启动压力梯度对压裂井生产动态影响研究

低渗透油藏往往不遵循达西定律,具有启动压力现象,常规的方法难以实现该类油藏的高效开发.通过室内实验,研究了大庆肇源油田不同渗透率岩心启动压力梯度,建立了启动压力和渗透率关系式,并应用黏度和渗透率组合参数来判断流体的渗流形态;应用数值模拟的方法研究了启动压力梯度对压裂油井日产量、累积产量、含水率、采出程度、地层压力分布等的影响.结果表明,启动压力梯度对压裂油井各项生产参数的影响很大.因此,在低渗透油藏的开发过程中不能忽略启动压力梯度的影响.     

启动压力梯度对压裂井生产动态影响研究

低渗透油藏往往不遵循达西定律,具有启动压力现象,常规的方法难以实现该类油藏的高效开发．通过室内实验,研究了大庆肇源油田不同渗透率岩心启动压力梯度,建立了启动压力和渗透率关系式,并应用黏度和渗透率组合参数来判断流体的渗流形态;应用数值模拟的方法研究了启动压力梯度对压裂油井日产量、累积产量、含水率、采出程度、地层压力分布等的影响．结果表明,启动压力梯度对压裂油井各项生产参数的影响很大．因此,在低渗透油藏的开发过程中不能忽略启动压力梯度的影响．     

考虑启动压力梯度的低渗透油藏污染井压裂增产新模型

根据单一启动压力梯度的低渗透油藏直井产能公式,分别考虑污染区与未污染区压裂后的渗透率和相应的启动压力梯度变化,建立分区考虑启动压力梯度的低渗透油藏污染井压裂增产新模型。结果表明:污染区内外的启动压力梯度差别较大,考虑污染区内外不同启动压力梯度的低渗透油藏污染井产能预测模型更符合实际情况;考虑污染区内外不同启动压力梯度所计算的产能比没有考虑启动压力梯度的产能要小得多,对于压裂井,启动压力梯度的影响较小。     

低渗碳酸盐岩稠油油藏启动压力梯度研究

采用“压差-流量”法测定了3个渗透率级别、3个原油黏度级别条件下的低渗透碳酸盐岩油藏样品的非达西渗流曲线.得到不同黏度、不同渗透率条件下叙利亚O油田的油相启动压力梯度及流量-压差关系,分析认为原油黏度和渗透率对低渗透碳酸盐岩稠油油藏启动压力梯度影响明显;通过对实验结果进行非线性回归,得到适用于低渗碳酸盐岩稠油油藏的启动压力梯度与流度关系的经验公式及关系图版;通过加热测定高温对启动压力梯度影响,与冷采条件下相比,高温条件下低渗碳酸盐岩稠油油藏油相启动压力梯度可下降约1个数量级,从而有效改善了原油在地层的渗流能力,但高温改变启动压力梯度存在临界温度.该研究成果为低渗碳酸盐岩稠油油藏开发方式优选及热采参数优化提供了理论支持.     

有启动压力梯度渗流的数学模型

围绕低渗透问题和Bingham流体渗流问题，从推广的达西定律入手，详细推导了其渗流控制方程，讨论了初始条件和各种边界条件．并且考虑到表皮效应和井筒储集常数，引入有效井筒半径，将控制方程和边界条件无量纲化，建立了有启动压力梯度渗流问题的数学模型，为有启动压力梯度油藏开采提供理论依据．并给出了无网格方法的数值模拟结果．     

微裂缝岩心启动压力梯度实验研究

为了研究微裂缝对低渗、特低渗储层非线性渗流规律的影响,使用渗透率接近的天然裂缝岩心、人造裂缝岩心、无裂缝岩心进行了室内渗流实验。研究结果表明:岩心渗透率接近时,微裂缝的存在会大幅降低岩心的真实启动压力梯度,降低不可动流体比例,但是对拟启动压力梯度数值影响较小,同时微裂缝减小了流体流动过程中贾敏效应的影响,使得通过实验数据拟合的启动压力梯度幂函数幂指数更接近-1,此指数大小受孔喉非均质性控制,影响启动压力梯度预测准确性。     

基于离散裂缝模型致密储层压裂直井动态分析

针对致密油藏渗流规律表现出的启动压力梯度和应力敏感等非线性特征,基于离散裂缝模型建立致密油藏压裂直井的不稳定渗流模型。由于有限体积方法具有物理意义明确的特点,易于计算压力梯度,方便考虑启动压力梯度的影响,采用该方法对模型进行数值求解,并对压力动态进行敏感性分析。结果表明:启动压力梯度与应力敏感的存在使得压力导数曲线上翘,启动压力梯度与渗透率模数越大,上翘幅度越大,流动阶段越难划分;与启动压力梯度不同,应力敏感使得边界响应段的压力导数曲线上翘;裂缝半长越短,启动压力梯度和压敏效应导致的曲线上翘越明显;裂缝导流能力对早期流动阶段的影响较大,随着裂缝导流能力的增大,压力导数曲线向下移动。     

低渗多孔介质非达西渗流启动压力梯度存在判识

针对低渗油层非达西渗流规律研究及启动压力梯度预测对低渗油层的开发具有重要的意义,对大量实测的低渗储层岩心单相油和单相水渗流曲线进行了拟合及理论分析。结果表明:通过实验拟合得到的渗流方程,能很好的反映低渗非达西渗流规律;同时,应用边界层理论,论证了拟合方程的合理性及方程中各系数的物理意义,在此基础上,提出了低渗储层存在启动压力梯度的临界平均孔喉最大值半径判据,研究表明:该判据的判别结果与实验结果一致。     

叠加原理不能求解含启动压力梯度渗流方程

由于含启动压力梯度的渗流方程不是齐次方程,使用叠加原理对其进行求解时会引起误差。首先建立含启动 压力梯度的渗流方程,然后基于PEBI 网格进行数值求解,最后将数值计算的试井曲线与基于叠加原理的试井曲线进 行对比。数值求解的计算结果表明：启动压力梯度使得关井后的井底压力很快稳定,并且井底压力不能恢复到原始压 力,同时,关井段的压力导数曲线下掉。基于叠加原理的计算结果表明：启动压力梯度使关井后的井底压力持续上升、 数百天乃至数千天都不能使恢复压力稳定,并且压力导数上翘。这不仅与数值解有很大的差别,而且也与封闭边界压 力导数下掉的趋势相悖。这表明叠加原理不适用来求解含启动压力梯度的渗流方程。     

考虑介质变形和启动压力梯度的低渗压裂气井产能分析

低渗储层孔吼狭窄,储层物性差,基本无自然产能,需压裂才能经济开发。存在启动压力梯度并且由于有效应力改变有介质变形现象;针对低渗气藏物性特征,基于稳定渗流理论,利用保角变换原理,推导出考虑启动压力梯度和应力敏感效应以及人工压裂缝的气藏垂直井产能计算模型;分析不同应力敏感系数和启动压力梯度以及人工裂缝长度对气井产能影响。该研究对低渗气藏垂直压裂井合理产能确定有一定指导意义。     

考虑压力敏感效应和启动压力梯度的低渗透气藏水平井产能研究

低渗透气藏由于普遍具有低孔、低渗的特征,导致其气水渗流具有非线性特征和流态的多变形,进而储层流体的渗流不再遵循经典的达西定律。结合岩石本体有效应力相关理论,在前人的基础上,推导了低渗透气藏水平井产能公式,该公式综合考虑了压力敏感效应和启动压力梯度的影响,更加接近于实际气藏,更能准确的对低渗透气藏水平井产能进行评价。实例计算表明:在低渗透气藏水平井产能分析中,必须考虑压力敏感效应和启动压力梯度;且随着压力敏感系数和启动压力梯度的增大,水平井产量降低。水平井产能随着生产压差的增大而增大,但气井产能指数却是先快速上升,然后再缓慢降低。因此对于低渗透气井而言,存在一个生产压差的最优值。     

垂直井筒气液段塞流压力梯度的简便算法

以流动机理研究为基础，应用等效段塞单元分析方法，建立了垂直气液段塞流压力梯度的计算模型，依据实验数据确定了模型中液相段塞持液率的预测方法，借用公开发表的相关实验数据对新建模型进行了验证。经对比分析认为，所提出的压力梯度计算方法不仅涉及的中间参量少、计算简便，而且对不同来源的数据适应性好、计算精度高。另外，不同液相段塞持液率相关式的计算结果相差较大，但实验条件下对压力梯度的预测值影响并不大。     

基于毛管束模型的启动压力梯度分析与计算

针对低渗岩心渗流规律研究和室内实验测定中准确计算启动压力梯度的方法,提出启动渗透率的概念,认识到启动压力梯度和启动渗透率在渗流过程中是变化的,对冀东油田低渗透岩心通过稳态"流量-压差"法进行驱替实验,建立了用于分析启动压力梯度变化规律的毛细管束模型。对实验结果处理和分析,研究结果表明启动压力梯度和启动渗透率随流量的增加而增加;并且增加的幅度逐渐减小。由启动压力梯度和流量的关系计算出了不同实验岩心的最小启动压力梯度、拟启动压力梯度及对应的启动渗透率,得到启动压力梯度与岩心渗透率呈幂函数关系的经验公式;并将一维实验结果应用于平面径向流中,指出启动压力梯度随距离增加而减小,并得到启动压力占总驱替压差的比例。     

低渗透砂岩渗流启动压力梯度

为了研究低渗透砂岩的启动压力梯度,设计了一种非稳态渗流中测量压力的试验方法。岩心中形成稳定渗流后,关闭驱替泵,测量岩心封闭端的压力衰减曲线。建立了考虑启动压力梯度影响的一维低渗透岩心中液体不稳定渗流的数学模型。用数值有限差分的方法进行求解。封闭端压力衰减曲线的试验结果和理论计算结果吻合较好,从而验证了试验方法和数值模型的可靠性。试验结果表明,启动压力梯度与岩心的气测渗透率之间并不存在负相关的关系;同一块岩心在初始稳定渗流速度大的情况下,岩心的启动压力梯度小。这与产生启动压力梯度的机理的边界层理论解释相符合。     

一种新的考虑启动压力梯度产能方程的建立

The flowing mechanism of a low permeability gas reservoir is different from a conventional gas reservoir,especially for that with higher irreducible water saturation the threshold pressure gradient exists. At present,in all the deliverability equation,the additional pressure drop caused by the threshold pressure gradient is viewed as constant,but this method has big error in the practical application. Based on the non-Darcy steady flow equation,the limited integral of the additional pressure drop is solved in this paper and it is realized that the additional pressure drop is not a constant but has something to do with production data,and a new deliverability equation is derived,with the relevant processing method for modified isochronal test data. The new deliverability equation turns out to be practical through onsite application.     

低渗薄层油藏多垂直裂缝水平井产量计算公式

随着越来越多的水平井压裂技术应用于低渗透薄互层油藏,准确地确定多垂直裂缝水平井的产量意义重大.在假设各薄互油层物性各异、各裂缝流量不相等的条件下,分析研究了各裂缝周围的渗流场分布特征.采用渗流面积等值法,把多垂直裂缝系统水平井等效为水平井与垂直井的组合.应用镜像反映及势的叠加原理,对裂缝系统的产量公式进行了详细推导,并结合Renard-Dupuy公式,得到了多垂直裂缝水平井产量公式.实例的计算结果表明,水平井经压裂后产量明显增加,各垂直裂缝的产量不相等,中间裂缝较边部裂缝产量小.由此说明在压裂缝数量确定的情况下,应尽量增加裂缝间的距离,以增加各裂缝的泄油半径,以此来提高单井产量.     

启动压力梯度确定井距和判断油井压裂的新方法

低渗透油藏最大的特征是存在启动压力梯度,其流动为非线性渗流。在一定的井距、生产压差情况下,启动压力梯度决定油藏多大范围内原油可参与流动,这直接影响油田的采收率。根据弹性渗流理论,以油井最大产量生产时产生的压力波传到油藏内某处,其压力梯度正好等于启动压力梯度时离油井的距离作为最大泄油半径,从而建立了计算最大井距的数学模型。根据压力在压裂裂缝中的传导特征,提出了判断油井是否需要压裂和计算最小压裂缝长的方法。对2个油区6个油田的41口油井计算表明,最大井距为(4~449)m,约68%的油井需要压裂,最小压裂缝长为(2~73)m。结果与实际情况的一致性较好,表明该方法具有较高的可靠性和实用性。     

特低渗油藏考虑启动压力梯度的物理模拟及数值模拟方法

从流体在低渗透多孔介质中的渗流机理出发,通过室内基础实验和基础理论研究,以及物理模拟和数值模拟方法,运用流体边界层理论,分析了由于启动压力梯度的存在而使得低渗储层产生非达西渗流的机理和规律,建立了描述低渗油气非达西渗流模型,并对特低渗长庆油田某区块一个菱形反九点注采井网进行了实例模拟计算。结果表明,启动压力梯度的存在不但降低了低渗透、特低渗透油田的开发指标,而且还增加了开采难度。增大注入率、缩小井距可以在某种程度上降低启动压力梯度的不利影响。