页岩油藏体积压裂后返排数值模拟方法

大规模体积压裂技术是目前实现页岩油藏高效开发的关键,而如何描述、表征体积压裂形成的复杂裂缝网络并深入认识压裂后的返排特征是页岩油藏开发亟待解决的问题。针对页岩油藏压裂后返排特征的表征问题,考虑压裂液注入及返排过程中的裂缝张开-闭合特征及基质非线性渗流特征,定量评价了储层物性参数及复杂裂缝形态对压裂后返排特征的影响。结果表明:三维复杂裂缝网络可由裂缝中心点坐标、裂缝倾角、裂缝方位角及边界形状进行刻画,并可通过随机模拟及连通性识别生成连通裂缝网络,同时,考虑裂缝张开-闭合特征是实现压裂液注入―返排全流程有效模拟的关键,孤立的天然裂缝对压裂后返排特征的影响可以忽略,且裂缝形状的变化对压裂后返排动态有明显影响。研究成果能够较好地表征流体在复杂裂缝形状缝网中的压裂后返排特征,可以应用于体积压裂页岩油藏的开发动态模拟。

鄂尔多斯盆地志丹地区长2段低阻油层特征及油气地质意义

鄂尔多斯盆地志丹地区延长组长2段油层的电阻率普遍偏低,导致油层识别难度大,而长期作为非主力开发层系。围绕低阻油层存在的测井识别困难问题,通过对岩心、地层水、铸体薄片、黏土矿物、测井曲线、生产动态等资料的综合处理,分析地层水矿化度、微观孔隙结构、岩石矿物成分等典型特征对油层电阻率降低的影响,探讨研究区低阻油层勘探与开发的油气地质意义。结果表明:受三角洲平原亚相沉积背景控制,延长组长2段以中-细粒长石砂岩为主,在差异压实作用下储层孔隙类型多样;志丹地区地层水矿化度较高,并伴随微观孔隙结构复杂、黏土附加导电作用强等特征,流体与岩石构成的自由导电网络成为油层低阻的内在原因;长2段低阻油层是一类极具挖潜优势的隐蔽性油藏,将交会图法与邻近水层对比结果相结合,可以有效提高测井识别符合率。建议加强延长组长2段低阻油层的成因分析及测井识别研究,为延长油田老油区稳产挖潜提供理论依据。

低渗气层中气体渗流克林贝尔效应的实验研究

低渗气田的开发在我国油气田开发中起着越来越重要的作用,故研究低渗气层中气体的基本渗流规律有着理论和应用价值。文章通过实验方案的设计和优化,选取典型的岩心,记录了CO2、N2和He等气体在不同岩心中渗流时的进出口压力和流量值。对以上实验数据进行分析,其结果为:气体在低渗透岩心中的渗流不遵循达西渗流规律,表现为视渗透率在渗流过程中随气体性质、外界温度和压力等因素的变化而变化。从岩心、气体的物理性质以及力学角度分析认为,低渗透岩心中的气体非达西渗流是由克林贝尔效应引起。文章还从岩心和气体的特性,以及温度、压力等因素系统地研究了气体渗流克林贝尔效应的影响因素,确定出克林贝尔效应常数的变化规律为:克林贝尔效应常数(b)与岩心综合参数成正比,与绝对温度(T)成正比,与气体的黏度成正比,与气体分子量的平方根成反比。所建立的低渗气层中气体的渗流规律为低渗透气田开发方案的制定奠定了理论基础。

低渗透油层渗流规律的研究

用无因次分析法对低渗透岩心的渗流实验数据进行分析 ,得出低渗透油层渗流规律为 :低于亚临界雷诺数时为非线性流 ,高于亚临界雷诺数时为线性流。应用边界层理论 ,从微观角度进一步研究这一特殊渗流现象 ,结果与渗流实验完全一致。根据对某低渗透油田实例的油井生产曲线模拟计算 ,分析出多孔介质、流体及开发方式对渗流过程的影响是 :渗透率越低 ,原油黏度越大 ,非线性渗流区域越大。图 3参

砂砾岩油藏采收率的影响因素与预测

国内上报和动用探明储量中,砂砾岩油藏比例明显有所上升,准确地标定可采储量,为有效开发和及时评价提供依据,而目前还没有考虑砂砾岩油藏的特殊储层与渗流特征的采收率预测方法。通过调研砂砾岩油藏开发实例及相关资料,选取典型的胜利油田砂砾岩油藏,详细研究了砂砾岩油藏的渗流机理与开发特征,确定了影响砂砾岩油藏采收率大小的主控因素,建立了适于砂砾岩油藏采收率标定的计算方法。对类似砂砾岩油藏采收率的标定具有重要意义。

低渗透油藏油水两相渗流研究

用无因次分析法对低渗透岩心的实验数据进行了分析,得出新的低渗透油藏非达西渗流方程,并建立了油水两相渗流的数学模型。通过实例计算,研究了低渗透油藏中储层参数、流体特性以及开采方式等因素对注水开发效果的影响。结果表明,由于非达西渗流的影响,注水开发时容易发生指进现象,而地层倾角的增大可以削弱指进;地层原油粘度的增大会增强开采难度,而地层渗透性能的改善会使油井产能提高。因此,低渗透油藏应加密井网,强化注水以扩大生产压差,从而改善开发效果。

气顶油气田开发程序的探讨

气顶油气田因气顶及油气界面的存在,同时因气顶和油环的大小、储层物性、几何形态不同和边底水活跃程度不同,致使气顶油气藏在开采过程中具有多种驱油机理,采收率变化较大,这关键是气顶油气藏在开发过程中存在油气界面的移动问题,而调整和控制油气界面是相当困难。文章以唐家河油田东三段油气藏为例,应用动态分析法和数值模拟法,讨论了不同类型气顶油藏中油气水的分布特征以及气顶气投产时机等对油气采收率的影响,提出了高效开发气顶油气藏的具体措施。在精细地质描述的基础上正确选择开发方式,加强动态监测,适时完善注采系统,保持油环和气顶开发相协调。当气顶气储量相对较大时,采取气顶、油区同时开发;而对于气顶体积相对较小并且边、底水能量充足时,采取先依靠天然能量开采油区,然后人工注水,最后开采气顶。

石油非达西渗流的新模式

为认识和了解多孔介质中渗流的基本规律 ,用无因次分析法对岩心的实验数据进行了分析 ,得出石油渗流的运动形态有 5种 :超低速、低速、线性达西、亚高速及高速紊流。并在无因次关系曲线上确定出这 5种流态相互转化的临界值。归纳出 5种流态的数学统一表达式 ,对超低速和低速 2种新的运动形态从物理和力学角度进行分析 ,推导出启动压力梯度的表达式。通过对非达西渗流模型进行求解 ,分析出非达西对地下油气渗流的影响。

水平井五点井网产能计算研究

对已有的联合井网（五点法注采井网）的产能公式进行了深入研究，运用等值渗流阻力法重新推导出五点井网的产量计算公式，根据镜像反映和势的叠加原理给出该井网的三维求解过程，并运用以上方法进行了实例求解。结果表明，新推导出的公式比原有公式的计算精度高。

低渗透油层非达西渗流规律的研究

运用无因次分析法对岩心渗流实验数据进行了分析和研究，按雷诺数由小到大依次分为三段：超低速区、低速区及达西流区，并给出各段的数学表达式。综合应用边界层等理论给出这些特殊渗流现象的物理和力学解释。最后分析出不同渗流运动形态对油田开发过程的影响。其研究的结果对于油田的开发具有一定指导意义。

低渗透油藏不稳定渗流规律的研究

用无因次分析法对低渗透岩心的实验数据进行了分析 ,得出新的渗流规律。具体表述为 :低于亚临界雷诺数 (Rem=8.5× 10 -5)为非达西渗流 ,其运动方程为v =c(dp/dl) 3 ;高于亚临界雷诺数为达西渗流。从微观角度出发 ,应用边界层理论进一步证实了这一渗流规律。运用新的运动方程 ,建立了低渗透油藏不稳定渗流的数学模型。根据拉氏变换和Stehfest数值反演 ,求得了有限半径井的实空间近似解 ,并应用数值分析方法验证了近似解析方法的可行性。对低渗透油藏的压力动态特征以及边界对压力动态影响的分析结果表明 ,低渗透油层试井曲线的压力动态特征为 :短时曲线与达西渗流模型相似 ,而长时曲线则受到非达西渗流的影响。对于恒压边界油藏 ,压力趋于稳定的时间比达西渗流要迟一些 ;在无限大地层中 ,其导数曲线是一簇平行的倾斜线。对于同一区域低渗透油层试井曲线 ,其导数曲线出现“阶跃”的时间较迟的井区 ,流动系数比较好 ;

水平井与直井联合面积布井水驱油的渗流阻力研究

该文考虑到水平井与直井联合面积布井水驱油的非活塞性，运用等值渗流阻力法将渗流区域分成３个阻力区，推导出了联合井网的产量计算通式及油井见水时间公式，并研究了水平井井长和井距对油井见水时间的影响。通过对安塞油田的应用，将所提出的理论计算方法与数值模拟进行比较，理论计算值与数值模拟结果基本一致，最大相差２０％ 。该文推导的公式比较简单，使用方便，能满足工程计算需要。

CO_2地下埋存及驱油效果影响因素

国内外大量研究和应用成果表明,向油层中注入CO2可以大幅度地提高原油采收率,而且可以实现CO2的长期地质埋存。通过开展国外CO2埋存及提高原油采收率现状调研,了解国外利用油藏进行CO2埋存及提高采收率的最新动向,用数值模拟方法系统研究了储集层、流体性质及开采方式等因素对CO2驱油与埋存的影响。基于典型试验区油藏参数的数值计算结果,对影响CO2驱油与储存系数的因素进行综合分析,确定了影响CO2埋存与提高石油采收率的评价指标参数,并对各影响因素进行了评价。

动静态结合预测调整井地层压力的方法

对于地层构造和油水分布复杂、岩石物性纵向与横向上差异大的油气藏,由于长期的采油和注水,地层压力发生了很大的变化。在利用传统地层压力预测方法预测的地层压力进行开发中后期的调整井钻井设计时,将会影响安全钻井。提出了应用油藏数值模拟及现代油藏工程方法,利用实际生产数据和动态监测等资料预测调整井压力的方法。该方法基于调整井所在区块开发井的资料(测井资料、井史资料、地层压力测试资料以及生产数据)建立油藏精细地质模型,通过历史拟合,再现油藏开发的过程,获得当前地层的准确压力分布情况,确定出调整井井眼轨迹的压力分布,为复杂油气藏开发中后期安全、高效地钻调整井提供了依据。

打开不完善井的合理产能评价

常规计算公式无法对打开不完善生产井的产能进行准确评价。通过分析产能的影响因素,利用镜像反映及势的叠加原理推导出了三维空间下部分射孔完井的产量表达式,并编制程序分别计算了不同储层特征、不同打开程度及不同射开位置情况下的射开厚度折算系数,通过多元回归获得了综合考虑各种影响因素的简易射开厚度折算系数表达式,进而建立了打开不完善井的产能评价模型。算例计算结果表明,提出的射开厚度折算系数法可以对各种打开程度的生产井进行产能评价,应用方便且精度高。

石油渗流新的运动形态及其规律

经过大量的室内实验研究 ,发现石油渗流除了通常的线性达西流和高速紊流外 ,还有 3种新的运动形态 ,他们分别是亚高速、低速及超低速 ,并且在无因次关系曲线上找到这 5种流态相互转化的临界值。这五种流态的数学表达式为 :v=c( ΔpΔl) 1n 。综合运用边界层等理论对这些特殊渗流现象从物理和力学角度进行分析 ,结果与实验完全一致。在以上研究的基础上建立了稳定、不稳定及油水两相所对应的非达西渗流模型 ,分析出非达西对地下油气渗流的影响。本研究对于油田的开发及发展渗流力学均具有一定指导意义。

高含硫气田开发过程中H_2S含量变化规律

对流体相平衡及高温高压下H2S气体在水中溶解度的实验研究表明,在高含硫气田开发过程中,H2S含量增加缘于原始地层水中所溶解的H2S气体在地层压力降低后部分脱附而进入地层气相中。基于H2S气体在水中溶解度实验数据和物质平衡方法,建立了高含硫气田H2S气体含量长期变化规律模型。对H2S含量变化规律进行的敏感性分析结果表明:在高含硫气田开发早期,产出气体中H2S含量增加较为缓慢,在气田进入开发的中后期时,H2S含量增加速度不断加大。同时,地层原始含水饱和度对H2S含量增加的影响较大。在同样条件下,原始含水饱和度高的气藏其H2S含量增加速度更快。

火山岩气藏开发难点与对策

松辽盆地发现的火山岩气藏已逐渐成为近年来勘探开发的一个热点。该区火山岩气藏地质条件十分复杂,岩性、岩相变化快,储层微裂缝较发育,物性差,非均质性强,存在启动压力。为此,针对火山岩气藏储层的复杂性进行了分析,认为气藏开发难点有以下方面:岩性、岩相变化大,造成储层非均质性强;渗流规律不遵循达西定律,具有启动压力梯度;储层物性差,需压裂才能投产;存在边底水,易发生水侵。最后阐述了在开发过程中宜采取优选富集区块、合理部署井网、进行非达西渗流规律研究、复杂岩性压裂解释技术研究、确定合理的产量以控制水侵的发生等合理措施。

低渗油藏CO_2驱中注采方式优化设计

低渗油藏储层致密,衰竭与注水效果差,由于CO2具有易流动、降黏、体积膨胀的特点,在解决低渗透油藏开发方面表现出独特的优势。讨论了低渗油藏CO2驱中的注采方式,分析了目前常用的连续注气、水气交替和生产井控制等注采方式的优缺点,提出应综合考虑原油采收率、CO2埋存量、经济效益及其在低渗油藏中的适用性。并针对以上方法的不足提出了另外3种改进注采方式,通过油藏工程研究、典型模型和实例油藏的数值模拟进行测试分析,表明改进的依据生产井气油比和平均静压两种指标实施开关井控制的CO2驱注采方法能够满足低渗油藏注气能力需要,且具有开发周期短、油藏采收率高、CO2埋存潜力大等特点,油田实施简易,能够取得较好经济、社会效益。

Box-Behnken法研究二氧化碳驱油效果影响因素

温室气体CO2使全球气候变暖,对人类的生存和社会经济的发展构成了严重威胁。CO2地质处置的最有效方式就是注入油气田。国外很多油田已成功地进行大规模CO2驱并取得较好的效果,证明CO2驱是三次采油中最具潜力的提高采收率方法之一。针对这一问题,文中综合考虑各种影响因素,基于详细理论研究与分析,建立典型CO2驱油模型,开展数值计算,在单因素分析的基础上,引入综合反映CO2驱油效果的无因次参数,运用Box-Behnken试验设计,通过曲面反应法建立计算CO2驱油采收率的二项式计算模型,并对反应曲面结果进行分析,得出无因次参数对CO2驱油效果的影响顺序和交互影响的显著性。其研究成果对CO2驱油具有理论及现场指导意义。