大尺度溶洞型油藏压力响应特征

由于多重连续介质模型无法有效模拟大尺度溶洞与地层流动过程,需要建立新的缝洞型油藏试井解释模型研究非均质缝洞型油藏流体流动规律。将溶洞简化为一个等势体,内部压力处处相等,溶洞外流体流动满足达西定律,利用溶洞质量守恒建立了含大尺度溶洞缝洞型油藏数学模型,基于直接边界元方法对数学模型进行了求解。绘制了溶洞压力导数曲线及井底压力双对数曲线和井底压力导数曲线,研究发现,溶洞在井底压力导数曲线双对数图上反映的是一个先上凸后下凹的特征,溶洞半径越大,井底压力曲线上凸下凹幅度越大;溶洞离井距离越大,井底压力导数曲线上凸出现的时间越早。相同溶洞半径情况下,离井距离越小溶洞压力导数峰值越大;相同溶洞离井距离情况下,溶洞半径越大,压力导数峰值越小。     

缝洞型油藏离散介质网络数值试井模型

针对多重介质试井模型不符合缝洞型油藏网络状分布、非均质性极强的地质特征,建立了新的试井模型,将大尺度溶洞（流体主要的储集空间）视作零维模型,裂缝、孔洞发育的条带状地层（沟通溶洞的渗流通道）作为控制流体流动的一维模型,从而构成离散介质网络（DMN）模型。用有限差分法建立了缝洞型油藏离散介质网络油水两相数值试井模型,对渗流通道的储渗性能、大尺度溶洞的容积和距测试井的距离等因素对测试井压力响应特征的影响进行了研究。结果表明：缝洞型油藏试井压力导数曲线上类似“凹子”的特征是由大尺度溶洞向渗流网络的窜流造成的。实例分析表明,新模型解释结果与缝洞型油藏地质特征一致。     

井打在溶洞外的缝洞型油藏数值试井模型

 缝洞型碳酸盐岩油藏多发育大尺度的溶洞和裂缝, 非均质性极强。这类油藏不能使用常规的连续介质理论描述。根据缝洞型碳酸盐岩油藏的特征, 结合地震、地质等资料, 建立了井未钻遇溶洞的缝洞型碳酸盐岩油藏数值试井物理数学模型。利用有限元方法对模型进行求解并绘制了试井样版曲线, 对影响井底压力动态的主要因素进行了分析。研究表明: 当井打在洞外时, 由于洞内的渗透性远优于洞外地层, 压力导数曲线后期出现明显下掉, 溶洞的尺寸主要影响压力导数曲线的下掉幅度。模型解释结果与实测数据对比分析表明, 该试井模型具有较高的预测精度, 能够为碳酸盐岩油藏的试井分析提供理论指导。     

一种三重介质溶洞与溶孔尺寸界线的确定方法

缝洞型碳酸盐岩油藏中单相及多相流动常采用双重介质或三重介质的数学模型进行模拟,这类油藏的储集空间包括溶洞、裂缝和基质3种类型.裂缝系统是流体流动的主要通道,溶洞和基质中的溶孔和微裂缝是流体主要的储集空间.一个值得研究的问题就是如何从渗流力学的角度定义溶洞和溶孔.本文的目的是建议一种溶洞与溶孔尺寸界线的确定方法.这一方法首先设定三重介质的缝洞概念模型;对三重介质单相水平径向流动问题进行研究,采用Laplace变换和数值反演求解,通过压力导数曲线分析三重介质的流动特征;最后根据压力导数曲线上溶洞到裂缝的拟稳态串流期临近消失的临界状态,确定溶孔与溶洞的尺寸界线.     

塔中碳酸盐岩水平井酸压效果评价研究

塔中奥陶系缝洞型碳酸盐岩油气藏近年来投产井中,多数井均采用水平井结合分段酸压完井投产模式,对于水平井分段酸压实质性效果以及酸压后储层渗流特征,仍缺乏相应评价研究.本文通过模拟酸压过程井底压力变化,利用裂缝净压力拟合分析,判断人工裂缝沟通天然缝洞体特征.利用分段酸压各段酸压完时井底压力与累计注入量关系,识别水平段有效沟通几个天然缝洞体.结合压力恢复不稳定试井双对数曲线特征诊断,评价酸压后储层渗流特征.最终评价出酸压未沟通、沟通大型、沟通小型和沟通亏空天然缝洞体4类模式,并建立分段酸压各段井底压力与累计注入量典型模型,归纳出酸压后2类水平井试井双对数曲线特征:曲棍球棒状(沟通天然缝洞)和典型水平井曲线(未沟通天然缝洞).为评价该区块水平井是否发挥能控制多套缝洞体井型优势以及后续措施提供理论指导.     

缝洞型油气藏室内试井模拟实验

针对塔里木油田缝洞型碳酸盐岩油气藏,运用相似理论,在室内采用大型中间容器模拟溶洞,填砂细管模拟裂缝,设计了单溶洞、单缝单洞、串联双溶洞和串并复合溶洞室内实验模型,并使用高精度压力监测仪和流量计分别记录节点压力与气体流量,根据计算机采集的压力恢复数据,绘制压力恢复试井的双对数曲线。实验结果表明,双对数曲线大致反映了3个流动过程,即前期井储效应过程、裂缝流动过程和溶洞流动过程,其中凹子反映了压力波在溶洞内的来回扰动过程。因此,该室内模拟实验能够准确反映流体在裂缝和溶洞中的流动情况,从而为现场试井解释提供可靠依据。     

缝洞型油气藏室内试井模拟实验研究

针对塔里木油田缝洞型碳酸盐岩油气藏,运用相似理论,在室内采用大型中间容器模拟溶洞,填砂细管模拟裂缝,设计了单溶洞、单缝单洞、串联双溶洞和串并复合几种室内实验模型,并使用高精度压力监测仪和流量计分别记录节点压力与气体流量,根据计算机采集的压力恢复数据,绘制压力恢复试井的双对数曲线。实验结果表明,双对数曲线大致反映了3个流动过程,即前期井储效应过程,裂缝流动过程,溶洞流动过程,其中凹子反映了压力波在溶洞内的来回扰动过程。因此,该室内模拟实验能够准确反映流体在裂缝和溶洞中的流动情况,从而为现场试井解释提供可靠依据。     

大尺度溶洞裂缝型油藏试井新模型

针对常规试井模型解释结果与大尺度缝洞型油藏地质特征不相符问题,以一个缝洞和两个缝洞为例,建立了拟稳态条件下的流动方程,采用Laplace变换和逆变换,得到实空间的解析解。研究结果表明：单个缝洞与封闭均质油藏中一口油井条件下拟稳态流动阶段的试井曲线相同;两个缝洞条件下压力导数曲线在早期为开口向下的抛物线,在双对数图版上,压力-时间双对数曲线在早期和晚期都表现为斜率为1的直线段,早期末出现了与常规双重介质模型相似的凹形曲线段,晚期没有水平直线段。将模型用于塔河某缝洞单元做试井分析,解释结果与地质模型一致。     

塔河碳酸盐岩缝洞型油藏水动力学模拟新方法

塔河碳酸盐岩缝洞型油藏,其储集空间以溶洞为主,裂缝作为主要的沟通通道,具有网络状油藏的特征。基于管流理论,建立了一种新的水动力学等效模型,通过分析缝洞之间相互关系及油水在缝洞系统中的分布对流动规律的影响,研究流体在裂缝、溶洞介质中的流动特征,揭示储集体内流体的流动规律。根据地质研究成果,构造典型生产井的水动力学等效模型,利用本模拟方法对网络状油藏开采机理进行了分析,验证了本模拟方法的有效性和合理性。     

考虑应力敏感的缝洞型油藏三重介质试井分析理论模型

碳酸盐岩储藏资源潜力巨大,是当前研究的热点和难点领域.为了准确评价缝洞型油藏产能特征,以三重介质流体渗流方程为基础,考虑应力敏感对储层渗透率的伤害,建立基质-孔隙-裂缝的三重介质试井分析模型.研究结果表明:无量纲压力及压力导数曲线随应力敏感性增强而整体向上抬升,随着时间的增加,上升幅度逐渐增大;将无量纲压力导数曲线的水平段取值作为特征值,当其值大于0.5时应考虑应力敏感的影响,反之亦反;"双下凹"形态可作为判断三重介质缝洞型油藏的曲线特征.对于强应力敏感性储层,应力敏感的影响不可忽视,渗透率应力敏感的准确表征有利于提高产能预测精度.     

考虑孔洞沟通性的碳酸盐岩储层应力敏感性实验

油气井钻井过程中井筒液柱压力变化,作为主要漏失通道的裂缝发生应力敏感性,裂缝张开而使工作液固相颗粒粒径与裂缝宽度不匹配,导致井漏发生并恶化。孔洞存在及沟通性质影响裂缝的应力敏感程度,选用致密碳酸盐岩露头岩样,制取不同洞径、不同沟通情况的单一孔洞、双孔洞（不沟通）和双孔洞（沟通）6类裂缝岩样开展应力敏感性实验。实验结果表明,单孔洞（5 mm）、单孔洞（10 mm）、双孔洞（5 mm,不沟通）、双孔洞（5 mm,沟通）、双孔洞（10 mm,不沟通）、双孔洞（10 mm,沟通）6种缝洞类型岩样的平均应力敏感系数     

井打在大尺度裂缝上的缝洞型油气藏试井模型

大尺度的碳酸盐岩缝洞型油气藏,常规试井分析的方法受到实际地质特征的限制,简化的模型有时不能满足求解要求。针对此问题,建立了基于线性流考虑缝洞特征尺度的井打在裂缝上的边缝洞试井解释模型,利用拉普拉斯变换和改进的Stehfest数值反演(AWG)求解并在MATLAB中编程绘制了双对数典型曲线。通过对典型曲线进行敏感性分析,得到其规律如下:溶洞半径主要影响了裂缝过渡段和溶洞响应阶段,其半径越大,在裂缝过渡段压力导数曲线形态不变但向下平移,其溶洞响应段波谷越深;储容比在更大程度上决定了溶洞弹性膨胀能量的大小,同时也影响了流体从裂缝中流入井筒的启动时间即流速,储容比越大,井储和表皮效应阶段启动时间越早,溶洞响应段波谷越深;裂缝系统渗透率与裂缝和溶洞系统渗透率之和的比值决定了流体在裂缝中的流动能力,其值越小,典型曲线向右平移,井储和表皮效应阶段的启动时间越晚。通过VB编程,利用该模型的典型曲线对塔里木油田某井的现场数据进行了拟合,其拟合效果较好,对特征参数的解释结果也比较符合该井的实际地质资料。     

页岩气压裂水平井不稳定流动模型

水平井多级压裂技术已经成为目前开发页岩气藏的主要手段。针对气体在页岩流动过程中存在的吸附解吸、扩散、滑脱、启动压力梯度和应力敏感等效应,基于三线性渗流方程的基础上,推导出五线性渗流方程,建立了页岩气藏压裂水平井渗流数学模型。运用Laplace变换和Duhamel原理,求解出考虎井筒储集效应和表皮效应的页岩气藏压裂水平井Laplace空间的无因次井底拟压力解。通过Stefest数值反演,绘制了无因次拟压力曲线和拟压力导数曲线。依据特征曲线划分了流动阶段,并分析了不同影响因素对气井压力特征曲线的影响。研究结果表明：压裂水平井泄流范围可划分为五个流动区域,气井的压力特征曲线可划分为六个流动阶段。裂缝导流能力对水平井压力特征曲线的影响主要在过渡阶段、双线性流阶段;吸附系数主要影响过渡段、双线性流段、线性流段以及拟稳定流阶段;视渗透率系数主要影响双线性流动阶段、过渡阶段、窜流扩散阶段、地层线性阶段和拟稳定流阶段;导压系数影响窜流扩散阶段、地层线性流阶段和拟稳定流阶段;压裂改造区宽度主要影响地层线性流和系统拟稳态流动段。模型可以正确认识页岩储层复杂渗流规律,判别页岩气藏压裂水平井流动阶段,为预测单井产能和优化压裂设计参数提供了科学依据。     

缝洞型介质结构对水驱油采收率影响的物理模型实验研究

为了研究缝洞型油藏的复杂结构对水驱油的影响,制作4类17个不同结构的缝洞介质物理模型,开展一系列水驱油物理模拟实验.结果表明:①单缝连通单洞的缝洞型介质,洞在缝上时水驱油最终采收率低,洞在缝下时高.②单缝不同洞密度的缝洞型介质,水驱油的最终采收率随着洞密度的增大而减小.③洞隙度比增大,水驱油的最终采收率减小.④缝洞网络结构对水驱油采收率有重要影响;相同连通度的网络结构,存在洞时最终采收率小;连通度越大,最终采收率越小.实验结果表明重力、洞密度、洞隙度比以及缝洞网络结构对缝洞型介质水驱油的采收率有重要的影响.研究结果对提高缝洞型碳酸盐油藏的水驱油采收率具有重要的指导作用.     

页岩油压裂水平井变导流能力试井模型研究

致密油气、页岩油气等非常规油气资源由于其储层渗透率低,在开采过程中往往采用水平井多级压裂技术来提高单井产量,实现经济开采。基于渗流力学,建立了考虑应力敏感、变裂缝导流能力的裂缝性油气藏多段压裂水平井试井数学模型,通过Laplace和Fourier变换等方法求得模型在Laplace空间下的无因次井底压力解;用Stehfest数值反演计算了实空间无因次井底压力。研究表明,当所有无因次裂缝导流能力之和不变时,如果井筒两端裂缝导流能力高于中部裂缝导流能力,早期阶段生产压差小,压力曲线低;当无因次裂缝导流能力沿裂缝方向减小时,无因次裂缝导流能力变化梯度越大,生产压差越大,早期阶段无因次压力曲线越高;应力敏感系数越大,无因次压力及压力导数曲线上翘幅度越大;裂缝储容比越小,窜流段压力导数曲线“凹子”越深;窜流系数越大,窜流发生越早。     

复杂裂缝条件下压裂井压力动态分析

建立了考虑裂缝形状和导流能力变化的压裂井不稳定渗流的数学模型,并采用有限元方法求解,获得了井底压力随时间的变化规律。同时绘制了相应的压力动态曲线,并对曲线的特征和影响因素进行了分析。研究结果表明:圆形封闭地层压裂井的压力动态曲线可以划分为6个流动阶段;在相同裂缝开口宽度和相同裂缝长度的条件下,与矩形裂缝相比,楔形裂缝压力消耗大,表现为无因次压力及压力导数曲线较高;在相同裂缝开口渗透率的条件下,与导流能力呈线性降低的裂缝以及常导流能力裂缝相比,导流能力呈幂指数降低的裂缝压力消耗最大,表现为无因次压力及压力导数曲线最高。     

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。     

存在有限导流断层的条带状油藏试井新模型

目前对断层封闭性的试井研究主要集中于封闭断层,用现有的试井解释模型对具有非封闭断层尤其是有限导流断层边界的油气藏试井资料进行解释所得到的结果往往并不理想。通过引入界面表皮的概念,建立了条带状油藏中存在有限导流断层的试井解释新模型,模型不仅考虑了流体通过断层面,还考虑了断层内部流体的流动,并利用Fourier余弦变换和Laplace变换等数学物理方法求得了井底压力表达式。绘制了模型的井底压力响应特征曲线,曲线共有7个流动阶段。分析表明,无因次导流能力F_CD值越大,曲线下凹程度越大;界面表皮S值越大,曲线上翘程度越大,当S值足够大时,表现为封闭断层的特征;无因次导压系数η_fD主要影响压力导数曲线下降的多少;流度比、厚度比、导压系数比主要影响压力导数曲线上升和下降。     

缝洞型介质结构对非混相气驱油采收率的影响

为了研究缝洞型油藏的复杂缝洞介质结构对气驱油的影响,建立4类19个不同缝洞介质结构的数模模型,开展一系列非混相氮气驱油数值模拟研究。结果表明:洞相对于缝的位置越高,气驱油采收率越高;气驱油采收率随着洞密度和洞隙度的增加而增加,随驱替方向裂缝密度的增加而减小;洞的存在有利于提高气驱油采收率,并降低了缝洞介质结构对采收率的影响;气驱油的主要机制是由于密度差异形成的重力驱、体积膨胀补充地层弹性能和降低原油黏度改善流动能力,采收率主要受重力、洞密度、洞隙度、驱替方向裂缝密度等因素影响。