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。     

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。     

复合油藏压裂水平井复杂裂缝分布压力动态特征

压裂改造是提高油田产量、改善井筒附近储层物性的重要方法,但在实际多段压裂体积改造过程中,由于地层条件复杂,导致井筒附近形成了复杂的缝网体积,因此,加强对水平井体积压裂改造试井模型的研究十分必要。基于体积压裂水平井复杂裂缝分布的渗流特征,建立径向复合多段压裂水平井试井解释数学模型,耦合储层与裂缝模型解求得Laplace空间井底压力半解析解,应用Duhamel原理得到考虑井储和表皮影响的Laplace空间井底压力解,利用Stehfest数值反演求得实空间井底压力,并绘制实空间压力动态特征曲线。根据压力导数曲线特征划分流动阶段,通过模型验证证明了该方法的正确性,进而分析了裂缝不对称、裂缝夹角、裂缝分布方式、内区半径和流度比对特征曲线的影响。结果表明,裂缝不对称交错分布有助于增大裂缝控制面积,从而减少流体流入井筒的压力消耗,早期阶段对应的压力曲线也越低;内区半径越大,压裂改造效果越明显,对应压力曲线越靠下。该模型可为多段压裂水平井所形成的复杂裂缝试井资料解释和压裂方案设计提供理论依据。     

水平井多段压裂非常规裂缝压力动态特征

为了解决复杂地层压裂过程中裂缝关于井筒不对称的试井解释问题,通过点源函数基本理论,建立有限导流垂直裂缝试井解释数学模型,利用压降叠加原理获得水平井多段压裂非常规裂缝试井解释模型,采用积分变换获得该模型的半解析解。对压裂裂缝进行数值离散,结合半解析解与杜哈美原理,根据Stehfest数值反演方法绘制考虑井储和表皮效应的井底压力及压力导数曲线。研究表明:该模型总体上划分为井储、双线性流、早期线性流、第一径向流、第二线性流、过渡流和系统径向流阶段;不对称因子主要影响双线性流阶段持续时间的长短;裂缝导流系数主要影响双线性流阶段和早期线性流阶段井底压力及压力导数曲线特征,导流能力越大,双线性流阶段井底压力导数曲线特征越不明显。     

多段压裂水平井试井曲线特征分析

考虑井筒储集和表皮效应,建立均质气藏多段压裂水平井试井解释模型,通过拉氏变换法求解模型,获得井底压力动态响应表达式。最后利用数值反演,绘制压力和压力导数双对数样板曲线;基于渗流机理分析曲线形态特征,并划分流动阶段。此外,分析了多段压裂水平井裂缝条数、裂缝半长、裂缝高度、裂缝间距、裂缝倾角对曲线形态的影响。     

致密油藏压裂水平井Blasingame 曲线分析

致密油藏渗透率较低,需要应用水平井大规模压裂的方法才能进行有效开发,压裂后形成的基质与裂缝为2种渗流规律差异性较大的介质,需要新的产量分析模型才能适应致密油藏压裂水平井开发动态分析的需求。在对致密油藏基质与裂缝2种介质不同渗流规律研究的基础上,建立水平井多段压裂双重介质耦合产量模型,并应用有限体积法在非结构混合网格的基础上进行模型求解,同时,制作典型致密油藏压裂水平井Blasingame曲线,并对该曲线特征进行分析,将压裂水平井开发生产阶段划分成裂缝线性流、过渡流和边界控制流3个阶段;基质启动压力梯度、裂缝条数、裂缝间距和裂缝长度对Blasingame曲线有着重要的影响,该曲线在后期的边界控制流阶段随着启动压力梯度的增加而线性地平行下移,在中、前期随着裂缝条数的增加而向上分散,在中期过渡流阶段随着裂缝间距与裂缝长度的增加而向上突出,但裂缝间距对曲线的影响更显著。     

多段压裂水平井试井模型求解新方法

通过综合考虑多段压裂水平井试井数学模型中无限导流裂缝、裂缝呈不同倾角、裂缝间距不等、裂缝纵向上未完全穿透地层等多种情况,建立了多段压裂水平井不稳定渗流模型。并利用源函数理论、三维特征值法和正交变换等现代数学分析方法对模型进行求解,获得了该模型的压力精确解。通过Laplace变换和Stehfest数值反演得到了考虑井筒存储和表皮系数影响的多段压裂水平井井底压力解。绘制了典型的试井分析样版曲线,对各参数进行了敏感性分析,并进行了实例验证,可以看出该模型可以用于多段压裂水平井渗流特征研究及不稳定试井分析。     

致密油藏长缝压裂直井基质-裂缝耦合流动模型

致密油藏长缝压裂压力动态和产量变化规律目前尚未明确,开发方案设计缺少理论模型指导。针对长缝压裂基质-裂缝复合流动问题,建立了考虑储层启动压力梯度、裂缝内高速非达西渗流影响的长缝压裂直井基质-裂缝复合流动模型,并运用Laplace变换、点源函数、Stehest数值反演等方法进行求解,明确了致密油藏长缝压裂井压力响应特征和影响因素。研究结果表明,无因次压力及压力导数随启动压力梯度的增加而增大,但启动压力梯度对无因次压力及压力导数的前期影响较小,后期影响较大;非达西渗流系数对无因次压力及压力导数曲线的前期影响较大,随着非达西渗流系数的增大,无因次压力及压力导数增大;裂缝中非达西渗流系数越大,压裂井的产量越低,且压裂井的最佳裂缝半长越小。研究成果为致密油藏长缝压裂方案设计、试井分析等工作提供理论指导。     

线性复合油藏多级压裂水平井渗流模型

针对线性复合油藏,综合考虑压裂裂缝呈非等间距、非等半长、非等缝高、非等任意倾角等实际情况,建立了线性复合油藏多级压裂水平井不稳定渗流模型。利用点源函数理论、拉普拉斯变换、正交变换等多种现代数学方法进行求解,获得了考虑井筒储集和表皮系数影响的Laplace空间下井底压力动态响应解。编程绘制了新型的试井理论样版曲线,并开展了压力动态特征分析以及相关参数的敏感性分析。新的渗流模型不但可应用于水平井多级压裂后的渗流规律分析,还可用于实测井的试井分析,为油气田高效开发提供指导。     

页岩气藏椭圆形多区复合模型不稳定压力分析

针对页岩气藏水平井体积压裂产生复杂缝网形态的特点,根据实际微地震监测结果,建立了页岩气藏椭圆形裂缝多区复合压裂水平井模型。考虑页岩气吸附解吸、气体扩散和气体高压物性参数与压力强非线性关系,利用非结构PEBI网格和控制体有限单元法建立了页岩气藏椭圆形裂缝多区复合压裂水平井数值试井数学模型,并结合全隐式法推导得到了其数值试井数学模型的离散形式。计算机编程绘制了其不稳定压力动态分析典型曲线,并开展了压力动态特征分析以及相关参数的敏感性分析。研究结果表明：①压力动态分析双对数典型曲线可划分为井筒储集、过渡流、裂缝间地层线性流、SRV区径向流或过渡流、体积改造区外响应段、系统径向流和边界响应8个流动阶段;②Ⅰ—Ⅴ流动阶段主要反映SRV区的渗流特征,Ⅵ—Ⅷ流动阶段反映外区物性及边界距离的影响;③吸附解吸作用越强,试井典型曲线的位置越低;④扩散系数能提高极低渗透率页岩储层的气体流动能力。研究结果不但扩展了页岩气藏水平井多级压裂模型,还可用于实测井的试井分析,为页岩气藏高效开发提供了指导。     

裂缝性低渗透油气藏压裂井压力动态特征

裂缝性低渗透油气藏往往存在明显的应力敏感性,利用椭圆流动模型和平均质量守恒方法,建立考虑介质变形影响的双重介质油气藏有限导流垂直裂缝井不稳定渗流的数学模型.给出数学模型的试探解,绘制并分析了压力动态特征的典型曲线.分析结果表明,介质变形对典型曲线的中晚期形态存在影响,由于渗透率应力敏感性的存在,使得压力导数曲线偏离0.5水平线.后期拟径向流特征段消失,并且渗透率模数越大,压力及压力导数曲线上翘越大.     

裂缝性油藏压后压降分析

对于裂缝性低渗透储层,由于其基质孔隙度小、渗透率低,天然微裂隙成为决定压裂液滤失的主要因素。在总结Nolte经典G函数压降曲线分析方法的基础上,根据裂缝性地层存在微裂隙的特征,建立了裂缝性油藏小型压裂压降曲线分析模型。应用无因次压力函数图和叠加导数图,做出了压降特征曲线,可以判断天然裂缝闭合压力。通过对已压裂井压降曲线的分析和解释,能够计算出与压力相关的滤失系数、基质的滤失量和经天然裂缝的滤失量,以及人工裂缝的几何尺寸,从而为裂缝性地层压裂施工参数的设计提供依据。     

裂缝性油气藏采收率：100个裂缝性油气田实例的经验总结

通过对世界上100个裂缝性油气藏的综合评价，研究储集层及流体本身的性质(包括孔隙度、渗透率、黏度、可动油比例、含水饱和度、润湿性及裂缝分布特征等)和驱动机制及油藏管理战略(优化日产量和采用不同类型的提高采收率技术)对其最终采收率的影响。将裂缝性油气藏分为4类：I类的基质几乎没有孔隙度和渗透率，裂缝是储存空间和流体流动的通道；Ⅱ类的基质有较低的孔隙度和渗透率，基质提供储存空间，裂缝提供流动通道；Ⅲ类(微孔隙)的基质具有高孔隙度和低渗透率，基质提供储存空间，裂缝提供流动通道；Ⅳ类(大孔隙)的基质具有高的孔隙度和渗透率，基质提供储存空间和流动通道，裂缝仅增加渗透率。对26个Ⅱ类油气藏和20个Ⅲ类油气藏的开采历史的研究表明：Ⅱ类油气藏的采收率受水驱强度和最优日产量控制，日产量过高会很容易破坏Ⅱ类油气藏，一些Ⅱ类油气藏如果管理得当，采收率可以很高，不需要二次或三次采油；Ⅲ类油气藏的采收率主要受岩石和流体本身性质的影响，特别是基质渗透率、流体重度、润湿性以及裂缝强度等，不进行二次或三次采油不可能完全开采，往往需要采用一些提高采收率的专门技术。以往将Ⅱ类和Ⅲ类裂缝性油气藏归为一类，认识它们的区别将有助于选择更好的开发策略。     

储层缝洞预测和检测方法

着重探讨以三维纵波地震资料为基础，根据图像处理技术和时间序列分析的方法，提出了地震缝洞检测的几种新方法——相干数据体法、小波多尺度边缘检测法、熵算子检测法、模糊边缘检测法、双谱检测法，并将其应用于实际资料处理，取得了令人满意的效果。     

Stress sensitivity of fractured reservoirs

A fractured reservoir has a rock mechanical character which can be described by considering it to be built up from intact rock bounded by mechanical discontinuities. These discontinuities have been formed by natural processes and comprise fractures which normally make a steep angle to bedding, and the frequently ignored bedding-plane parallel discontinuities caused by, for example, weak clay-rich layers in clastics, or stylolites in carbonates. Both the intact rock and the discontinuities exhibit sensitivity to stress. In the case of the intact rock, this expresses itself as a pore geometry sensitivity which influences permeabilities and capillary pressures, with the changes being influenced by the stress-state. In the case of the discontinuities, three types of permeability changes are proposed, depending upon the stress and strain which develops across the discontinuity. Importantly, all the constitutive laws for permeability stress-sensitivity can now be incorporated in simulations. While allowing for these effects complicates the simulation of fractured reservoirs, the enhanced realism brought to the simulation should improve the efficacy of the reservoir management.     

Multiphase-flow properties of fractured porous media

Water–air imbibition and oil–water drainage displacements were conducted using a laboratory flow apparatus in fractured sandstone systems. During the experiments, porosity and saturation were measured along the core using a Computerized Tomography (CT) scanner. 3-D saturation images were reconstructed to observe matrix–fracture interactions. Differences in fluid saturations and relative permeabilities caused by changes of fracture width have also been analyzed. In the case of water–air imbibition, narrower fracture apertures showed more stable fronts and delayed water breakthrough compared to the wide fracture systems. However, the final water saturation was higher in wide fracture systems, thus showing that capillary pressure in the narrow fracture has more effect on fluid distribution in the matrix. During oil–water drainage, oil saturations were higher in the blocks near the thin fracture, again showing the effect of fracture capillary pressure. Oil fingering was observed in the wide fracture. Fine-grid simulations of the experiments using a commercial reservoir simulator were performed. Relative permeability and capillary pressure curves were obtained by history matching the experiments. The results showed that the assumption of fracture relative permeability equal to phase saturation is incorrect. It was found that both capillary and viscous forces affect the process. The matrix capillary pressure obtained by matching an experiment showed lower values than those reported in the literature.     

天然裂缝性油藏渗吸规律

为了研究渗吸作用对天然裂缝性油藏的影响,改善该类油藏的开发效果,以数值模拟为手段,通过建立概念地质模型,以静态和动态2种方式研究了毛细管压力、孔隙均匀程度、相渗曲线、基质和裂缝渗透率、原油黏度和基质含油饱和度对基质渗吸速度的影响,并在静态下对相关参数进行了公式拟合.静态下,渗吸速度与毛细管压力、基质渗透率、残余油饱和度、束缚水饱和度下的油相相对渗透率呈直线关系,与束缚水饱和度呈指数关系,与原油黏度呈幂指数关系;动态下,对于不同润湿性的油藏提出了不同的开发方式.     

仿真含裂隙地层地震记录的研究

本文介绍了含裂隙地层二维介质的三分量波动方程和吸收边界条件，叙述了不同裂隙性质地层的仿真单炮记录和横波叠加时间剖面的正演方法，给出了模型及实际的横波叠加剖面仿真实例。     

裂缝油藏AVO及AVA反演

地震波的反射幅度被用来探测油藏中的流体及裂缝特性。文章通过分析具有变化入射角及方位角的P波幅度来研究充满流体的垂直裂缝油藏特性。在考虑了P波线性反射系数的同时，该油气藏可以通过嵌在各向同性介质中的水平横向介质来模拟。裂缝强度可以作为最好的修正系数，用以对反演做出校正。在Bom近似条件下使用衍射层析技术时，建议使用k—ω变换来探测油藏的裂缝强度变化情况。将地震波数据按入射及反射平面波配对处理每次加亮一个裂缝强度域内光谱成分，仅是可见光谱成分反相处理。另外，变挟内部拾取反射波的幅度是不必要的。文章列出了一个应用于合成数据集的反演的例子。由于震源及接收器的数量及各波段谐波带宽的局限性会使分辨率有所损失。但总的来说，裂缝强度的变化可被正确的恢复出来。     

裂缝性储层缝网压裂机理研究分析

本文基于弹性力学、岩石力学及线弹性断裂力学中相关理论,建立水力裂缝与天然裂缝相交、非相交力学作用准则,为研究水力裂缝相交天然裂缝后的延伸路径提供手段。