分层合采油井产能分析

在生产中两层合采时的产量有时远低于两层分采的产量之和等有悖于人们的直观想象。研究层状油藏的不定常渗流特征有可能对某些工程问题作出切合实际的分析和解释,有助于选择合理的生产压差。给出了n层无穷延伸平面均质油藏层间元窜流、各层初始压力或相等或不相等情形下油井井壁压力、各层层面流量的计算公式和计算方法。通过一个两层油藏的算例,采用Stehfest数值反演方法分别计算了油井定产和定压条件下储层层面流量的变化,给出了算例条件下各层初始压力不相等时"倒灌"量的变化曲线图。     

圆形封闭油藏垂直裂缝合采油井产能分析

对于低渗地层或伤害地层,水力压裂是一项应用广泛的技术。针对在油田开发中封闭多层油藏无限导流垂直裂缝油井合采的情形,给出了n层圆形封闭非均质油藏、层间无窜流、各层的供给半径不等或相等、各层初始压力不等或相等等情况时,垂直裂缝油井在保持定产生产或保持定压生产时的井壁压力、各层层面流量的计算公式和计算方法。通过一个压裂两层油藏的算例,采用Stehfest数值反演方法分别计算了无限导流垂直裂缝油井定产和定压条件下油层层面流量的变化,并对垂直裂缝油井的产能以及影响因素展开分析和讨论,该方法对矿场圆形封闭多层无限导流垂直裂缝合采油井的配产配注、动态预测以及开发调整具有重要的指导意义。     

圆形封闭油藏分层合采油井产能优化研究

针对多层圆形封闭非均质油藏多层合采的情形,在前人研究的基础上,给出了在各层供给半径不相等的情况下,油井定产生产或定压生产时的井壁压力、各层层面流量的计算公式和计算方法.通过一个两层油藏的算例,采用Stehfest数值反演方法分别计算了各油层层面流量的变化,并就各层供给半径的大小对油井产能的影响展开分析和讨论,该方法对矿场圆形封闭多层合采油层的配产配注、动态预测以及开发调整具有重要的指导意义.     

砾石充填完井多层油藏井底压力评价

正确地评价砾石充填完井多层油藏井底压力,对于加深认识油层内的渗流机理,保护油层,最大程度地发挥油井产能等具有指导意义.笔者针对目前不合理的压力评价方法,提出了全新的算法.根据多层砾石充填完井的渗流特点,将每个产层在径向上分成3个区域,即砾石充填区、射孔区、地层径向流区,每个区域有各自的渗流方程,对n层油藏有3n个渗流方程,将每个区域的方程用Green函数来表示,由各层的Green函数得到井筒混合压力、分层压力及分层产量在Laplace空间上的解,最后得到每层各区域的压力损失、表皮系数以及井底压力和分层产量与时间的变化关系.文章最后以两层油藏为例,运用该算法得出了合理的结论.     

利用水平井合采底水河道型油藏产能分析

根据底水河道型油藏的特点并结合生产实际,提出以1口水平井合采多个底水河道型油藏的新模型。首先通过Newmann乘积、Laplace变换及其数值反演方法给出对应模型中水平井开发单一底水河道型油藏时不定常渗流控制方程组定产条件下的压力分布,通过Duhamel褶积得到井底定压时的产量解式,然后推导出定产和定压条件下合采2个底水河道型油藏时产量劈分情况,以此推广到合采多个储层的情形,给出两河道初始压力不相等时"倒灌"量的变化曲线。研究表明,水平井合采底水河道型储层时,是否增产与各河道初始压力的对比情况存在很大关系。研究结果可用于水平井开发河道型油藏的产能评价和预测。     

多层合采试井分析方法

针对多层层间无窜流,原始地层压力不同,各层物理、几何参数不同、无封隔器合采情况下的试井问题,考虑井储与表皮,定义了多层合采试井的无量纲初始井筒压力,从而给出了试井模型样板曲线计算方法和分层参数的拟合方法.试井模型的限制条件如下:各层为均质油藏,内边界是全部射开直井,外边界可以是无限大,一条边界,角度油藏,封闭油藏等任意几何形状.通过计算对其中几个典型情况下的多层油藏压力动态进行了分析.     

多层复合油藏试井解释模型建立

油藏开发过程中,多层非均质油藏呈现与单层均质油藏的不同特性,层间及平面物性差异会对产量的贡献及压力衰竭程度造成影响。本文从渗流力学基本理论出发,建立了多层复合油藏试井解释模型,通过Laplace变换和Stehfest数值反演对模型进行求解,获得典型试井分析样版曲线,对反映储层特征的参数敏感性进行分析。结果表明,无层间窜流的多层复合渗流模型表现出压力导数曲线存在反映复合物性变化的"台阶"型;每个层的复合变化不同会引起压力导数出现多个"台阶"。试井解释时,应区别储层物性变化或不渗透边界造成的压力导数曲线上翘。该模型可以对多层合采且储层平面存在变化的复合油藏进行评价,获取多层合采复合油藏各分层渗透率、表皮系数、地层压力、边界等参数信息,为该类储层描述和开发规律提供指导及理论依据。     

特低渗透油井层间干扰分析

在特低渗透油藏压裂井产能预测模型的基础上,建立了两层油藏油井合采和单采的向井流动态预测模型,考察层间距、地层压力和含水率等3个参数变化对产量的影响。结果表明:层间距、含水率以及地层压力3个因素对产量增加量都存在影响,其中影响程度最大的是地层压力,在所研究的地层渗透率和地层压力范围内,层间距在400m以内的储层都不需要采用分层开采的方式。     

薄互层砂岩油藏劈产理论及新方法研究

油藏多层合采,产量劈分很重要。常规Kh产量劈分方法未考虑压力等动态因素,而后来的一些改进方法将各小层视为等厚,造成这些方法适应性均较差。针对这些不足,文章以王场油田B断块(薄互层砂岩油藏)为研究对象,结合油田开发特征,提出一种新的产量劈分方法,对油水井产量进行劈分,从渗流力学基本理论出发,分析各因素对分层流量变化规律的影响;运用数值模拟方法,建立了层厚不等的多层合采井分层流量计算的机理模型;回归出一套综合考虑储层物性、油藏压力变化和油藏纵向非均质性等因素的劈分系数公式。通过对B断块多层合采油井进行产量劈分表明,该公式比等厚模型公式和Kh劈分方法得到的劈分系数更准确和实用。     

分层测试工艺在中原油田的应用

对含有多层油藏的合注井，改变注水压力，测试各层压力、流量的变化，采用层面流量卷积法确定各单层油藏的渗透率、表皮因子和压力等参数。应用实例说明，该方法切实可行，资料可靠，是复杂油气藏动态监测的一种有效工艺。     

高低压双气层合采产气特征

多层合采问题已经做过大量的研究工作,但采用的方法通常是数值模拟、试井分析等,为了更真实地认识“一井多层”低渗气藏（气层物性特征相近,初始压力不同）多层合采时的产气特征,引入了物理模拟技术,结合气藏实际,采用气藏天然岩心,建立了高低压双气层无窜流物理模型（简称“并联”模型）,实验模拟气藏定容衰竭开采方式,研究了不同初始压力双气层合采时单层产气、压力变化规律,单层产量贡献特征,气层采收率,配产、高低压气层初始压差对生产的影响等方面,取得了一定的认识。采用物理模拟技术研究多层合采产气特征尚属新的尝试,拓展了该领域的研究方法和思路,研究成果对制定类似气藏的合理开发技术策略提供参考依据。     

Gas well production analysis with non-Darcy flow and real-gas PVT behavior

A rigorous semi-analytical model is developed to study the production rate behavior of wells in gas reservoirs with Forchheimer's non-Darcy flow under constant or varying bottomhole pressure conditions. Rigorous modeling of gas property variation in reservoirs is integrated in this model.Three dimensionless parameters, normalized gas viscosity and compressibility product, Forchheimer number, and normalized viscosity, are introduced to quantify their effects on non-Darcy flow in the reservoir. The variation of viscosity and compressibility product in the gas reservoir depletion process leads to a smaller production decline rate than that of exponential decline. The parameter b in Arps' decline equation under Darcy flow is defined as the base value, b, that helps identify the production decline caused by reservoir non-Darcy flow. Under the condition of constant pressure drop the more severe the non-Darcy flow, the larger the Forchheimer number. Generally, non-Darcy results in a smaller production rate, a larger decline rate in the boundary-dominated period, and a longer transition period between these two periods. The viscosity variation enhances non-Darcy flow, which lowers the initial production rate but has very little effect on the production decline rate. A larger production decline rate during the boundary-dominated period may help petroleum engineers identify the non-Darcy flow effect from the production data.Analyses show that the traditional quadratic equation is a good approximation only if non-Darcy flow is not severe and that for non-Darcy flow in the reservoir, the traditional Fetkovich's type curves may underestimate reservoir permeability, overestimate well skin factor, and misinterpret reservoir drainage area. A method of using the proposed model to identify the non-Darcy flow from production data is presented. Two examples from the literature are analyzed, and good type curve matches and more reliable results are obtained.     

油田水驱开发指标系统及其结构分析

油田开发效果受两类指标影响:一是决定油田开发效果的物质基础(表征油藏先天地质品质的地质状态指标体系);二是决定开发效果的人为控制因素(表征后天控制开发水平的动态指标体系)。通过复相关分析,定量筛选出表征油藏先天地质品质的8项主要指标:有效孔隙度、空气渗透率、有效砂岩系数、原始含油饱和度、原始地饱压差、渗透率变异系数、流动系数、单储系数;表征后天控制开发水平的10项主要指标:采出程度、水驱指数、水井流压、油井流压、油水井数比、井网密度、累计存水率、累计注入孔隙体积倍数、水驱控制程度、储量动用程度。因子分析表明:油藏先天地质品质包含了储集层结构因子、原油规模因子、原油渗流因子;后天控制开发水平包含了注水因子、采油因子、井控因子。图2表4参13     

超前注水流入动态模型在低渗透油藏开发中的应用

在超前注水低渗透油藏生产过程中,原油、注入水及脱出的溶解气在地层中会形成三相流动。为准确表征其渗流特征,将流体在地层中的渗流区域划分为油水两相渗流区和油气水三相渗流区,通过引入三相拟压力函数,考虑非达西效应(启动压力梯度、应力敏感)及油气互溶影响,建立具有拐点的三相流产能方程。研究结果表明,通过自动拟合的方法对非达西渗流参数进行拟合后,该三相流产能模型的计算结果与实测数据一致。4口井实例计算显示:当油井控制在拐点压力下生产时,可提升约195.0%的产量;在高流压阶段各因素对油井产量影响较大,其中含水率影响最为明显。研究成果对超前注水低渗透油藏合理井底流压界限的确定具有实际的指导意义。     

南海北部天然气水合物藏垂直井网降压开采数值模拟

为了提高南海北部低渗透率、泥质粉砂型天然气水合物（以下简称水合物）储层降压开采的气产量和采收率，基于我国2017年水合物试采W17站位水合物层含有少量游离气且下伏泥层的条件，根据实际试采数据，针对单垂直井和垂直井网两种布井方式，利用TOUGH+HYDRATE软件进行了水合物层降压开采数值模拟，研究了开采井产气/产水特征及开采区温度场、压力场、水合物饱和度场的变化特征，进而分析了渗透率、井间干扰对压力场、温度场及流场变化的影响机制。研究结果表明：①低渗透率泥质粉砂型水合物层在降压开采过程中，水合物的分解使水合物沉积层渗透率增大，从而使气、水产量增加；②在降压开采初始阶段，开采井的气、水产量短时达到峰值后急剧减小，水合物迅速分解、吸热及游离气的涌入使得井筒附近温度降低，而后随着开采时间的延续，气、水渗流阻力增加，压降传播速率降低，水合物分解气产量和井口气产量不断降低，水产量则缓慢上升；③水合物的分解由压降和周边流体渗流、传热联合控制，井筒附近及水合物层上下界面处的水合物优先分解，井口产出的天然气有较大部分来自于周边水合物层中的游离气和孔隙水溶解气；④采用垂直井网进行水合物开采，每口井的控制面积减少，单井的产气/产水速率及累计产气/产水量均明显低于单垂直井，但垂直井网开采总的气产量更大、水合物采收率更高；⑤井距决定了每口井的控制面积和最终累计产气量，井间压降叠加效应加速了水合物的分解，井间区域的压力及温度显著低于单井，但井间对称流场的干扰会阻碍气液流动，在井间中心区域将形成“静止区”。结论认为，多井联合开采可以提高井场总的气产量，但需要根据钻井成本、水合物层渗透率、预计生产周期、井场总气产量和水合物采收率等指标来综合确定合理井距。     

压裂改造复合页岩气藏不稳定压力与产量分析方法

为了给页岩气现场开发提供理论依据,考虑页岩气扩散、黏性流、解吸等多种传质机理,建立了复合页岩气藏的综合流动数学模型。基质中考虑浓度差引起的非稳态流动,内外区裂缝中考虑达西流动,水力压裂主裂缝考虑为无限导流;引入了新的无因次量,在椭圆坐标系下综合运用拉氏变换、Mathieu函数、Stehfest数值反演等方法对数学模型进行了解析求解;分析了定产量条件下不稳定压力和定井底压力条件下产量的变化特征,基于不稳定压力曲线将页岩气流动划分为7个流动阶段,即井筒储集阶段、过渡流阶段、早期线性流阶段、基质向裂缝窜流阶段、早期径向流动阶段、第一径向流与第二径向流的过渡阶段、第二径向流动阶段,为复合页岩气藏生产动态分析提供了理论基础。研究结果表明:增大改造区域半径和渗透率可以提高页岩气产量;扩散系数越大、兰格缪尔体积和兰格缪尔压力越大,页岩气产量越大,气藏初始压力高对页岩气的开发具有积极的影响。结论认为,所建立的综合流动数学模型丰富了页岩气多级压裂水平井开发分析方法。     

三层越流油藏井底压力的精确解

采用最大有效井径概念,在考虑表皮效应和井筒储存影响的条件下,建立了无限大边界、定压边界、封闭边界的三层越流油藏井底压力的动态模型。用拉氏变换方法得到了拉氏空间下以Bessel函数表示的井底压力和分层流量精确解。运用Crump数值反演方法得到了实空间的解,分析了压力动态特征。新模型既适合于表皮因数为正的情况,也适合于表皮因数为负的情形。用新模型绘制的典型曲线进行拟合,得到的结果更加准确。