单砂体内只注不采型注水井供液半径理论模型及应用

随着井网密度逐年加大,待钻井周围钻关注水井数量也相应增加。为了避免在钻井过程中发生事故,必然要对注水过程中不同井距、不同渗透率及不同注入时间等因素下单砂体内压力的分布规律进行研究,进而对钻关距离和钻关时间等方面进行调整。根据渗流力学理论,建立了常见的单砂体内只注不采情况下的注水井供液半径和地层压力预测数学模型,绘制了供液半径和泄压半径理论图版。对单砂体内压力分布影响因素进行了详细分析,单砂体的渗透率对地层压力系数的影响较小;不同注水时间单砂体内地层压力系数差值较大,尤其是单砂体的半径较小时差值更大;单砂体的半径对地层压力系数的影响较大,尤其是单砂体的半径较小时影响更大。     

应用流固耦合理论研究套损机理

根据油藏渗流与变形耦合作用理论,应用三维有限元模拟软件,对注水井泄压过程中井底套管内流体压力与地层中孔隙压力巨大压差导致套管外载的增加进行计算模拟.以实测岩石和套管强度参数为依据,采用调整地层压力、渗透率、有效厚度等条件,对不同泄压速度产生的压力变化规律进行了研究.研究结果表明,在其他地层条件都相同的条件下,渗透率越低,放喷相同流量时套管承受的挤压力越大;压差越大,套管承受的挤压力越大.由泄压与套管挤压力关系图版可以确定注水井作业、测试、洗井等过程中的允许泄压速度界限,控制该界限能防止套管损坏.     

注水井泄压过程中储层渗流规律及对套损的影响

为了研究注水井泄压过程中储层渗流规律及对套管损坏的影响,根据油气储层渗流与变形耦合作用机理,建立了油藏渗流-应力耦合的数学模型.应用三维有限元模拟软件,通过改变地层参数和泄压速度,对注水井泄压过程中井眼附近流场压力变化规律和套管承受的挤压力进行了数值模拟研究,得到了泄压速度与套管损坏的关系.     

井筒防砂分注新技术的研究及应用

河南油田进入高含水注水开发后期,针对注水井受多方面因素的影响,出砂现象严重,分注井在停注、泄压时,地层返吐出砂,堵塞井下配注工具,无法投捞测试,反洗井洗不通,导致频繁的作业返工。通过分析原因,展开出砂井的分层注水工艺配套技术研究,解决了出砂水井的无法进行正常分层注水的问题。该技术现场实施8口井10井次,工艺成功率100%,实现增注50940方、减少无效注水52800方,减少出砂水井维护性作业3井次。该技术有效阻挡了地层水返吐,可避免地层激动出砂,实现控制洗井,初步解决出砂井影响分注问题。     

海上轻质油藏水驱渗流阻力特征研究

轻质油藏注水井常存在井口压力不断升高的现象，酸化、微压裂等常规措施并不能有效降低井口压力。为进一步探究注入压力过高的原因，以流管模型为基础，依据水电相似原理，开展井间渗流阻力变化规律研究。结合达西定律推导了渗流阻力表达式：渗流阻力与储层形状和总流度有关。而非活塞驱替过程的总流度变化通常分为两种：单调增加（中、高黏），先减小后增加（低黏）。原油黏度较小时，总流度会呈现减小的趋势，渗流阻力随之增加，导致注入压力升高，此时表现在注水井井口压力不断升高，即发生了“伪堵塞”，严重制约油田注水。通过对渤海南部区域不同油田注采井间渗流阻力的计算，得到了能够反应渗流阻力变化规律的无因次阻力系数图版，图版展示了“伪堵塞”可能发生的含水阶段，能够有效指导注水井的治理。结合KL油田群的治理实践，当注水井发生“伪堵塞”时，可采取以下措施：（1）对高破裂压力、低裂缝发育的油藏，实施提压增注；（2）对低破裂压力、高断裂程度的油藏，采取层内生气调驱；（3）对超低原油黏度、埋藏深的油藏，可考虑气驱开发；（3）对多层合采开发油藏，应优先解决纵向水驱矛盾。     

基于无因次压降曲线的注水优势流动通道识别方法

根据试井基本理论,推导无因次井底压降表达公式,以冀东南堡陆地中浅层油藏资料为基础,建立典型井组数值概念模型,计算分析7个渗透率范围10种渗透率差异倍数下的无因次压降图版。理论分析和数值概念模型计算均表明:采用无因次压降可以消除注水量、吸水地层厚度、地层压力等参数对井底压降特征的影响;在研究区块油藏条件下,当渗透率差异超过6倍后,可形成优势流动通道。     

指数式产能试井拟合图版

通过对指数式产能方程的分析,在无因次指数产能方程的基础上,绘制指数产能方程拟合图版。利用该图版可以求出渗流指数、地层压力和气井绝对无阻流量,并把它应用于实例,得到了比较满意的结果。     

非线性应力作用下裂缝砂岩应力敏感性特征

为了实现和评价变围压应力敏感实验关系转换为变内压应力敏感实验的等效关系，进而获取储层岩石渗透率与地层压力的关系，采用室内实验的方法，针对含微裂缝和人造裂缝的致密砂岩开展了变围压应力敏感实验、变内压应力敏感实验和特殊应力敏感实验；基于变围压实验数据，结合有效应力方程计算得到了实验岩样的渗透率随地层压力的变化关系，并与实验测定结果进行了对比分析。结果表明，计算得到的渗透率大于实验直接测定的渗透率，这种差异源于气体滑脱效应；基于Terzaghi有效应力方程计算的无因次渗透率小于对应变内压实验测定的无因次渗透率；基于非线性有效应力方程计算的无因次渗透率与对应变内压实验的无因次渗透率一致。有效应力和气体滑脱效应影响地层条件下渗透率的确定。     

单砂体内一注一采型注水井供液半径模型建立及应用

随着井网密度逐年加大,待钻井周围钻关注水井数量也相应增加。为了避免在钻井过程中发生事故,必然要对注水过程中不同井距、不同渗透率及不同注入时间等因素下单砂体内压力的分布规律进行研究,进而对钻关距离和钻关时间等方面进行调整。根据渗流力学理论,建立了常见的单砂体内一注一采情况下的注水井供液半径数学模型,并绘制典型理论图版。根据所建数学模型,结合理论图版对现场实际多口井进行检验,所得预测压力系数与实际解释压力系数相对误差小于15.0%,为现场钻关方案的合理制定提供理论依据。     

注水井压降试井分析方法及其应用

注水井不稳定试井问题属于油水两相渗流问题，建立了能够描述驱过程的注水井试井解释模型，利用ＢｕｃｋｌｅｙＬｅｖｅｒｅｔｔ驱油方程可确定任意时刻的油水饱和度分布，代入差分方程可速计算压力分布，根据关井时刻的夺力和油水饱和度分布可以计算出关井后注水井的压力降，该压降涉及油水相对渗透率，注水时间，污染系数和井筒储存系数等因素，研制了一套实用的注水井压力降低井典型图版，简要介绍了根据上理论编制的注水井降试井     

螺杆泵宏观控制图研究

针对传统螺杆泵宏观控制图存在的将合理的井判别为不合理井,参数偏大区在图中所占的份额过小,有可能造成落在该区的井过于密集的缺点等一系列问题,提出了宏观动态控制图的无量纲化,弥补了传统控制图的不足之处。通过计算机编程软件Visual Basic 6.0进行理论验证。计算结果表明,无量纲化后的宏观动态控制图采用无量纲流压判定螺杆泵井工况要比传统的方法更加准确合理。     

存在直线断层的复合模型试井曲线特征研究

鲜有文献报道井附近存在直线断层（尤其是断层位于复合油气藏内区）对试井解释的影响,因此,从渗流力学理论出发,首先建立考虑表皮和井筒储集的无限大地层两区径向复合油气藏试井解释数学模型,并通过拉氏变换对模型进行求解,再利用镜像反映原理和叠加原理研究存在直线断层的复合油气藏的无因次井底压力及压力导数曲线特征及影响因素。研究表明,当井到断层距离小于1/2内区半径时,无因次压力导数曲线将由无限作用径向流的0.5水平线变为内区受断层影响的1.0水平线和外区受断层影响的值为M₁₂水平线;当井到断层距离大于1/2内区半径时,无因次压力导数曲线将由无限作用径向流的0.5水平线变为反映外区特征的值为M₁₂水平线和反映外区受断层影响的值为M₁₂的水平线。     

煤体脉动注水与恒压注水致裂特征模拟

 为解决煤体恒压注水在实际应用中致裂效果不理想问题, 基于FLAC3D在岩土力学中的应用, 模拟了在脉动注水与恒压注水条件下煤体的起裂过程, 分析了煤体脉动注水与恒压注水致裂特征.数值模拟结果表明, 经水力压裂后, 脉动注水模型中走向方向压裂半径3.3m, 垂直方向压裂半径2.2m;恒压注水模型中走向方向压裂半径0.65m, 垂直方向压裂半径0.96m.煤体脉动注水比恒压注水需要更长时间起裂, 脉动注水模型最终压应力比恒压注水低, 从而得出脉动注水对煤岩体卸压作用明显优于恒压注水.     

裂纹宽度对岩石断裂韧性测试结果的影响

深部地层岩石的断裂韧性是水力压裂设计和数值模拟中的一个重要参数。通过试验分析和有限元数值计算 ,研究了试件的裂缝宽度对应力强度因子的影响 ,给出了确定无因次应力强度因子与裂尖半径关系的数值方法 ,弥补了解析方法中裂缝零宽度假设的不足。研究结果表明 ,当裂缝宽度较小时 ,解析方法可以用于计算断裂韧性 ;当裂缝宽度较大时 ,采用解析方法计算出的断裂韧性偏差较大。试验测定时 ,应使裂尖半径尽可能小 ,并且破裂压力应该与裂尖半径相对应。这为正确确定岩石的断裂韧性提供了可靠的理论依据和试验方法     

油层内非线性渗流分布区域确定方法

 针对非线性渗流对应的压力梯度范围以及油层内的分布区域进行了研究.依据实验确定最小启动压力梯度,结合最小启动压力梯度、最大启动压力梯度与喉道半径的关系,提出了先计算极限剪切应力,然后再计算最大启动压力梯度的方法.通过回归分析得到非线性渗流对应的压力梯度范围,该压力梯度范围与注采井间压力梯度剖面相耦合,即可得到油层中非线性渗流分布区域,两个井组的实例分析表明,非线性渗流分布区域与油井动态吻合,从而证明该方法可行.根据注采井间压力梯度分布计算公式,提出了新的极限注采井距确定方法,对开发方案中注采井距的确定具有重要意义.     

低渗透挥发油藏回注溶解气开发注采参数界限

低渗透挥发油藏回注溶解气在开发初期地层压力较高,存在“采油易,注气难”,随着地层压力的降低,开发中后期又会出现“采油难,注气易”的情况。因此,明确注采参数的界限是制定开发技术政策的前提。本文通过建立注采参数界限模型,推导得到已知地层压力下的最大采油速度、最大回注比以及临界压力的表达式,结合实例油藏绘制注采界限图版,研究了多因素对注采参数界限的影响规律并提出开发技术政策建议。结果表明,注采参数界限及图版准确可靠,能够反映实际生产情况;注采参数界限受注采能力、地层压力、采油速度、井网类型、井网密度等因素的影响,并且存在相应规律;溶解气应尽量全部回注,适当增大井网密度,在开发初期提高注气井比例,并根据回注比确定采油速度,在开发中后期降低注气井比例,提高采油速度,从而保障高质高效开发。     

一种新型稠油水平井注汽方法

针对水平井在注汽过程中,由于水平井段长,吸汽不均致使受热井段短,采收率低的问题,进行稠油水平井均匀注汽技术研究。根据分层注水原理,将单点注汽完善为多点注汽,通过孔眼限流,调整注汽剖面,保证水平段均匀受热,提高加热效率。应用油田统计数据,给出孔眼个数确定数学表达式,根据热学理论,建立水平段蒸汽干度分布模型及地层吸收热量与蒸汽干度降低损失热量平衡方程,确定了注汽孔眼直径,同时在注入工艺上进行改进,保证蒸汽正常注入。目前该技术已成功地在大庆油田第一口稠油水平井中应用,放喷阶段产油为该区块平均单井产油的7.3倍。测温曲线表明,水平段温度分布得到了很好的改善,实现了均匀注汽。