水平井流入控制阀控底水原理及影响因素分析

随着钻完井技术的发展,采用流入控制阀(ICD)完井技术开发底水油藏成为提高产量、降低成本的有效途径。弄清水平井ICD控底水原理及影响因素成为利用其实现延缓底水锥进、提高油藏最终采收率的关键。在分析ICD控水限流原理基础上,通过模拟计算,具体分析了流动剖面、环空流动、含水率等3个影响控水效果的主要因素。分析结果表明:对于不具有高含水段的油藏,可以利用ICD增大高渗段阻力,从而在牺牲总产液量的基础上降低产水,实现控水;ICD所产生附加压降有效地减少了环空流动,增强了控水的稳定性,为实现长期稳油控水提供了保障;对储层物性参数分布认识出现偏差将会较大地影响ICD的控水效果;对于存在高含水段的水平井,需要增大高含水段的附加压降,降低高含水段的产液量,才能有效实现控水。对水平井ICD控底水原理及影响因素的分析结果为优化水平井ICD完井设计,控制底水锥进提供了技术思路。

基于ARIMA-RTS和LSTM的致密气藏产能预测

建立长短时记忆神经网络(LSTM)和基于卡尔曼平滑算法的自回归差分移动平均模型(ARIMA-RTS)模型,通过气井实际数据测试和拟合,调整参数后对比,LSTM模型表现较好,MSE误差为0.89%,但耗时较长。ARIMA-RTS模型MSE误差为2.6%,整体精度满足要求,耗时较短。

考虑次生裂缝的页岩气藏有限导流缝网模型

为了考虑次生裂缝对页岩气井压力响应特征的影响,建立了耦合多重运移机制的页岩气藏有限导流缝网流动模型,并开展了压力动态特征的研究。首先,通过Laplace空间源函数、局部坐标转换及叠加原理得到耦合吸附解吸、扩散、渗流的气藏解析解。然后,基于有限差分方法及交汇单元流量分配变换,推导得到裂缝单元的数值解。耦合气藏及裂缝两部分的流动,半解析计算求解得到了考虑次生裂缝影响的压力响应曲线,并对次生裂缝组数、导流能力、裂缝角度等反映次生裂缝特征的参数进行了敏感性分析。结果表明,该模型存在10个典型流动阶段,能有效表征次生裂缝对曲线形态的影响,对页岩气压力动态特征的研究具有重要指导意义。

致密低渗气藏气井动态分析方法

针对致密低渗气藏不稳定流动期较长的问题,提出基于不稳定流动理论的渗流模型描述气井的地层流动,并结合Duhamel原理求解变流量问题,建立了基于生产过程模拟的动态分析方法,可直接利用井口压力和产量进行单井动态分析。针对压力动态拟合中的参数多解性问题,引入Blasingame分析曲线,展现不稳定流动和拟稳态流动特征,提高了参数估算的可靠性。

水平井ICD控水方法研究

ICD控水技术是通过抑制高渗段、增加低渗段流量实现水平井流动剖面均衡开采的新型控水完井工艺。利用数值模拟方法研究了高渗带比例、渗透率极差、控制段长度、控制段流量对ICD在底水油藏中控水增油效果的影响,并确定ICD最佳安装位置、限流量和控制段长度等参数。结果表明,在非均质油藏中,高渗带与水平井长度比例越小、高渗带与低渗带渗透率极差越大,ICD的控水增油效果越明显;ICD的安装位置、长度和限流量对ICD的控水增油效果有重要影响。为了使控水增油效果最大化,应将ICD安装于水平井段的高渗带,ICD控制段长度要等于或略高于高渗带长度,限流后高渗段的限流量需尽量靠近水平井各井段的平均流量。

基于物质平衡修正的页岩气藏压裂水平井产量递减分析方法

基于压裂水平井非结构PEBI网格,引入尘气模型建立了综合考虑页岩气藏吸附/解吸、扩散和达西流的运移数学模型,结合控制体有限差分法和全隐式法推导了页岩气藏无限导流压裂水平井产量递减数学模型,并考虑了页岩吸附/解吸作用修正Blasingame现代产量递减分析方法中的物质平衡拟时间,将该方法扩展到页岩气藏,计算获得了页岩气藏无限导流压裂水平井Blasingame产量递减典型曲线。结果表明:与物质平衡修正后的产量递减曲线相比,修正前的页岩气藏无限导流压裂水平井产量递减曲线值偏小,并且边界拟稳定流出现的时间更早,计算出的单井控制储量偏小;页岩气藏无限导流压裂水平井Blasingame产量递减典型曲线可划分为早期裂缝线性流、早期径向流、复合线性流以及拟稳定流4个流动阶段;页岩吸附/解吸作用对产量递减典型曲线有显著影响,其中Langmuir压力对其影响是非线性的,而Langmuir体积对其影响为线性的。

低渗油藏非均质性对采收率的影响因素研究

低渗透油藏的开发技术已成为我国油气开采领域的重要研究内容,而低渗透油藏非均质性是影响其最终采收率的主要因素。为此,从典型油藏地质模型出发,通过建立油藏数值模拟机理模型,筛选了油层厚度、隔层厚度、渗透率、渗透率各向异性系数为评价指标,分析了单因素及其组合对油藏采收率的影响,研究表明储层渗透率及渗透率各向异性是影响低渗透油藏采收率的最主要因素。研究结果对低渗油藏开发的调整以及后期挖潜等方面具有重要的指导意义。

考虑储集层参数时变效应的数值模拟方法与应用

受长期注入水的冲刷作用,注水开发油田的储集层物性及渗流特征参数发生较大变化,从而引起岩石相对渗透率变化范围加大,变化后的相对渗透率曲线形态更为复杂。常规数值模拟软件未能考虑储集层物性和相对渗透率参数的变化,导致模拟结果与实际情况不完全符合。通过建立苏北盆地东部低渗透油藏沙20断块的渗流机理模型,评价了长期注水开发过程中油藏典型特征参数的变化规律,实现对储集层物性和相对渗透率参数时变数值模拟方法的表征。结果表明,针对中低渗透油藏,长期注水冲刷作用导致储集层物性变差,平均剩余油饱和度计算值有所增大,尤其是在注水井附近,但考虑时变效应前后剩余油分布模式基本一致。

页岩气藏多级压裂水平井压力动态分析

基于非结构Voronoi网格技术生成压裂水平井非结构网格,引入尘气模型(DGM)建立考虑页岩气藏吸附解吸、扩散和达西流的运移数学模型,并结合控制体有限差分法和全隐式法推导得到页岩气藏压裂水平井压力动态分析数学模型离散格式,编程绘制页岩气藏压裂水平井不稳定压力动态分析典型曲线。研究结果表明:页岩气藏压裂水平井压力动态分析典型曲线可划分为井筒储集、过渡流、裂缝线性流、早期径向流、复合线性流、系统径向流和边界流7个流动阶段;吸附解吸作用越强,试井典型曲线的位置越低,同时生产时井底附近压力降落最大,近井带解吸气对气井供给量最大,使得过渡流出现一个"凹子",但受吸附解吸强度的影响,过渡流的"凹子"可能被掩盖掉;扩散系数能提高极低页岩渗透率储层的气体流动能力,当扩散系数达到一定值时,试井曲线中对应影响的流动阶段位置偏低;渗透率、裂缝数量、裂缝半长和裂缝间距对页岩气藏压裂水平井压力动态的影响与对常规气藏的影响一致。

水平井产能预测相关式研究

针对水平井的稳态产能预测误差较大的问题,通过半解析耦合模型计算对比,发现在不同泄油体形态、水平垂直渗透率各向异性条件下,Joshi公式的误差变化规律:在厚油层、低垂向渗透率或短水平段情况下,预测值偏小约30%,在薄油层、长水平段或长条状泄流区情况下,预测值又偏高约30%。进一步利用半解析耦合模型计算出不同椭圆形泄流区条件下的水平井产能指数,通过SPSS统计软件进行非线性回归处理,获得水平井无因次产能指数预测相关式,相对误差控制在±1.5%范围内,显著提高水平井的产能预测精度。

页岩气藏孔渗结构特征和渗流机理研究现状

页岩气因其储量大、分布广、清洁,被认为是替代常规能源的重要能源之一。此类气藏属于特低孔、特低渗且存在吸附解吸等特性的非常规气藏。与常规气藏相比,因其具有特殊的微观储存结构和复杂的渗流机理,导致一般无自然产能或低产。因此能否认清其储渗结构和渗流机理是制约页岩气藏有效开发的瓶颈之一。为此调研了页岩气孔渗特征、评价方法以及多尺度下的渗流产出机理发展现状,为下一步的页岩气藏动态分析,产能预测等研究提供理论支撑。

试井早期资料解释方法

针对低渗油气藏压力恢复缓慢、受井筒存储影响严重的早期试井资料,开展续流量反褶积的解释方法研究。利用Laplace数值变换算法及Laplace空间的反褶积方法,开发含井筒存储效应的直接反褶积数学方法,提出综合常规解释方法的反褶积途径。通过常规双对数分析,确定井筒存储系数进行反褶积,展现半对数径向流特征,减少早期资料解释多解性。

考虑多组分吸附的页岩气储量计算

页岩气藏是一种主要以游离态、吸附态和溶解态赋存于泥、页岩中自生自储的非常规气藏。由于页岩气存在吸附解吸等特性,常规气藏储量计算方法没有合理考虑吸附气和游离气相所占体积而导致计算的页岩气藏储量偏高。从页岩气藏储层特征及气体赋存形式的研究出发,研究多组分气体吸附情况下的页岩气藏地质储量计算方法。通过实例分析表明该方法更加符合页岩气藏实际,为合理评价页岩气藏的储量和开发方案提供了科学依据。

孔隙型生物礁灰岩油藏水驱剩余油赋存特征

H油田Mishrif组储层以生屑灰岩为主,主要发育粒间(溶)孔、铸模孔及体腔孔,属于孔隙型生物礁碳酸盐岩油藏,目前以注水开发为主。文中基于微CT扫描技术,针对不同物性的岩心开展了孔隙结构特征、原始状态及水驱后的油相分布特征测试。结果表明:干岩心孔径占比呈反J形(中孔低渗岩心)、正态(高孔低渗岩心)分布特征,孔径大于50μm的孔体积占比大于90%以上;孔径小于50μm的油相孔径占比超过80%,孔径大于50μm的油相体积占比超过85%;水驱后剩余油以分散状态赋存,孔径大于50μm的油相体积占比减少,孔径小于50μm的油相体积占比增加。后期开发应提高小孔隙中原油的动用程度,不同物性储层水驱后剩余油分布特征研究结果可为后期挖潜增效方式的选择提供依据。

水平井割缝筛管完井参数优化模型

以割缝筛管完井表皮系数为评价指标,构建割缝筛管完井参数优化模型。通过对割缝筛管参数的敏感性分析,形成割缝筛管参数优化原则,用以指导筛管完井参数优化。基于相同的缝参数,建立筛管打开程度—表皮系数关系图版,计算结果表明:在同样的打开面积情况下,减小筛缝尺寸可以降低流动阻力;割缝筛管的打开程度存在一个"临界值",超过界限,进一步增加打开程度,表皮系数的减小效果不明显;布缝的相位角对表皮系数的影响不是很明显。

考虑差异化相渗的致密气藏开发效果分析

压裂改造是低渗致密气藏增产的重要措施,而考虑地质-工程一体化的气藏开发动态预测是致密气藏开发的热点问题。大规模水力压裂也会造成改造区相渗与未改造区相渗出现差异,并且不同储集层类型也对应着不同的相渗关系。因此,基于差异化相渗的致密气藏一体化模拟研究具有重要意义。从工程-地质一体化建模流程入手,考虑基质和裂缝的相渗差异,并结合3种储层地质及相渗关系形成了考虑差异化相渗的模拟流程,该模拟方法能有效解决前期返排阶段产水量拟合效果较差的问题。通过考虑差异化相渗的一体化模拟对低渗致密气藏3种储层类型的开发特征和开发效果进行了分析,并建立无因次压降与采出程度的关系图版,用于评价气藏不同时期的开发效果。研究表明,残余气饱和度的高低决定了气井开始产气的滞后时间,残余气饱和度越低,气井返排期越长;在考虑差异化相渗的情况下,含水饱和度对采收率影响最为显著、渗透率次之,孔隙度与有效厚度影响较小。通过本文的研究揭示了不同储集层物性对开发效果的影响规律,对指导致密气藏高效开发具有重要的理论及实践意义。

提高高校大型仪器设备开放共享的探讨

大型仪器设备是高校开展高水平科学研究和教学工作、培养高层次人才的关键基础条件,也是衡量高校实验条件和科研环境的重要指标。结合工作实践经验,针对高校大型仪器设备开放共享中存在的问题进行简述。提出树立开放共享意识,重视总体规划加强购前论证,健全管理机制、加强队伍建设,建立完善的激励机制,利用网络,加强共享开放平台建设等措施来提高高校大型仪器设备开放共享。

基于超声波的管道安全检测应用技术研究

中石油西南局以天然气开发为主，特别是气井高含硫特性使得管道事故时有发生虽然目前大量采用了管道内检测技术，但某些管道系统，如不具备内检测的管道、公路穿越管道、场站管道，使用常规检测及内检测方法很难实现，本文采用导波和相位数组式超声波检测技术，对蜀南矿区的气场进行管道检测，为气田管道安全无损检测提供了成套技术体系。

基于Voronoi网格技术的油藏数值模拟研究

针对结构化网格在油藏模拟中存在的种种局限性,将非结构化网格中的Voronoi网格技术应用于油藏数值模拟中。介绍了Voronoi网格在油藏数值模拟的主要优势,在生成的Voronoi网格的基础上,建立了多维多相的物质平衡方程;在近井地带的模拟中,引入了传导率修正系数来提高数值模拟精度。通过对现有文献的分析发现,Voronoi网格具有很高的灵活性,能够较真实地描述油藏形态和储层物性的空间变化,且易于局部网格加密。因此,Voronoi网格技术是目前油藏数值模拟中广泛采用的技术。

考虑气体滑脱及Knudsen扩散的低渗致密砂岩微观流动模拟

低渗致密砂岩纳米-微米尺度孔喉发育,微观非均质性强,渗流机理复杂,现有物理实验方法难以准确评价。采用基于数字岩心理论的微观流动模拟方法来分析低渗致密砂岩中天然气的渗流规律。以川西地区沙溪庙组砂岩样品为基础,利用CT扫描建立目标岩样三维数字岩心,通过孔喉识别、形态简化及喉道调整,构建了包含不同孔喉分布的低渗致密砂岩三维孔隙模型;考虑天然气在纳米-微米孔喉中输运机制的复杂性,建立了耦合Darcy渗流、气体滑脱和Knudsen扩散的流动控制方程,并结合孔隙模型对其进行离散求解。开展流动模拟,评价不同孔隙压力下各输运机制对天然气产出运移的影响。结果表明:低渗致密砂岩中喉道越小、孔隙压力越低,气体流动非线性越强;在孔隙压力高于10 MPa范围,天然气在平均喉道半径大于0.1μm的砂岩孔隙空间中的流动基本满足Darcy渗流;而对于平均喉道半径小于0.1μm的致密砂岩,孔隙压力低于10 MPa后气体滑脱和Knudsen扩散是气体运移中重要机制,对天然气生产的影响不可忽略。