水平井井眼周围的流体流动类型模拟

在某些程度上,常规油藏模拟水平井井眼周围流体的流动是无效的,这是因为井眼附近形成的径向流类型必须用直角坐标网格块来模拟。在此项研究中,对于水平井的模拟我们介绍一种有效的混合同格块模型结合径向网格块为模拟井眼周围的流体径向流动,并且引入模拟井底周围流体流动的球形同格块概念,这种结构能显著缩减正确模拟所需要的网格块数目(因而缩减计算机时间)。球形网格块包括圆柱坐标系统中每一个半径对应的半球,这些半球被联接油藏区域网格块的平面横切,球形网格块的传导率用积分有限差分方法来计算。从文献中选出两个问题来说明模型的效率,第一个问题是用一单相,常压降速度的试验作为一种分析性的解决方法,第二个问题是水锥问题,进行比较的结果是从一个使用最小数值分散网格的工业性模拟器中获得的。     

一个可靠的水平井混合网格模型

矩形局部网格加密方法,由于在模拟区域的任何地方均使用相同的坐标体系,因而反映井眼周围的径向流动特征不精细,同时细分网格后造成节点数增大,也限制了模拟的规模和精度.为此,本文采用了一种环绕井眼的混合网格加密方法来模拟水平井井区内的流体流动,即在水平井眼附近采用柱坐标网格,而在远离井眼的模拟区域采用直角坐标网格,从而在模拟上实现了多种坐标体系的结合,既能够较为准确地反映井眼周围流体流动特征,又能大大地减小网格数目、克服常规矩形网格在模拟过程中的不足.文中推导了混合网格的差分,介绍了网格划分及网格的排序,并将这种技术应用于三维三相水平井的模拟程序中,取得了良好的效果.     

热采水平井变质量流与油藏渗流的耦合数值模拟

为真实反映水平井及近井地带的流体流动情况，需要将水平井井筒内的流动与在油藏中的渗流耦合进行油藏数值模拟。假设“微元段”，引用“交错网格”和“等效渗透率”概念，建立了热采水平井井筒变质量流的等效渗流模型；在此基础上提出耦合井筒变质量流与油藏渗流的水平井产量公式，建立了井筒变质量流与油藏渗流耦合的数学模型。利用该模型进行热采水平井开采机理研究，认为：水平井井筒内的压降影响水平井生产动态，忽略压降将使计算的产油量和油汽比偏高；水平井所产油主要来自水平井筒的始端，在一定的油藏条件、水平井参数等情况下，每口水平井都有最优水平段长度。图2表1参5     

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由于流体在水平进附近呈椭圆形流动，采用常规矩形网络进行模拟已不够可靠。笔者采用混和网格加密技术来模拟水平井油气藏，即在水平井眼附近采用柱坐标网格，在远离井眼的模拟区域采用矩形网格。以多种坐标体系的结合，较为准确地反映油气井周期的流体流动特征，减少了多层网格的数目；利用ＳＰＥ７公布结果验证了该模型可靠性。     

两类地质模型的网格系统构建与模型转换

不同的网格系统对储层静态模型的属性插值和数值模拟结果均有明显的影响,而通常的地质建模仅从单一方面来考虑模型网格系统,因此提出了分别进行油藏静态描述地质模型和油藏数值模拟地质模型网格系统设计的新思路,并利用网格重采样技术实现两类模型的协调统一。根据储层属性演化的主控因素,生成能反映储层空间分布及参数演化规律的网格系统,用于储层静态模型参数的插值;根据油藏开发生产实际与油藏流体流动主流线方向,构建用于油藏数值模拟所用的地质模型;利用网格重采样技术,实现由静态地质模型属性参数场到油藏数值模拟地质模型属性参数场的转换,使油藏数值模拟地质模型既能充分反映储集体的地质意义,又能更好地反映油藏流体的流动特征。     

利用径向积边界元方法计算动态逆向渗吸累积采收率

在开采超低渗透或致密油藏的过程中,水平井井筒周围会形成复杂的缝网,缝网将油藏分割成不同形状的基质块,当压裂液或者水在裂缝中流动时会与基质块大面积接触,在毛管压力作用下发生以动态逆向渗吸为主导的传质现象。为了准确描述针对任意形状基质块的动态逆向渗吸作用,利用基于边界元和径向积分理论的径向积边界元方法,建立适用于逆向渗吸的数学模型,通过与差分方法数值模拟结果和实验数据以及解析解进行对比,验证了所建渗吸模型的正确性,同时说明了径向积边界元方法适用于复杂形状基质块逆向渗吸累积采收率的计算;相对于差分方法,径向积边界元方法不用在基质块内部空间划分网格,使得动态逆向渗吸累积采收率的计算过程变得简单高效并且切合实际。     

多段压裂水平井的网格划分方法及其页岩气流动特征研究

复杂的流动机理、水平井与多段压裂的开发技术,导致页岩气数值模拟更为复杂。根据水平井及裂缝周围的流动特征,提出了多段压裂水平井的PEBI网格划分方法,即裂缝及水平井两端的扇形区域按径向流规律布点,裂缝及水平井的其它部位按线性流进行布点。将页岩简化为均匀介质,建立了耦合井储的数学模型,并基于全隐式离散格式进行了数值模拟。数值计算表明,多段压裂的水平井裂缝流动特征明显,在线性流阶段压力降落与压力导数曲线平行。在流动由线性流转为拟径向流后,曲线出现径向流特征,径向流特征的维持时间与油藏区域的大小相关。     

混合PEBI网格精细油藏数值模拟应用研究

针对原有的PEBI网格在精细油藏数值模拟中出现的问题,提出了综合运用径向网格和PEBI网格的混合PEBI算法.混合PEBI算法将整个研究区域分成两个区域:油井区和油藏区.在油井区采用径向网格,可以在充分把握油井附近流动状态的同时实现网格体积由小到大的快速变化;在油藏区采用PEBI网格,可以很好地逼近复杂油藏形态.混合PEBI网格具有计算效率高、稳定性好、运用灵活等特点,能适应精细油藏数值模拟的需要.用2个三维、多相数值试井计算实例对混合网格的优良性能进行了验证.     

明90断块径向水平井技术地质可行性研究

通过调研径向水平井在国外钻井所需要的地质条件及目前国内水平井工艺要求，提出了优选径向水平井目标区应考虑的地质参数，选择了明９０断块作为优选目标区。通过对优选目标区的精细油藏描述，确定也目标区的构造、沉积微相及储层变化规律，应用沉积微相法、动态分析法和数值模拟法描绘出目标区的剩余油分布。在此基础上进行水平井油藏工程优化设计，给出水平井及径向水平井产能的计算方程，并计算出设计径向水平井的产能。通过模拟     

渤海湾裂缝性稠油油藏布井方式研究

渤海湾裂缝性稠油油藏拥有储层裂缝发育、流体黏度大、弱底水等油藏特征,世界范围内尚无此类油藏的开发经验。基于地质油藏特征,建立了大尺度仿真物理模拟模型,真实模拟地下流体在裂缝性双重介质中的流动。采用物理模拟和数值模拟相结合的手段,分别对比了水平井立体注采井网和水平井定向井混合立体注采井网的开发效果。研究表明：水平井侧底注水开发效果最好,采出程度比其他注水方式高1.2个百分点,累计产油量最高,综合含水最低,波及效率最高。该研究对此类油藏合理开发具有一定的借鉴意义。     

水平井开发薄层特稠油油藏的界限优化研究

胜利油田的稠油油藏具有埋藏深、油层薄、边水严重以及原油黏度高等特点。以草128块沙三段为例，通过数值模拟研究，提出利用水平井开发该类稠油油藏，并对水平井的开发方式、布井区厚度、水平井距边水的距离以及水平井的注采参数等进行了优化研究。实践证明，该研究界限是可行的，且已取得了较好的经济效益。     

压裂水平井生产动态模拟器研制

水平井压裂通常是获得经济产量的必要措施，正确预测压裂后水平井的生产动态并进行水平井优化参数设计就显得相当重要。文章结合油藏-裂缝网格系统划分及IMPES差分方法，建立了压裂水平井三维两相生产动态数值模拟模型，模型中将油藏和裂缝当作一个渗流系统处理，针对裂缝划分了不等距油藏-裂缝系统网格，差分后形成大型７对角线性方程组，采用逐次线松弛方法迭代求解，研制开发了水平井压裂数值模拟器，可以模拟不同裂缝条数、裂缝间距以及储层参数和裂缝参数对生产动态的影响。与现场水平井实例对比，证明了模拟器计算结果合理可靠，具有推广和使用价值。     

侧钻水平井开采剩余油的三维物理模拟研究

研究了水平井开采物理模拟的相似准则,设计了三维油藏相似比例模型,建立了水平井开采三维油藏物理模拟系统。该系统既能在高温高压模拟油藏条件下研究水平井开采机理,又能在常温常压下研究水平井开采机理和油藏内流体流动。在水平井开采三维油藏物理模拟系统上进行了侧钻水平井开采的实验研究,分析了侧钻水平井开采曲线变化规律,比较了侧钻水平井与直井的开采效果,研究了侧钻水平井的侧钻时机、开采速度、水平段长度等对开采效果的影响。侧钻水平井确实能提高开采效果,延长注水油藏的生产寿命,提高最终采收率。     

建立碎屑岩油藏模拟模型的框架

西文综述油藏模拟的实用方法，介绍为进行油藏模拟而提出的油藏基本类型，确定网格块的地质准则，以及风格块参数的近似确定方法。     

射孔完井水平井产能预测数值模拟研究

根据油藏内流体的流动模型和水平井筒内流体的流动模型,建立了油藏一水平井筒流动的耦合模型,模型中考虑了油层各向异性、重力及毛管力的影响,采用全隐式方法对模型进行求解。运用该模型对影响水平井产量的射孔参数进行分析,结果表明水平井射孔段长度、射孔密度、射孔深度和射孔孔眼直径都是影响水平井产能的重要因素。增大射孔段长度、射孔深度、射孔密度和射孔孔眼直径都可以明显增加水平井的产能。水平井射孔时应穿透钻井污染带,否则对水平井的产能会造成很大影响。     

压裂水平井一体化耦合数值模拟方法

随着特低渗透油藏的开发,压裂水平井得到了广泛的应用,并取得了良好的经济效益。但到目前为止,对于人工压裂裂缝、压裂过程中产生的诱导微裂缝尚缺乏有效的手段对其进行模拟,因此也难以准确预测压裂水平井的生产动态。分别从油藏基质、人工压裂裂缝、诱导微裂缝与水平井筒等四个维度的流动模型出发,以各个维度的接触面为链接节点,提出了油藏基质、人工压裂裂缝、诱导微裂缝与水平井筒的相互匹配方法,构建雅克比矩阵,并利用全隐式方法进行求解,实现了对压裂水平井的一体化耦合模拟。实例计算表明:压裂水平井的一体化耦合数值模拟模型能够充分体现油藏基质、人工压裂裂缝、诱导微裂缝与水平井筒多尺度的流动特点,可以更加有效地应用于压裂水平井的动态模拟。     

低渗透油藏水平井井网形式优选

水平井在开发低渗透油藏中获得了广泛的应用.为了充分发挥水平井的优越性,确定应用水平井的合理井网形式,利用数值模拟方法,对低渗透油藏中不同井网形式下的产能、采出程度、累计产水等参数进行了研究.结果表明,利用水平井能够显著提高产量,加快采油速度,但同时水平井也能加快见水时间;低渗透油藏水平井网整体开发以交错井网效果最好,井网最优穿透比为0.2～0.4.在分析剩余油分布时引入了流线分析的方法,更加直观地反映了油藏内流体流动状况.     

吉林油田低渗油藏水平井开发技术

针对吉林油田低渗透油藏水平井开发状况,建立了吉林油田低渗透油藏水平井适应性地质参数评价标准,根据不同渗透率级别,优选出2类8个适合水平井开发区块。以M区块、N区块、E区块水平井开发油藏为例,从精细地质体描述、油藏工程参数优化、投产投注方案优化、水平井轨迹控制、能量补充5个方面对水平井油藏工程优化设计进行研究,给出了适合吉林油田地质特点的水平井油藏工程设计参数,形成了水平井系列开发技术。利用Eclipse软件对N区块不同能量补充方案进行数值模拟研究,结果表明,直井位于水平井趾端注水时,水平井产量最高。M区块水平井应用效果表明,水平井平累计产油量是周围直井130-6井同期累计产油量的2.5倍。图8表3参14     

数值模拟在复杂断块油藏地质研究中的应用

对复杂交叉断层合理的网格化是建立复杂断块油藏及不规则边界油藏的地质模型的关键环节,以往的建模软件将断层沿网格处理为台阶式,在不规则油藏的边界则通过变形角点网格来处理,在一定程度上降低了模型的精度,为此,利用HOT 公司的SURE 模拟软件对吐哈油田部分断块油藏进行了地质建模及数值模拟研究,较合理地处理了复杂交叉断层,使三维地质模型中断层周围网格块的参数合理分布,提高了对断块油藏模拟的精度。     

新型溶解气驱油藏水平井IPR曲线研究

对于溶解气驱油藏，由于地下流体为油气两相流动，油藏流体和相渗透率将明显地随压力而改变，因而溶解气驱油藏油井产量与流动压力的关系是非线性的。研究中，用油藏数值模拟方法，结合非线性渗流理论，建立了溶解气驱油藏水平井的产能计算模型。经过效验，计算结果可以达到较高的精度。