缝洞型油藏基于重力分异假定的数值模拟

大型溶洞是缝洞型碳酸盐岩油藏主要的储集空间.现有的连续介质油藏数值计算模型难以准确描述大型溶洞油水两相的流动特征.针对缝洞型油藏,本文建立了一个能够考虑大型溶洞油水两相重力分异的数值计算方法.这一方法基于黑油模型,其控制方程采用网格中心格式的有限体积法进行离散.通过定义大型溶洞单元的流相流动分数,来考虑溶洞内油水两相重力分异对流动的影响,并计算溶洞单元同裂缝单元或者基质单元间的质量流动项.采用本文建议的方法对塔河油田实际缝洞油藏进行了数值模拟,并同传统连续介质模拟方法进行了对比.计算结果表明,本文方法很好地拟合了单井和缝洞油藏的含水率和产油量,能够适用于实际缝洞型油藏的数值模拟.     

缝洞型底水油藏油井见水及含水规律实验研究

针对塔河碳酸盐岩缝洞型底水油藏的特点,根据矿场生产的动静态资料,利用相似理论,构建不同缝洞组合的可视化模型,开展物理模拟实验。比较和验证了不同含水上升规律所对应的储集空间类型,揭示了不同含水上升规律的物理本质,为此类油藏的合理开发提供了必要的实验和理论依据。实验证实,碳酸盐岩缝洞型底水油藏油井见水和含水上升规律存在5 种基本形态,而每一种类型都与特定的储集体地质特征、缝洞组合关系、水体能量的大小以及水体与储层的沟通程度密切相关;底水入侵的方式与砂岩油藏有很大区别,底水主要沿大裂缝窜进,溶洞内油水界面缓慢水平抬升,流体流动属于层流,这将简化管流与渗流耦合的数学模型。     

缝洞型油藏储集体分类建模方法研究

为了表征缝洞型碳酸盐岩油藏储集体类型多样、尺度差异大、空间分布规律复杂的特征,采用"分级分类、岩溶相控、多类型融合"的方法,分别对不同类型缝洞储集体的规模大小、外部几何形态及内部属性特征进行建模,建立了基于岩溶成因的融合原则,实现了不同类型缝洞储集体的融合,并通过新钻井验证了模型可靠性。结果表明,该方法适用于此类强非均质性油藏的地质建模,能够有效表征不同类型储集体及属性参数的空间分布特征。基于模型,细化了XX单元的储量构成,其中,溶洞储量占63.1%,溶蚀孔洞储量占34.5%,大尺度裂缝储量占2.4%。该模型在油藏数值模拟中取得了较好的拟合效果和模拟结果。     

缝洞型油藏多级分段堵水技术研究与应用

针对塔河碳酸盐岩缝洞型油藏孔、缝、洞发育且储层非均质严重,底水易从高角度裂缝窜进并产出,油井治水
难度大的问题,开展了多级分段堵水技术研究,该技术根据油井漏失情况,使用不同类型的堵漏剂和堵漏工艺进行预
堵漏,以不同密度可固化颗粒为主体堵剂,通过多级段塞、分段注入的施工工艺和堵后控压酸化求产工艺,实现缝洞型
油藏油井的高效堵水。多级分段堵水技术对塔河碳酸盐岩缝洞型油藏有较好的适应性,现场应用有效率达70% 以上,
可推广应用。     

碳酸盐岩缝洞型油藏网络模型

碳酸盐岩缝洞型油藏储层中,溶洞是主要的储集空间,裂缝是流体流动的主要通道,二者内部流动阻力差异很大.针对缝洞型储层呈离散介质的特征,提出缝洞网络模型,并在此基础上建立油水两相流数学模型.采用随机建模和历史拟合相结合的方法对TK472CH单井缝洞单元的生产特征进行模拟.结果表明:产油量的拟合误差为5.58t·d-1,含水率的拟合误差为12.31%,均在误差许可范围内,验证了模型的合理性;与耦合型数学模型相比,该模型简化了缝洞型油藏的表征参数,计算成本低,可进行大规模的工程应用.     

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。     

单缝单洞缝洞型碳酸盐岩底水油藏弹性开采机理研究

单缝单洞底水体系是一种简单的缝洞模式,但对于探索缝洞型底水油藏的开采机理和开发规律至关重要.结合流体在裂缝中的运动规律和液体弹性膨胀理论,建立了单缝单洞底水缝洞油藏弹性开采时油水两相流动的数学模型,用数值方法求解揭示了油水流动规律,得到了产油量、产水量、含水率和采出程度随时间的变化规律,以及含水率与采出程度关系曲线.单缝单洞缝洞型碳酸盐岩底水油藏弹性开采的含水率与采出程度关系曲线特征为凸型,见水后含水上升很快.     

油藏特征模型的建立及其应用

针对油藏概念模型和实际模型存在的不足,提出了一个能够反映油藏主要地质特征、井网特征、生产特征、渗
流特征和剩余油分布特征的新模型油藏特征模型,给出了建立油藏特征模型的详细思路和具体步骤。油藏特征
模型建模相对简单,反映油藏地质特征和开发特征的程度介于概念模型和实际模型之间,但能够反映油藏的主要渗流
特征和剩余油分布特征,在此基础上,可以开展油藏开发机理和具体的注水技术措施研究。同时,该油藏特征模型的
建立也提供了一种新的建模思路,扩展了目前油藏模型的类型。最后,以孔二北油田为例详细介绍了建立油藏特征模
型的具体过程,并提出了建立在此油藏特征模型基础上的优化周期注水技术措施。     

塔里木油田轮古井区注水替油参数优化研究

塔里木油田轮古井区奥陶系碳酸盐岩油藏属于缝洞型油藏,油藏非均质性极强,很多单井由于钻遇封闭缝洞
体产量迅速递减。注水替油技术可以大幅度恢复停喷或低效油井的产能,是开发缝洞型油藏的有效新方法之一。注
水替油的注采参数是否合理对注水替油的开发效果至关重要。以塔里木油田轮古井区注水替油典型井的地质、流体
资料为基础,建立单井注水替油的地质模型,通过数值模拟的方法优化注水时机、周期注水量、注水速度、焖井时间、
开井工作制度等注采参数,并将注采参数无因次化或拟合公式,以消除注水前油井生产动态差异对优化参数造成的影
响,使优化参数更具实用性。     

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。     

岩溶相控多尺度碳酸盐岩缝洞储集体二步法建模新技术

 以塔河碳酸盐岩缝洞型油藏为原型,研究并形成了岩溶相控多尺度缝洞储集体二步法建模新技术,即在古岩溶发育模式控制下,采用二步法建模:第1步建立4个单一类型储集体离散分布模型,利用地震识别的大型溶洞和大尺度裂缝,通过确定性建模方法,建立离散大型溶洞模型和离散大尺度裂缝模型;在岩溶相控约束下,基于溶洞发育概率体和井间裂缝发育概率体,采用随机模拟多属性协同模拟方法,建立溶蚀孔洞模型和小尺度离散裂缝模型;第2步采用同位条件赋值算法,将4个单一类型模型融合成多尺度离散缝洞储集体三维分布模型。该模型在三维空间定量表征了缝洞储集体的展布特征,为油田开发奠定了坚实的地质基础。     

碳酸盐岩缝洞型油藏注水开发研究

碳酸盐岩缝洞型油藏由于裂缝、溶洞的分布随机性强,其流动机理和开发方式与常规的碳酸盐岩裂缝性油藏存在很大差别,注水开发目前处于试注阶段,还没有形成相应的油藏注水开发理论体系。因此,建立适合碳酸盐岩缝洞型油藏的注采关系及注水方式,优化碳酸盐岩缝洞型油藏不同注水方式下的注采参数,是碳酸盐岩缝洞型油藏注水开发理论与方法的关键基本问题。该研究以油藏工程学、流体动力学理论为基础,以室内物理模拟实验、数值模拟、矿场注水试验和大量动态资料统计分析为基本手段,充分考虑理论研究、室内实验研究与现场试验研究相结合,针对课题研究目标,选择具有代表性的缝洞单元模型进行重点研究,对油藏能量、注采关系、注水方式、注采参数、注水开发动态及开发效果评价方法进行深入研究,进而形成系统的缝洞型油藏注水开发技术政策及注水开发效果评价方法。2013年通过进一步开展室内物模和数值模拟研究,建立了缝洞型油藏室内三维注才井组实验模型,完善了缝洞型油藏单元注水方式,优化了缝洞型油藏单元注水的注采参数,进一步完善了不同类型岩溶缝洞储集提注水技术政策。该课题完成了年度研究计划内容和目标。     

多信息融合分级裂缝建模

对裂缝型油藏来说,裂缝既是有效的储集空间又是重要的渗流通道,但裂缝发育情况复杂,具有很强的非均
质性,常规的地质建模方法并不适用于裂缝建模。以中东地区某裂缝型碳酸盐岩稠油油藏为例,融合地质、测井、地
震、动态等多种信息,将裂缝分为断裂破碎带、中等级别裂缝和小级别裂缝3 个级别,首次提出确定性建模和随机建模
相结合的方法建立裂缝储集相模型,在其约束下建立各级别缝的发育强度体,最后通过离散裂缝网络（DFN）模拟和参
数场等效,得到各个级别缝的离散裂缝网络模型和裂缝属性模型,探索了一套针对复杂裂缝型储层的多信息融合的分
级裂缝建模方法。     

缝洞型油藏物理实验模型制作新方法

为弥补现有的传统的缝洞型油藏物理实验模型制作技术的不足,以覆膜树脂砂和环氧树脂胶胶结石英砂为原料,利用自动成型机(3D打印机)的选择性激光烧结技术(selective laser sintering, SLS),创新性地提出了一种缝洞油藏物理实验模型制作地新方法。它的制作过程主要包括缝洞数字模型的构建、3D打印、硬化处理、降孔降渗处理、充填封装及打井。利用该方法可制作基于二维地质剖面的二维可视化缝洞物理实验模型,也可制作基于三维地质模型的三维真实缝洞物理实验模型。且利用该方法制作的模型具有制作精度高、缝洞刻画真实、成本低等特点,能够更好地应用在缝洞油藏的物理模拟实验中,助力缝洞型油藏地高效开发。     

缝洞型油藏裂缝内油水两相流动特征研究

基于缝洞型油藏裂缝的多尺度性,设计制作不同开度的裂缝模型,开展裂缝内水驱油可视化实验,分析重力分异、注水流速、驱替方向、裂缝开度等因素对油水流动形态与驱油效果的影响。研究结果表明:裂缝开度和注水流速会影响油水流动特征。水平方向驱替过程中,较低流速时注入水主要波及裂缝底部,存在最优注入流速使得水驱波及效果最优。垂直方向驱替过程中,随着注水流速的增加,水驱前缘由活塞式向非活塞式过渡,并逐渐出现前缘舌进现象。基于实验结果,建立垂直驱替时裂缝中油水两相流动形态识别图版,可用于预测不同裂缝开度和注水流速条件下裂缝内水驱油流动形态。     

离散缝洞网络油水两相流动的数值模拟

基于溶洞内油水两相流体瞬时平衡和重力分异的假定,采用流相流动分数模拟离散缝洞网络中油水两相的流动,提出一种离散缝洞网络两相流动的数值模拟方法,并编制相应的数值计算程序。分别采用计算流体力学的VOF(volume of fluid)模型和本文中提出的方法对缝洞网络模型算例进行计算,验证了本文方法的正确性。     

缝洞型油藏泡沫辅助气驱提高采收率技术可行性

根据缝洞型油藏特征,建立二维和三维可视化缝洞介质物理模型,研究水驱、气驱、泡沫驱在缝洞介质中的剩余油形成及驱替机制,对比分析泡沫驱在缝洞型介质适应性。利用三维高温高压缝洞模型评价泡沫驱实施效果。结果表明:泡沫辅助气驱能够显著改善缝洞型油藏气驱效果,在实验条件下,水驱后N2泡沫驱能够将气驱采收率提高7%,裂缝中泡沫的增黏作用和可变流动阻力效应使得其能够进一步扩大气驱波及体积,有效启动绕流油与封闭孔洞剩余油;泡沫辅助气驱作为碳酸盐岩缝洞型油藏三次采油技术是可行的。     

基于Fluent与Hernandez模型的缝洞型油藏水驱油机理及影响因素分析

针对碳酸盐岩缝洞型油藏剩余油分布问题,利用Fluent软件进行油水分布特征研究。在不同参数取值下,对Hernandez模型进行计算。将复杂的缝洞结构简化为4种几何模型。分析缝洞结构、驱替水的注入速度和油的运动粘度和油水粘度比4种因素对剩余油分布的影响,归纳缝洞内流体流动规律。数据分析结果表明:驱替水进入缝洞占据原油空间位置是水驱油的主要采收机理;水注入的速度会影响缝洞的初期出油率,但不会影响缝洞内极限原油剩余率;油水粘度比越高,原油采出率越高,缝洞内剩余油量越少;在水驱前缘位置所受到的粘性力越大,越有利于油水互相扩散;扩散系数对于不同的缝洞类型有不同数量级的取值。     

基于格子Boltzmann方法的储层岩石油水两相分离数值模拟

针对岩石物理试验中ffl现的孔隙流体(油水)两相分离现象,应用格子Boltzmann(LB)]方法中的两相不相溶流体的伪势模型,对油水界面动力学行为进行微观数值模拟,分析多孔介质中两相流动的微观特征,并从理论上给出两相不相溶流体界面张力因子Gf,值的确定方法.模拟由于表面张力造成的油水两相分离现象,在此基础上研究润湿性对真实储层岩心孔隙流体两相分离的影响,并实现全程动态可视化.研究表明,用LB方法进行储层岩石油水两相分离简便易行、形象直观,是研究流体分离规律和特点的重要评价方法.     

稠油相对渗透率实验中管线死体积校正方法

稠油相对渗透率曲线是稠油油藏开发动态预测过程的重要基础数据,稠油相对渗透率实验测量过程中的误差
将会给油田开发分析传递错误信息。在稠油油藏相渗实验过程中,由于实验温度高,出口端计量管线长,系统死体积
较大,死体积孔隙中水驱油规律和死体积校正方法会对实验结果产生重要影响。在常规实验管线中进行的水驱油实
验发现,死体积管线中的原油不能全部被驱替出来,且管线中存在油水两相流动过程。油水黏度越高、驱替速度越快,
则管线中的原油采出程度越低;实验过程还存在压力测量和体积计量不同步现象,产出流体体积计量滞后于压力测
量。采用简单扣除管线孔隙体积来处理死体积的常规方法会使产油量计量产生较大误差,导致实验结果偏离真实流
动情况,对此给出了相应的校正方法。