特低渗透油藏产量递减及水驱特征规律

 特低渗透油藏具有低孔隙度、低渗透率等特点,且存在启动压力梯度,且普遍发育微裂缝,常规产量递减规律和水驱特征曲线不能很好地反映特低渗透油藏的生产特征。本文从渗流理论出发,结合生产数据,研究了特低渗透油藏的产量递减和含水上升规律。研究表明,进行特低渗透油藏的产量递减和水驱特征曲线分析时,必须考虑启动压力的影响;并且特低渗透油藏产量递减分为两个递减阶段,用两条递减曲线拟合能得到较好效果;而用水驱特征曲线法时,对高含水已关井进行含水恢复,能够真实反映油藏含水水平,并可以进行最终采收率预测。本研究成果对特低渗透油田实施挖潜措施和调整提供决策依据和技术支持。     

特低渗透油藏平面渗流规律研究

为研究特低渗透油藏平面渗流规律,采用特低渗透砂岩露头平板模型进行了单相流体驱替实验。用相似原理建立了与实际油田五点法井网相似的四分之一单元,采用稳态法测定了平板模型在不同注采压差下出水口的产量。根据推导出的实验注采系统的产能公式,反算了平板模型的视渗透率。对特低渗透砂岩露头平板模型的平面渗流规律进行了分析讨论。发现平板模型单相驱替实验中也存在非线性渗流现象。并且渗透率越低,非线性渗流现象越明显。     

特低渗透油藏动态毛管压力对水驱油效果影响分析

特低渗透油藏油水两相渗流过程中毛管力的动态效应是影响两相渗流机理及水驱油效果的重要因素,掌握其规律有助于提高这一特殊油藏的水驱开发效果。分析了特低渗透油藏油水两相渗流中毛管力的动态效应以及动态毛管力的影响因素,定量研究了动态毛管力对多孔介质油水两相渗流的影响,建立了特低渗透油藏一维水驱油模型和渗流微分方程;并进行了求解。研究了动态毛管力、注水强度、井距等因素对特低渗透油藏水驱油效果的影响。研究结果表明:动态毛管力效应对特低渗油藏的水驱效果影响非常明显,动态毛管力越大,水驱油效果越差;存在一个最佳注入量,在最佳注入量下动态毛管力的影响作用最小,水驱油效果最好;对于特低渗透油藏若井距过大,水驱油效果变差。     

特低渗透油藏驱替特征

为了深入研究特低渗透油藏水驱油的渗流规律,建立了考虑启动压力梯度的一维油水两相驱替数学模型并进行数值求解,分析了启动压力梯度和渗透率的非均匀分布对特低渗透油藏驱替特征的影响。计算结果表明:启动压力梯度的存在导致平均含水饱和度降低和地层压力升高,驱替效率降低;渗透率从小到大驱替时驱替效果更好。该成果为特低渗透油藏的合理开发提供理论指导。     

大庆外围油田压裂水平井参数优选及渗流特征

 压裂水平井已成为开采特低渗透油藏的重要手段.为深入了解压裂参数及渗流规律对水平井开发效果的影响,针对大庆外围某特低渗透油藏水平井开发的实例,应用特低渗透非线性渗流理论,建立了考虑非线性渗流的数学模型,给出已钻水平井的最优压裂参数,研究了不同渗流规律下压裂水平井的渗流特征.结果表明,在水平井水平段长度、压裂缝长一定的条件下,裂缝条数和裂缝间距对开发效果的影响显著;裂缝条数越少,裂缝间距对水平井产能影响越大;裂缝条数大于3条,裂缝间距的影响减小;对比了达西渗流规律和考虑启动压力梯度的非线性渗流规律下压裂水平井的渗流特征,非线性渗流模型计算的水平井产油量较低,见水后含水上升速度较快,剩余油饱和度较高;非线性渗流模型中注水井井筒附近和主流线附近的压力等值线密集,能量消耗大,压力梯度高,水平井井筒附近压力梯度较大,但低于直井;非线性渗流模型的地层渗透率与压力梯度呈正比关系.     

特低渗透油藏变渗透率场油藏数值模拟研究

根据流体在特低渗透多孔介质中的渗流特征,考虑储层渗透率随压力梯度的变化规律,建立了变渗透率渗流油藏数学模型。在黑油模型基础上,提出了特低渗透油藏变渗透率数值模拟方法,并对吉林油田红75特低渗透区块进行数值模拟计算。模拟结果表明:在特低渗透油藏开发过程中,拟线性渗流仅发生在井筒及人工压裂缝附近小部分区域内,地层大部分区域内发生变渗透率渗流,变渗透率渗流占地层渗流的主导地位。以变渗透率渗流油藏数学模型为基础的数值模拟方法能够更准确地预测特低渗透油藏的动态开发特征。     

特低渗透油藏水驱油物理模拟相似准则的推导和应用

 为了完善水驱油物理模拟相似理论,本文在前人研究基础上,针对特低渗透油藏的特点,并考虑特低渗透油藏中流体非线性渗流特征的基本方程,应用检验分析法推导出了特低渗透油藏水驱油物理模拟相似准则,分析了各相似准数的物理意义,确定了模型参数与油藏参数进行转换的关系.提出通过选取与实际油藏储层对应的露头岩心,可以实现模型与原型中两相渗流特征、毛管力特征和非线性渗流特征的相似.所得结论为特低渗透油藏水驱油物理模拟提供了理论指导.     

特低渗透天然砂岩大型物理模型渗流规律

建立特低渗透天然砂岩大型物理模型,提出研究特低渗透油藏渗流规律的新方法.通过引入无因次产量系数的概念,分析大模型的渗流曲线,给出天然大模型的渗流特征;结合对比小岩样的非线性渗流规律和测量的平面压力梯度场,将大模型划分为死油区、非线性渗流区和拟线性渗流区.研究结果表明:特低渗透天然大模型同小岩心一样具有非线性渗流特征,相同注采压差下,渗透率越低,无因次产量系数越小,非线性渗流特征越显著;注采压差越大,无因次产量系数越大,最终趋于定值.大模型的渗流区域与注采压差、井距及模型物性有关,相同注采压差和井排距下,渗透率越低,死油区范围越大,非线性渗流区和拟线性渗流区越小;增加注采压差、缩小井排距均可缩小死油区,甚至使死油区消失,整个油藏流动能力增强.该新方法更能直观地描述实际油藏的渗流规律.     

鄂尔多斯盆地特低渗透砂岩储层裂缝压力敏感性及其开发意义

为了分析特低渗透砂岩储层高角度裂缝的压力敏感性特征,对鄂尔多斯盆地陇东地区延长组特低渗透砂岩储层基质岩样、含天然裂缝岩样和含人造裂缝岩样进行了对比实验。实验结果表明,特低渗透砂岩储层裂缝的压力敏感性十分明显,在无裂缝时基质岩块为中等程度敏感性,含裂缝时为强压力敏感性。裂缝的开度越大,渗透率越高,其压力敏感性越强,裂缝渗透率的恢复程度越小。裂缝的压力敏感性特征对特低渗透砂岩油藏开发具有十分重要的意义。     

平板模型水驱油物理模拟相似理论研究

为了给出明确的实验室物理模拟的可行性办法,采用一种与前人不同的推导方法——改进的检验分析法,对特低渗透油藏水驱油物理模拟相似准则进行了推导,给出了在目前实验室条件下,以再现油田生产过程,预测剩余油分布为目的的平板模型。室内物理模拟实验能够最大程度上实现的模拟方案。模拟方案通过选取与实际油藏储层对应的露头岩心,可以实现模型与原型中两相渗流特征、毛管力特征和非线性渗流特征的相似,使得物理模拟实验能够最大程度上反映油藏中的流体渗流规律。对于压裂裂缝无法满足几何相似的情况,提出了一种等效模拟的物理模拟实现办法。按照推导得到的相似准则确定了模型参数与油藏参数进行转换的关系,所得结论为特低渗透油藏水驱油物理模拟提供了理论指导。     

低渗透油藏不稳定渗流规律的研究

用无因次分析法对低渗透岩心的实验数据进行了分析 ,得出新的渗流规律。具体表述为 :低于亚临界雷诺数 (Rem=8.5× 10 -5)为非达西渗流 ,其运动方程为v =c(dp/dl) 3 ;高于亚临界雷诺数为达西渗流。从微观角度出发 ,应用边界层理论进一步证实了这一渗流规律。运用新的运动方程 ,建立了低渗透油藏不稳定渗流的数学模型。根据拉氏变换和Stehfest数值反演 ,求得了有限半径井的实空间近似解 ,并应用数值分析方法验证了近似解析方法的可行性。对低渗透油藏的压力动态特征以及边界对压力动态影响的分析结果表明 ,低渗透油层试井曲线的压力动态特征为 :短时曲线与达西渗流模型相似 ,而长时曲线则受到非达西渗流的影响。对于恒压边界油藏 ,压力趋于稳定的时间比达西渗流要迟一些 ;在无限大地层中 ,其导数曲线是一簇平行的倾斜线。对于同一区域低渗透油层试井曲线 ,其导数曲线出现“阶跃”的时间较迟的井区 ,流动系数比较好 ;反之则较差     

低渗透多孔介质变渗透率数值模拟方法

 根据流体在低渗透多孔介质中的渗流特征,建立了低渗透多孔介质数学模型,通过引入无因次渗透率变化系数描述低速非达西渗流规律,并基于黑油模型数值模拟系统,开发了低渗透多孔介质变渗透率数值模拟软件。采用矿场实际数据,分别使用达西渗流、考虑启动压力梯度为常数的拟线性渗流和变渗透率渗流模型,对五点井网进行模拟计算,对比分析了不同渗流规律下的油井产油量、含水率、含油饱和度及不同时间的地层渗透率分布。结果表明,变渗透率渗流模型计算的油井产油量、含水率和含油饱和度分布介于达西渗流和拟启动压力梯度渗流模拟结果之间,油水井附近地层渗流能力强,远离主流线地层渗流能力弱;井距越小,地层渗流能力越强;流体在低渗透多孔介质的渗流过程中,达西渗流仅发生在井筒附近小面积区域内,地层大部分区域发生变渗透率渗流,且占据了地层渗流的主导地位,变渗透率数值模拟方法弥补了其他方法未考虑渗透率变化因素的不足,变渗透率数值模拟软件能够更准确地预测流体在低渗透多孔介质中的流动特征。     

低渗透油藏油井产能预测新方法

为了准确预测低渗透油藏油井的产能,基于达西公式,考虑高压和低压状态下油藏流体性质以及启动压力梯度对渗流规律的影响,推导了新的低渗透油藏油井组合型产能预测模型。给出了极限井底流压和产量拐点的求解方法,分析了启动压力梯度、流体性质等因素对低渗透油藏油井产能的影响。将新模型与现有模型的预测结果进行了对比,并用实测数据进行了验证。结果表明,新模型预测出的流入动态关系更接近于实测数据,准确度较高,能用于工程计算。     

低渗透油层中单相液体渗流特征的实验研究

单相液体的渗流特征是油气渗流研究的基础问题,低渗油层中的渗流特征迄今研究尚少,这方面的研究对于低渗透油气田的开发具有理论及实际意义。本文总结了低渗透油层中单相液体渗流特征的实验研究结果,分别研究了蒸镏水、低浓度盐水和模拟原油通过天然岩心和人连岩心流动的渗流曲线特征,实验结果显示单相液体在低渗透岩心中渗流的特殊规律。在低渗流速度下流动为非线性,在较高渗流速度下为具有初始压力梯度的拟线性流动,在渗流速度由低到高的变化过程中,流动呈现非达西型的渗流特征,这种渗流曲线特征和岩心渗透率直接有关,当渗透率增大时(实验岩心渗透率为183.6×10~(-3)μm~2)出现达西流动情况。实验表明,这种非线性——线性非迭西型流动可能是低渗透油层中流体渗沆的基本特征。     

低渗储层非线性渗流规律对油田开发的影响分析

以室内岩芯实验为基础,建立了五点井网非均质地质模型。应用研制的特低渗透油藏非线性渗流数值模拟软件研究非线性渗流规律对油田开发的影响。将考虑储层非线性渗流规律和达西渗流规律的模拟结果进行对比分析。研究结果表明:非线性渗流规律降低了储层的吸水能力,加剧了储层非均质性对开发的影响,降低了油田的整体开发效果。渗透率较低非线性程度较强储层水驱效果变差,油井见水时间滞后,含水率低;注水沿人工裂缝方向推进速度与达西渗流模拟结果相差不大,垂直人工裂缝方向推进速度变慢。低渗透油田开发及合理井网部署需考虑非线性渗流规律。     

高压气体在微圆管中的流动特性

在高压条件下,试验研究氮气在直径为14.9、10.1、5.03、2.05μm微圆管中的流动特性。结合毛管束模型,研究气体的高压微尺度流动特性对气体在低渗多孔介质中渗流特性的影响。结果表明:气体在14.9μm微圆管中的高压流动特性与经典流体力学规律相符;随着管径的减小,气体的流动出现了明显的微尺度效应,表现为实测流量偏离经典流体力学理论预测流量,且管径越小,这种微尺度流动效应越显著;研究稀薄气体效应时提出的Kn数不能用来表征高压条件下气体的微尺度效应;气体在微小孔喉中的高压微尺度流动效应导致气体在低渗多孔介质中的渗流具有非达西渗流特征,表现为实际渗透率大于由经典H-P方程和达西公式计算的绝对渗透率。     

非线性渗流条件的低渗油藏产能计算方法

为了准确评价低渗透油藏的产能动态规律,针对低渗透油藏的渗流特点,建立了考虑非线性渗流特征的产能计算模型,并用Newton-Raphson方法对模型进行求解.结果表明:用启动压力梯度方法计算的产量将比用非线性渗流方法计算的产量低,特别是在井底流压较大时;而用达西方法计算的产量比用非线性渗流方法计算的产量高,特别是在井底流压较小时.非线性渗流方法比传统的启动压力梯度方法更能够反映低渗透油藏的渗流规律.     

一种判别低渗非达西渗流的新方法

流体的渗流呈现何种特征严重影响并制约着油田的开发.然而,对低渗储层中流体渗流形态的判别至今尚无权威的判别标准.因此,研究并提出判别低渗非达西渗流的方法或准则对指导低渗透油田的开发十分重要.以低渗透油田的开发实践为背景,在大量实验研究的基础上,结合多年的研究成果,提出了一种判别低渗非达西渗流的新方法——有效驱替准则.研究表明,当该准则数大于26时,渗流呈现出非达西渗流特征;当其小于23时,渗流呈现出达西渗流特征.     

低渗透油藏垂直井未来流入动态的预测

针对低渗油藏存在启动压力梯度,动态预测非常困难的问题。推导了具有启动压力梯度的溶解气驱油藏未来流入动态预测关系式,分析得出油井的采油指数和流压之间存在线性关系,且不同     

启动压力其实并不存在

低渗透储层存在许多研究误区,启动压力梯度便是其一。低渗透储层孔隙欠发育,渗透率低,产能也较低,压力在其中的传播速度较慢,施以压力梯度之后,产量的响应需要较长时间。实验过程将微弱的流量误认为是0,因而导致了启动压力梯度的实验假象。实测的启动压力梯度数值太高,对油气生产没有任何指导意义。中高渗透储层没有启动压力梯度,低渗透储层也不应该有。固体和流体都不存在启动压力,油气也不可能存在。