致密油藏体积压裂水平井压力特征

为研究致密油藏水平井体积压裂改造后的储层和渗流特征,文中建立了考虑基质应力敏感性的体积压裂水平井复合试井模型。内区为压裂改造区,由多级压裂水力裂缝与双孔介质模型共同表征;外区为非改造区,由单孔介质模型表征。应用叠加原理、Laplace变换、Stehfest数值反演和摄动变换技术进行求解,得到了体积压裂水平井试井模型的井底压力特征曲线。研究结果表明,体积压裂水平井的渗流可以划分为裂缝双线性流、垂直于裂缝的线性流、裂缝拟径向流等7个特征阶段。敏感性参数分析表明,致密储层的应力敏感特征在试井解释中不可忽视,渗透率模数、储容比、窜流系数、水力裂缝条数和水力裂缝导流能力对压力和压力导数特征曲线会产生较大的影响。     

双重孔隙压敏介质油藏不稳态产能变化研究

建立由基岩系统和裂缝系统组成，并考虑裂缝渗透率随压降的增加呈指数减小的双重孔隙压敏介质油藏不稳态产能模型，采用隐式差分格式对考虑污染效应的情况进行求解。讨论了无因次渗透率模数和表皮系数、窜流系数、裂缝弹性储容比等对不稳态产能的影响。结果表明，无因次渗透率模数导致不稳态产能明显下降，但其对早期不稳态产能的影响不如表皮系数的影响显著，窜流系数决定着窜流出现的早晚；裂缝弹性储容比则影响着油藏早期不稳态产能的大小和窜流阶段出现的早晚。     

煤层气藏垂直裂缝井压力动态分析

采用气体拟压力代替Langmuir吸附公式中的压力,得到煤层气藏垂直裂缝井拟稳态渗流的数学模型。将定解条件平均化,给出了矩形封闭外边界条件下,垂直裂缝井的Laplace变换数值反演解,分析了吸附因子、储容比、窜流系数和渗透率模数对典型曲线的影响。通过分析指出拟稳态流的双对数压力导数曲线会出现明显的“V”形曲线,并且储容比和煤层气吸附系数主要影响导数曲线偏离0·5水平线的时间以及“V”形曲线的深浅,而窜流系数主要影响“V”形曲线出现时间的早晚。渗透率变异系数主要影响典型曲线的中晚期形态,而对早期形态没有影响。     

非稳态窜流多段压裂水平井井底压力分析

多段压裂水平井技术是目前广泛应用于致密油开发的关键性技术。由于致密油储层基岩的孔喉为纳米级孔道且渗透率极低,所以不能忽略基岩中的非稳态窜流。为此建立了同时考虑启动压力梯度和应力敏感以及压裂改造区非稳态窜流的五线性流数学模型,通过Laplace变化、Pedrosa变化和摄动变化的方法求解数学模型,得到了拉式空间下的井底压力解,应用Stehfest数值反演的方法绘制双对数坐标下的压力动态曲线。研究结果表明,曲线可以分为6个流动阶段,且与现场实测数据拟合较好,从而验证了所建模型的合理性。同时对窜流系数、弹性储容比、主裂缝无因次渗透率模量、未改造区无因次启动压力梯度和渗透率进行敏感性参数分析,得出了各个敏感性参数对试井曲线形态的影响结果。     

双重介质压裂直井非稳态井底压力分析

精确求取压裂直井非稳态井底压力,有助于实时监控和预测油井产量。基于渗流控制方程,考虑裂缝与基质的窜流,引入双重介质流体交换系数,建立双重介质油藏非定常流的瞬时压力数学模型。通过数学变换方法、数值反演和轴对称变换解相似方法,求取了井底流压的实数域数值解,并对井底流压进行了敏感性因素分析。分析结果表明:压力曲线可以分为早期线性流、中期径向流、晚期球形流、边界控制流四个阶段;裂缝半长和渗透率比主要影响早期线性流,弹性储容比(基质)和交换系数主要影响中期径向流,表皮系数则主要影响晚期球形流。井底压力的动态分析,为油井的合理配产,提供了一定的技术支持。     

三重介质油藏渗流模型与试井样版曲线

针对三重介质碳酸盐岩储集层在钻完井和开采过程中井周围产生污染带以及储集层本身的非均质情况, 建立了考虑井筒储集效应和表皮效应的三重介质复合油藏有效井径试井解释模型。通过Laplace 变换法对模型进行了求解, 得到了Laplace 空间解析解, 利用Stehfest 数值反演得到实空间的解, 进而绘制了压力和压力导数双对数样板曲线。从物理渗流机理上对曲线形态特征进行了分析并划分了流动阶段, 得出了内外区渗透率比、内区半径、窜流系数、弹性储容比等参数对这种类型油藏压力动态的影响。当内区的渗透率小于外区的渗透率时, 表现为二区压力导数曲线发生下倾; 当内区渗透率大于外区的渗透率时, 表现为压力导数上翘; 内区半径主要影响压力传播到交界处的时间; 窜流系数决定窜流段出现的早晚; 而弹性储容比影响窜流的强度和时间的长短。通过对此类典型曲线特征的分析, 为认识和改造三重介质油气藏提供了可靠的依据, 可用于研究三重介质复合油气藏渗流规律, 进行压力动态和试井分析。     

三重压敏介质油藏不稳态产能变化特征研究

建立由基岩系统、裂缝系统和溶洞系统组成，并考虑溶洞渗透率随压降的增加呈指数减小的压敏三重介质油藏不稳态产能模型，采用隐式差分格式对考虑井筒储存和污染效应的情况进行了求解，讨论了无因次渗透率模数、介质间窜流、弹性储容比、外边界条件以及表皮系数对不稳态产能的影响。结果表明：表皮系数对不稳态产能早期的影响较为显著，而无因次渗透率模数可导致不稳态产能明显下降，但其影响不如表皮系数；窜流系数决定着窜流出现的时机；裂缝弹性储容比影响着油藏早期不稳态产能的大小和窜流阶段出现的时机；封闭边界情况下产能急剧下降，定压边界情况产能最终会达到一个稳定的状态。     

致密油藏直井体积压裂压力分析模型

致密储层基质和裂缝一般表现为强应力敏感性,同时由于储层的致密性,基质和裂缝经常会表现为非稳态窜流特征,影响井底压力曲线的形态和特征,进而影响解释结果。目前国内外尚缺少同时考虑应力敏感及非稳态窜流的井底压力分析模型。参考典型致密油藏体积压裂直井的微地震监测数据,设计体积压裂直井渗流物理模型,同时考虑应力敏感和非稳态窜流,建立体积压裂直井井底压力数学模型并求解,进而获得井底压力的双对数曲线特征。研究结果表明:应力敏感系数αD越大,压力导数曲线上翘幅度越大,压裂未改造区致密油径向流动阶段越不明显;非稳态窜流系数λm越小,窜流出现时间越晚,窜流阶段的下凹幅度越大,窜流渗流过程持续时间越长,压裂区域的裂缝径向渗流过程越弱。该井底压力分析模型应用表明,相较于未考虑应力敏感及非稳态窜流的模型,更能准确地确定压裂区域的半径及相关储层参数,提高致密油藏直井体积压裂相关参数的解释精度,故可推广到致密储层参数反演或试井解释分析中。     

双渗四重介质压力动态分析

针对碳酸盐岩油藏复杂储层特征,建立大裂缝、微裂缝、溶蚀孔洞和基岩双渗四重介质数学模型。采用Laplace变换和特征参数分析法对模型进行求解,得到Laplace空间的解。采用Stehfest方法对Laplace空间解进行数值反演得到实空间的井底压力。分析表明:双渗四重介质中井底压力导数曲线出现了三个"凹子","凹子"的数量与大小主要由介质间的窜流系数、弹性储容比以及渗透率比共同来决定,这些参数的取值对压力导数曲线形态的影响较为敏感。含有微裂缝和大裂缝双渗的缝洞型模型更适合复杂碳酸盐岩储层的试井解释。     

致密油藏体积压裂直井非稳态压力分析

针对致密油藏开发特征,基于拉式空间变换,建立了直井体积压裂非稳态压力分析模型,并对影响非稳态压力动态传播的相关参数敏感性做了分析。结果表明：整个渗流过程包括6个阶段,即：线性流、复合边界流、过度流（双重介质裂缝系统径向流）、基质与裂缝间窜流、整个渗流系统径向流、封闭边界流;导压系数比越大,前期压力传播越快,相同生产时间内井控面积越大;裂缝传导率比越大,整个生产期的压力下降都很显著,井控面积会迅速增大;储容比影响过渡流及窜流阶段非稳态压力传播,储容比越小,窜流越剧烈;窜流系数对窜流阶段井底压力传播有影响,窜流系数越小,窜流发生的越晚;改造半径越小,单井泄流越小,越早出现封闭边界流特征。研究成果为致密油藏直井体积压裂后裂缝及储层属性参数解释提供了理论依据。