水平井泡沫酸化分流数值模拟

泡沫分流可以有效地解决不同渗透率储层的酸液分布问题。由于水平井具有较长的水平段长度,它可以钻遇储层性质不同的层段。根据泡沫具有的暂堵分流特性,利用泡沫进行酸化可以使得井筒周围得到均匀的酸化解堵。根据施工过程中酸液在水平井筒中的变质量流动,以及酸液自水平井筒流出后进入井筒周围储层,建立了水平井泡沫酸化分流数学模型,研究了沿井筒不同渗透率情况下泡沫酸流动渗流特征。结合井筒流动和井筒往周围地层的渗流,建立两种流动系统的耦合模型并进行求解,对水平井泡沫酸化分流进行了数值模拟,研究成果可为水平井泡沫酸化分流提供理论指导。     

水平井酸化中井筒/油藏耦合流动模型

为了探讨水平井酸化过程中酸液流动的机理及流动过程,追踪酸液前沿的流动位置,建立了酸液沿水平井筒变质量流动模型、井筒周围储层的渗流模型以及2个流动系统之间的耦合模型。同时,把井筒周围储层分为酸化区、污染区以及未污染区,用数值方法对模型进行求解,分析了酸液沿水平井筒的流动状况、沿程进酸量以及酸液前沿到达的时间,并对有关参数进行了敏感性分析。结果显示:随着井筒注入酸量的增加,进入井筒附近各小层的酸量也相应增加;井筒附近由于渗透率的不同,进入的酸量会有很大差异,酸液进入渗透率高的储层远大于渗透率低的储层。研究结果可为水平井酸化的实施提供一定的理论参考。     

ˮƽ���ữѹ���������ٳ��ֲ������о�

针对水平井地层渗透率各向异性的特性，文章假设地层为水平均质，水平方向渗透率相同，但不同于垂向渗透率，酸液为不可压缩流体，建立了酸液在稳态流动下的渗流微分方程。根据所建立的渗流微分方程，通过中间变量的变换、分离变量等数学手段，导出了水平井在渗透率各向异性情况下的压力场与流速场的计算公式。该计算公式具有物理意义明确，实用性强等优点。实例计算表明酸液等压线为一族同心椭圆，而流速场呈平面椭圆辐射状，越靠近水平井筒，等压线越密集，酸液流速越大，压力降落主要集中在井筒附近的地层中。渗透率各向同性地层酸液的压力场与流速场只是它的一个特殊情况。文中所建模型为水平井酸化模拟及酸化设计提供了依据。     

非均质碳酸盐岩水平井酸化数值模拟与分析

酸化是解除碳酸盐岩储层水平井伤害的重要手段,目前其进酸模型都基于均质储层,而忽略了储层本身非均质性的影响。碳酸盐岩非均质性强,酸液更容易进入阻力较小区域反应溶蚀,水平段进酸分布必然受到影响。因此根据流体在水平段的变质量流动,和酸液进入非均质地层的反应溶蚀,考虑了钻井污染与酸液推进,建立了非均质碳酸盐岩水平井酸化模型,并分析了注酸时间、注酸排量与层间非均质性的影响。结果表明:随着注酸时间的增加,酸液分布在水平段的差异逐渐增大,趾部的酸化效果逐渐好于根部;随着注酸排量的增加,水平段进酸分布几乎不变,而蚓孔在大排量注酸时更为发育;低渗带的存在导致酸液更多的进入非低渗带区域,在靠近根部的低渗带主要呈面溶蚀状态,在靠近趾部的低渗带能够发育较短蚓孔。     

水平井泡沫分流酸化数学模型及其数值解法

由于钻井过程中钻井液对储层的伤害,水平井的产能受到影响。酸化是一种常用的水平井增产措施,常规酸化存在地层进酸不均的问题;而泡沫酸化能有效地封堵高渗透储层,提高低渗透储层的渗透性,达到更有效的酸化增产效果。通过研究泡沫流体在水平井段流动和在油藏中的渗流特性,建立了水平井泡沫分流酸化数学模型,并对模型进行求解,得到了沿水平井段酸液的流量和压力的变化关系,以及沿水平井段流入地层泡沫酸量的变化规律。结果表明,沿水平井段流入地层的酸液量变化不大。因此,泡沫酸化能够解决地层进酸不均、解堵不均的问题,提高酸液利用效率,均匀改善受污染储层,提高受污染储层的渗透性,达到良好的均匀酸化的效果。     

新型布酸工艺技术在磨溪雷一1亚段气藏水平井中的应用

为了进一步提高磨溪雷一1亚段水平井单井产量,必须要实现水平段储层的合理布酸,以增强酸化施工效果.在气藏水平井改造上曾采用过全井筒大型笼统注酸技术、连续油管拖动酸化工艺技术、连续油管拖动酸化+ 全井筒大型笼统注酸工艺技术,但均不能很好地实现合理布酸的目的,因此多级裸眼封隔器进行机械封隔与转向酸液体系相结合的新型布酸酸化工艺技术的应用实现了水平段储层合理布酸,更好地解除了水平段伤害堵塞,解决了水平井酸化技术难题,并在现场应用中取得了很好的效果,增加了井口产能,并为该气藏水平井酸化施工提供了一套很好的解决方案.     

非均质碳酸盐岩油藏水平井分段酸化注酸量优化设计方法

对非均质碳酸盐岩油藏水平井进行分段酸化改造时,需充分考虑水平井渗透率非均质特性,准确评估各段伤害带半径和伤害带渗透率,以便合理设计各段注酸量。在考虑了钻井过程中井底压差、钻井液浸泡时间和渗透率分布等因素的基础上,利用达西定律推导了各段伤害带半径的计算模型;提出了基于油藏井筒耦合模型与现场实测的产液剖面来计算各段伤害带渗透率的新方法;通过现场1口实际井详细描述了基于上述模型的非均质碳酸盐岩油藏水平井分段酸化注酸量的优化设计流程。考虑水平井渗透率非均质性并结合现场实测生产数据,相比于传统的基于椭圆锥台体伤害带分布模型进行的笼统化布酸模式,新的设计思路提高了各段布酸的合理性,可有效解除储层污染、恢复油井产能。     

水平气井酸化后产能研究新方法

水平井酸化工艺已在气田开发过程中广泛应用,但由于水平井渗流模式以及井筒附近污染方式的特殊性,酸化后地层渗流将变得更加复杂,因而酸化后的产能研究显得至关重要。以水平井周围污染带以及酸化带的非均匀分布为基础,将水平井酸化后井筒附近复合区域划分为若干个均质区域,利用相似流动替换法得到一个水平井酸化后表皮因子计算的新方法,同时考虑井筒压降,建立了水平井酸化后地层渗流与井筒管流的耦合模型。实例分析表明,酸化后水平井产量大大提高,且随着气层厚度、酸化带渗透率以及酸液作用距离的增大,增产倍比逐渐增大,而随着污染带渗透率以及泥浆浸入半径的增大,增产倍比则逐渐减小。     

水平井水平段最优长度设计方法的改进

为解决水平井水平段最优长度设计问题,利用渗流力学理论,对油藏中流体在水平井内的流动进行合理的假设和简化;基于范子菲等人提出的模型,充分考虑了各种钻井费用以及石油价格对水平井水平段长度设计的影响,得到计算水平井水平段最优长度的新模型.同时,在范氏模型中引入产能计算误差的概念,通过实例计算,分析了水平段长度、井内流量、井筒粗裢程度、流体黏度、油藏渗透率、井筒直径对水平井产量及产能计算误差的影响.研究表明,对于确定的油藏,影响水平井产量及产能计算误差的主要因素是水平段长度、井筒粗糙度、井筒直径;对于特定的水平井,影响水平井产量及产能计算误差的主要因素是流体黏度、油藏渗透率和井内流量.图6参14     

苏德尔特油田注水井酸化解堵规模的探讨

海拉尔苏德尔特油田注水井CaCO3结垢严重,导致地层堵塞、注水井吸水能力下降,影响油田开发效果.现场测量表明:注入水在地层中结垢严重,其结垢量可达到总垢量的50%左右.室内模拟实验表明:结垢对岩心渗透率伤害很大,当注水量达到800倍孔隙体积时,岩心渗透率下降80%～100%.根据模拟实验和定量分析结果,认为该油田地层结垢主要集中在井筒近井地带5 m半径以内,酸化半径越大,地层解堵效果越好,但取得最大经济效益的酸化半径应当在5 m左右.现场试验10口井,成功率100%,试验后单井平均注水压力下降1.5 MPa,日注水量增加14.3 m3,平均有效期384 d,取得了较好的增注效果.     

热采井注入压力影响因素灰色关联分析

海上稠油油田采用多元热流体热采技术取得了显著的效果,但有些热采井注入压力高、注入速度低,无法按工艺设计要求实现注入,因而需对目前认识尚不清楚的注入压力影响因素进行研究。文章结合工程实际,通过对现场7口典型井的注入压力及相关数据统计,包括黏度、渗透率、孔隙度、注入速度、静压、水平段长度共6项因素,运用灰色系统理论中的关联分析原理,分析了影响注入压力的各种因素的关联度。对相关的6个影响因素的分析表明,油藏本身的物性条件,如孔隙度、渗透率对注入压力的影响非常大,注入流体的速度和水平段的长度也明显影响注入压力,研究成果为下一步优化多元热流体注入能力提供了技术依据。     

水平井注采井网合理井距及注入量优化

为解决水平井水井为刚性水驱,推导出考虑和不考虑水平井水平段压力损失两种情况下水平井注采井网的合理井距、合理注入量公式.根据公式分析认为,水平井水平段压力损失受管径、注水量或产油量、水平段长度影响.对于特定水平井,压降损失主要受产油量或注水量影响;对于确定的油藏,影响最大井距的主要因素是水平井长度、生产井产量、水井注水量.利用该研究结果设计的塔里木油田哈得4薄砂层油藏水平井注采井网在开发中起到了降低注入压力、增大注入量、有效保持地层压力的作用,应用效果良好.图2表2参29     

正韵律厚油层水平井开发效果影响因素分析

根据胜利油区油藏资料建立了正韵律厚油层概念模型,在此基础上,利用数值模拟方法分析了水平井注采井组中注水井注水部位、夹层垂向渗透率、隔层面积与水平井段长度的匹配关系、剩余油富集面积与水平井段长度的匹配关系及剩余油富集厚度对水平井开发效果的影响,提出了有关参数并确定了其取值界限。研究结果对于正韵律厚油层挖潜,提高高含水期油藏采收率具有重要意义。     

低渗透稠油油藏水平井优化设计研究

在蒸汽吞吐的开发方式下,利用热采数值模拟方法,针对低渗透稠油油藏水平井应用的井距和水平段长度展开优化研究,建立了低渗中粘、高渗高粘、中渗高粘、高渗中粘4种不同油藏类型的模型,以周期生产气油比和累积产油量做为对比指标。认为低渗中粘稠油油藏不同于中高渗高粘稠油油藏,应用水平井开发不会发生水平井端部效应。低渗中粘稠油油藏,水平井合理井距在100 m,水平段长度为300~400 m效果最佳。     

水平井泡沫酸分布模型

泡沫酸对于水平井均匀酸化解堵具有重要作用,成功运用泡沫酸酸化技术的关键是充分了解泡沫酸沿水平井的流动机理。为此,根据水平井变质量流以及泡沫酸在地层中的分流特点,建立了数学模型,并利用数值方法对所建模型进行了求解;同时提出了半径增量比的概念,并据此对分流效果进行了分析。结果表明：泡沫酸渗透半径逐渐增大,跟端的增长幅度高于趾端;水平井井底压力随时间逐渐升高,相同时间内沿水平井筒逐渐降低。影响泡沫酸分流效果的因素有注入速度、井眼半径及渗透率级差。     

特低渗透油藏水平井开发参数优化

为了提高特低渗透油藏水平井的开发效果,针对志丹油田长6油藏的地质特征和水平井开发过程中出现的问题,开展了水平井开发技术和开发参数等研究工作,利用数值模拟优化研究得到如下认识:1)水平段长度与初产、现产、累产有比较明显的正相关性,但当水平段长度大于1 000 m时累产油增幅明显减小,综合考虑钻井和压裂成本,最优水平段长度...     

元坝海相超深水平井均匀布酸技术研究及应用

碳酸盐岩水平井酸化改造的关键问题是水平段如何均匀布酸,常用方法是采用多级暂堵工艺。但元坝海相长兴组气藏由于埋藏超深、温度高,常规的暂堵剂无法满足施工要求。为此,研制了新型有机纤维暂堵剂,输送介质采用高黏压裂液,室内实验测试可降低岩心渗透率1 000倍以上,具有较好的物理暂堵效果,同时纤维在高温酸液中溶解率高,实现了暂堵后零残留。酸化前利用液氮诱喷钻井液净化水平井井筒,酸化工艺采用多级暂堵交替注入,依据水平段储层分布及衬管段确定暂堵级数,暂堵液与胶凝酸以“初期低排量、暂堵定排量、后期大排量”的方式交替注入,实现水平段的均匀布酸。该工艺在现场实施4口井,暂堵有效率近80%,增产有效率100%,表明对深层碳酸盐岩水平井改造有较好的针对性。     

特低渗透油藏压裂水平井开发效果评价

通过物理模拟研究了特低渗透油藏压裂水平井产能与裂缝产能之间的关系、裂缝产能分布规律以及裂缝数量与水平井产能的关系。利用数值模拟方法,研究了压裂水平井开发特低渗透油藏技术,对压裂水平井的水平段长度、裂缝数量、裂缝间距进行了优化设计。研究表明,特低渗透油藏压裂水平井的水平段长度越短,阶段采出程度越高,含水率上升越慢,即水平段长度不宜过长;建立了固定裂缝间距和井排距时不同裂缝数量压裂水平井相对累产油和相对采出程度对比图版。重新认识了特低渗透油藏压裂水平井渗流机理。     

水平井水平段长度计算及影响因素分析

由于水平井水平段的流动是变质量流,因此在水平井水平段存在流动压降,特别是当水平段较长时,会导致水平段井筒末端油藏和井筒的压降很小甚至为零。因而研究水平井水平段有效长度对水平井设计具有重要意义。在考虑水平段流动阻力的情况下,对水平段流动进行了简化,建立了计算水平井水平段长度的模型。对于一定的生产压差和预期达到的产量,利用该模型可以计算出所需水平段长度;反之,对于一定的生产压差和预期的水平段长度,利用该模型可以计算水平井所能达到的产量;并可利用该模型对影响水平井产量的因素进行敏感性计算分析。井例计算表明,对于具体油藏中的具体水平井存在一个最优的水平段长度。     

陈家庄油田南区薄层特稠油油藏高效开发关键技术及其应用

陈家庄油田南区为薄层特稠油油藏,具有储层薄、油稠、出砂严重、含油饱和度低的特点,常规开发单井产量低。针对以上问题,在精细地质研究的基础上,开展了水平井开发及蒸汽驱技术政策界限研究,数值模拟优化结果表明:水平井布井极限厚度在3 m以上,吞吐阶段注汽强度为15 t/m,初期尽量提高采液量;当地层压力降至5 MPa以下开始转驱,蒸汽驱阶段采用水平井与水平井组合方式,水平井合理井距为150 m左右,合理生产井段长度为200～250 m,合理的转驱时机是吞吐4个周期左右,注汽速度为6～8 t/h,连续蒸汽驱的开发方式为最优方案。通过以上关键技术研究成果的应用,实现了研究区薄层特稠油油藏的有效动用,预计采收率可达到17%。