塔河油田缝洞型底水油藏临界产量计算研究

碳酸盐岩缝洞型底水油藏的储集空间主要由缝、洞组成。在开采过程中,底水锥进机理与常规底水油藏有所区别,有必要对其进行研究。根据塔河油田缝洞型底水油藏缝、洞分布不均匀及非均质性较强的特点,将储层抽象成为渗透率突变的地质模型,定义渗透率突变系数和区域半径比,并基于达西定律,利用常规底水油藏Dupuit临界产量公式推导出了缝洞型底水油藏油井的临界产量计算方法,继而分析了渗透率突变系数和区域半径比在油井钻遇不同部位情况下对油井临界产量的影响。     

缝洞型底水油藏油井底水突破时间预测方法——以塔河油田4区S48井为例

底水锥进是降低底水油藏单井产量和采收率的重要原因。塔河油田奥陶系发育缝洞型底水油藏,该类型油藏与孔隙型和裂缝性油气藏具有较大的差别,储层中孔、缝、洞共存,其中大型的古溶洞系统是其主要的储集空间。由于储层尺度在空间上变化较大,储集空间分布不连续,该类型底水油藏的底水锥进机理与常规底水油藏存在明显差异。考虑塔河油田储层缝洞分布不均、非均质性较强的特点,将该类型储层抽象成为渗透率变异的概念地质模型,定义渗透率变异系数和泄油半径比来表征储层缝洞的发育程度,在此基础上推导出缝洞型底水油藏油井底水突破时间的预测公式。以塔河油田4区S48井为例开展实例计算,对比预测效果并分析缝洞发育程度(渗透率变异系数和泄油半径比)、单井产量和射孔程度对该类型底水油藏油井底水突破时间的影响。     

三重介质油藏试井解释模型及压力特征

对由基质、裂缝和溶洞组成的三重介质油藏建立了试井解释模型, 采用全隐式差分格式对考虑井筒储存和表皮效应影响的情况给出了模型的数值解。对给出的试井模型与溶洞-井筒连通、缝-洞-井筒连通模型进行了压力特征比较, 分析了介质间的窜流系数、弹性储能比、渗透率比及外边界对压力响应的影响。分析结果表明, 该模型包含了溶洞-井筒连通和缝-洞-井筒连通模型, 窜流系数λfv 和λmv 决定过渡段出现的时间, 弹性储能比ωv 和ωf 影响压力导数曲线“凹陷”的深度与宽度, 而渗透率比K0v 则影响窜流过渡段曲线的形状, 封闭边界和等压边界则导致晚期压力导数曲线的“上翘”和“下跌”。     

基于优选地震参数的缝洞型油藏单井产能预测模型

缝洞型碳酸盐岩油藏的储层非均质性强、流体分布复杂,产能预测相关参数往往难以获取,为单井产能准确预测带来较大困难。通过对常见的地震参数进行优选,提出了一种单井产能预测新方法。基于建立基质-裂缝-溶洞三重介质模型,利用Spearman和Pearson相关系数法优选出影响单井产能的地震参数,进而建立优选地震参数与窜流系数和弹性储容比的关系式,将其引入三重介质产能方程中,从而对不同地质背景下的缝洞型碳酸盐岩油藏单井产能进行预测。以新疆某缝洞型碳酸盐岩油藏实际生产数据及前期测试资料为基础,利用新方法对断裂区、暗河区、明河区及复合岩溶区4个区域134口油井进行产能预测和误差分析,结果表明：该方法对暗河区油井产能预测精度最高,可达87%;对明河区和复合岩溶区预测精度较低,为80%;同时,该方法的平均预测精度为83%,高于多元线性回归、BP神经网络、支持向量机等方法的预测结果。新方法充分利用已有地震资料,进一步提高了产能预测精度,为复杂缝洞型碳酸盐岩油藏产能预测提供了新思路。     

大尺度溶洞压力响应特征

缝洞型油藏数值模拟中的重点和难点是溶洞系统处理,现有解释模型不能有效解释、评价含大尺度裂缝洞穴的碳酸盐岩储层。将溶洞视为一个内部处处压力相等的整体,利用溶洞质量守恒原理建立了含大尺度溶洞缝洞型油藏数学模型,使用直接边界元方法计算了溶洞压力响应,求解计算得到了溶洞的大小及离井距离、窜流系数、储能比对溶洞压力响应曲线的影响,为缝洞型油藏数值模拟溶洞处理提供了参考依据。定产量开采时,溶洞压力导数先上升到一个峰值,然后下降到0。双孔介质油藏中裂缝窜流会使得上升段出现一个台阶,窜流系数影响着台阶出现时间和台阶的高低,储能比影响着台阶持续时间。溶洞半径相同情况下,离井距离越小,溶洞压力导数峰值越大。溶洞离井距离相同情况下,溶洞半径越大,压力导数峰值越小。     

缝洞型储层井壁裂缝宽度变化ANSYS模拟研究

以往研究单一或成组裂缝的数值模拟,多未考虑孔洞存在对裂缝宽度变化的影响。用断裂力学基本理论及有限元法建立了不同缝洞组合裂缝宽度变化的有限元模型,通过ANSYS有限元软件模拟研究了缝洞型储层中不同缝洞组合:缝—洞、缝—洞—缝、缝—洞—缝—洞3种模型。探讨了不同模型中裂缝宽度变化、裂缝长度、井筒正压差及溶洞发育情况的关系。模拟结果表明,井筒正压差越大,裂缝宽度增量越大;相同井筒正压差下,裂缝长度越大,其缝宽增量越大;溶洞越发育,缝宽增量也越大;随着溶洞直径的逐渐增大,缝宽增量也越大。计算机模拟裂缝宽度变化规律为选取合理粒径的堵漏材料、优化漏失控制技术提供了一定的理论依据。     

缝洞型碳酸盐岩油藏流动机理初探

缝洞型碳酸盐岩油藏,其储集空间以溶洞为主,裂缝为主要流通通道,溶洞、裂缝随机分布,具有网络状油藏的特征。裂缝和其连通的溶洞动力学尺寸较大,流体流动可以看成管道流动,基质渗透率很低,流体流动遵守达西定律。将渗流力学、流体力学知识相结合,建立了缝洞型油藏渗流与管流耦合模型,揭示了储集体内流体流动规律,并计算了单个缝洞系统中压力降落规律,计算结果表明,溶洞中压力降落远低于裂缝中压力降落。     

缝洞型油藏斜井三孔双渗试井分析模型

缝洞型油藏的基质、裂缝和溶洞之间存在流体窜流,且基质和裂缝同时向井筒供给流体,假设油藏顶底不渗透、侧向无穷大、储集层水平等厚,建立了斜井试井分析理论模型。利用拉普拉斯变换、分离变量等方法得到了拉普拉斯空间下的试井模型解析解,通过Stehfest反演获得了井底压力解。利用受模型参数控制的试井分析样版曲线,开展了流动阶段识别及曲线敏感性分析。典型的斜井三孔双渗试井样版曲线反映出早期径向流阶段、线性流阶段、溶洞向裂缝窜流阶段、溶洞向基质及基质向裂缝窜流阶段等8个主要的流动阶段。井斜角、裂缝与储集层渗透率比等参数取值对试井样版曲线特征影响显著。     

致密油储层水平井产能影响因素研究

致密油储层致密,开发难度大,产能影响因素多。为研究致密油储层地质特征、水平井方位以及布缝方式等因素对单井产能的影响,采用数值模拟方法,分别建立了压裂水平井的单井模型,研究不同参数对产能的影响,并定义了影响因子,量化油藏地质参数对不同阶段单井产量的影响。结果表明,天然裂缝的导流能力决定了单井初期产能的高低,而产量递减速度主要取决于基质孔隙度的大小;在初期阶段产能的主要影响因素是天然裂缝的导流能力,后期阶段主要影响因素是基质孔隙度。当水平井筒方向与裂缝方向垂直时,通常获得较大的产能;体积压裂形成的网状缝可以大大改善开发效果,但是在网状缝难以形成时,通过增加压裂段数,可以达到相近的开发效果;合理地交错布缝,可以有效地采出缝间及井间的储量,从而大大改善开发效果。     

缝洞型潜山稠油油藏合理单井产能计算方法

针对缝洞型潜山稠油油藏储集空间存在多样性和复杂性以及稠油流动存在启动压力梯度的问题,考虑原油可流动性和缝洞发育特点,利用等效连续介质理论、等值渗流阻力和水电相似原理,引入等效渗透率张量,推导出缝洞型稠油油藏单井产能公式,并结合区块实际地质参数进行了产能主要影响因素分析。通过敏感性分析认为,油井产能随原油黏度的增加而递减,最终趋于定值;随着启动压力梯度的增加,原油流动难度增加,合理增大压差可使原油的可流动性增加;随裂缝开度和线密度增加,油井产能增长幅度由小变大;随孔洞直径和面密度增加,油井产能呈指数型增长。实例研究结果表明单井产能计算方法可靠,可为确定缝洞型潜山稠油油藏合理产能提供理论依据。     

缝洞型碳酸盐岩油藏出水规律可视化物模实验

为了深入研究缝洞型碳酸盐岩油藏储集体出水规律,设计裂缝、溶洞和缝洞3种典型储集体可视化物理模型,研究了不同裂缝(缝宽)极差、注水速度、含油饱和度与缝洞倾角条件下的出水规律,分析了驱后剩余油类型和分布特点。实验结果表明,对于裂缝储集体,裂缝极差为1、4、16时,极差越大末端出水越早,一定条件下采收率越高。对于多向连通型缝洞储集体,注入速度为0.01、0.1、0.5 mL/min时,采收率呈现出随注水速度增加而先增后减的变化趋势,且波及区域内的含油饱和度越高时,最终采收率也越高。对于致密充填溶洞储集体,重力分异作用对油水流动起重要影响,且当缝洞倾角由0°逐渐增至45°、90°时,采收率也逐渐增加。研究成果对于缝洞型油藏的开发、油井堵水及剩余油的挖潜具有重要的理论和实践指导意义。     

对标产能的碳酸盐岩储集层测井分类评价——以塔里木盆地托甫台地区一间房组为例

孔隙类型多样是塔里木盆地托甫台地区中奥陶统一间房组碳酸盐岩储集层非均质性强的主要原因，储集层有效性难以评价。在岩心和薄片观察的基础上，依据成像测井资料，将碳酸盐岩孔洞分为溶蚀孔和洞穴；裂缝分为构造缝、溶蚀缝和压溶缝。根据孔洞和裂缝的组合形式，将研究区一间房组碳酸盐岩储集层划分为裂缝型、裂缝-孔洞型和孔洞型。综合导电效率、裂缝孔隙度和深侧向电阻率变化幅度，建立了储集层类型的定量划分标准，孔洞型储集层导电效率小于0.008，裂缝孔隙度小于0.13%；裂缝-孔洞型储集层导电效率为0.008～0.024，裂缝孔隙度为0.13%～0.60%；裂缝型储集层导电效率大于0.024，裂缝孔隙度大于0.60%。依据累计有效孔隙厚度、平均有效孔隙度以及产能，建立了裂缝-孔洞型储集层和孔洞型储集层分类判别图版。托甫台地区一间房组裂缝-孔洞型储集层和孔洞型储集层均主要为Ⅱ类储集层，测试日产液量分别超过55 t和50 t。     

塔里木盆地塔河4区缝洞型油藏井间连通程度

塔里木盆地塔河油田4区奥陶系碳酸盐岩储层以岩溶和构造运动形成的溶洞、溶蚀孔洞和裂缝系统为主。溶洞呈离散状分布,是主要的储集空间;裂缝是主要的流动通道。塔河4区奥陶系碳酸盐岩储层具有埋藏深、非均质性强和开发难度大等特点。例举塔河4区S48单元7口井的生产动态干扰特征,由静态资料分析油藏的4种储集空间类型,包括溶洞型、裂缝型、缝洞组合型和致密岩块型。据此,提出井间洞连通、裂缝连通、复合连通和不连通4种井间连通模式。最后,由类干扰试井理论结合示踪剂扩散理论分析井间综合流量系数,初步定量表征井间连通程度。由此倡导,缝-洞型油藏剩余油分析方法与挖潜措施需要结合井间连通模式和连通程度。     

低渗透油藏侧钻水平井小井眼分段多簇压裂技术

针对低渗透水驱砂岩油藏中的水淹油井利用老井筒开窗侧钻?88.9 mm水平井后,储层无法进行分段压裂来提高单井产能的难点,在研究井网部署和剩余油分布特征的基础上,采用数值模拟方法,研究了不同裂缝密度和压裂段数对油井产能和含水率的影响。室内模拟和现场测试结果表明,裂缝密度为4～6 条/100m、裂缝长度100～120 m时,油井控水增油效果较好;采用“卡封护套”压裂管柱和小直径可溶桥塞分段多簇压裂工艺,可以实现各压裂段之间的有效封隔,并能提高施工效率。小井眼侧钻水平井分段多簇压裂技术的现场施工效果较好,为低渗透油藏进行类似水淹油井恢复单井产能和提高油藏最终采收率提供了技术支持。      

致密油藏压裂水平井非稳态产能预测模型

考虑启动压力梯度和压敏效应影响下的基质—裂缝、裂缝—井筒的耦合流动,以椭圆渗流理论和叠加原理为基础,通过当量井径原理,建立了带有多条横向裂缝且裂缝间相互干扰的压裂水平井的非稳态产能预测模型,并分析了压裂水平井产量变化规律及各因素对产能的影响。实例计算结果表明,致密油藏压裂水平井初期产量高、递减快、高产期短,后期产量低、趋于平稳、稳产期长。启动压力梯度和应力敏感效应影响大,启动压力梯度、变形系数越大,压裂水平井单井产量越低。水平段长度越长、压裂缝条数越多、裂缝越长、导流能力越大,压裂水平井产量越高,但各自存在最优范围。     

Factors Affecting the Productivity of a Multifractured Horizontal Well

Horizontal well technology has been widely used in developing oil fields. Very commonly, these wells are hydraulically fractured to improve productivity in low permeability reservoirs. The productivity of a multifractured horizontal well is mainly affected by reservoir properties and fracture parameters. A simple and accurate method for evaluating and optimizing productivity of this type of wells is not available and is highly desirable to reservoir engineers. The authors analyzed the equipressure contour, velocity vector distributions, and the influence of factors such as ratio of vertical permeability to horizontal permeability, anisotropy of plane permeability, hydraulic fracturing angle, fracture distribution, and morphology on horizontal well's productivity by finite element numerical simulation method. The results show that optimizing the well trajectory and direction can reduce the degree of reservoir permeability anisotropy influencing on the productivity of well. Hydraulic fracture tilt or angles among multifractures due to natural fractures or ground stress can lower the productivity. Asymmetric distribution of fractures about wellbore can improve production and distribution with staggered interval can generate greater production. When the space between hydraulic fractures is small, fractures bend at a small angle and display a separated trend due to interference among fractures. In this case production has a little increase. Finite element numerical simulation method is accurate and intuitive when simulating percolation field of fractured horizontal wells. The results have certain reference significance for in situ fracturing operations.     

低渗致密油藏水平井缝网压裂裂缝参数优化

水平井缝网压裂在提高低渗致密油藏水平井产能、延长稳产时间方面发挥了重要作用。目前,针对低渗致密油藏缝网压裂裂缝参数优化的研究还很少,且普遍没有考虑储层的低渗特点。为此,文中考虑了启动压力梯度和井筒摩阻的影响,采用Eclipse数值模拟工具,建立了缝网压裂的模型;并运用正交试验设计优化思路,以黄陵长6浅层低渗透致密储层为基础,开展了水平井缝网压裂裂缝参数优化研究;分析了缝网特征对缝网压裂改造效果的影响,为缝网压裂裂缝参数优化提供了一套完整思路。黄陵地区现场应用了11口井,均取得了良好效果,为低渗致密油藏水平井缝网压裂设计提供了有效指导。