各向异性油藏的矢量井网

由于储集层的各向异性,在注水保持地层能量的开发过程中,注入流体沿高渗透率方向优先推进,导致不同方向上的生产井见水时间差别较大,致使驱替过程很不均衡,从而影响油藏开发效果.针对上述问题,提出了矢量开发思想,并基于渗流力学理论,以五点井网为例,建立了矢量井网设计方法,其中包括矢量井网中的井网方向计算模型和方向井距的确定途径.各向异性油藏中,井网方向应随各向异性程度进行调整.胜利油田桩106块油田开发实例证实了矢量井网设计模型的可靠性.图3表1参13     

岩石方向渗透率的确定方法研究

研究与实践表明,由于受地质因素的控制,岩石渗透率的大小往往表现出明显的各向异性。各向异性介质内岩石方向渗透率的确定,是油田开发研究中一项非常重要而又困难的工作。为此,基于渗流力学理论推导了一种新的岩石方向渗透率计算模型,文献中的已有计算模型只是新模型的一个特例,因而新模型更具有代表性和普遍适应性。另外,在此新模型基础上,提出了确定岩石最大、最小方向渗透率及其方位角的方法,并给出了详细的实施步骤。     

非均质油藏的岩石渗透率合成方法研究

渗透率合成方法经常应用在石油储量计算、油田开发方案编制和油藏数值模拟等油藏工程研究中,主要包括垂向上不同层段渗透率的合成以及沿渗流方向不同渗透率带渗透率的合成。根据达西定律及建立的渗流模型,经过数学推导,得到垂向和水平方向两类渗流模型的渗透率合成公式。其中,垂向上不同层段渗透率的合成按流量叠加原理进行推导,而沿渗流方向不同渗透率带的合成则按不同渗透率带的压差叠加原理进行合成。结合石油地质、开发研究工作的具体情况,用室内实验实测数据进行了验证,计算结果的误差为0.28%-5.35%,基本上在允许的范围之内。     

裂缝性油藏渗透率张量计算及影响因素研究

裂缝性油藏裂缝分布规律复杂多变,油层渗透率具有强烈的各向异性特征。以油藏精细网格模型数值模拟结果为基础,根据流量等效原理,建立了不规则粗化网格边界条件下渗透率全张量的计算方法;研究了压力边界条件数量、粗化边界大小、砂体主要渗透性方向与压力梯度方向的不同夹角条件对渗透率张量计算结果的影响,研究表明砂体主要渗透性方向与压力梯度方向的不同夹角条件对计算结果影响最大。研究结果为裂缝性油藏渗流参数的确定提供了理论依据。     

渗透率各向异性油藏数值模拟方法研究

渗透率具有方向性的各向异性介质使得油藏中流体渗流规律变得复杂，传统的油藏数值模拟器受到网格取向的影响而使模拟结果出现较大误差。针对该问题，建立了以完全渗透率张量为表征的渗透率各向异性的三维三相油藏渗流的数学模型，采用十九点差分格式建立了数值模型，引入预处理共轭矩阵法进行求解，并在此基础上研制了油藏模拟软件。运用该软件进行了实例计算，并与常规的CMG模拟器进行了对比。结果表明，建立的油藏数学模型更符合油藏实际情况。     

特低渗透各向异性油藏平面波及系数计算方法

特低渗透油藏常表现出非达西渗流和渗透率各向异性的特征,为了解决特低渗透各向异性油藏水驱平面波及系数的理论计算问题,通过构建考虑启动压力梯度的非达西流管模型,利用坐标变化将渗透率各向异性油藏转化为等效各向同性油藏,推导了特低渗透各向异性油藏五点井网油井见水时间和平面波及系数的计算公式。该方法可用于定量表征特低渗透各向异性油藏水驱平面动用程度,为特低渗透各向异性油藏开发设计和评价提供理论依据。以鄂尔多斯盆地某特低渗透各向异性油藏为例,利用该方法分析了启动压力梯度、渗透率各向异性系数和注采参数对特低渗透各向异性油藏平面波及系数的影响,结果表明,当油藏渗透率各向异性较强时,注入水沿主渗透率方向快速突进,导致平面波及程度低,可通过优化井排距、增大注采压差或者井网加密的方式,减小死油区,以提高注入水的波及程度。     

各向异性油藏油水两相流水平井产能计算

基于油水两相稳定渗流理论,建立了油水两相流条件下考虑油藏渗流和井筒流动耦合的水平井产能计算模型,并考虑储层的各向异性,对产能计算模型进行了修正。分析表明,油藏各向异性程度越强,水平井产能越低,通过调整水平段与主渗透率方向的夹角能够提高水平井产能,当水平段垂直于主渗透率方向部署时,水平井的产能最高;实例计算表明所建立的模型对不同开发阶段油水两相流条件下水平井产能计算的精度较高,为高含水期水平井产能预测和优化设计提供了依据。     

各向异性油藏渗流的特征、模型和研究方法

各向异性油藏中,渗流速度方向一般不同于压力梯度方向,渗流速度的大小会随压力梯度方向的改变而变化;由于交叉微分面的存在,各向异性油藏渗流模型的复杂程度较常规油藏成倍增加;各向异性油藏渗流理论研究的基本方法是,通过坐标变换把各向异性渗流化为等价各向同性渗透,同时介质空间的形状随之发生改变;各向异性油藏渗流的核心问题是各种复杂边界的处理。     

油藏岩石渗透率合成方法

渗透率合成在石油储量计算、油田开发方案编制、油藏数值模拟等油藏工程研究中经常遇到,主要包括垂向上不同层段渗透率的合成以及沿渗流方向不同渗透率带渗透率的合成。根据达西定律,结合建立的渗流模型,经数学推导,得到两类渗透率的合成公式。其中,垂向上不同层段渗透率的合成公式与前人文献中一致;而沿渗流方向不同渗透率带的合成公式与前人有较大差别。经实测数据检验,用新推导的公式计算所得的结果误差为0.28%～53.5%,基本上在允许的范围之内。     

油藏裂缝方向表征及渗透率各向异性参数计算

传统裂缝方位角与倾角定义不能全面而方便地体现裂缝对导流的各向异性影响。通过分析裂缝各向异性对导流影响效果,给出了新的裂缝方位角及裂缝倾角定义,基于此定义提出了裂缝渗透率各向异性参数计算方法,该方法可以利用测井数据计算各向异性渗透率主方向和各方向主值之比。针对实际裂缝性油藏的计算表明,该方法简单实用。该方法将静态裂缝表征与裂缝对导流的动态影响相结合,弥补了现行裂缝性油藏渗透率描述计算方法的一个缺陷。     

各向异性储层地层测试椭球形流动压降解释模型

根据电缆地层测试的压降数据得到大体可靠的储层渗透率参数,为仪器进一步精确测试提供可靠的测试参数,提高测试参数解释精度.基于水平渗透率大于垂向渗透率的基本假设,分析了各向异性储层中地层测试的渗流形态,在此基础上,应用渗流力学理论和坐标变换方法,建立了用于各向异性地层的单探头电缆地层测试椭球形流动压降解释模型.该模型考虑了...     

Performance analysis and optimal design for well patterns in anisotropic formations

The mechanism of the effects of anisotropic permeability on well patterns and reservoir development are investigated by coordinate transformation, fluid flow analysis, and reservoir development concepts. Anisotropy of permeability has reconstructive effects on well patterns. The originally designed flooding units are broken up, and new pattern units are made up of the wells that belong to different original units. The behavior possesses strong randomness, and leads to a complicated relationship among the injection and production wells, and unpredictable productivity of the formations. To prevent the break-up of well patterns, well lines should be either parallel or perpendicular to the maximum principal direction of the anisotropic permeability （i.e. the fracture direction）. To optimize the development effects ofanisotropic formations, the latitudinal and longitudinal well spacing of the well network are calculated from the principal values of the anisotropic permeability.     

双重各向异性介质的驱替特征及注水开发井网部署研究

双重各异性是多孔介质的一个基本性质,它对油藏流体的流动乃至油气生产都有一定的影响。以五点井网为例,用数值方法研究了双重各向异性介质的驱替特征和注水开发井风的部署问题。双重各向异性介质的驱替过程很不均衡,注入流体沿渗透率增大的方向优先推进,致使该方向的油井先期见水。若按渗透率比值调整注水井位置,则能够抑制油井的提前见水,并能够均衡油藏的驱替过程。     

考虑夹层影响的渗透率粗化新方法

非渗透性的夹层对流体的运动有重要的控制作用。传统的渗透率粗化方法难以有效刻画夹层对渗透率模型的影响,特别是倾斜夹层。针对传统渗透率粗化方法的不足,提出了一种新的考虑夹层影响的渗透率粗化方法。该方法通过分析每一个粗化网格对应的精细网格中夹层的分布情况,确定该粗化网格不同方向上的渗透率。如果粗化网格在某一个方向上全部被夹层遮挡即不存在连通的砂体穿过整个粗化网格,则将该方向上的渗透率赋值为0,否则通过几何平均等张量平均法计算该方向的渗透率。新设计的方法能够在渗透率粗化模型中有效地反映精细地质模型中的夹层信息,更加准确地刻画渗透率的分布特点,为油藏数值模拟提供了更加可靠的参数场。     

碎屑岩储层物性非均质性的层次结构

储层物性非均质性与沉积体系内部的构成单位关系密切,可以分尺度进行研究:(1)在沉积体系级的大尺度范围内,不同的沉积体系具有不同的储集性能；在同一沉积体系中,不同的成因相孔渗值差别极大,主要取决于沉积作用过程中古水流能量和环境的变化。(2)在成因相级的中尺度范围内,各流体流动单元内部及不同的流体流动单元之间孔渗值存在明显的整体差别,这与构成流体流动单元的储层岩性相关系密切,如果叠加有不均匀的成岩作用的影响,那么流体流动单元的物性将会大大地降低。(3)在岩芯级的微尺度范围内,多孔介质具有各向异性特征。     

流量替代渗透率评价破碎性储层工作流体伤害程度

若地层岩石整体强度偏低,在力学环境改变后岩石易破碎成不规则破裂体,则储存油气资源的此类破碎地层被称为破碎性储层。由于破碎性储层在纵向上存在着较强的非均质性,通过测试单个柱塞岩样在工作流体伤害前后的渗透率变化难以体现工作流体对储层的整体伤害程度。为此,利用达西定律先从理论上探讨用流量替代渗透率定量表征储层伤害程度的可行性,再开展单层开采、双层及三层并采的流量测试实验,评价工作流体对单层、多层储层的整体伤害程度,并将流量损害率与渗透率损害率进行对比以求证流量替代渗透率的可行性。研究结果表明:①单层开采时,流量损害率与渗透率损害率基本一致,渗透率损害率是流量损害率的一种特殊形式;②双层及三层并采时,单层各自稳定流量损害率与渗透率损害率接近,且流量损害率可以定量表征并采储层的整体伤害程度,而渗透率损害率则无法定量表证;③稳定流量损害率较累积流量损害率更接近渗透率损害率。结论认为,测定稳定流量可以替代测定渗透率评价工作流体对破碎性储层的伤害程度,从而为优选工程技术与评价工作流体的适应性提供了方法依据。     

煤层气裸眼洞穴完井注气增压数值试验

煤层气裸眼洞穴完井在我国的应用效果尚不理想,分析认为,这与我国对该完井技术的增产机理研究不够深入有一定关系。考虑煤岩特有的垂直裂缝系统,基于UDEC软件建立了模拟煤层气裸眼洞穴完井注气增压过程的离散元数值试验模型,模拟了不同地应力条件下,气体注入增压过程中井筒周围煤岩有效应力、孔隙压力和节点位移矢量的分布情况。研究表明:各向异性储层比各向同性储层更容易产生破裂和坍塌,从而更利于洞穴的形成;在垂直裂缝系统中,流体运移速率不同引起的有效应力差异梯度有利于剪切破裂;节点位移矢量分布图能够反映注气增压过程中张性裂缝的形成和发展趋势。所建模型在山西寿阳区块煤层气空气造穴试验井——FCC-HZ04-V井进行了应用,初步预测得到该井在空气造穴后注气增压引起井筒周围张性裂缝延伸25 m,井筒周围25 m范围内煤层平均渗透率较初始渗透率增大7倍,验证了煤层气裸眼洞穴完井注气增压可产生自支撑张性裂缝、消除储层伤害、实现增产的机理。