水平井与非均质气藏耦合非稳态模型

在非均质气藏水平井流入动态以及产能预测时,点源函数渗流模型与井筒耦合计算过程中会出现不收敛或者收敛速度较慢的现象。针对此问题,基于体积源建立非均质气藏水平井与气藏耦合非稳态模型,根据渗透率的非均质性将气藏划分为不同的区域,通过拟表皮系数表征气藏非均质性,将气藏渗流模型的解与井筒流动模型耦合,并通过牛顿迭代求解。实例计算结果表明：新模型计算结果与Eclipse模拟结果基本吻合,说明建立的模型是可靠的;由于储层非均质性的影响,稳态和非稳态条件下水平井筒流量分布不均匀,且非稳态条件下沿水平井筒流量的分布表现出更强的不均匀性;水平井筒流量分布与储层渗透率分布基本一致,非均质气藏渗透率极差越大,水平井沿井筒流量分布的差异越大。该模型对非均质气藏水平井产能预测和开发方案的制订具有指导意义。     

水平井与非均质气藏耦合非稳态模型

在非均质气藏水平井流入动态以及产能预测时,点源函数渗流模型与井筒耦合计算过程中会出现不收敛或者收敛速度较慢的现象。针对此问题,基于体积源建立非均质气藏水平井与气藏耦合非稳态模型,根据渗透率的非均质性将气藏划分为不同的区域,通过拟表皮系数表征气藏非均质性,将气藏渗流模型的解与井筒流动模型耦合,并通过牛顿迭代求解。实例计算结果表明:新模型计算结果与Eclipse模拟结果基本吻合,说明建立的模型是可靠的;由于储层非均质性的影响,稳态和非稳态条件下水平井筒流量分布不均匀,且非稳态条件下沿水平井筒流量的分布表现出更强的不均匀性;水平井筒流量分布与储层渗透率分布基本一致,非均质气藏渗透率极差越大,水平井沿井筒流量分布的差异越大。该模型对非均质气藏水平井产能预测和开发方案的制订具有指导意义。     

一种水平井射孔入流剖面优化方法

非均质油藏水平井沿水平段入流剖面不均匀,容易导致注入水局部突进.考虑储层物性、污染状况和完井参数等因素影响,建立水平井射孔流体流动过程中油藏渗流、径向渗流、近井地带汇流和井筒管流模型,以相邻区域边界处流量和压力一致为原则进行耦合,完成水平井产能敏感性和入流剖面计算分析.实例计算结果表明,由于不同位置处渗透率和污染程度的...     

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。     

碎屑岩水平井水平段长度影响因素及优选

通过对塔河油田碎屑岩水平井水平段长度对产能和油藏开发影响的分析,建立了综合考虑油藏渗流、井筒内变质量流和孔眼入流的水平井分段变密度射孔模型。从变密度射孔的孔密与水平井长度对产能影响关系的角度,研究了碎屑岩水平井水平段长度对不同生产条件下产量和防控底水的影响。研究表明：完井设计时,应把沿水平井筒不同位置的非均质性变化作为主要考虑因素;考虑产能、经济性的影响,建议塔河油田碎屑岩水平井水平段长度增长至350～400 m。该研究对延长塔河油田碎屑岩水平井无水采油期和提高最终采收率具有一定的指导意义。     

非均质底水气藏水平井井筒流量及压力剖面研究

在非均质底水气藏开发过程中,水平井钻遇不同渗透率的储层是影响水平井井筒流量以及压力剖面的重要因素.以非均质底水气藏水平井渗流理论研究为基础,利用微元法将非均质储层分为若干均质储层,并在每个均质区域考虑储层与井筒耦合的变质量流动,建立了求解非均质底水气藏产量以及压力剖面的半解析模型.实例分析表明,水平井井筒流量剖面随着渗透率分布的变化出现不同幅度的波动,渗透率级差越大,流量剖面波动的范围越大,且水平井钻遇高渗透储层越多,总产量也越大;在水平井井筒跟端与趾端附近,渗透率分布对井筒压力剖面基本无影响,而在水平井井筒中间部分,高渗透储层分布越多,压降越大,反之则压降越小,但整个水平井井筒压降仅为10-4 MPa左右,因此水平气井压力测试只需将压力计下到井筒跟端处.     

非均质性对水平井产能的影响

基于Joshi等的假设，将水平井的三维流动问题变换为2个相互联系的二维流动问题，通过保角变换求解。将非均质储集层的水平渗透率和垂直渗透率按几何平均、算术平均和调和平均方法分别处理，根据电模拟原理，建立了9种非均质储集层水平井产能计算模型．评价非均质性对水平井产能的影响。评价结果，非均质性越强、储集层厚度越大产能越低，但厚度超过一定界限时产能降低不再明显；用算术平均方法处理渗透率建立的模型会低估非均质性对产能的影响；用几何平均和调和平均方法处理渗透率建立的模型评价，薄油层非均质性越强，产能越高。图1参9     

非均质油藏水平井试井分析技术研究及应用

研究了水平方向渗透率各向异性和垂直一水平渗透率各向异性非均质储层压力及其导数曲线特征,了解了储层的非均质性对水平井压力动态及其产能影响规律。认识到垂直一水平渗透率各向异性是影响水平井开发效果一个重要因素,也是筛选一个油藏是否适合水平井开采的依据。应用非均质油藏水平井分析技术对测试资料进行分析,确定了储层水平渗透率和垂向渗透率、储层渗透率各向异性指数,据此对水平井和直井产能进行了对比分析,为油田开发适宜井型选择提供依据。     

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...     

考虑井筒变质量流动水平井产能预测简易算法

为了考虑井筒变质量流动对水平井产能的影响,应用动量守恒定律建立了水平井井筒变质量流动压降控制方程,采用比采油指数描述油藏流体沿水平井井筒的入流规律,应用质量守恒定律将井筒与油藏的流动耦合,建立了水平井变质量流与油藏渗流耦合模型.该模型可计算水平井不同跟端压力时沿井筒压力和产液分布以及水平井产能.运用四阶Runge-Kutta法对模型进行求解.经实例计算表明:该模型计算所得沿水平井井筒流量分布与实测流量分布基本一致,产能计算误差仅为2.75%,无限导流能力假设条件下的水平井IPR曲线为一条倾斜直线,而水平井由于从井筒趾端到跟端压力不断降低,水平井IPR曲线呈向下弯曲趋势,向下弯曲幅度与井筒压降成正比.     

底水油藏水平井沿程水淹识别

水平井沿程的不均匀见水主要是由地层非均质性和井筒压降所致。利用贝克莱—列维尔特方程和井筒压降方程,针对裸眼完井的水平井,建立了底水油藏水平井井筒变质量流与地层两相渗流的耦合模型,通过该模型可以求解地层中不同渗透率分布时水平井井口在不同时刻的含水率,通过对高渗透带的渗透率、宽度和位置进行敏感性分析,研究水平井见水的影响因素。根据塔河油田某井的实际资料建立地质模型,调节井筒沿程高渗透带位置,绘制了含水率随时间变化的图版,通过与实际含水率变化曲线相比,确定井筒沿程的高含水率位置。结果表明,高渗透带位置是影响水平井井口含水率变化的主要因素,通过井口含水率的变化曲线可以反求高渗透带的大致位置;封堵沿程高含水带,还可有效降低井筒跟端底水脊进程度,从而进一步降低井口含水率。     

水平井流动特征影响因素分析

根据水平井井筒压降理论分析了各类压降的影响程度以及井身结构参数和产量对水平井筒摩阻压降的影响程度,水平井筒压降以摩擦阻力压降为主。井筒摩阻压降与水平井产量的平方、水平段长度呈正比关系,与井筒内径的五次方成反比关系。利用数值模拟技术研究了储层物性和完井参数对水平井流动特征的影响,结果表明储层渗透率非均质性是影响水平井流动特征的最主要因素,对饱和度场的影响亦十分显著。在进行水平井射孔设计时,必须综合考虑,使得井筒内流量的分布合理和水驱前缘推进均匀,保证水平井取得理想开发效果。     

考虑井筒变质量流动的溶解气驱油藏水平井流入动态特性研究

目前,国内外研究学者应用数值模拟方法研究溶解气驱油藏水平井流入动态时未考虑井筒流动的影响,对于高产、小井径水平井会产生较大的计算误差.针对存在的问题,使用Eclipse油藏数值模拟软件中考虑井筒变质量流与油层中渗流耦合的多段井模型,研究了井筒变质量流动对溶解气驱油藏水平井流入动态的影响.模拟结果表明:当油藏压力较高时,不同油藏衰竭程度时水平井无因次IPR曲线基本重合;但当油藏压力较低时,溶解气析出,油相饱和度减少,油相相对渗透率降低,油藏内两相渗流阻力和水平井筒内两相流动阻力增大,水平井无因次IPR曲线上凸趋势迅速增大.     

水平井酸化液分布规律研究

考虑了酸液在水平井段的变质量管流,建立了水平井酸化时酸液流动的数学模型,研究了酸液在水平井段的分布规律.通过敏感性因素分析研究了地层渗透率、酸液黏度、注酸速度、井筒半径和水平段长度对水平井段酸液分布的影响,通过计算得出:地层渗透率越大、酸液黏度越小、注酸速度越大、井筒半径越小和水平段长度越长,水平井段酸液分布越不均匀,跟部进酸量高于趾部进酸量.通过机械转向、化学微粒暂堵剂分流酸化、水力喷射酸化、连续油管注酸等措施在一定程度上可以改善酸液分布情况,改善水平井酸化效果.     

水平井水平段最优长度设计方法研究

由于水平井水平段内摩擦损失的缘故,如果水平段内压降和油藏压降相当,导致水平段末端压降很小或者为零,这种现象常常出现在高渗透层的低压降生产油藏和生产压差受到限制的锥进油藏。因而研究水平井最优长度设计方法对水平井开发方案设计具有指导意义。本文分三种情况(底水油藏、气顶底水油藏、气顶油藏)建立了油藏内流动模型、井筒内流动模型、水平井水平段最优长度数学模型,在建立模型过程中,考虑了水平段内流动状态(层流、紊流)和管壁相对粗糙度对摩擦损失和水平井产能的影响,最后通过实例计算得到了几个结论。     

水平井泡沫酸分布模型

泡沫酸对于水平井均匀酸化解堵具有重要作用,成功运用泡沫酸酸化技术的关键是充分了解泡沫酸沿水平井的流动机理。为此,根据水平井变质量流以及泡沫酸在地层中的分流特点,建立了数学模型,并利用数值方法对所建模型进行了求解;同时提出了半径增量比的概念,并据此对分流效果进行了分析。结果表明：泡沫酸渗透半径逐渐增大,跟端的增长幅度高于趾端;水平井井底压力随时间逐渐升高,相同时间内沿水平井筒逐渐降低。影响泡沫酸分流效果的因素有注入速度、井眼半径及渗透率级差。     

水平井筒气液两相变质量流动流型转变的研究

井筒中的流动是管壁存在入流或出流的变质量流动。给定井筒气液流动条件,在应用机械模型预测我们感兴趣的参数之前,我们需要识别井筒中出现的流型。由于水平井筒和常规水平管中气液两相流动的相似和差别,可以预知常规水平管流的流型转换标准对于井筒流动来说就需要进行修正或扩展。根据波的迅速成长机理,在Taitel和Dukler的研究基础上,得到水平井筒分层流向非分层流流型转变的判别方法;通过对分散气泡进行受力分析,得到水平井筒分散泡状流向间歇流流型转变的判别方法;基于Barner和Brauner的研究给出水平井筒环空雾状流向间歇流流型转变的判别方法。从而得到一种判别水平井筒气液两相变质量流动4种基本流型的新方法。     

水平井井筒变质量流动压降计算新模型

为了使水平井变质量流压降模型更具合理性和准确性,更有效地分析油井产能和生产动态,通过回顾和分析以往关于水平井筒压降模型的计算理论与方法,利用现有实验数据回归分析建立了一种新的射孔完井压降计算回归模型,该模型能够实现射孔完井孔密、相位角连续变化时综合摩擦系数的求取和井筒压降的计算。通过实例对比分析可以看出,该模型和目前常见模型的计算精度较为接近、计算结果较为合理。该模型的提出可以为进一步改进油藏渗流与井筒流动耦合模型的理论研究提供参考。