低渗油藏非线性渗流压力分析

针对低速渗流,推导出存在启动压力梯度的非线性渗流试井分析模型,给出拉氏空间解和典型曲线理论图版;结合数据光滑、曲线自动拟合和历史拟合技术,编制了低渗非达西渗流的试井软件。通过三个油田若干口井的实例得到了满意的解释结果:消除了用达西渗流模型解释存在不渗透边界的假象,有效地解释了低渗透油藏非线性渗流压力资料(包括试井早期资料),并获得启动压力梯度值。对合理高效开发低渗油田具有重要理论和实际意义。     

井筒附近地层存在高速非达西渗流的复合地层试井分析

本文建立了考虑井筒附近存在高速非达西渗流的孔隙性油藏油井的试井解释模型,采用有限差分方法,求解了无因次数学模型。研究了高速非达西渗流的特征,作出考虑高速非达西渗流影响的理论图版,包括压力图版和压力导数图版。同时,利用无因次数学模型的简化解,指出井底附近地层存在污染(或改善)的复合油藏压力导数特征,研制出新型理论图版。文中结合实例,说明本文理论图版的应用方法。     

致密油藏长缝压裂直井基质-裂缝耦合流动模型

致密油藏长缝压裂压力动态和产量变化规律目前尚未明确,开发方案设计缺少理论模型指导。针对长缝压裂基质-裂缝复合流动问题,建立了考虑储层启动压力梯度、裂缝内高速非达西渗流影响的长缝压裂直井基质-裂缝复合流动模型,并运用Laplace变换、点源函数、Stehest数值反演等方法进行求解,明确了致密油藏长缝压裂井压力响应特征和影响因素。研究结果表明,无因次压力及压力导数随启动压力梯度的增加而增大,但启动压力梯度对无因次压力及压力导数的前期影响较小,后期影响较大;非达西渗流系数对无因次压力及压力导数曲线的前期影响较大,随着非达西渗流系数的增大,无因次压力及压力导数增大;裂缝中非达西渗流系数越大,压裂井的产量越低,且压裂井的最佳裂缝半长越小。研究成果为致密油藏长缝压裂方案设计、试井分析等工作提供理论指导。     

低渗压力敏感性油藏数值试井分析

根据低渗油藏的渗流特点,以及渗透率随压力变化的敏感性特征,建立了圆形封闭油藏渗流试井解释模型。对模型进行无因次化,并用数值法求解,绘制了无因次压力图版曲线。通过参数敏感性分析,发现启动压力梯度和压力敏感系数都使曲线后期出现上翘特征,并且随着参数值的增大,曲线的上翘程度也随之增大。     

双重介质油藏低速非达西渗流封闭外边界试井模型

已有的研究表明低渗透油藏存在低速非达西渗流机理.针对低渗透双重介质油藏,在低速非达西渗流条件下建立了考虑启动压力梯度、表皮效应、井筒存储效应和封闭外边界的试井理论模型,应用Laplace变换方法求解得到了该模型在Laplace空间的解,采用Stehfest方法对该解进行了数值反演,绘制了封闭外边界条件下的井底压力理论图版,讨论了启动压力梯度、边界距离等参数对理论图版的影响规律.研究表明:由于启动压力梯度的存在,使得理论图版中的导数曲线在后期出现上翘现象,其上翘幅度随启动压力梯度的增大而增大.理论图版可用于低渗透双重介质油藏试井资料的分析和解释.     

考虑启动压力梯度低渗双重介质油藏垂直裂缝井试井模型

常规低渗透双重介质油藏垂直裂缝井试井模型均未考虑启动压力梯度的影响。根据低渗透双重介质地层水力压裂后的渗流特点,结合Warrant-Root模型,建立了考虑启动压力梯度的低渗透双重介质油藏双线性流数学模型,推导出其在Laplace空间的解析解。通过Stehfest数值反演获得了试井样板曲线,讨论了主要油藏参数和工程参数对样板曲线的影响。研究表明,启动压力梯度对低渗透垂直裂缝井试井曲线影响显著,表现为无因次压力及压力导数曲线后期呈上翘趋势,且随启动压力梯度增大,压力及压力导数曲线上翘幅度越大,上翘的时间也越早。     

考虑启动压力梯度低渗透油藏应力敏感模型研究

在运动方程中加入启动压力梯度,考虑地层渗透率随压力的变化而变化,建立了应力敏感带启动压力梯度均质低渗透油藏试井解释模型.应用预估校正法对所形成的非线性抛物型方程进行线性化,采用追赶法进行求解.参数敏感性分析表明,启动压力梯度和渗透率变化模数对压力及压力导数存在较大影响,导致径向流段消失,表现为压力及压力导数曲线后期上翘.在试井解释中考虑启动压力梯度和渗透率变化模数的影响可使低渗透油藏试井解释结果更接近生产实际,为油藏开发提供理论依据.     

低速非达西渗流垂直裂缝井试井分析

根据低渗透油藏的非达西渗流规律,利用椭圆流动模型和质量守恒的方法,建立并求解了考虑启动压力梯度影响的有限导流垂直裂缝井不稳定渗流的数学模型,获得了垂直裂缝井井底压力公式,绘制了试井典型曲线,分析了导流能力、井储效应、表皮效应和启动压力梯度等因素对试井曲线的影响.分析表明,当压裂井井储效应及表皮效应较大时,双线性流段甚至部分地层线性流段难以出现.垂直裂缝导流能力越小,则井底压力越低,表现为无因次压力越高;但当导流能力增大到一定程度时,压裂井试井曲线形态变化不大.启动压力梯度对垂直裂缝井试井典型曲线影响较大,主要表现为压力及压力导数曲线后期出现上翘趋势,并且随着启动压力梯度的增大,上翘趋势越明显.最后,给出了1口压裂井的试井解释实例.     

低渗裂缝性油藏试井分析方法研究

根据低渗裂缝性油藏的渗流特点,以及渗透率随压力变化的敏感性特征,建立了圆形封闭油藏渗流试井解释模型,用数值法求解,绘制了无因次压力图版曲线。通过参数敏感性分析,发现启动压力梯度和压力敏感系数都使曲线后期出现上翘特征,随着参数值的增大,曲线的上翘程度也随之增大。     

利用点源函数建立低渗油藏直井试井解释模型

针对均质油藏模型不能真实反映出低渗透油藏的井下状况的问题,必须建立低渗油藏启用压力梯度影响的数学模型进行试井解释。本文从渗流理论出发建立了低渗透直井渗流数学模型,并采用LordKelvin点源解、贝塞尔函数积分和泊松叠加公式等方法通过对渗流方程沿井筒方向进行积分求解。并通过计算得到无因次压力和压力导数双对数理论图版,并在其基础上分析考虑顶底边界影响的低渗透直井渗流特征及其影响因素,对于低渗透油藏的开发具有一定指导意义。     

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不稳定IPR曲线是指不同的时间下井底压力与流量的关系曲线。章从气体基本方程入手，采用气体标准压力的概念，得到气体渗流的无量纲方程及其定解条件。对无量纲方程及其定解条件进行Laplace交换得到考虑湍流因子的Laplace空间上的无量纲气井产量表达式，使用Laplace反变换技术得到不同时间下实空间上井底压力与气井产量的数值解。如果不断改变时间就可以得到不同时间气井产量与井底压力的关系曲线。对于定压边界，当时间趋向于无穷大时，气井产量与井底压力关系曲线即是我们常用的IPR曲线(不妨称为常规IPR曲线或稳定IPR曲线)。很明显常规IPR曲线仅是不稳定IPR曲线的一个特例。章最后使用一个具体气井实例分析了IPR曲线的作用，从IPR曲线上也可以得出定井底流压条件下的气体产量变化关系及定产量条件下的气井井底压力变化关系。     

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文章从低渗透油气藏中流体低渗流速度特征入手，通过引入启动压差概念，建立了能描述低渗透油气藏中流体低速非达西渗流的渗流微分方程和考虑井筒储集、表皮效应的低速非达西渗流DST段塞流试井模型，并结合适当的地质模型、内（外）边界条件，构成了低速非达西渗流定解问题。通过对其求解，从试井解释的角度上得出新型样板曲线，这进一步丰富了对低渗透油气藏的认识。在进行DST测试时，启动压差的影响将会导致续流时间延长，增加解释的难度；其试井导数曲线后期上翘，不能简单认为是边界反映，要结合地质及生产实际情况做细致分析才能得出结论，这有效地解决了过去遇到的压力导数曲线上翘而解释边界距离太近的疑难问题。此外，采用低速非达西渗流模型可解释为何在低渗层中刚开井投产时无产量，而经过一段时间后才有产量的现象。     

低渗透率油层试井解释新方法的研究

本文利用单井油层的模拟程序,计算出无因次压力恢复值P_(SD)和无因次井壁产量Q_(FD)的理论数值。通过数学方法分析发现,在压力恢复曲线的早期段(包括纯井筒储集阶段和大部分过渡段)中,P_(SD)和Q_(FD)之间存在线性关系,且直线段斜率m~*和无因次生产时问(t_P)_D、无因次井筒储集系数C_D无关。因此,经过数学处理获得了压力恢复曲线早期段的新的解释方法,实例分析表明,这一解释方法是可靠而有效的。     

不关井干扰试井模型和解释方法研究

利用压力叠加的方法求解拉氏空间下考虑观察气井开井生产时的井底无因次压力，通过Stehfest数值反演方法求得井底无因次压力响应曲线，分析了激动气井无因次距离和无因次产量对井底无因次压力响应的影响因素。通过分析发现，考虑观察气井开井时的干扰试井压力响应曲线存在早期、中期、晚期等三个流动阶段。     

用单相流复合图版解释油水两相流试井数据

建立在对单相流控制方程进行分析求解基础上的试井方法一直在试井领域占据着主导地位。自80年代压力和压力导数复合图版问世以来，使试井解释清度得一以了很大的提高，随着试井曲线测试及解释软硬件性能提高，参数的解释已逐步完成了由手工图版拟合向自动图版拟合和自动拟合的过渡，解释速度和精度大大提高。     

低速非达西渗流试井典型曲线拟合法

本文建立了低渗透油藏低速非达西渗流有效井径数学模型，求出了井底压力的拉普拉斯空间解，绘制了新型典型曲线图版，最后分析了某油田实例，本文提出的模型对于低渗透油藏早期试井资料解释和不渗透边界的正确判别具有重要的理论和实际意义。     

分形油藏中无限导流垂直裂缝井的非牛顿流渗流规律

首先求得了无限大分形油藏的点源解,然后用线源积分的方法求得了单重分形油藏中无限导流垂直裂缝井非牛顿流的压力分布公式.理论分析表明,等流量解在早期和晚期与无限导流解是一致的,并求得了早期和晚期的等流量解,早期和晚期p_wD-t_D双对数曲线图上出现的直线段斜率分别为1-δ+1/α和1-δ.建立了双孔分形油藏的椭圆流数学模型,求得了其近似解,其特殊情况为单重分形油藏的椭圆流模型的结果,与等流量解对比发现,选择合适的权重,其近似效果会很好,因此椭圆流模型可用于快速试井分析.计算了窜流系数λ、弹性储量比ω、幂律指数n、参数δ变化时的无因次井底压力随时间的变化规律,从曲线形状上看与均质油藏的大致相似.分析计算结果表明,双孔分形油藏中无限导流垂直裂缝井的压力动态特征大致可分四个阶段:早期的线性流阶段;中期的裂缝介质径向流阶段;中后期质量交换压力平缓过渡阶段;晚期的平均双重介质径向流阶段.     

低渗透油藏中水平井的非牛顿幂律流体不稳定渗流的研究

从水平井椭球流态出发,对于非牛顿幂律流体,在椭圆坐标内分析了具有启动压力梯度的低渗透油藏中水平井的稳定及不稳定压力动态,即椭球供给边界油藏中的近似压力分布和产能公式;分析了启动压力梯度对原油生产的影响;启动压力梯度增大,产量降低;对于不稳定渗流,得到了双重孔隙介质含启动压力梯度油藏中非牛顿流体水平井的三维不定常试井公式,并绘制了理论图版,所得近似的压力分布公式以及试井公式均有常规项（不考虑启动压力     

射孔完井参数对试井理论曲线的影响

射孔完井是石油天然气开采过程中最常用的完井方式之一。对于确定的油气储层,完井方式决定了单井产能大小。一般常用二维裸眼井模型来进行射孔井的试井资料解释及单井产能的确定,但这种方法分析的结果可能存在较大的误差。因此根据射孔完井的特征以及储层渗透率各向异性特征,建立了一种适合于射孔井的三维数值试井模型。利用三维有限元数值方法求解该模型,获得了射孔井的试井理论曲线和压力分布场。通过分析试井理论曲线的特征及压力分布场中的流体三维流动特征,明确了试井理论曲线的6个流动阶段:井筒储存阶段;第一过渡阶段;早期局部径向流阶段;第二过渡阶段;系统径向流阶段;外边界作用阶段。其中,围绕射孔的早期局部径向流阶段是该类井的主要特征。分析了射孔完井参数射孔密度、射孔长度、射孔相位角以及渗透率各向异性等因素对试井理论曲线的影响,为射孔完井设计以及射孔井的试井分析提供理论指导。射孔井的总表皮系数计算结果表明,在一定参数条件下,射孔井可以成为超完善井,深度射孔是提高产量较有效的手段。     

深层压裂气井的动态产能评价

气井产能评价采用多点稳定流动测试方法，需要较长的稳定流动测试时间，而且经常由于地质条件等原因而得不到正确的能成线性关系的数据。瞬时IPR曲线能大大地缩短测试时间且结果准确，但只考虑了均质无限大地层，且气藏为均匀介质、各向同性、圆形封闭的非裂缝气藏。为解决以上缺陷，扩展了瞬时IPR曲线的应用领域，针对深层水力压裂气井，采用有限导流垂直裂缝渗流模型，对地层中气体渗流采用拟压力方程，并考虑气体湍流效应及裂缝井的表皮因子，通过对Fredholm积分方程的数值求解得到井底压力和流量关系，从而生成有限导流垂直裂缝井的瞬时IPR曲线和瞬时AOF曲线，并对气井产能进行了更加准确地预测。实例表明，提出的扩展瞬时IPR曲线能够对有限导流垂直裂缝井进行产能评价，既能够应用于不稳定有限导流垂直裂缝井，也适用于其他的试井模型。