塔河油田缝-洞型碳酸盐岩油藏等效数值模拟

塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏埋藏深,储集空间多样,储集类型复杂,油藏模拟和动态预测难度大,其原因主要是现有的油藏数值模拟器很难模拟裂缝- 溶洞型双重介质系统。应用渗流力学基本理论, 建立了裂缝- 溶洞型双重介质的数学模型,提出了裂缝- 溶洞型双重介质与裂缝- 基质型双重介质等效的数学表达式,为更好地应用现有的数值模拟软件来模拟塔河缝- 洞型油藏提供了依据。应用此方法,对塔河油田奥陶系碳酸盐岩的一口油井进行了模拟,结果证实了该方法的有效性。     

缝洞型碳酸盐岩油藏三维三相数值模拟新方法

针对缝洞型碳酸盐岩油藏的储层空间特征,提出新的数值模拟方法,溶穴、裂缝、孔洞分别建立各自的离散空间,离散空间之间由流动方程控制流量,扩展了多重介质的理论模型。数值计算上用基于控制体积分的有限差分方法来离散处理,各种介质的非线性方程组通过牛顿拉夫松方法全隐式求解。计算结果与解析解对比,验证了其正确性。该模型更加适用于缝洞型油藏的数值模拟研究。     

碳酸盐岩油藏缝洞单元离散数值模拟方法研究

由于碳酸盐岩油藏中的缝洞储集体分布具有极强的离散性和随机性,现有油藏数值模型不是十分适用.因此,首先以碳酸盐岩油藏溶洞和裂缝的地球物理识别预测结果和物性参数统计特征为主要依据,建立了规整化的离散缝洞分布模式;然后,通过引入裂缝连通流动系数、溶洞弹性储集系数建立了缝洞单元离散数值模拟方法;该模拟方法考虑了裂缝的各向异性和其中流体流动的非达西效应,以及溶洞中油水的重力分异效应,并利用TK472C单井缝洞单元和TK630多井缝洞单元生产历史数据对该模拟方法的可行性和可靠性进行了验证,结果表明,建立的缝洞型油藏离散数值模拟方法是可行和可靠的,可以用于碳酸盐岩油藏数值模拟;最后,基于历史拟合的TK472C单井缝洞单元和TK630多井缝洞单元地质模型,分析了注采参数对注水开发效果的影响.研究结果表明:强底水缝洞单元应依靠底水驱动方式进行开采,弱底水缝洞单元可以通过注入一定量的水来增加地层能量,在一定程度上抑制底水锥进;对于TK630多井缝洞单元,采出程度达到8%~10%时转注水和以3%的采液速度生产,注水开发效果较好.      

缝洞型碳酸盐岩油藏数值模拟技术与应用

缝洞型碳酸盐岩油藏储集空间类型多样,溶孔、裂缝、溶洞共存,尺度差异大,流动复杂,既有渗流、裂缝流,又有洞穴流,常用的数值模拟方法已不适用此类复杂介质中的流动问题,为了研究此类油藏的开发机理和剩余油分布规律,建立了缝洞型油藏洞穴流与裂缝流和渗流耦合的数学模型,并用有限体积法对数学模型进行了离散,用自适应方法对方程组进行了求解,形成了缝洞型油藏的数值模拟软件.对塔河油田一个井组剖面和一个缝洞单元进行了数值模拟历史拟合,揭示了此类油藏剩余油类型主要有洞顶剩余油、边角剩余油、阁楼油、底层剩余油、绕流油和充填溶洞剩余油,结果与生产实际相符,证明缝洞型碳酸盐岩油藏数值模拟模型是正确的,对缝洞型碳酸盐岩油藏剩余油挖潜和提高采收率有较大的应用价值.     

缝洞型复杂介质油藏数值模拟方法

缝洞型碳酸盐岩油藏的储集空间由溶洞、裂缝及溶孔组成,介质类型复杂,大规模油藏数值模拟中采用单重介质或双重介质都不能表征洞、缝、孔的综合流动特征.提出了—种新的多重介质数值模拟方法,建立了数学模型,有效解决了溶洞、裂缝与溶孔介质间的流动方法,推导了数值解法,通过实例测试,计算结果可靠,从而形成了缝洞型油藏大规模数值模拟的技术手段.     

缝洞型碳酸盐岩油藏地质建模和油藏数值模拟研究

缝洞型碳酸盐岩储集体非均质性强,储集空间、连通性复杂。以处于油藏评价期的哈萨克斯坦X油田Pz层储集体为例,通过地震、地质、测井、测试等信息的一体化综合研究,建立了精细的缝洞型油藏三维地质模型,将油藏工程和油藏数值模拟相结合研究该油藏合理开发方式及开采技术界限,推荐采用边缘底部注水方案。     

缝洞型碳酸盐岩油气藏数值模拟技术研究

塔里木油田储集空间多样,以孔、洞、缝为基础的不同类型储层以不同形式组合,形成了以缝洞型储层为主的非均质性特强的碳酸盐岩油气藏,此类油气藏描述工作难度极大,相关基础研究不能满足油田开发的需要,加上传统数值模拟软件的限制,对应的油气藏数值模拟技术已经严重制约了油田的高效开发。塔里木油田塔中62井区采用国际公认的GOCAD建模软件和斯坦福大学开发的GPRS数值模拟计算器,在离散裂缝模型的基础上结合MSR方法,建立了相关的储层地质模型并进行了动态验证,为进一步认识塔里木油田碳酸盐岩油气藏缝洞分布规律、连通性及油水分布关系提供了有效手段。     

缝洞型碳酸盐岩油藏数值模拟基础理论与应用

现有油藏数值模拟技术均为以多孔连续介质为理论基础,以达西方程、连续性方程为核心的数值模拟技术.缝洞型油藏流动特征复杂,不仅存在多孔连续介质渗流特征,还存在离散介质N-S流特征,现有的油藏数值模拟技术不适用.针对缝洞型碳酸盐岩油藏储层特征,划分了缝洞型油藏介质类型;依据表征单元体基础理论,建立了缝洞油藏连续介质与离散介质...     

塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏剩余油分布特征

塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏储集体主要由大型溶洞、裂缝及溶孔组成,其中大型溶洞是主要的储油与产油空间.大型溶洞内流体流动为自由流,与砂岩孔隙中的流体流动具有较大的差别.溶洞内油水两相流时不存在固体介质对流体流动阻力,油水间的重力作用表现突出,油水间重力分异迅速,油水界面清晰.溶洞之间由裂缝相连通,耦合后流动更加复杂,裂缝内流体流动表现为高速达西流动,底水沿裂缝水窜速度快.结合生产动态与数值模拟研究,揭示了5种缝洞型油藏复杂介质剩余油分布类型,即井旁溶洞剩余油、溶洞顶部剩余油、缝洞剩余油、下层溶洞剩余油和裂缝上部剩余油等,为塔河油田开发调整及提高采收率提供了地质基础.     

缝洞型碳酸盐岩油藏数值模拟新方法

缝洞型碳酸盐岩油藏与砂岩油藏不同,流体流动的介质由不同尺度的孔、缝、洞组成,用常用的达西流油藏数值模拟技术难以合理描述地下油水动力学特征.结合缝洞型油藏特征,提出了应用流动力学(N-S方程)与渗流力学(Darcy方程)耦合计算的两相流油藏数值模拟方法,洞穴、裂缝内流体流动应用N-S方程计算,溶蚀孔洞及微裂缝的组合体应用多孔介质Darcy方程计算,介质边界处理方法是根据方法边界的对称性质,提出了力学及流量平衡关系方程,模型计算结果通过实验对比得到验证.     

缝洞型油气藏物理模拟试验方法研究

在钻完井、调剖堵水、重复压裂等各种工艺措施实施前,一般都要在室内对各种工作流体进行物理模拟试验来评价其应用性能,以完善工作液的配方和施工工艺,而裂缝性油气藏裂缝的产状、开度、方位等参数对工程实施效果有直接影响。因此,在室内对岩心造缝使之能更真实地模拟地层显得尤为重要。介绍了各种岩心造缝方法,分析了各自的优缺点,最后结合建立碳酸盐岩缝洞型油气藏物理模型的难点,提出了一种新颖的缝洞微观物理模型,并进行了微观物理模拟试验,结果表明,该模型可较好地描绘凝胶堵水后水驱残余油的动态过程,这对认识缝洞性油气藏的封堵机理和研究水驱提高采收率的机理具有一定的指导意义。      

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏气水复合驱技术

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏经水驱在高部位形成了大量的“阁楼油”,而用氮气驱替“阁楼油”时,由于横向驱动作用弱,在井间富集了大量剩余油。为此,根据塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏储层特征及剩余油分布特征,进行了气水复合驱技术研究。在利用物理模拟试验分析气水复合驱油机理的基础上,根据剩余油分布特征,构建了气水复合驱开发模式;根据井间连通通道的特征,设计了开发井网;利用历史水驱数据和累计注气量,设计了气水复合驱参数。塔河油田4区7个注采井组应用了气水复合驱技术,井组产油量平均增加80.0 t。这表明,气水复合驱中的气驱首先将“阁楼油”驱替到水驱通道,水驱提供横向驱动力再将其驱出,从而提高了剩余油的动用程度。      

含有大尺度裂缝、溶洞的缝洞型油藏的数值试井模型

建立了含有大尺度裂缝、溶洞的缝洞型油藏的数值试井模型,模型可准确表征溶洞和裂缝本身的形状和大小;用平板模型单独描述裂缝的渗透性,解决了多重介质缝洞型油藏中介质“重数”非均质性的问题;计算了溶洞通过裂缝与井连通模型的试井响应,分析了裂缝长度、宽度、溶洞大小、溶洞与裂缝接触面积等因素对试井响应的影响,使从试井资料中获得近井区大尺度裂缝、溶洞的分布情况成为可能。     

基于纵波频散谱的缝洞碳酸盐岩储层有效性评价

针对缝洞碳酸盐岩评价问题,采用物理实验手段对致密和缝洞发育的白云岩岩心样品在低频段进行不同频率下纵波速度变化情况的测量,分析缝洞发育程度有差异的岩心样品纵波速度随频率变化的响应规律.针对XMAC系列仪器有较宽频带响应范围的特点,形成了针对阵列声波数据的低频纵波频散分析处理方法,将岩心实验结果与阵列声波数据低频纵波频散分析处理结果相联合,通过谱域加权相似法处理得到的单点频散曲线,经统一刻度形成基于纵波频散谱的缝洞碳酸盐岩储层有效性评价方法.该方法在四川盆地缝洞型白云岩储层评价中取得良好效果,为缝洞碳酸盐岩储层有效性评价提供了思路和研究方向.     

碳酸盐岩孔洞型储集层含油气分布——以塔里木盆地为例

研究区碳酸盐岩孔洞型储集层具有明显的地震响应特点,在地震剖面上表现为"串珠状"反射,在地震属性平面图上呈星状或团块状.通过对含油气储集层岩石地球物理分析,含油气孔洞具有低伽马、低波速的特点.采用由伽马曲线重构纵波速度曲线,由原声波时差曲线利用加德纳公式计算密度,以此得到拟声波阻抗,进而由拟声波阻抗反演来识别孔洞的含油气性.这种方法能够很好地突出含油气孔洞的特点,与属性分析技术结合能够更加准确地得到含油气储集层的分布,在研究区碳酸盐岩含油气孔洞型储集层的预测中取得了一定的应用效果.     

柔性分支管增产工具关键技术研究

柔性分支管增产技术是一种新型裸眼完井增产技术,适用于碳酸盐岩缝洞型储层增产,现亟需开发柔性分支管增产工具。为此,通过分析柔性分支管增产技术原理,提出了柔性分支管增产工具设计的关键力学问题。基于有限元方法,研究了柔性分支管的局部屈曲问题,得出分支管直径的设计依据。基于钻柱整体屈曲计算方法,结合柔性分支管的受力特点研究了其整体屈曲问题,得出分支管壁厚的设计依据,优选了柔性分支管的尺寸参数和材质。通过原理样机的试验研究,验证了柔性分支管增产工具设计的可行性。研究成果对柔性分支增产工具的国产化和技术推广有很好的借鉴意义。     

孔洞型碳酸盐岩储层压裂裂缝转向扩展特征研究

针对孔洞型碳酸盐岩储层改造产生的水力裂缝扩展规律复杂、不一定沿预设路径扩展的问题,基于碳酸盐岩储层孔洞体特征,制备了含孔洞体的碳酸盐岩试样;利用真三轴水力压裂试验结果,分析了不同水平主应力差异下孔洞体对水力裂缝扩展的干扰作用;并利用扩展有限元数值方法,分析了影响孔洞型碳酸盐岩储层水力裂缝扩展及扩展路径的因素。研究结果表明,水平主应力差异系数不大于0.15时,水力裂缝遇到孔洞体后产生非平面扩展,且水平主应力差越小,转向扩展距离越大,裂缝形态越复杂;水平主应力差异系数大于0.15、小于0.36时,水力裂缝会克服孔洞体的应力集中进行平面扩展,但遇到孔洞体后会被孔洞体捕捉,无法穿过孔洞体继续扩展;水平主应力差异系数不小于0.36时,水力裂缝会克服孔洞体的应力集中进行平面扩展,且遇到孔洞体后会直接穿过孔洞体继续扩展;随着水平主应力差增大,破裂压力逐渐降低。研究结果可为孔洞型碳酸盐岩储层压裂设计提供指导。      

裂缝性低渗透双重孔隙介质产能动态数值模拟

低渗透油田开发与裂缝密切相关,与常规油藏相比,低渗透裂缝油藏裂缝和基质中产能动态复杂多变,如何计算、预测和分析裂缝和基质的产能动态是低渗透油田开发的重要任务。采用理论研究及数值模拟的方法,将天然裂缝表征成果应用到油藏工程研究中,提出了结合地质科学和油藏工程数据来表征和研究低渗透裂缝性油藏特征的方法,在前人研究的基础上建立了裂缝系统和基质系统的连续性方程和辅助方程,开发了预测低渗透裂缝油藏开发动态的数值模拟器,来定量研究基质-裂缝之间的流体交换和产能动态。最后利用实例对表征方法和模拟器进行了验证,这对于制定裂缝性低渗透油藏开发方案和优化油藏采收率有重要的指导作用。     

缝洞型油藏雾化酸深部酸化机理研究

缝洞型油藏发育大量溶洞和裂缝、非均质性强,酸化施工时酸液会优先进入并扩大溶洞,影响蚓孔延伸。针对注气开发的缝洞型油藏,提出雾化酸酸化工艺,雾化酸可有效沟通不连续的缝洞储集体,形成有利的油气渗流通道。为明确雾化酸井筒稳定流动界限,采用雾状流井筒流动模拟实验,发现在20℃、标准大气压、60 m3/h的气体注入速度、20mL/min的液体注入速度、0.5%的十二烷基苯磺酸钠雾化稳定剂浓度下,雾状流最为稳定。通过酸岩反应动力学实验,发现在130℃、转速为110 r/min、初始酸浓度为15%时,常规酸酸岩反应速度为20.12×10-6 mol/（cm2·s）,而雾化酸为1.87×10-6mol/（cm2 · s）,比常规酸小一个数量级,雾化酸具有优良的缓速效果。未添加缓蚀剂时,常规酸对N80钢的腐蚀速率为572.16 mm/a,而雾化酸为40.08 mm/a,不及常规酸的十分之一,雾化酸对管柱缓蚀效果显著。