海上普通稠油油藏多层合采层间干扰定量表征与定向井产能预测

采用可视化的多管水驱油物理模拟实验,结合实际油田生产资料,定量表征海上普通稠油油藏多层合采过程中的层间干扰现象,并建立适用于普通稠油油藏多层合采的定向井产能预测方法。建立了普通稠油油藏多层合采过程中采液指数和采油指数的干扰系数动态表征关系式;引入干扰系数,并考虑启动压力梯度的存在,修正Vandervlis定向井产能公式,得到适用于普通稠油油藏定向井多层合采的产能动态预测公式。储集层纵向渗透率的差异是层间干扰最主要的影响因素,可用储集层基准渗透率、渗透率级差和渗透率偏差综合描述。多层合采过程中,层间干扰对不同含水阶段油井产能的影响程度不同,中高含水期层间干扰对整体产油能力的抑制作用加剧,需要采取相应的调整措施;考虑层间干扰后产能预测精度明显提高,修正后的定向井产能公式可以较好地应用于现场生产。     

稠油油藏水平井产能预测新模型

不同黏度下稠油室内实验研究结果,证明了稠油流动中存在启动压力梯度,启动压力梯度随原油黏度的增大而增大。考虑水平井三维空间渗流特征和启动压力梯度,应用速度势理论建立了稠油油藏水平井产能预测新的数学模型。应用新模型,对海上稠油油藏水平井产能进行了预测,分析了启动压力梯度对稠油油藏水平井产量和动用范围的影响:启动压力越大,水平井产能越低;启动压力梯度增大了渗流的阻力,减小了水平井的动用范围。     

多层稠油油藏层间干扰规律研究及应用

以海上典型多层稠油油藏SZ36-1为例,利用干扰系数对传统定向井产能公式进行修正,建立多层稠油油藏层间干扰规律动态反演方法;以SZ36-1油田动静态资料为基础,动态反演得到典型井不同含水阶段的干扰系数变化规律;分段拟合探究不同含水阶段层间干扰变化规律与渗透率级差的相关关系,并建立适用于普通稠油油藏的层间干扰评价图版,直接指导油田现场生产。研究表明:(1)多层合采过程中层间干扰普遍存在,对开发效果具有明显抑制作用,渗透率级差3.0～5.0为划分层系的合理界限;(2)不同渗透率级差条件下的层间干扰规律不同,建议及时进行层系调整以改善储量动用状况;(3)本文研究成果预测精度高,实用性强,可直接指导实际生产,对油田现场具有很好的指导意义。     

考虑井筒压降的稠油油藏水平井产能研究

为了明确井筒内流动对产能的影响,建立了考虑井筒压降的稠油油藏水平井产能预测方法。首先将水平井离散成N段,针对宾汉流体型稠油,依据等值渗流阻力理论,综合保角变换、叠加原理等方法,推导出考虑启动压力梯度的微元段上流入量表达式;然后根据动量平衡原理,考虑摩擦阻力与加速阻力,推导出微元段上压力损失表达式;最后根据变质量流性质,建立水平井流入量与压力损失的耦合关系,运用数值方法,得到耦合模型数值解,求出水平井产量。实例研究表明:稠油油藏水平井开采时,井筒内存在明显压力损失,使水平井产量降低,这种影响随启动压力梯度与原油粘度增大而降低。     

基于应力敏感的稠油油藏变启动压力梯度渗流模型与数值模拟研究

稠油油藏由于其高黏度特性,因此在多孔介质中的流动表现出非达西渗流的特点。以达西模型为基础的数值模拟软件未充分考虑变启动压力梯度与压敏效应对油田生产指标的影响。鉴于实际储层的非均质性,在考虑压敏效应的基础上,将启动压力梯度处理成与流度相关的变量并考虑其方向性,从而建立稠油油藏变启动压力梯度数学模型。对数学模型进行离散化与线性化,全隐式求解压力与饱和度,将模拟器前后处理模块对接ECLIPSE,对典型稠油区块进行数值模拟研究。模拟器应用于矿场实际模型研究渗流场分布特征,结果表明：考虑启动压力梯度会减小水驱波及面积,加剧非活塞现象与层间矛盾,同时压敏效应会降低驱油效率。     

宾汉流体稠油非稳态渗流时地层压力分布数学模型及直井产能预测

稠油在地层中的流动具有非牛顿流体特性。将稠油视为宾汉流体，推导了宾汉流体在非稳态状况时地层孔隙中的压力分布数学模型，并求得了数值解。分析了宾汉流体的启动压力梯度对地层压力分布的影响。基于启动压力梯度，考虑宾汉流体的运动半径和运动边界压力，推导了稠油油藏直井的产能预测公式，给出了运动半径和运动边界压力的确定方法，并与普通油藏的直井产能预测公式相比较，结果表明，稠油的非牛顿流动特性对产能预测结果具有一定的影响。     

稠油油藏蒸汽吞吐产能预测新模型

针对稠油非达西流动特征,引入稠油油藏有效动用理论,根据蒸汽吞吐开发时井筒周围流体的流动状态进行分区,采用等值渗流阻力法,考虑拟启动压力梯度,分别推导直井和水平井蒸汽吞吐开发方式下的产能预测公式。通过数值计算,分析生产压差、拟启动压力梯度、开发方式以及开发井型等因素对稠油油藏有效动用范围和产能的影响。分析结果认为:生产压差越大,油藏有效动用半径先增加,后趋于平缓,日产油量增加;拟启动压力梯度越大,有效动用半径逐渐变小,且递减幅度逐渐变缓,日产油量逐渐降低;拟启动压力梯度对天然能量和蒸汽吞吐开采的影响均不能忽略,且对蒸汽吞吐开采影响较大;直井和水平井产能均随拟启动压力梯度增加而减小,且水平井产能降低幅度较大。该研究为现场准确评估油井产能,选择合理开发方案提供了理论依据。     

多层稠油油藏水驱动用程度评价方法

海上多层稠油油藏由于存在启动压力梯度且纵向储层物性差异大,导致合采时层间矛盾突出,开发效果不理想。针对此问题,基于Buckley-Leverett理论,推导了考虑稠油启动压力梯度的多层油藏水驱油模型,建立了多层合采条件下产液量、渗流阻力、采出程度等指标的动态评价方法,并结合现场进行了应用。研究结果表明:渗流阻力的动态差异是导致多层油藏合采时层间矛盾的重要因素;采取分采措施更有利于纵向各储层的均衡开发。该成果对海上多层稠油油藏的后续高效开发调整具有指导作用。     

考虑启动压力梯度和应力敏感的页岩油井产能分析

为研究启动压力梯度及应力敏感效应对页岩油井产能的影响规律,基于油气水三相渗流模型,建立了考虑启动压力梯度和应力敏感效应的页岩油渗流数学模型,给出了数值求解方法,并编制了页岩油藏数值模拟器。利用页岩油藏数值模拟器分析了启动压力梯度和应力敏感效应对多级压裂页岩油水平井产能的影响规律。页岩油藏数值模拟器退化计算结果与Eclipse软件的计算结果基本吻合,验证了模拟器的准确性。数值模拟结果表明:当启动压力梯度达到0.5 MPa/m时,生产10 000 d的累计产油量为无启动压力梯度时的24.7%;当应力敏感系数由0.1 MPa-1升至0.5 MPa-1时,生产10 000 d时储层近井地带的渗透率降低近一个数量级,累计产油量为无应力敏感效应时的36.2%;同时考虑启动压力梯度和应力敏感效应时,累计产油量更低。研究结果表明,启动压力梯度和应力敏感效应对页岩油井的产能均有较大的抑制作用,如不考虑启动压力梯度和应力敏感效应会过高估计页岩油井的产能,页岩油藏数值模拟器可为页岩油藏的开发提供指导。      

海上稠油砂岩油藏启动压力梯度测定方法及应用——以秦皇岛32-6油田为例

对于海上稠油砂岩油藏非达西渗流规律的相关研究较少,尤其是在启动压力梯度研究方面,且多采用管流模型,较少考虑粘度对启动压力梯度的影响。根据海上稠油砂岩油藏的渗流特点,设计了测定启动压力梯度的实验新方法,并采用与秦皇岛32-6油田渗透率级别相近的天然岩心,通过对不同原油粘度、渗透率和温度下的岩心渗流实验,研究了稠油在多孔介质中的渗流特征,得到了海上稠油砂岩油藏启动压力梯度和流速与压力梯度的关系;通过对实验数据的回归,进一步得到了流度与启动压力梯度的关系式。实验结果表明：启动压力梯度受原油粘度和储层物性的影响,将研究结果应用于海上稠油砂岩油藏,建立了根据启动压力梯度确定技术极限井距的理论计算方法。鉴于启动压力梯度对稠油油藏开发的重要性,建议将启动压力梯度与流体饱和度、孔喉半径、边界层厚度的定量分析作为今后研究重点。     

海上高含水期油田细分层系技术界限研究

由于平台和开发投资的限制,海上油田在高含水期实施细分层系,而从理论及矿场分层产能测试结果可知：随着油田进入高含水阶段,多层合采油田层间干扰除了受纵向非均质性影响外,更受到纵向各层压力和含水等动态因素的影响。针对目前对高含水期层间干扰定量表征及层系划分界限研究较少的问题,在研究引起层间干扰的动、静态因素基础上,提出了层间动态干扰概念,并运用渗流理论建立了层间动态干扰系数定量表征数学模型,得到了多层合采砂岩油藏在高含水期动态干扰系数与纵向各层渗透率、含水率及压力的定量关系。结合数值模拟方法建立了高含水期油田细分层系界限：渗透率级差小于5.0,含水率级差小于1.7,压力级差小于1.6。以此为基础在渤海SZ油田高含水期实施了细分层系先导试验,利用细分层系界限制订了合理的层系划分与组合方式,细分层系后试验区平均日增油达20%,含水率降低10%,采收率提高5%。研究成果为海上油田高含水期层间矛盾的定量评价及降低层间矛盾策略的制订提供了借鉴。     

海上高含水期油田细分层系技术界限研究

由于平台和开发投资的限制,海上油田在高含水期实施细分层系,而从理论及矿场分层产能测试结果可知：随着油田进入高含水阶段,多层合采油田层间干扰除了受纵向非均质性影响外,更受到纵向各层压力和含水等动态因素的影响。针对目前对高含水期层间干扰定量表征及层系划分界限研究较少的问题,在研究引起层间干扰的动、静态因素基础上,提出了层间动态干扰概念,并运用渗流理论建立了层间动态干扰系数定量表征数学模型,得到了多层合采砂岩油藏在高含水期动态干扰系数与纵向各层渗透率、含水率及压力的定量关系。结合数值模拟方法建立了高含水期油田细分层系界限：渗透率级差小于5.0,含水率级差小于1.7,压力级差小于1.6。以此为基础在渤海SZ油田高含水期实施了细分层系先导试验,利用细分层系界限制订了合理的层系划分与组合方式,细分层系后试验区平均日增油达20%,含水率降低10%,采收率提高5%。研究成果为海上油田高含水期层间矛盾的定量评价及降低层间矛盾策略的制订提供了借鉴。     

海上高含水期油田细分层系技术界限研究

由于平台和开发投资的限制,海上油田在高含水期实施细分层系,而从理论及矿场分层产能测试结果可知：随着油田进入高含水阶段,多层合采油田层间干扰除了受纵向非均质性影响外,更受到纵向各层压力和含水等动态因素的影响。针对目前对高含水期层间干扰定量表征及层系划分界限研究较少的问题,在研究引起层间干扰的动、静态因素基础上,提出了层间动态干扰概念,并运用渗流理论建立了层间动态干扰系数定量表征数学模型,得到了多层合采砂岩油藏在高含水期动态干扰系数与纵向各层渗透率、含水率及压力的定量关系。结合数值模拟方法建立了高含水期油田细分层系界限：渗透率级差小于5.0,含水率级差小于1.7,压力级差小于1.6。以此为基础在渤海SZ油田高含水期实施了细分层系先导试验,利用细分层系界限制订了合理的层系划分与组合方式,细分层系后试验区平均日增油达20%,含水率降低10%,采收率提高5%。研究成果为海上油田高含水期层间矛盾的定量评价及降低层间矛盾策略的制订提供了借鉴。     

海上高含水期油田细分层系技术界限研究

由于平台和开发投资的限制,海上油田在高含水期实施细分层系,而从理论及矿场分层产能测试结果可知:随着油田进入高含水阶段,多层合采油田层间干扰除了受纵向非均质性影响外,更受到纵向各层压力和含水等动态因素的影响。针对目前对高含水期层间干扰定量表征及层系划分界限研究较少的问题,在研究引起层间干扰的动、静态因素基础上,提出了层间动态干扰概念,并运用渗流理论建立了层间动态干扰系数定量表征数学模型,得到了多层合采砂岩油藏在高含水期动态干扰系数与纵向各层渗透率、含水率及压力的定量关系。结合数值模拟方法建立了高含水期油田细分层系界限:渗透率级差小于5.0,含水率级差小于1.7,压力级差小于1.6。以此为基础在渤海SZ油田高含水期实施了细分层系先导试验,利用细分层系界限制订了合理的层系划分与组合方式,细分层系后试验区平均日增油达20%,含水率降低10个百分点。研究成果为海上油田高含水期层间矛盾的定量评价及降低层间矛盾策略的制订提供了借鉴。     

海上高含水期油田细分层系技术界限研究

由于平台和开发投资的限制,海上油田在高含水期实施细分层系,而从理论及矿场分层产能测试结果可知：随着油田进入高含水阶段,多层合采油田层间干扰除了受纵向非均质性影响外,更受到纵向各层压力和含水等动态因素的影响。针对目前对高含水期层间干扰定量表征及层系划分界限研究较少的问题,在研究引起层间干扰的动、静态因素基础上,提出了层间动态干扰概念,并运用渗流理论建立了层间动态干扰系数定量表征数学模型,得到了多层合采砂岩油藏在高含水期动态干扰系数与纵向各层渗透率、含水率及压力的定量关系。结合数值模拟方法建立了高含水期油田细分层系界限：渗透率级差小于5.0,含水率级差小于1.7,压力级差小于1.6。以此为基础在渤海SZ油田高含水期实施了细分层系先导试验,利用细分层系界限制订了合理的层系划分与组合方式,细分层系后试验区平均日增油达20%,含水率降低10%,采收率提高5%。研究成果为海上油田高含水期层间矛盾的定量评价及降低层间矛盾策略的制订提供了借鉴。     

变形介质稠油油藏产能计算

针对目前稠油油藏产能公式无法考虑介质变形问题,基于变形介质压力敏感特征及稠油油藏的渗流理论,推导出了变形介质中广义宾汉流体型稠油油藏直井产能方程,并通过与油田实测数据的对比证明了其准确性与实用性;在此基础上,对产能影响因素进行了分析,结果表明:地层原油的幂律指数越小、启动压力梯度越大、地层变形系数越大,生产井产能越低,同时变形介质油藏的生产井存在最优生产压差,在实际生产中应予以考虑。     

动态渗透率三维油水两相低渗透油藏数值模拟

考虑流体在低渗透油藏流动过程中的非线性渗流特征和启动压力梯度的影响,基于动态渗透率的概念,建立了综合考虑非线性渗流和拟线性渗流的三维油水两相油藏数值模拟数学模型,通过全隐式差分格式建立了低渗透油藏数值模拟数值模型,并采用预处理共轭梯度法进行了求解。通过对均质油藏五点法井网和大庆油田某区块的计算结果表明,启动压力梯度对低渗透油藏的压力场有着显著的影响,在定产条件下,启动压力梯度越大则压力变化越剧烈,压降的影响范围越大,注采井间的压力梯度越高。由于非线性渗流规律较好地表达了流体在低压力梯度下的流动规律和最小启动压力梯度的影响,因此采用非线性渗流规律计算的压力变化要比拟线性情况平缓,更加符合低渗透油藏的开发实际。     

海上稠油油田合理单井产能预测新方法

海上稠油油田开发具有特殊性,使得常规产能评价方法的应用受到限制。目前海上油田产能评价采用基于DST测试资料的比采油指数法,由于校正系数是经验值,取值具有人为性,往往导致产能评价结果过高或过低。通过分析层间干扰、DST测试时间及地层伤害等因素对产能的影响,提出了海上稠油油田合理单井产能预测的新方法,该方法将经验校正系数分解为3个分校正系数,即层间干扰校正系数、DST测试时间校正系数和地层伤害校正系数,并给出了各自的确定方法。实例应用表明,采用该方法能够得到较传统的比采油指数法更加客观的产能评价结果。     

箱形低渗油藏水平井渗流特征与产能公式

人工填砂方法难以模拟低渗透油藏渗流规律.借助低渗透油藏水平井开发物理模型,并利用等值渗流阻力法推导出箱型油藏水平井产能公式.通过测试4块不同渗透率模型的拟启动梯度表明,其值小于同渗透率级别、直径为2.5 cm岩心的拟启动压力梯度,在一定程度上解释了实验室用小岩心测得启动压力梯度过大的原因;三维压力分布图表明,无论动边界是否传播到了远井端的封闭边界,压力消耗主要集中在井底附近.     

低渗稠油油藏蒸汽吞吐合理开发井距的确定——以叙利亚O油田为例

以叙利亚O油田SH_B油藏为例,研究了低渗稠油油藏蒸汽吞吐开采时考虑变启动压力梯度影响的有效动用范围和合理开发井距。首先采用驱替实验测定不同渗透率、不同原油黏度条件下油相的启动压力梯度,确定启动压力梯度与流度呈幂函数关系;然后基于水平井焖井结束后,开井生产时的水平井沿程温度变化和建立的黏温关系,首次揭示了水平井沿程的变启动压力梯度分布特征。在此基础上,建立考虑变启动压力梯度的数值模型,通过数值模拟,研究低渗稠油油藏蒸汽吞吐开采时考虑变启动压力梯度的油藏有效动用范围,论证了油藏合理开发井距,为O油田SH_B油藏蒸汽吞吐开发方案编制提供了依据。