裂缝性低渗透油藏流-固耦合数值模拟

根据低渗裂缝性砂岩油藏的储层特征,建立适合裂缝性砂岩油藏渗流的等效连续介质模型;通过实验得出有效压力改变对储层孔隙度、渗透率影响的规律;考虑低渗透油藏渗流时启动压力梯度和低渗储层的流-固耦合特性,将渗流力学与弹塑性力学相结合,建立起适合低渗透油藏的流-固耦合渗流数学模型,并给出其数值解.在黑油模型和弹塑性有限元程序的基础上,编制了计算低渗透油藏流-固耦合渗流的计算软件.通过数值模拟和不考虑流-固耦合时的计算结果相比,可以看出低渗油藏中流-固耦合效应十分明显.     

三维三相渗流数模在提高非均质油藏注水开发采收率中的应用

强非均质油藏注水开发过程中随着水洗程度的加深．高渗层水淹严重，低渗层无法动用或动用程度较低，油层平面及纵向动用差异日益增大，严重影响注水开发效果．以强非均质油藏板9断块为例，针对油藏本身的流体特性及注水开发特点，从油、气、水三相渗流达西运动方程和物质守恒角度出发，建立了该断块油藏三维三相渗流数学模型．优化设计合理的网格系统以及算法组合对该断块进行了数值模拟研究，准确描述剩余潜力分布．有针对性的提出综合治理措施．使开发效果得到明显改善，为同类断块油藏的开发提供指导和借鉴。     

双重介质污染质运移模型研究及其在岩溶区的应用

本文用双重介质理论,在天然裂隙系统中对其裂隙域和孔隙岩块域建立了二维水流和污染质运移模型。讨论了岩块为斜方体、椭园柱体和任意不规则几何形态条件下,耦合项(Γ)的表达式及计算方法。分别对流速、弥散度、孔隙度等因素对污染质运移的控制和影响进行了定量分析。最后,模拟了济南东郊约85km~2岩溶含水层中Cl~-离子的运移情况,取得了比较满意的结果。     

裂缝性油藏控水堵水方法研究与应用

随着油田逐渐进入后期开采,调堵井的数量不断增加,所面临的问题是如何在高温、高盐以及裂缝性等恶劣油藏条件下提高采收率技术。目前凝胶类和颗粒类堵剂依然是裂缝性油藏化学调堵体系的主流;另外基于对水体分布、能量预测等油藏地质条件全面认识下的各种物理堵水技术也得到了较好应用。从裂缝性油藏控水堵水难点出发,介绍了国内外的配套技术,重点综述了恶劣油藏条件下的各种凝胶体系,并分析了提高凝胶体系热稳定性的研究思路,认为聚合物高温碳化作用对凝胶的使用有着变革性意义。用某种高吸水材料配成的软颗粒状凝胶完井液130℃高温下与低渗岩心动态污染时,在岩心端面形成强度高、韧性好的黄-黑色胶质暂堵层,极大地避免了漏失,降低了水相圈闭的损害,在中国东海天外天高温低渗气田A1s、A7完井中取得了较好应用效果。另外,丙烯酰胺与丙烯酸叔丁酯的共聚物(PAtBA)用聚乙烯亚胺作交联剂的凝胶体系在国外已得到了成功的应用,聚乙烯亚胺有着低毒、环境友好等诸多优点,研制出性能更优越的聚合物与之交联对未来的凝胶体系研究有着重要意义。最后从控水-堵水-治水整体思路出发,提出了对今后的研究设想。     

裂缝介质中不同震源横波分裂现象的数值模拟

采用TTI介质中二维三分量一阶交错网格应力-速度弹性波方程,模拟胀缩源、垂直集中力源、剪切源在垂直裂缝介质中的井间地震波场,分析了不同方位角情况下波场的传播特征,并讨论了横波分裂时的能量分配情况。结果表明：地震波从各向同性介质进入各向异性介质时会观测到快慢横波;在一定方位角的情况下,垂直裂缝介质中会得到快慢横波,这为进一步分析横波分裂特征和地震实际数据提供了依据。     

深层离散裂缝油藏多尺度流固耦合数值模拟方法

深层离散裂缝油藏介质类型多、尺度变化大,存在离散介质与连续介质,且高压下介质易变形,对压力敏感,现有的油藏数值模拟方法虽然考虑了离散介质,但没有考虑裂缝变形的影响,方法不再适用,为此创建了深层离散裂缝油藏多尺度流固耦合数值模拟方法。首先,提出了基质、微裂缝、中小尺度裂缝和离散裂缝的分尺度模拟方法,建立了多尺度离散裂缝网络流固耦合模型。其次,创建了不同尺度离散裂缝流固耦合数学模型,针对不同尺度裂缝中流体流动和应力敏感特点分别考虑压力敏感或流固耦合：微裂缝存在应力敏感,与基质一起采用压力敏感方法来处理,建立压缩系数计算方法;中小尺度裂缝随油田开发容易闭合,提出采用裂缝开启闭合计算方法,建立裂缝开启闭合的计算模型;离散裂缝控制着流体流动方向和规模,同时裂缝容易填充,需要采用流固耦合处理,建立流固全耦合数学模型。再次,建立了有限体积和有限元数值模型,流动问题采用有限体积法进行离散,应力问题采用有限元法进行离散,并通过收敛性相对较好的全隐式数值求解方法进行求解。最后,通过理论模型与实际油藏模型进行方法验证：采用二维固结模型数值计算结果能够较好吻合理论解,验证了方法的正确性;采用实际油藏模型计算,...     

裂缝性稠油油藏蒸汽吞吐产能预测模型

针对裂缝性油藏为裂缝-孔隙型双重介质且加热区内地层温度为非等温分布,在常规稠油油藏蒸汽吞吐加热半径计算模型的基础上,通过引入加热区前沿温度,构建了考虑地层温度为非等温分布的裂缝性稠油油藏蒸汽吞吐加热半径计算模型,并基于天然裂缝等效渗透率张量理论,将裂缝性油藏变换成等效各向同性油藏,最终推导出裂缝性稠油油藏蒸汽吞吐产能预测模型。以某裂缝性稠油油藏为例进行了计算,结果表明,本文产能预测模型计算结果与裂缝性双重介质热采数值模拟计算结果基本吻合,从而验证了本文模型的准确性。敏感性分析表明,蒸汽吞吐加热半径是加热区前沿温度的函数,加热半径随前沿温度的降低而增大,产量随裂缝孔隙度的增加而增大。     

三维地质建模及数值模拟技术在油藏开发中的应用

通过鄂尔多斯盆地油坊庄油田定31井区侏罗纪延长组长1油藏三维精细地质模型的建立,对该区油田地质储量、采油量、含水率和压力等进行了数值历史拟合,摸清该区剩余油的分布规律:剩余油主要分布在构造高部位、沉积主河道注水未波及部位、生产井泄油半径之外和生产井未补孔部位.针对该区剩余油的分布规律制定了新钻调整井和老井侧钻、注采井网完善、采油工艺挖潜3种方法进行开发方案调整,并对调整后的开发技术指标进行了数值模拟预测.     

特低渗油藏多段压裂水平井注水可行性分析

摘要：针对特低渗油藏中多段压裂水平井注水开发的可行性问题,论文采用流线模拟方法,研究了多段压裂水平井在一注一采下的生产动态特征,探讨了影响压裂水平井注水开发的主控因素。模拟结果表明：在不发生水窜的情况下,压裂水平井注水能增大单井注入量,提高采油速度和阶段采出程度。同时,交错部署裂缝,裂缝穿透比为02~04时利于注水开发。裂缝水窜增大压裂水平井注水风险,边部水窜、多条裂缝水窜,加速油井水淹,从而丧失压裂水平井注水的优势。在地质条件稳定,裂缝规模可控的条件下,可以尝试开展多段压裂水平井注水实验。研究结果可为特低渗油藏中多段压裂水平井注水提供理论支持。     

应用随裂缝倾角变化的孔隙模型改进储层饱和度计算

复杂的孔隙结构及多变的孔隙类型使得裂缝性储层成为测井评价的难点,通过假定不同孔隙类型间的导电方式来建立合理的孔隙模型,进而结合阿尔奇方程实现饱和度计算是目前裂缝性储层定量评价的主要方法和途径。在经典的双孔隙模型中求取岩石系统的总孔隙指数m时,未考虑裂缝与电流线的夹角变化带来的影响。通过在裂缝性储层中同时考虑裂缝曲折度、裂缝与电流线夹角双重因素,构建了改进双重孔隙模型,并结合电成像资料提供的倾角信息进行了实例处理。结果表明,改进模型的计算值与取心分析有着更好的一致性;若不考虑裂缝与电流线夹角等因素,将带来321%的相对误差。     

基于岩石物理模型的裂缝型储层AVOA反演方法

纵波各向异性裂缝预测方法是目前应用比较广泛、效果较好的一种裂缝预测方法；但传统椭圆拟合方法的准确性受到一系列因素的影响，致使裂缝密度反演结果不准确。本次研究根据Ruger方程精确式推导各向异性介质中储层裂缝密度的计算方法，该方法首先利用入射角、方位角、Thomsen各向异性三参数以及介质弹性参数的函数来计算纵波反射系数，然后根据纵波反射系数计算待测储层中裂缝的切向各向异性系数，最后根据各向异性系数计算待测储层的裂缝密度。利用该方法在四川盆地正坝南地区通过实际纵波AVOA数据反演法向和切向裂隙弱度预测裂缝密度，裂缝参数反演结果与钻井信息吻合；表明该方法能够用于裂缝储层预测，确定研究区裂缝发育情况。     

基于等效介质模型和频变AVO反演的裂缝储层参数估算方法

由于裂缝性油气藏具有突出的资源潜力和经济效益,利用地震方法对裂缝储层进行精细的定量描述逐渐成为勘探地球物理的关键任务之一。为了克服以往数据驱动类反演方法无法直接获得裂缝参数、而基于静态等效介质模型驱动的反演方法无法描述孔隙内部结构和流体信息的缺点,笔者提出一种基于动态等效介质模型的储层定量描述新方法。该方法通过频变AVO(amplitude variation with offset)理论建立目标函数并使用全局最优化算法反演裂缝参数。一维和二维模型测试证实,由于充分利用了反射系数频变响应对裂缝密度和时间尺度因子的敏感性,反演方法可以对裂缝储层实现有效描述。     

井筒与油藏耦合的压裂水平井非稳态产能计算模型

为了准确预测压裂水平井的产量,综合考虑流体在储层、井壁、压裂裂缝、射孔孔眼以及水平井筒中的流动过程,根据势叠加原理,建立了考虑射孔孔眼、压裂裂缝生产干扰作用下的井筒、油藏耦合压裂水平井非稳态产能计算模型。结果表明:只考虑裂缝生产与裂缝、孔眼同时生产时的水平井产量在生产初期差别较大,生产后期差别变小;由于裂缝、孔眼的干扰,水平井筒两端裂缝的产量高于中间裂缝的产量;由于井筒摩阻作用,关于水平井筒中心对称的裂缝流量不相等;随着裂缝长度增加,裂缝、射孔孔眼、水平井产量增大;随着裂缝导流能力增加,裂缝产量增大,射孔孔眼产量降低,水平井产量增大;射孔段越长,孔眼与裂缝的干扰愈强,单个孔眼的产量降低,但由于射孔数增加,水平井产量增大;射孔深度增加,压裂水平井产量增加。     

塔河油田奥陶系生物扰动型碳酸盐岩储集层特征及其孔隙度计算样本检验模型

塔河油田奥陶系一间房组和鹰山组生物扰动型碳酸盐岩储集层非常发育.在岩芯观测的基础上,通过薄片显微镜观测与柱塞孔隙度、渗透率分析,对研究区生物扰动型碳酸盐岩储集层宏、微观特征和成因机制进行了研究,并基于岩芯资料和常规测井数据提出了一种新的孔隙度计算样本检验模型.结果表明:1)研究区奥陶系生物扰动储集层在岩芯上多呈不规则状...     

裂缝性储集层表征及建模方法研究进展

从目前裂缝性储层表征及建模研究现状入手,结合自身实践,详细介绍了裂缝性储层表征及建模研究中的各种方 法,分析了每种方法的优缺点。裂缝表征中主要使用的方法包括：野外露头分析法、岩心分析法、测井分析法、地震预测 分析法、动态响应分析法、岩石力学分析法。裂缝建模中主要使用离散裂缝网格模型和等效连续模型两种方法。其中,重 点介绍了分形理论在野外火山岩露头裂缝分析中的应用、数字岩心技术在微观裂缝表征中的应用、各种最新的地球物理及 岩石力学表征和预测裂缝的方法、动态裂缝在裂缝性油藏开发的作用、近年来国外学者所倡导的裂缝地层学理论、非常规 储层中的裂缝表征,以及上述两种裂缝地质建模方法。在此基础上,讨论了裂缝性储层表征及建模中存在的问题,最终指 出了该项研究未来发展的趋势。     

裂缝性储层裂缝的阵列侧向测井响应数值模拟

为了研究裂缝性储层裂缝的阵列侧向测井响应, 采用裂缝组平板裂缝模型, 利用三维有限元方法, 进行不同裂缝参数条件下的高分辨率阵列侧向测井响应数值模拟.表明阵列侧向视电导率和裂缝孔隙度与裂缝流体电导率成线性关系; 低角度裂缝的阵列侧向深浅视电阻率呈现负差异特征, 高角度缝呈现正差异; 相同裂缝孔隙度下, 裂缝密度增加可使得阵列侧向视电阻率增加, 当裂缝密度足够大时, 测井响应特征基本不随裂缝密度发生变化; 交叉缝的测井响应与具有相同角度的平行裂缝组差异明显, 且不同倾角组合的交叉缝的测井响应之间差异明显.阵列侧向测井对裂缝有较强的敏感性, 根据其测井视电阻率大小可以评价裂缝孔隙度, 根据深浅视电阻率的幅度差异可以研究裂缝的产状, 这些为将阵列侧向测井用于裂缝性储层裂缝评价有指导意义.      

深层裂缝性储层防漏堵漏实验评价研究

深层裂缝性气藏具有异常高压、高产等特点,钻井完井过程中易出现又喷又漏等复杂事故,因此需做好“防漏为主、堵漏为辅”的防漏堵漏措施。通过全尺寸堵漏装置进行了高压静态、动态模拟堵漏实验,优选配方组合,并系统评价了防漏、堵漏配方的封堵能力、承压能力以及酸溶性,评价研究出的防漏堵漏配方,具有酸溶率高、堵塞强度高、返排效果好等特点,为防漏、堵漏方案现场实施提供依据。     

特低渗砂砾岩油藏多段压裂水平井合理注水开发方式

在特低渗砂砾岩的储层条件下,采用长井段压裂水平井弹性开发时,常出现产能随地层能量衰竭较快,难以收回开发成本的问题,采用多相渗流理论和油藏数值模拟的方法,以盐家地区特低渗砂砾岩油藏盐227块为例,根据现场实际资料,建立油藏数值模型,对盐家地区砂砾岩油藏的注水开发的可行性进行研究。基于不同开发方式的渗流机理和开发规律,研究了常规注水、超前注水、注水吞吐开发等措施的合理性,提出了针对特低渗油藏多段压裂水平井的有效开发方案,研究结果表明:与弹性开发相比,采用注水开发能解决地层能量衰竭较快的问题的同时,增大了储层动用面积及驱替时效;注水吞吐的最终含水率比常规注水降低25%左右,超前注水在前期能提高常规弹性开发产量的30%左右,可见这两种新型开发方式有利于抑制水淹和提高采收率。     

裂缝性致密油藏直井体积改造产能评价模型

针对裂缝性致密油藏,基于拉普拉斯变换及Stehfest数值反演, 建立了一种可用于直井体积改造产能评价的半解析两区复合模型,模型内区包含有限条无限导流水力裂缝,外区是经典的Warren-Root双重介质系统. 并分析了导压系数比α、裂缝传导率比β、储容比ω、窜流系数λ以及改造半径r_eD等参数敏感性,绘制了产量递减图版。结果表明：从产量递减曲线,可以看出体积改造直井产能遵循“L”形递减规律;导压系数比越大,初期产量越高;裂缝传导率比对整个生产周期的产能都有影响,裂缝传导率比越大,单井产量越高,同时还会伴有明显的复合边界流特征;储容比和窜流系数分别影响双重介质基质-裂缝系统窜流发生的程度和时间;内区人工主裂缝条数越多或改造渗透率越大,复合边界流越明显,产能也越高,这说明改造程度与改造体积对产能的增加都很重要,应注意两者的合理优化。矿场实例验证了该模型在裂缝性封闭边界油藏直井多次压裂改造以及裂缝性致密油藏直井体积改造方面的适用性和实用性。