基于不确定性研究的油田开发后期指标预测方法

针对油田开发后期开发指标不确定性、波动程度大导致常规预测方法适应性差,且无法提供预测结果概率分布特征的问题,建立了基于不确定性研究的开发后期指标预测方法。该方法通过历史生产数据确定指标影响因素的概率分布,并采用随机算法生成服从概率分布的大量样本,最后通过所建立的指标与影响因素之间的定量关系预测指标的概率分布特征。用该方法对H采油厂注采比进行预测,其2013年前6个月注采比的预测误差平均为0.53%,而多项式回归模型及支持向量机模型的误差分别为3.33%和1.46%;2013年1月的注采比概率分布范围为0.77~0.93,最大概率的注采比为0.834 3。不确定性开发指标预测方法精确度较高,能为开发决策提供可靠依据,并大大降低决策风险。     

数字岩芯微观结构特征及其对岩石力学性能的影响研究

岩石本质上是一种非均质材料,其力学性质受到微观孔隙结构的影响。通过计算不同岩石微米CT图像的分形维数、孔隙半径分布和孔隙形状因子分布,分析了岩石的微观孔隙结构特征。基于数字岩芯表征单元,用有限元方法开展孔隙尺度下微观变形模拟试验,研究微观孔隙结构对岩石变形的影响。结果表明:岩石孔径分布各异,骨架和孔隙都具有分形特征,浑圆孔隙占比相对较少。岩石变形模拟试验中,由于端部束缚作用强,出现了严重的端部效应,在中部了形成X形的共轭塑性剪切带,会不断发展直至岩石破坏;不规则孔隙的存在,使得岩石内部应力集中现象明显,塑性变形区域分布极不均匀。岩石轴向上具有整体平移的特点,侧向变形严重,变形带之间过渡区域位移梯度较大;X形剪切带的下部,形成位移较小的拱形弹性变形区。岩石有效弹性模量与孔隙度和孔隙分形维数具有良好的相关性。随着孔隙度的增加,有效模量几乎呈指数递减,孔隙度对岩石力学性质影响巨大。孔隙分形维数越大,有效弹性模量大体上逐渐变小。研究从孔隙尺度揭示了岩石微观结构的变形机制,对岩石宏观性质的研究具有重要的指导意义。     

水平井水淹规律影响因素的不确定性及关联分析

为了考察影响水平井水淹程度的各种因素,将水平井开发效果看成灰色系统,用灰色关联分析的方法分析各种影响因素对水平井水淹程度的关联度,确定出影响水平井开发效果的主要因素.在某典型底水区块地质模型的基础上,取井地层非均质性、水平井轨迹等作为主要影响因素,通过数值模拟计算得出了不同影响因素下的开发指标.经灰色关联分析,得出该油田水平井水淹程度影响因素的影响程度从大到小排序为:避水高度>毛管力>产液速度>水平井轨迹>非均质性.     

聚合物驱效果影响因素关联性及适应性分析

聚合物驱是一项复杂而且具有多目标性的系统工程,对聚合物驱影响因素进行排序对聚合物驱的实施调整有一定指导意义。将聚合物驱看成灰色系统,用灰色关联分析的方法分析各种影响因素对聚合物驱效果的关联度,确定出影响措施效果的主要因素。统计了河南油田8个已注聚区块的开发效果，选取了渗透率变异系数，地层温度等9个因素作为主要影响因素，经灰色关联分析得出,该油田聚合物驱效果影响因素影响程度从大到小排序:注入速度＞地层温度＞渗透率变异系数＞地层水矿化度＞注入孔隙体积＞段塞尺寸＞地层渗透率＞原油黏度＞聚驱前含水。建立了典型模型，针对主控因素对聚合物驱的适应性进行了分析，结果表明,随着注入速度的增加，聚合物驱提高采收率幅度降低；聚合物工作黏度对开发效果的影响曲线呈明显的二段式分布；渗透率变异系数在0.7附近时聚合物驱效果最佳。     

基于流线的聚合物驱热降解数值模拟

聚合物驱是化学驱提高采收率的主要方法之一。热降解是影响聚合物驱效果的重要因素,利用油藏数值模拟进行聚合物驱方案设计时,应考虑聚合物的热降解作用,但目前考虑热降解的聚合物驱数值模拟尚未完善。为此,基于准确反映热降解的粘度衰减模型,利用分时步更新流线及网格—流线场互相映射的方法求解降解时间,实现了聚合物驱热降解数值模拟。该方法物理意义明确,适用性强,计算结果准确,可以准确反映聚合物在流动状态下的热降解过程。利用该数值模拟方法进行了3组模型的研究,结果表明,聚合物驱过程中聚合物的降解时间小于在地层中的传播时间,聚合物驱达到稳定后,降解时间等于传播时间。热降解对地层中聚合物质量浓度分布基本无影响,但会造成聚合物粘度降低,延长聚合物驱见效时间,同时使含水率下降,漏斗变小,驱油效果变差,在聚合物驱方案设计时应充分考虑聚合物的热降解作用。     

油藏条件下聚合物溶液老化数学模型新探

聚合物老化降解是影响高温油藏中聚合物驱效果的重要因素。利用油藏数值模拟技术评估聚合物老化降解对驱替效果影响的技术关键在于聚合物老化降解数学模型的建立。基于聚合物老化降解的黏度一阶常微分方程建立了油藏条件下的黏度修正模型,给出了油藏条件下聚合物黏度变化的偏微分方程描述形式。结合聚合物质量守恒方程,证明了在黏浓关系是多项式关系的条件下,黏度修正模型是成立的。黏度修正模型揭示了油藏中任意一点聚合物黏度受到聚合物自身降解和流动两方面影响的过程,描述了聚合物老化降解过程中质量浓度不变,黏度降低的物理现象,比目前商业数值模拟器中的黏度模型更加贴近聚合物在多孔介质中流动的物理实际。修正黏度模型的推导与论证为聚合物老化降解的数值模拟研究提供了理论支持。     

基于二维谱技术的低矿化度水驱孔隙动用规律

剩余油孔隙分布特征是影响低矿化度水驱效果的重要因素之一。常规一维核磁共振技术(T2谱)无法应用于低矿化度水驱研究,本文借助二维核磁共振(D-T2谱)技术对比研究了低矿化度水驱提高采收率效果及孔隙动用规律。研究表明,岩心中黏土矿物含量越高,提高采收率效果越明显,黏土矿物含量为4.3%、2.8%的岩心分别提高采收率6.9、4.4个百分点,而不含黏土土矿物的纯砂岩岩心仅提高采收率1.5个百分点;应用低矿化度水驱时,水相更易进入地层水不易进入的小孔隙(弛豫时间为1~10 ms)驱替原油,因此低矿化度水驱针对小孔隙中剩余油具有较高的提高采收率潜力。该研究对于油田应用低矿化度水驱技术针对性挖潜砂岩储层剩余油具有指导意义。     

油湿多孔介质中WinsorⅠ型表面活性剂体系特征及渗吸机理

通过盐度扫描实验确定了阴离子表面活性剂所形成的微乳液的相变行为与NaCl浓度的相关关系;通过微流控实验研究了WinsorⅠ型表面活性剂体系(简称WⅠ体系)的润湿性特征;在此基础上,利用微流控实验剖析了油湿多孔介质中NaCl浓度对WⅠ体系相变行为及渗吸过程的影响。研究表明,油湿多孔介质中,WinsorⅠ型微乳液润湿性与WⅠ体系相近,与其他相相比,润湿性最强;润湿铺展与溶解渗吸残余油是WⅠ体系提高渗吸采收率的主要途径;在形成WinsorⅠ型微乳液的盐度条件下,NaCl浓度显著影响WⅠ体系的渗吸机制,NaCl浓度越高,渗吸过程越复杂,渗吸效率越高;同时NaCl浓度显著影响WⅠ体系溶解渗吸残余油的能力,NaCl浓度越高,WⅠ体系对渗吸残余油的溶解越强。图16参23     

页岩储层渗透率数学表征

为研究页岩储层渗透率表征方法中存在的问题,根据页岩储层独特的裂缝、孔隙分布特点,分别建立了裂缝渗透率理论计算模型和基质渗透率理论计算模型,定性分析了缝宽、孔隙直径、孔隙压力等参数对渗透率的影响。模型研究表明：裂缝内气体渗流满足立方定律,其渗流能力由缝宽决定;基质渗透率受气体滑脱效应和扩散效应影响,其渗流能力由孔隙压力和孔隙直径共同决定,且随孔隙压力和孔隙直径的变化发生动态变化;裂缝渗透率和基质渗透率极差较大,实际应用时须进行适当分类处理,以克服采用现有渗透率数学表征方法表征页岩气渗透率的不足。应用实例结果表明,该方法准确有效。     

复杂小断块油藏水驱辅助注气吞吐提高采收率研究

复杂小断块油藏单纯利用注水或注气措施难以兼顾整个剩余油区域,挖潜效果有限。为提高复杂小断块油藏高含水期剩余油采收率,运用数值模拟方法探索了水驱辅助注气吞吐的开发方式,同时利用经济和效率双重指标分析了其油藏适应性。依据不同措施方案下典型模型的开发效果,确定了该方法的最优开发模式为:补充能量—闷井增能—闷井阶段—开发阶段,进一步确定了其技术界限:气水注入速度比为6.5~8.5、阶段二与阶段一增压比为0.1~0.3、注采比为0.4~0.6。将研究成果应用于胜利油田a-7区块,模拟预测表明该方法相比基础水驱开发采收率提高12.96个百分点。研究成果对复杂小断块油藏高含水期调整开发措施、提高采收率具有重要的指导意义。