水平井变质量流与油藏渗流的耦合研究

针对目前对水平井生产时井筒内流体流动研究的现状及不足,对裸眼完井水平井微元段进行了流动分析,根据连续性方程、动量方程和能量方程,推导了混合压降计算公式,得到了井筒压降计算模型.该模型考虑了摩擦、加速度和井筒壁面流入的混合干扰等因素.建立了稳态条件下水平井筒流动和油藏渗流的耦合模型.实例计算和分析了一口水平井的变质量流动规律,与无限导流模型进行了分析对比,说明了井筒压降对井产能的影响.该耦合模型为描述水平井流入动态、评价水平井产能提供了理论依据.     

考虑变质量流影响的煤层气水平井数值模拟研究

针对煤层气羽状水平井井身结构的复杂性以及井筒内流体流动特征,建立了考虑井筒摩擦压降、加速度压降及分支流体汇入引起的混合压降影响的煤层气水平井开采数学模型与数值模型。以沁水盆地南部下二叠统山西组3号煤层作为目的层,开展了煤层气水平井开采数值模拟研究。研究结果表明,由于煤层气羽状分支水平井筒变质量流对气、水产量存在影响,导致不同时刻的主支井筒单位长度入流量分布曲线分别呈上凸型和下凹型,且水平井筒指端与跟端之间的压差呈先增加后减少的趋势,故羽状分支水平井筒变质量流在煤层气水平井产能动态评价中不可忽略不计。     

射孔水平井流动与油藏渗流的耦合研究

建立了稳态流条件下的油藏渗流与射孔水平井井筒流动的耦合模型,分析了射孔完井水平井的变质量流特性.建立射孔水平井井筒模型时,考虑了壁面摩擦和射孔入流造成的附加压降,引入了新的摩擦系数.所建耦合模型把井筒分段,每段含有若干个孔眼,计算量较小.利用耦合模型通过实例分析了射孔参数对水平井产能的影响,其中射孔深度影响较大,其次是射孔密度,相位角影响较小.所建耦合模型为描述水平井流入动态、水平井完井设计提供了理论基础.     

块状超稠油油藏水平井热采数值模拟研究

通过建立一个可用于水平井热采的三维三相数学模型,对杜84块兴隆台油层兴Ⅰ组和兴Ⅵ组油层水平井地质和注汽参数敏感性进行模拟计算,分别研究水平井段长度、井距、渗透率等地质参数和井底蒸汽干度、注汽强度、注汽速度等注汽参数对水平井开发的影响,并优选各项的参数,为杜84块兴隆台油层水平井高效开发提供技术支持.     

薄互层油藏水平井注采试验数值模拟研究

与水平井采油一样,水平井注水作为一种高效的油气开采技术,越来越多的应用于各类复杂油藏开发中。以特低丰度薄层油藏实际区块为实例,通过理论分析、数值模拟及矿场试验等方法,研究薄互层油藏水平井注采开发规律。研究结果表明:水平井注水可形成很好的线性均匀驱替,延缓注入水突破时间,提高水驱波及效率,达到增加注入量、降低注入压力、改善油田开发效果的目的。以肇州油田M井区为例,提出水平井见水后应以注水井为重点调整对象,合理调整注入量或封堵高渗吸水层位,可实现水平井单井含水率下降的目的。     

压裂水平井一体化耦合数值模拟方法

随着特低渗透油藏的开发,压裂水平井得到了广泛的应用,并取得了良好的经济效益。但到目前为止,对于人工压裂裂缝、压裂过程中产生的诱导微裂缝尚缺乏有效的手段对其进行模拟,因此也难以准确预测压裂水平井的生产动态。分别从油藏基质、人工压裂裂缝、诱导微裂缝与水平井筒等四个维度的流动模型出发,以各个维度的接触面为链接节点,提出了油藏基质、人工压裂裂缝、诱导微裂缝与水平井筒的相互匹配方法,构建雅克比矩阵,并利用全隐式方法进行求解,实现了对压裂水平井的一体化耦合模拟。实例计算表明:压裂水平井的一体化耦合数值模拟模型能够充分体现油藏基质、人工压裂裂缝、诱导微裂缝与水平井筒多尺度的流动特点,可以更加有效地应用于压裂水平井的动态模拟。     

CA油田稠油油藏热采数值模拟研究

由于江苏油区CA油田稠油油藏多层状砂泥薄互层的独特性，现场开发难度很大。为了论证热力开采的可行性，采用油藏数值模拟技术，结合经济效益评价，对热力开发组合方式、布井方式与井距、油藏条伯对热采效果的影响进行了研究，确定了合理的开采方式为弹性-蒸汽吞吐-水驱。     

水平井酸化中井筒/油藏耦合流动模型

为了探讨水平井酸化过程中酸液流动的机理及流动过程,追踪酸液前沿的流动位置,建立了酸液沿水平井筒变质量流动模型、井筒周围储层的渗流模型以及2个流动系统之间的耦合模型。同时,把井筒周围储层分为酸化区、污染区以及未污染区,用数值方法对模型进行求解,分析了酸液沿水平井筒的流动状况、沿程进酸量以及酸液前沿到达的时间,并对有关参数进行了敏感性分析。结果显示:随着井筒注入酸量的增加,进入井筒附近各小层的酸量也相应增加;井筒附近由于渗透率的不同,进入的酸量会有很大差异,酸液进入渗透率高的储层远大于渗透率低的储层。研究结果可为水平井酸化的实施提供一定的理论参考。     

油藏水平井产能预测数值模拟研究

根据油藏内流体的流动模型和水平井筒内流体的流动模型,建立了油藏-水平井筒流动的耦合模型,模型中考虑了油层各向异性、重力及毛管力的影响,采用全隐式方法对模型进行求解。运用该模型对影响水平井产量的地质和生产参数进行分析,结果表明水平井段长度、油层渗透率、油层厚度、井底流压和井筒直径都是影响水平井产能的重要因素。在地质因素方面渗透率较高的油层,可以获得较大的水平井产量;油层厚度越大产量递减的越慢,后期产量越高。在生产参数方面增大水平井筒长度、降低井底压力以及增大水平井筒直径都可以相应的提高水平井的产量。     

水平井化学驱物理模拟及数值模拟研究

根据辽河油田J16区块实际资料,建立了30 cm×30 cm×1.5 cm的平面非均质和30 cm×15 cm×10 cm的纵向非均质水平井化学驱物理模型。通过开展水平井化学驱物理模拟与数值模拟综合研究,初步分析了水平井化学驱的驱油机理与生产动态,并提出注采水平井方向应尽可能平行于河道走向,采用平面上注入井布在高渗带、采油井布在低渗带,纵向上底层注顶层采的布井方式以及二元驱的驱油方式开发效果最好。     

稠油油藏水平井与直井组合布井方式数模式研究

通过水平井与直井组合布并热采数值模拟研究，提出了水平并与立并组合布并的原则，推荐了两套最佳实施井网．这两套并网与全直井井网相比，采收率提高３％～７％，油汽比提高０．０５～０．１５ｔ／ｔ．目前，两套井网已全面投产，并取得了良好的开采效果。     

水平井砾石充填过程实时数值模拟研究

分析了水平井砾石充填过程及其特征,考虑携砂液向地层的滤失以及井筒环空、冲筛环空之间的流体质量交换,分别建立了井筒环空、冲筛环空2个独立流动系统的砾石、携砂液的质量和动量守恒方程以及各系统间的流动耦合方程,得到描述水平井砾石充填过程的时间相关数学模型。开发模拟软件对整个充填过程能进行可视化模拟,预测堵塞的发生及堵塞位置、充填率等。使用软件对完全充填、提前堵塞两种情况进行了算例模拟计算,分析了充填过程中的各动态参数的变化规律,模拟及分析结果符合水平井砾石充填的基本特征。砂浆排量、携砂比、携砂液粘度、冲筛比、滤失强度等因素对充填效果有一定影响。     

叠置水平井开发潜山油藏数值模拟研究与实践

兴隆台油田XG7块是近年来发现的潜山油藏,该油藏地质条件特殊,地层古老,潜山构造及内幕复杂,岩性多样,储层巨厚,非均质性强,独特的地质条件给油藏开发带来巨大挑战。面对诸多不利因素和挑战,通过创新研究和初步实践,针对直井开发动用程度较低的状况,开展了数值模拟研究,提出了利用叠置水平井进行分层开发,并对叠置水平井的叠置方式、纵向井距、水平段长度及注水方式等关键参数进行了优化研究。实践证明：叠置水平井是可行的,且已经取得了较好的开发效果,兴古潜山油藏的成功开发为同类油藏的开发提供了可借鉴经验。     

水平井精细地质建模及数值模拟技术研究

萨北油田开发至今已进入特高含水期,尤其是厚油层顶部剩余油挖潜成为难以攻克的难题,利用水平井开采已成为该项难题的有效技术手段,现已逐步得到应用。文中利用厚层精细地质建模、夹层粗化、近井模型和多段井描述等相关技术,实现水平井三维地质建模及数值模拟一体化研究,并完善水平井多学科研究技术流程。通过对北部过渡带B5-8-A53水平井的数值模拟分析,优选出该水平井下泵时机、井日产液量和生产压差。研究结果表明,下泵时含水率为10%左右、合理产液量为50 t·d-1、合理生产压差保持在2.0 MPa以下时,开发效果最为理想。     

薄油层射孔水平井井筒内流动与油藏渗流耦合模型（） 摘要: 关键词: 中图分类号:TE34

为真实反映薄油层内水平井及近井地带流体流动情况,针对水平井近井渗流问题,以水平生产段为研究对象,根据压力与流量在边界处的连续性,同时考虑井筒内的加速度附加压力降,建立了薄油层射孔水平井井筒内流动与油藏渗流耦合数学模型。利用该模型进行实例分析,结果表明:近井地带压力分布呈波浪线形;沿井筒方向,近井地带压力随着井长增加而降低;井筒内流体流速呈阶梯增加趋势。建立的模型直观地考虑了射孔位置与数量,为水平井完井设计提供了理论基础。     

低渗透油藏水平井井网形式优选

水平井在开发低渗透油藏中获得了广泛的应用.为了充分发挥水平井的优越性,确定应用水平井的合理井网形式,利用数值模拟方法,对低渗透油藏中不同井网形式下的产能、采出程度、累计产水等参数进行了研究.结果表明,利用水平井能够显著提高产量,加快采油速度,但同时水平井也能加快见水时间;低渗透油藏水平井网整体开发以交错井网效果最好,井网最优穿透比为0.2～0.4.在分析剩余油分布时引入了流线分析的方法,更加直观地反映了油藏内流体流动状况.     

低渗/致密油藏分段压裂水平井渗流特征的物理模拟及数值模拟

为了研究低渗/致密油藏分段压裂水平井的开采机理和渗流规律,通过建造高压仓、密封和改进多通道电阻率测量方法,研发了大型露头岩样高压物理模拟实验系统。通过分段压裂水平井物理模型的岩样筛选、模型的制作和封装、模型抽真空饱和以及有效驱动的物理模拟评价等方法的研究,建立了分段压裂水平井物理模拟实验方法。进一步结合低渗/致密油藏非线性渗流油藏数值模拟软件研究了低渗/致密油藏分段压裂水平井渗流规律。研究结果表明：在相同驱替压差下,分段压裂水平井的压力梯度值要比普通水平井的压力梯度值高,且随着压裂裂缝半缝长的增加,压力梯度值也增加;当水平井水平段长度一定时,储层渗透率越低,分段压裂水平井的最佳分段数越多;当储层渗透率一定时,水平井水平段长度越长,水平井压裂的最佳段数也越多,最佳裂缝半缝长反而呈现减小的趋势;对于低渗/致密油藏分段压裂水平井开采来说,对产量最为敏感的是压裂段数,其次是裂缝半缝长,而裂缝导流能力最为不敏感。     

井筒与油藏耦合作用下的底水驱油藏水平井非稳态产能预测

在段永刚等人提出的井筒与油藏耦合作用下的水平井产能预测数学模型的基础上 ,借鉴H .Cinco等人求解有限导流垂直裂缝压裂井压力动态的计算方法 ,建立了井筒与油藏耦合作用下底水驱油藏水平井非稳态产能预测模型 (其中 ,油藏模型为底水驱无限大油藏 ,井筒模型中考虑了流体摩阻、动量变化、井筒壁面流入的混合干扰等因素的影响 ) ,对该模型进行迭代求解可以获得定产量条件下井筒流率分布、井筒压降分布等重要信息。