多重介质储层渗流的等效连续介质模型及数值模拟

由于多重介质岩石本身的复杂性,其渗流规律及数值模拟一直就是一个世界性的难题。应用等效连续介质的思想,建立了孔洞型储层的等效连续介质模型,在此基础上结合裂缝、溶洞型储层的等效模型,形成了较完善的多重介质储层等效渗透率和孔隙度模型。以轮古某油区为例进行了应用分析,并通过孔渗参数的等效进行了数值模拟。数值模拟结果和实际生产特征的对比,验证了等效连续介质模型在多重介质油藏数值模拟中的适用性。     

应用Darcy-Stokes方程求解缝洞型介质的渗透率

在对碳酸盐岩储层渗透率进行定量计算和预测时,目前主要采用多重介质模型对该类油气层进行数值模拟,但存在大洞穴、大裂缝不适合作为连续介质处理,大洞穴的等效渗透率难以确定等问题,因此,使用了一种更精细的求取缝洞型介质渗透率的方法:在微观尺度上,用Stokes方程模拟流体在缝洞中的流动特性,用Darcy定律模拟岩石基质中流体的渗流特性,在它们的界面利用Beavers-Joseph-Saffman边界条件,建立了Darcy-Stokes方程。在此基础上, 构建了3个二维缝洞型介质的概念模型,应用区域分解算法计算了概念模型的渗透率,并用解析方法进行了验证,结果表明,该计算方法与解析方法相吻合。最后讨论了孔洞形状、裂缝张开度对渗透率的影响,计算结果表明,裂缝张开度是影响缝洞型介质渗透率的最重要的因素。      

中东地区孔洞型碳酸盐岩油藏非线性渗流机理

中东地区部分碳酸盐岩储层类型以孔洞型为主,裂缝不发育,具有高孔低渗的特征,与中国塔河油田缝洞型碳酸盐岩存在较大差异。为了提高对孔洞型碳酸盐岩油藏低速渗流规律的认识,通过对伊拉克HFY油田碳酸盐岩岩样开展单相油、单相水渗流实验和岩心压汞实验,分析基质型碳酸盐岩与孔洞型碳酸盐岩的低速非线性渗流特征。实验结果表明:孔洞型碳酸盐岩具有低速非线性渗流特征且与常规低渗砂岩不同,拟启动压力梯度与渗透率不存在线性关系。同时,由于孔洞型碳酸盐岩渗流孔道半径的多极化,导致其渗流通道在低速渗流区间存在逐级启动的现象,得出孔洞型碳酸盐岩存在拟启动压力梯度,但不存在真实启动压力梯度,并提出孔道全流动压力梯度的观念。所得实验结果对正确认识孔洞型碳酸盐岩低速渗流机理以及合理开发碳酸盐岩油藏提供了技术支撑。     

缝洞型碳酸盐岩储层产能方程及其影响因素分析

缝洞型碳酸盐岩气藏储层基质孔隙度、渗透率低,孔洞缝发育,非均质性严重,渗流规律复杂,气体流态特征及其关键影响因素是建立合理有效的缝洞型碳酸盐岩气藏气体渗流模型的重要基础。为此,开展了基岩孔隙型、裂缝型、溶蚀孔洞型3种不同储层特征岩样的渗流特征与应力敏感物理模拟实验,得到了不同储层特征岩样对应的流态特征与应力敏感特征;通过研究其影响程度,获取了碳酸盐岩储层应力敏感模型和高速非达西渗流系数模型,最终建立起了考虑应力敏感与高速非达西系数的二项式气体渗流模型和产能方程。数值计算结果表明:①碳酸盐岩气藏产能计算时孔隙型储层若只考虑应力敏感,由此引起的产能损失幅度在30%左右;②溶蚀孔洞型储层若只考虑高速非达西效应,由此引起的产能损失幅度在20%左右;③裂缝型储层需要综合考虑应力敏感和高速非达西效应,两者共同作用导致的产能损失在40%左右。上述规律性认识对生产实践具有重要的指导意义。     

缝洞型油藏离散数值试井解释方法研究

塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏主要是裂缝和溶洞组成的缝洞型储层,非均质性极强,基质系统不具有储渗能力,地层流体以管流或管流一渗流耦合流动为主。传统试井解释方法基于多重连续介质模型和解析渗流理论,难以对储层特征和流体流动规律正确描述。离散数值试井解释方法通过连续性特征分析,把溶洞和裂缝视为离散介质进行处理,把缝洞型储层等效为粗细溶洞相间的组合模式,并对粗细溶洞中的流体流动进行管流公式和等效渗流公式描述,建立8种试井地质模型,对径向流、线性流和储罐流分别进行有限差数值方法求解,绘制典型曲线并分析各流动阶段压力特征。通过T762井实例应用分析,其解释结果能更好地描述缝洞型油藏特征并指导开发。     

缝洞型碳酸盐岩油藏数值模拟基础理论与应用

现有油藏数值模拟技术均为以多孔连续介质为理论基础,以达西方程、连续性方程为核心的数值模拟技术.缝洞型油藏流动特征复杂,不仅存在多孔连续介质渗流特征,还存在离散介质N-S流特征,现有的油藏数值模拟技术不适用.针对缝洞型碳酸盐岩油藏储层特征,划分了缝洞型油藏介质类型;依据表征单元体基础理论,建立了缝洞油藏连续介质与离散介质...     

缝洞型潜山稠油油藏合理单井产能计算方法

针对缝洞型潜山稠油油藏储集空间存在多样性和复杂性以及稠油流动存在启动压力梯度的问题,考虑原油可流动性和缝洞发育特点,利用等效连续介质理论、等值渗流阻力和水电相似原理,引入等效渗透率张量,推导出缝洞型稠油油藏单井产能公式,并结合区块实际地质参数进行了产能主要影响因素分析。通过敏感性分析认为,油井产能随原油黏度的增加而递减,最终趋于定值;随着启动压力梯度的增加,原油流动难度增加,合理增大压差可使原油的可流动性增加;随裂缝开度和线密度增加,油井产能增长幅度由小变大;随孔洞直径和面密度增加,油井产能呈指数型增长。实例研究结果表明单井产能计算方法可靠,可为确定缝洞型潜山稠油油藏合理产能提供理论依据。     

裂缝性低渗透油藏等效连续介质模型

为研究裂缝性油藏的渗流规律，国内外相关专家提出并建立了许多理论模型，但都有其局限性，且没有一个很好适合于裂缝性低渗透油藏的模型。为此，针对裂缝性低渗透油藏裂缝发育的特点，利用平行板理论、张量理论和等值渗流阻力原理建立了裂缝性低渗透油藏的等效连续介质模型，为定量评价天然裂缝对储层的影响、天然裂缝表征成果与裂缝性低渗透油藏的渗流理论和油藏工程研究的有机结合奠定了基础，并用实际油田的裂缝表征成果进行了应用分析。研究结果表明：天然裂缝对低渗透油藏，尤其是特低渗透油藏有很大影响，一方面显著提高了储层的渗透率，使油藏得以开发，另一方面加剧了储层的各向异性，增加了开发难度。     

数字岩心结合成像测井构建裂缝—孔洞型储层孔渗特征

针对碳酸盐岩气藏储层由于缝洞发育导致孔隙度、渗透率相关性差的问题,基于四川盆地安岳气田高石梯—磨溪区块裂缝—孔洞型储层岩心的CT扫描图像和储层段的成像测井资料,通过重构岩心内部的三维结构,提取岩心中缝洞结构参数,划分缝洞模式,开展数字岩心流动模拟和渗透率计算,认识不同孔隙度区间渗透率的分布规律,描述裂缝—孔洞型储层的孔渗特征。研究结果表明:(1)碳酸盐岩岩心中毫米—厘米级小型溶洞是主要的储集空间,占孔隙体积的68%,开度介于0.1~0.6 mm的扁平状小裂缝在局部构成缝网,缝洞搭配形成优势渗流通道是提高岩心渗透率的关键;(2)结合成像测井资料,可将储层中缝洞发育模式划分为4种,在孔隙度大于3%的储层中,当面洞率大于10%或面缝率大于0.02%时,储层的渗透性能有显著提高。     

钻遇大型溶洞的油井参数及储层参数动态评价方法

缝洞型碳酸盐岩油藏储集体类型多样,大型溶洞、溶孔及多尺度裂缝发育,储集体形态不规则、尺度差异大、连通性差,储层非均质性极强。大型溶洞是主要的储集空间,裂缝主要为渗流通道,油水分布复杂。目前基于地震资料解释的缝洞型储集体静态雕刻方法对油井地质储量评价的误差较大,且该静态方法无法评价其他油井参数和储层参数。利用油井实际生产数据,基于产量不稳定分析方法,提出了一种运用动态数据评价油井动态储量及其他储层参数和油井参数的新方法,即：将大尺度溶洞储集体模型视为大型溶洞与周围小尺度孔洞缝组成的多重介质复合模型,大型溶洞内的流体流动等效为自由流,周围复杂小尺度孔洞缝内流体流动等效为达西渗流,进而建立渗流-自由流耦合数学模型;通过求解获得缝洞体中油井的产量不稳定分析曲线,并进行各参数的敏感性分析。同时,经过规整化处理,构建归一化的Blasingame典型曲线图版,并通过图版的拟合最终建立储集体油井参数和储层参数的评价方法和流程。通过塔里木油田现场实际应用,验证了方法的可靠性和实用性,获得的储集体各项参数可评价油井生产动态及指导油藏下一步的合理开发部署。