低渗透致密储层气体低速非达西渗流地层压力分布及产能分析

低渗致密储层中含水条件下气体流动呈现低速非达西渗流特征。基于此认识,建立了低渗致密储层气体低速非达西渗流压力特征方程,推导了定压力边界和定产量边界条件下的径向流解析解,给出了低速非达西渗流条件下产能公式。计算分析表明:低渗致密储层气体低速非达西流动不同于有激励即有响应的达西流动,低速非达西流动必须克服启动压力梯度后才能流动;低渗致密储层气体低速非达西流动时,近井地带能量递减远快于达西流动的情况,储层波及范围小,存在合理的动用半径;给定不同配产情况下,可以确定井筒压力以及对应的有效动用半径;在给定压力条件下,不同的渗透率和气藏储量丰度对应不同的气井产能。

低渗透多孔介质非达西渗流动边界界面追踪

基于低渗透多孔介质非达西不稳定渗流的动边界数学模型,推导动边界移动速度的微分表达式,揭示动边界移动速度与动边界上地层压力关于径向距离的二次导数成正比;由此利用拉格朗日三点插值公式求得动边界附近控制方程的有限差分格式,并对下一时刻动边界的精确位置进行追踪.有限差分方法的数值结果表明界面追踪法可较好地反映低渗透多孔介质非达西不稳定渗流动边界的移动规律.

低渗透气藏中气体低速非达西渗流特征实验研究

近年来,随着低渗透油气藏的不断开发,对低渗透油气藏中流体渗流规律的研究越来越引起人们关注。本文针对低渗气藏中气体低速非达西渗流进行了大量的实验研究。通过对实验现象的探讨认识到:低渗储层岩石中单相气体低速渗流具有非达西渗流特征,表现为渗流曲线直线段的延伸与流速轴相交,即存在一个“拟初始流速”;低渗储层岩石在一定含水饱和度下,气体低速非达西渗流特征更为明显。残余水饱和度存在所产生的毛管阻力,使气体渗流曲线低速段的形态与单相气体渗流时相反,呈现上凹形态。在相应的克氏回归曲线上,存在着明确的临界点。临界点以下,气体渗流受毛管阻力影响,表现为气体(视)有效渗透率随压力增大而增大;临界点以上,气体渗流受滑脱效应影响,表现为气体(视)有效渗透率随压力增大而减小。气体低速渗流曲线特征与储层岩石渗透率和残余水饱和度密切相关,随渗透率增大和残余水饱和度的降低,气体低速非达西型渗流逐渐向达西型渗流过渡。

双孔介质有界地层低速非达西渗流模型新解

运用一种新的数学解法,研究双重介质有界地层低速非达西渗流问题。基于低渗透渗流理论,建立起双孔介质有界地层低速非达西渗流模型并予以求解,编程绘制出井底压力动态样版曲线,获得低速非达西流三段拟合实用复合图版。

动边界双渗透油藏低速非达西渗流试井模型

考虑启动压力梯度与动边界的影响,建立了微可压缩双渗透油藏低速非达西渗流有效井径试井的数学模型,对时间和空间变量进行离散化求出其数值解;进一步分析了压力动态特征,绘制了有界油藏定压条件下的典型曲线,得到了动边界的传播规律,结果表明:双渗透油藏的特征曲线出现层间窜流段,压力导数曲线出现一明显的"凹子","凹子"的深度受启动压力梯度、地层系数比、层间储容比及层间窜流系数的影响。动边界的传播主要受启动压力梯度的影响,启动压力梯度越大,动边界传播越慢;动边界传播末期稳定于一个值,说明低渗透油藏的单井控制面积是有限的。

低/特低渗透油藏非达西渗流有效动用计算方法

依据渗流力学基础理论,及考虑启动压力梯度存在的非达西运动方程,建立了低/特低渗透油藏流体非达西流动的数学模型。通过积分变换得出解析解,建立了单井未压裂情况下的合理动用半径的计算方法,并绘制了不同生产压差下的基质动用半径与启动压力梯度的双对数关系图版。结合压裂椭圆渗流理论,给出了不同面积井网压裂情况下动用系数的计算方法,用于定量表征不同井网条件下储层的动用程度,为低渗透储层的油藏评价和开发设计提供了理论依据。

低渗透油藏非达西渗流面积井网产油量计算方法

根据低渗透油藏注水开发的特点,应用室内实验得到的低速非达西渗流基本公式以及流线积分方法和单元分析方法,推导出了四点法、五点法和反九点法面积井网的产量计算公式,称为ND-Ⅰ法。利用大庆低渗透油田生产数据,建立了启动压力梯度和渗透率的关系式,证实了非达西渗流存在的普遍性。提出了启动角和启动系数的概念,用于定量表征不同井网条件下储层的动用程度,为低渗透储层的油藏评价和开发设计提供了理论依据。

含水低渗气藏低速非达西渗流数学模型及产能方程研究

在低速非达西渗流实验研究基础上,对含水低渗气藏气体流动特性进行了分析,并建立了含可动水、不动水和束缚水影响下的3类低速非达西渗流数学模型,推导出了气体滑脱效应和启动压力梯度分别存在和同时存在条件下的系列气井产能公式。通过实例计算证明数学模型符合现场实际,气井产能公式可为确定不同含水条件下低渗气藏气井合理的产能提供必要的理论依据。

特低渗透储层油水两相非达西渗流特征

以榆树林地区特低渗透岩样油水两相渗流实验为实例,对特低渗透岩样在不同含水饱和度下的拟启动压力进行了研究,通过对实验数据进行的理论分析,得到了描述油水两相非达西渗流的经验关系式。对稳态法测定的特低渗透岩样油水两相相对渗透率曲线进行研究的结果是:当空气渗透率小于2×10-3μm2时,油水的相对渗透率就依赖于油水渗流速度,对油相影响较大,流速越低,油相相对渗透率也越低,油水两相同时渗流时的拟启动压力比单相时要大很多。

低渗低速下非达西渗流特征及影响因素

流体在低渗低速下渗流时 ,具有一定的弹塑性 .实验证明 ,这种特性与介质和流体的种类和性质有关 .低渗透油藏的孔隙越小、喉道越窄 ,孔喉比就越大 ,因此具有很大的比表面能和自由能 .而固、液表面的分子作用力越强 ,则启动压力就越高 .在注水开发过程中 ,相界面的变化引发了多种物理过程和化学反应 ,进而诱导出流体的非达西渗流特征 .这表明 ,建立非线性渗流理论及其数学分析方法 。

低渗透、特低渗透油藏非达西渗流整体压裂优化设计

低渗透、特低渗透油藏在新增储量中所占的比例越来越大,该类油藏具有特殊的渗流规律,但基于达西定律的中—高渗透整体压裂理论对其并不适用,导致常规的整体压裂技术开发效果不理想。通过室内实验回归了启动压力梯度与渗透率的函数关系,在此基础上建立了低渗透非达西渗流整体压裂的数学模型。以肇源特低渗透油藏为研究对象,应用数值模拟方法,研究了启动压力梯度对油水井各项生产动态指标的影响,并对裂缝参数进行了优化设计。结果表明,启动压力梯度对油水井各项生产指标造成负面影响,不同的启动压力梯度优化出来的裂缝参数差别较大。因此,低渗透、特低渗透油藏整体压裂优化设计过程中不能忽视启动压力梯度的影响。

低速非达西渗流的全隐式模拟模型

许多研究表明,低渗透介质中的流体渗流需要启动压力梯度,并不遵循达西定律;而传统的油藏数值模拟理论都是建立在达西定律之上的,因而它很难反映低渗介质中的流体渗流特征。为了让油藏模拟模型能正确描述低渗介质中这种特殊的渗流现象,基于前人的研究成果,建立了一种非达西渗流的全隐式数值模拟模型,并给出了该数学模型的有限差分形式和相应的全隐式处理方法,完成了已有模拟器的功能改造。最后给出了计算实例,结果表明,在其它条件相同的情况下,启动压力梯度越大,则在相同时间内的采出程度越低,累计注水量越少;相反,启动压力梯度越小,则在相同时间内的采出程度越高,累计注水量越多。分析表明,算例的模拟结果是合理的,此模型能够反映低渗介质中流体的低速非达西渗流特征。图3参5（周涌沂摘）

低渗透油藏非达西渗流地层压力计算方法及分析

低渗透油藏非达西渗流时,地层的压力分布与常规达西流动情况下不同,储层存在压力波及不到的区域,难以有效动用。为此,基于渗流理论中质量守恒和动量守恒方程,建立了考虑启动压力梯度存在的新的不稳定渗流数学模型,推导出非达西径向流解析解和产能方程,形成了低渗透油藏新的地层压力计算方法,为低渗透储层的油藏评价和开发设计提供了理论依据。计算分析表明:低渗透油藏非达西流动下压力分布不同于以往有激励即有响应的达西流动情况,近井地带能量递减远快于常规油藏达西流动的情况,储层波及范围小,井筒外围有很大一部分面积的油藏没能有效动用。

特低渗透储层非达西渗流特征研究

通过实验手段 ,探索了特低渗透率岩心单相流体渗流特征。通过毛管束模型描述了流体边界层厚度随压力梯度的变化规律 ,由此建立了描述低渗透油层非达西渗流特征的经验方程。

非达西渗流微观描述及对低渗透油田开发的影响

应用胶体与表面化学原理,从微观角度阐述低渗透储层固液两相体系边界层形成的机理;建立五点井网整体压裂垂直裂缝非达西渗流模型,研究了非达西渗流对油井日产量、累计产量、注水见效时间、见水时间、无水采收率以及含水率的影响。研究表明,造成低渗透多孔介质非达西渗流的边界层是在一系列物理化学作用中形成的,反应过程分为固液相吸附阶段与物理化学反应阶段;随着启动压力梯度的增大,油井日产油量、累计产油量减小,注水见效时间延长,见水时间提前,无水采收率降低,含水率增大。研究结果对于低渗透油田的开发具有指导意义。

低渗透油藏非达西渗流面积井网见水时间计算

根据低渗透油藏面积注水开发的特点,在流管模型基础上推导出考虑启动压力梯度的四点井网、五点井网、反九点井网的油井见水时间的计算公式,并结合油田实际生产数据给出计算分析结果.该方法解决了低速非达西渗流不同于达西渗流的生产井见水时间的计算问题,为低渗透油田注水开发方案的设计提供了理论依据.

低速非达西渗流产能方程的建立

在Wiggins等人针对达西流的工作基础上,推导出含启动压力梯度流动下的产能方程,为解析IPR曲线方法在低渗、特低渗透油藏中的应用提供了依据。同时,对影响流入动态的主要因素进行了敏感性分析,结果表明在含启动压力渗流的流入动态关系式的影响因素及其作用规律与达西流有明显的差异,论证了目前低渗油田普遍采用大压差、密井网生产的理论基础。并且根据所建立的方程分析了靖安油田长6特低渗储集层的生产动态特征,分析结果显示该方法较常规方法能更好地预测此类储集层的产能。

低渗透油藏通用非达西渗流模型及压力曲线特征

研究表明低渗透油藏渗流规律不符合达西定律。根据学者在低渗透非达西多相渗流的数值模拟分析中提出的渗流速度和压力梯度关系，进一步提出了变渗透率效应概念，建立了低渗透油藏通用非达西渗流试井模型，采用追赶法对变渗透率效应差分方程组迭代求解。对渗透率取几何平均数，解决了迭代求解过程中解的振荡不收敛问题。计算结果表明：变渗透率效应持续时间越短，压力曲线及压力导数曲线上翘越大。基于变渗透率效应建立的通用非达西渗流试井模型及其求解的方法比目前动边界计算方法稳定性更好，比较符合实际情况。达西渗流试井模型只是低渗透油藏通用非达西渗流试井模型的特例。

低渗透均质油藏非达西渗流的产量动态规律

由于低渗透油藏存在非达西渗流机理，因此目前采用基于达西渗流理论的产能预测结果与实际存在较大的误差。基于低速非达西渗流理论，建立了考虑启动压力梯度的低渗透均质油藏产量变化数学模型，油藏外边界考虑了无限大、定压和封闭三种条件，应用Laplace变换方法求解得到了该模型在Laplace空间的解，采用Stehfest数值反演算法，绘制了三种外边界条件下产量和累计产量变化的理论曲线；讨论了启动压力梯度、边界距离对产量的影响规律，对比分析了非达西渗流与达西渗流产量动态变化规律的差别。研究表明：与达西渗流相比，由于启动压力梯度的存在，导致产量下降速度加快，累计产量下降。

低渗透储层非达西渗流机理探讨

从多孔介质的孔隙结构、孔隙介质与渗流流体之间的相互作用和渗流流体性质等方面阐述了低速非达西渗流产生机理的不同观点,探讨了孔隙大小、孔隙喉道的几何结构、比表面积与渗透率的关系及其对启动压力的影响。深入研究了地层水、界面张力、边界层、渗流流体性质等对非达西渗流形成的作用机制。