越晚;吸附因子越大,供给能力越强,产能越大。该方法计算任意时刻井底压力和产量时,对空间网格具有良好的适应性,并且不依赖其它时刻的计算结果,误差较小,适用于一些无法求取解析解的数值模拟问题,以及复杂条件下煤层气井井底压力的计算。     

分形球向流油气藏模型及其解

对不稳定渗流的数学模型进行了推导,建立了以变流率生产和考虑表皮效应影响的分形球向流油气藏的数学模型,利用Laplace变换、变型Bessel函数性质和数学物理方程方法求得在三种不同外边界（无穷大、定压、封闭）条件下的Laplace空间储层压力和井底压力的表达式,分析了分形维数、分型指数和表皮效应对储层压力和井底压力的影响。对研究分形球向流油气藏的试井分析和研究其渗流规律具有重要意义。     

多层合采试井分析方法

针对多层层间无窜流,原始地层压力不同,各层物理、几何参数不同、无封隔器合采情况下的试井问题,考虑井储与表皮,定义了多层合采试井的无量纲初始井筒压力,从而给出了试井模型样板曲线计算方法和分层参数的拟合方法.试井模型的限制条件如下:各层为均质油藏,内边界是全部射开直井,外边界可以是无限大,一条边界,角度油藏,封闭油藏等任意几何形状.通过计算对其中几个典型情况下的多层油藏压力动态进行了分析.