水平井开发低渗透油田的渗流特征研究

方法对比分析了低渗透油藏中水平井和垂直井布井系统的压力梯度分布,并利用启动压力梯度理论建立低渗透油藏中水平井和垂直井产量公式。目的为低渗透油藏的水平井开发提供理论依据。结果水平井布井系统可提高低渗透油田的开发水平。结论对于低渗透油藏来说,利用水平井布井系统可使渗流过程尽快地进入拟线性状态,提高驱油效率;在低渗透油田中,计算水平井和垂直井的产量时,应考虑启动压力梯度;通过改善低渗透油藏的储油物性、加大生产压差以及选择合理的井距来提高低渗透油田的单井产量     

低渗透油藏变导流垂直裂缝井产能模型

针对水力压裂后油井形成的垂直裂缝中不同位置导流能力不同的特点,根据压裂后流体渗流规律 的变化,推导出考虑启动压力梯度影响的低渗透油藏变导流垂直裂缝井产能预测模型,并分析研究了各 因素对产能的影响。研究结果表明：裂缝导流能力衰减系数对油井产量的影响程度随生产压差的增大而 增强,随裂缝长度的增加而减弱;当裂缝导流能力较小时,裂缝长度越长,裂缝导流能力衰减系数越大,油 井产量越低,反之,裂缝长度越短,裂缝导流能力衰减系数越小,油井产量越高。     

变形介质低渗透油藏的产能分析

在低渗透油藏中，由于多孔介质孔隙和喉道较小，固液作用显著，因此达西定律已不适应，实验表明，低渗透油藏渗流时存在启动压力梯度，另外，有些低渗透油藏还具有介质变形的性质。尤其是异常高压的低渗透油藏，变形介质的渗透率一般随压力变化呈指数关系，考虑启动压力梯度和介质变形的影响，研究低渗透油藏中直井产量的变化规律，计算表明，低渗透油藏中，油井的产量随启动压力梯度和介质变形系数的增大而减小，随生产压差的增大而增大，对于采油指数，则存在一个最佳压差，此时采油指数最大，在油田的生产中，可通过增大生产压差或者 减小注采井距来提高油井的产量。     

低渗透油藏压裂井产能分析

根据低渗透油藏的非达西渗流规律,建立并求解了常流压条件下垂直裂缝井双线性流数学模型,绘制并分析了产能理论曲线.研究表明:表皮系数对压裂井的初期产量影响较大.表皮系数越大,裂缝井初期产量就越低.随生产时间增长,表皮效应的影响逐渐消失.启动压力梯度主要影响压裂井的中后期产能,启动压力越大,产量下降就越快.因此,在进行低渗透油藏垂直裂缝井产能分析时,必须考虑启动压力梯度的影响.     

低渗油藏非线性渗流特征及其影响

针对低渗透油藏渗流阻力大,注水效果差等问题,根据物理模型实验资料,推导了低渗透油层的渗流数学方程,并研究了低渗油层中油、水渗流特征及其规律。研究表明:低渗储层中的渗流具有启动压力梯度,启动压力梯度与储层的渗透率成反比,与原油极限剪切应力成正比。低渗储层的渗透率越小,单井产量减小幅度越大;同时,单井产量减小幅度随原油的极限剪切应力和井距的增大而增大。因此,可采用压裂或打水平井等技术手段对油层实施有效改造,通过降低原油剪切应力、使用小井距和较大的生产压差来改善开发效果。     

低渗油藏渗流特征及对压力分布的影响

根据非线性渗流模型,对低渗油藏的渗流特征曲线特点进行了分析,推导了直井、垂直裂缝井和水平井的稳态渗流压力分布公式,计算对比了不同渗流特征曲线下三种类型井的压力分布规律.结果表明:最小启动压力梯度对直井的影响比较大,对垂直压裂井和水平井影响较小,拟启动压力梯度的影响不可消除.低渗油藏开发时应增大生产压差以克服拟启动压力梯度,减小最小启动压力梯度造成的影响,采用垂直压裂井或水平井也可取得比较好的效果.     

低渗透油藏井间压力分布规律

在低渗透油田渗流研究中,引入启动压力梯度,可以建立一定的数学模型,实现对油水井间压力分布的描述。低渗透油藏中油水井井距越大,启动压力梯度累加的影响越大;同时井间压力分布差与裂缝发育方向越接近,则渗流阻力越小,驱动压差越小。考虑启动压力梯度和裂缝因素,可以得到井间的压力分布曲线,得到的压力分布曲线与实际情况基本一致。通过对井间压力的描述,可以对井间压力进行预测,对油水井间的渗流进行大致的了解,对注水调整和加密调整有一定的意义。     

低渗透油藏压裂井生产动态分析

基于低渗透油藏非达西渗流理论,考虑基质拟启动压力梯度、压敏效应和裂缝变导流能力,并认为水力压裂裂缝为有限导流能力裂缝,建立了低渗透油藏压裂井的不稳定渗流模型。通过COMSOL有限元软件模拟压裂井的生产动态分析发现,启动压力梯度和压敏效应存在,会明显降低压力井产能。裂缝的变导流能力在时间越长时,对产能和近井压力分布影响越大。该研究对认识低渗透油藏有限导流垂直压裂井的生产动态有积极意义。     

微裂缝性特低渗透油藏产能研究

在综合考虑流体和多孔介质压力敏感性及启动压力梯度的基础上,建立了微裂缝性特低渗透油藏平面径向稳态渗流的数学模型,采用拟压力变换求解得到了产能解析公式。并通过与已有公式的对比证明了该产能公式的正确性和更具普遍适用性。采用应用算例,分析了启动压力梯度、变形系数、井距等对产能、采油指数、非线性因子的非线性影响关系。结果表明。启动压力梯度、变形系数和井距越小、生产压差越大产量越高,但对于具体油藏条件,存在最优的井距和生产压差使得采油指数和非线性因子达到最高,此时的非线性因素影响降到最低,开发效果达到最佳。     

低渗透稠油油藏水平井产量新公式

将水平井的渗流场划分为两部分,以水平井两端点为焦点的椭球体的内部三维渗流和椭圆直井为中心的外部平面渗流。基于考虑了启动压力梯度、二次压力梯度和应力敏感效应的非达西渗流微分方程,利用等值渗流阻力原理和积分、保角变换方法,推导出一个新的低渗透稠油油藏水平井产量公式,为深入认识低渗透稠油油藏水平井的产能变化特征提供了重要评价手段。结果表明:当幂律指数大于0.8时,幂律指数、水平井长度、拟综合压缩系数才对产量有显著影响;当拟综合压缩系数不等于零时,水平井产量与生产压差不再呈线性关系,且产量随流体压缩系数的增大而增大,随应力敏感系数的增而减少;当应力敏感系数较大时,即使生产压差较快增大,产量也上升缓慢;工程上,只有当生产压差大到足以克服启动压力梯度的阻碍效应时,油井才有产量。     

低渗透油藏垂直裂缝井产能预测及分析

压裂改造技术在低渗透油藏开发中应用广泛,不同的压裂方案所产生的增产效果也不同。为了达到所预期的增产效果,研究压裂后的产能对优化压裂设计有着重要的意义。为此,根据垂直裂缝井周围地层的渗透特征,建立径向流与双线性流复合的低渗透油藏垂直裂缝井渗流模型,考虑低渗透油藏存在启动压力梯度的影响,推导出了低渗透油藏无限导流裂缝和有限导流裂缝的产能公式,有限导流裂缝产能公式计算的结果与现场数据对比误差小于7%。依据准噶尔盆地某区块的特低渗透巨厚砾岩油藏的基础参数数据,绘制了不同影响因素下的产能曲线,并对曲线进行分析得出:裂缝的导流能力达到一定值后,才能近似为无限导流,否则会产生较大的误差;压裂的各项参数必须与储层条件相匹配,才能在现有的经济条件下达到所预期的增产效果。     

低渗透应力敏感气藏压裂井产能分析

应用保角变换原理,将平面垂直裂缝气井的渗流问题转化为易于求解的一维带状渗流问题。基于Forchheimer二项式渗流方程,考虑启动压力梯度和渗透率应力敏感性的影响,推导得到低渗透应力敏感气藏中垂直裂缝井的产能公式,并简化得到低压、高压条件下的产量公式。用现场数据对公式进行验证,并绘制分析了理论产能曲线。结果表明:启动压力梯度和应力敏感性会影响压裂井的产能,压裂气井的产量随着启动压力梯度或者应力敏感性的增加而降低;当气井高产时,必须考虑非达西渗流效应。     

非线性渗流地层水平气井二项式产能方程

水平井是开发低渗透气藏最有效的方法之一,而低渗透气藏存在着启动压力梯度效应以及高速非达西渗流时的紊流效应。通过建立和求解包含水平气井井身结构参数、近井区高速非达西渗流条件下气体紊流因素以及启动压力梯度效应的水平气井渗流模型,推导出描述水平气井产能的二项式产能方程。在此基础上,依据理论推导和计算,对水平气井和直井的产能进行对比,研究启动压力梯度以及非达西渗流对水平气井产能的影响。结果表明启动压力梯度对水平气井产量影响呈一线性下降关系,非达西流动引起水平气井产能的降低,并且非达西流动对水平井的影响小于对直井的影响。     

低渗透油藏压裂定向井非线性渗流模型产能计算

为了精确计算压裂定向井产能,针对压裂定向井采用拟启动压力梯度模型不能准确计算产能的问题,开展了根据启动压力梯度实验和边界层实验,得到非线性渗流模型,再通过保角变换建立压裂定向井达西模型、拟启动压力梯度模型、非线性渗流模型产能公式,计算压裂定向井达西、拟启动压力梯度、非线性渗流模型产能并与真实油井产能进行对比及产能敏感性...     

低渗透油层非达西渗流单井产能计算

低渗透油层渗流阻力大,存在启动压力梯度,常规的单井产能计算方法难以适用于低渗透油层油井。合理计算和评价低渗透油层油井产能,科学分析产能的影响因素,对于提高低渗透油层开发效果具有重要意义。运用渗流理论,根据低渗透油层的渗流物理特征,考虑非达西渗流特征,结合计算机辅助计算,推导了低渗透油层平面径向流和一源一汇注采井之间压力分布及产能计算公式,分析了压力分布特征及产能影响因素。由于低渗透油藏油井大部分压裂求产和投产,因此利用坐标变换方法推导了低渗透油藏直井、压裂直井的单井产能公式。产能公式可对低渗透油藏油井产能进行定量评价和影响因素分析,为提高单井产能及油田开发效果提供理论依据。     

The Establishment and Evaluation of an Effective Driving Pressure System in a Rectangular Five-Spot Pattern

Abstract

For rapid production decline in low-permeability reservoirs, and for pressure transmission discipline between injection and production wells, effective driving pressure system is proposed. An effective driving pressure system can supplement enough energy to layer on time to curb production decline. The calculation of pressure drop at a point in infinite rectangular five-spot pattern is simplified into pressure drop overlay of two bounded rectangular reservoirs by mirror image and inverse mirror image theory. Layer pressure caused by a well with uniform flux fracture in the center of a bounded rectangular reservoir is gained by integrating instantaneous source function. Bottomhole pressure (BHP) of a well with infinite-conductivity fracture in infinite five-spot pattern is gained by pressure overlay while injection and production wells work at the same time. The method of establishing and the model of evaluating effective driving pressure system are gained by demanding for time limits on BHP of the fractured well. Results show that the efficiency of an injection-production pressure system is in directly proportionate to reservoir thickness and permeability, producing pressure drop; is inversely proportionate to production rate and oil viscosity; and is also related to length of fractured crack, well spacing, and well draining. The bigger the production rate, the smaller the terminal well draining while other factors are given; The bigger the permeability, the bigger the production rate while other factors are given; optimizing relationship between permeability, production rate, well spacing, and well draining makes pressure system between injection and production wells stable, and an effective driving pressure system be established.     

考虑变启动压力和压敏效应的蒸汽吞吐产能计算新方法

低渗透油藏受压敏效应影响,启动压力、渗透率及孔隙度发生变化,严重影响低渗透稠油油藏产量,目前已有吞吐产能预测模型未考虑压敏效应的影响,计算结果与实际情况偏差较大,适用性较差。针对上述问题,基于低渗透稠油油藏流体渗流理论,结合平面径向流压力分布规律及地层温度分布规律,应用压敏效应公式,推导了考虑变启动压力和压敏效应的低渗透稠油油藏蒸汽吞吐直井和水平井产能预测模型,并将研究成果应用于胜利油田A区块。结果表明：试验区3口水平井实际累计产油量为4695t,计算累计产油量为4893t,误差为4.22%;12口直井实际累计产油量为3868t,计算累计产油量为4080t,误差为5.46%,模型精度较高。研究成果可用于评价低渗透稠油油藏区块产能,为油藏有效开发提供理论基础。