裂缝性油藏水平井数值模拟的进展和展望

以油藏模拟的内容—数学模型研究、数值模拟方法研究和油藏模拟软件研究为出发点,系统地介绍了国内外油藏模拟的最新进展及研究方向:描述裂缝性油气藏的双重介质、三重介质、多重介质理论;油气藏数值模拟的全隐式裂缝油藏模型、黑油模型,以及裂缝性油藏模型软件;油藏模拟方法中的多重网格法(MG)和预处理共轭梯度法(PCG),以及最新发展的区域分解法和并行算法等。     

应用正交变换法求解裂缝性气藏水平井压力动态模型

本文应用正交变换法及矩阵徽分方程的理论,较为容易地求解了裂缝性气藏水平井渗流的三个基本初边值问题,得到了形式简明的精确解.     

裂缝性油藏分段压裂水平井试井模型研究

建立了裂缝性油藏分段压裂水平井试井模型,模型分水力裂缝区域与储层区域两部分,水力裂缝基于离散裂缝模型降维处理,储层区域使用双孔双渗模型表征,使用伽辽金有限元方法进行求解,最后通过编程计算绘制了压力动态曲线,并对曲线的形态特征及影响曲线的因素进行分析.研究结果表明:压力动态曲线分为双线性流、裂缝径向流、椭圆流、拟径向流、窜流及边界反映6个流动阶段.裂缝间距越大,裂缝径向流持续的时间越长;裂缝条数越多,消耗的压差越小;弹性储容比越小,窜流形成的"凹子"就越宽越深;窜流系数越大,"凹子"形成的时间就越早.研究结果不仅丰富了试井模型,而且可为裂缝性油藏分段压裂水平井试井解释提供科学依据.     

裂缝性油藏水平井流入动态研究(英文)

对已有的各种驱动方式的砂岩油藏水平井稳态产能公式进行了分析,利用裂缝性地层的列宾逊函数对这些公式进行了修正,使之可用于裂缝性油藏。所给修正公式不仅考虑了裂缝性地层的岩石变形压实作用,还考虑了液体流动的惯性阻力。现场应用表明,这些公式不仅易于实际应用,而且预测结果比较准确。     

裂缝性稠油油藏水平井产能预测模型及分析

 基于分形理论, 用裂缝宽度分维和迂曲分维表征裂缝线密度和裂缝性储层等效渗透率。将储层水平井井筒周围流体流动状态划分为内外两个区域:内部渗流区为垂直于水平井段的平面径向流和水平井两端的球面向心流, 外部渗流区为平面椭圆渗流区。基于质量和动量守恒方程, 建立二区耦合稳态渗流数学模型, 推导出裂缝性稠油油藏水平井产能公式。计算结果表明, 缝宽分维越大, 裂缝线密度越大, 基质-裂缝等效渗透率越大;迂曲分维越大, 等效渗透率越低;水平井长度的增加, 会提高裂缝性稠油储层水平井的产能;幂律指数大于0.75 时, 对产能的影响逐渐增大, 且随着幂律指数的增大, 产能逐渐增大;启动压力越大, 水平井产能越低, 且随着启动压力梯度的增加, 产能降低的幅度也在增加。     

裂缝性油藏水平井流入动态研究

对已有的各种驱动方式的砂岩油藏水平井稳态痛公式进行了分析，利用裂缝性地层的列宾逊函数对这些公式进行了修正，使之可用于裂缝笥油藏。所给修正公式不仅考虑了裂缝性地层的岩石变形压实作用，还考虑了液体流动的惯性阻力。现场应用表明，这些公式不仅易于实际而且预测结果比较     

裂缝性油藏流入动态模型研究

在列宾逊函数的基础上 ,将变形介质渗流理论应用于裂缝性油藏流入动态研究 ,利用油田实际生产数据 ,得到油藏压力与变形系数的函数关系式。这样使原有的裂缝性油藏流入动态的数学模型得到改进 ,也完善了裂缝性油藏流入动态的计算方法。计算结果与实测结果对比表明 ,改进模型的计算误差一般在 3%以内 ,大大提高了裂缝性油藏油井流入动态预测结果的精度     

裂缝性稠油油藏幂律流体蒸汽吞吐水平井压力动态分析

根据天然裂缝性油藏发育特征、稠油幂律特性以及水平井蒸汽吞吐开采过程中的流体分布特点,分蒸汽波及区和稠油区分别建立了双重介质幂律流体复合油藏水平井的渗流数学模型:蒸汽波及区内的流体为牛顿流体,符合达西定律;稠油区内为幂律流体,为非达西渗流。采用Laplace变换、Fourier有限余弦积分变换等方法对该模型进行解析求解,得到了井底压力的拉氏空间解,并利用Stehfest数值反演方法将拉氏空间解转换为真实空间解。研究表明:裂缝性稠油油藏幂律流体蒸汽吞吐水平井的压力动态复杂,最多会出现9个不同的流动阶段;当压力在牛顿流体区域(内区)内传播时,径向流动阶段压力导数曲线为水平线;在幂律流体区域(外区)内传播时,径向流动阶段的压力导数曲线为互相平行的倾斜直线,直线的斜率由幂律指数决定。     

裂缝性油藏流入动态模型研究

在列宾逊函数的基础上，将变形介质渗流理论应用于裂缝性油藏流人动态研究，利用油田实际生产数据，得到油藏压力与变形系数的函数关系式。这样使原有的裂缝性油藏流人动态的数学模型得到改进，也完善了裂缝性油藏流人动态的计算方法。计算结果与实测结果对比表明，改进模型的计算误差一般在3％以内，大大提高了裂缝性油藏油井流人动态预测结果的精度。     

裂缝性油藏酸液滤失模型研究

酸液在酸压裂缝内流动时,有少数较大的岩石孔隙或天然裂缝首先受到过量酸液的溶蚀而迅速增长形成蚓孔,使滤失主要在蚓孔内发生。因此研究天然裂缝性油藏酸液滤失,必须考虑酸蚀蚓孔的影响。基于裂缝性油藏酸压中酸液的流动反应特性,建立了酸蚀蚓孔的增长模型、酸液在蚓孔内流动反应模型和滤失的酸液在地层中流动模型,提出了便于现场应用的裂缝性油藏酸压滤失计算方法;就影响蚓孔增长及滤失的裂缝净压力、蚓孔密度和酸液粘度等因素进行了实例计算分析,对于现场酸压施工中有效控制酸液的滤失具有重要的意义。     

页岩气压裂水平井不稳定流动模型

水平井多级压裂技术已经成为目前开发页岩气藏的主要手段。针对气体在页岩流动过程中存在的吸附解吸、扩散、滑脱、启动压力梯度和应力敏感等效应,基于三线性渗流方程的基础上,推导出五线性渗流方程,建立了页岩气藏压裂水平井渗流数学模型。运用Laplace变换和Duhamel原理,求解出考虎井筒储集效应和表皮效应的页岩气藏压裂水平井Laplace空间的无因次井底拟压力解。通过Stefest数值反演,绘制了无因次拟压力曲线和拟压力导数曲线。依据特征曲线划分了流动阶段,并分析了不同影响因素对气井压力特征曲线的影响。研究结果表明：压裂水平井泄流范围可划分为五个流动区域,气井的压力特征曲线可划分为六个流动阶段。裂缝导流能力对水平井压力特征曲线的影响主要在过渡阶段、双线性流阶段;吸附系数主要影响过渡段、双线性流段、线性流段以及拟稳定流阶段;视渗透率系数主要影响双线性流动阶段、过渡阶段、窜流扩散阶段、地层线性阶段和拟稳定流阶段;导压系数影响窜流扩散阶段、地层线性流阶段和拟稳定流阶段;压裂改造区宽度主要影响地层线性流和系统拟稳态流动段。模型可以正确认识页岩储层复杂渗流规律,判别页岩气藏压裂水平井流动阶段,为预测单井产能和优化压裂设计参数提供了科学依据。     

页岩气藏压裂水平井渗流数值模型的建立

水力压裂后的页岩气藏水平井渗流区域内储层呈现复杂的裂缝网络形态,考虑解吸–吸附机理的单井渗流数
值模型的建立对单井产能影响因素分析具有较强的理论价值和现实意义,基于Warren-Root 双重介质模型思想,建立
了考虑解吸–吸附的基质渗流数学模型和裂缝渗流数学模型,并进行了差分离散方法的设计及渗流方程的IMPES 方
法线性化处理,最后实现了通过Gauss-Seidel 迭代编程模拟。现场应用中,在页岩储层水平井压裂时的微地震结果基
础上构建了地质模型,所建立的数值模型可分析压力、吸附气量、渗透率、地层物性等多个参数特征对生产的影响,并
与页岩气产出规律相符,因此该简便模型可有效指导现场的工程设计及动态分析。     

基于扩散的页岩气藏压裂水平井渗流模型研究

针对页岩储层纳米孔隙中天然气扩散作用对压裂水平井产能有多大影响这一问题,开展了渗流数学模型建
立、求解及定量计算分析研究,研究中采用了三线性渗流机理、克努森扩散机理及扩散引起渗透率增加值公式,绘制了
不同孔隙直径下克努森数与储层压力关系图版,得到了可用于实际生产预测的单井产能方程,从孔隙大小、储层压力、
气藏深度等3 个方面进行了扩散作用的分析,给出了页岩气藏生产过程中需要考虑扩散作用的各指标阈值。结果表
明,在储层压力条件下,孔隙越小的储层,扩散作用对产能的影响越大,而对于较大孔隙的储层,当井底压力低于模型
中计算出的阈值时,扩散作用就不应该被忽略。     

图解法判断水平井产量递减类型研究

水平井产量递减类型的准确判断是制定水平井开发方案的重要参考依据,为水平井开发合理化和科学化提供了重要基础。本文以阿普斯递减模型为基础,利用图解法研究了判断水平井产量递减类型的过程,最终得到了递减指数n=0.5的双曲递减公式能较好地拟合水平井产量递减趋势。最后,用实例验证了该公式能够较好的预测水平井开发动态。     

苏里格苏东南区盒8段水平井差异化设计研究

苏里格气藏呈现出典型致密、非均质性等特点,给水平井的开发造成困难。为了提高气井单井产量及采收率,探索了一种简便实效的工作思路,通过对目标层段砂体分类统计、砂体规模刻画、砂体叠置规律探索,形成对不同砂体的水平井井轨迹设计。结果表明,苏里格苏东南区通过对水平井的差异化设计,有效的提高气井钻遇率及单井产量。     

水平井完井方式的优选

本文论述了优选水平并完井方式需要考虑的地质、钻井、生产工程等因系,介绍了岩石坚固程度及井眼稳定性的定量判断计算方法,得出了优选水平井究并方式的决策流程图,并作优选举例。     

页岩气储层压裂水平井三线性渗流模型研究

具有天然裂缝发育及纳米级孔隙的页岩气储层渗流具有多种模式,压裂水平井开发模式已成为页岩气藏主要 开发模式,渗流数学模型的建立与求解具有很强的理论意义和现实价值。借鉴已有的三线性渗流模型思路,重新设计 了模型的构成,并建立了包括解吸吸附的渗流数学模型,借助无因次化及拉普拉斯变换推导出单井压裂水平井页岩气 藏的产能公式和井底压力公式,最后,应用得到的结果进行了单井生产过程中影响因素的分析。通过研究与应用表 明,由该简化模型得到的公式能方便而且准确地计算并预测页岩气的产量变化,而且对于压裂设计也可提供设计参数 的优化分析方法。     

特低渗透油藏压裂水平井新型布井方式研究

考虑长庆油田特低渗油藏地貌特征和储层各向异性,提出了一种压裂水平井新型布井方式。从钻井和油藏两个角度论证新型布井的可行性。丛式井技术可确保压裂水平井新型布井的顺利实施。利用油藏数值模拟方法,分别从单井产能、阶段采出程度、含水率、波及面积等方面评价了压裂水平井新型布井在交错、菱形和矩形井网中的开发效果。研究表明,新型布井与常规布井在交错井网中具有相同的开发效果;菱形和矩形井网中,新型布井可以提高阶段采出程度、单井产能和相对波及面积,降低相同采出程度对应的含水率。新型布井在菱形井网（矩形井网）30 a 的相对波及面积和采出程度分别提高6.00%（10.00%）和0.96%（1.60%）,含水率95% 的采出程度提高1.05%（1.50%）     

顺9地区特低渗油藏长位移水平井钻井技术

顺9地区志留系储层为低孔特低渗油藏,常规直井开采、水力压裂增产效果有限。为增加泄油面积,提高开采效率,在顺9地区部署长位移水平井进行开发,以提高单井产能。通过优化井眼轨迹剖面、井身结构及钻具组合,合理配置钻井液和钻井参数,应用新工艺新技术等措施,克服了井壁稳定性差、长位移水平段摩阻扭矩大、油基钻井液条件下固井质量差等一系列难题,为后期分段改造创造了有利条件。