分形油气藏非达西低速渗流时续流和表皮效应的影响

本文建立了分形油气藏非达西低速渗流时续流和表皮效应影响的数学模型,并对定解问题用拉普拉斯变换求解,拉氏空间的特解用格林函数表示,得到了解析解和渐近解。

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。

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）

气体低速非达西渗流机理及渗流特征研究

为明确气体在低速渗流状态下的渗流规律以及产生低速非达西渗流的实质性原因,运用分子动力学、热力学和渗流力学等相关知识,基于滑脱效应和阈压效应两方面分析了气体在低速渗流状态下的渗流机理及渗流特征。研究认为,气体滑脱效应是毛细管壁处气体分子滑流和毛细管内部气体分子扩散的综合效应,是浓度场和压力场作用叠加的结果。

气体低速非达西渗流特征参数分析与计算

低渗透气藏气体渗流特征参数的研究是合理开发低渗透气藏的基础和出发点,而目前对于低渗透气藏气体渗流特征参数的研究还只是停留在定性分析的水平上,还没有形成一整套建立在理论分析之上、能够完整描述气体渗流规律的特征参数数学模型。文中将理论分析和数学推导相结合,建立了包括“滑脱动力”、“启动压差”、“综合渗流速度”及“临界压力”和“临界压力”平方梯度”在内的能够完整描述气体渗流特征规律的数学模型。论文的研究将有利于认识低渗透气藏的渗流规律,为低渗透气藏的合理开发提供理论依据。

径向非均质油藏低速非达西渗流试井分析

首先研究了非均质径向油藏低速非达西渗流动边界问题的数值解 ,然后给出了含启动压力梯度和地层流量分布的井底压力及其导数关系式 。

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。

非达西渗流研究进展

越来越多的资料表明非达西渗流是普遍存在的现象,而且这种现象对某些实际工程的影响不可忽略,必须对其进行总结和研究.针对非达西渗流的两个研究领域———低速非达西渗流和高速非达西渗流的运动方程等研究成果分别总结;对低速非达西渗流试验方法以及启动压力梯度、拟启动压力梯度和临界压力梯度的产生原因和影响因素进行了论述,且分类介绍了其运动方程;简要介绍了高速非达西渗流的试验方法,并讨论了通过实验曲线建立其运动方程的一般过程,并分类介绍了运动方程;最后概述目前非达西渗流研究的各种问题.

含水低渗透多孔介质气体低速非达西理论研究

从分析气体驱替过程气水界面上气水毛管力构成入手,通过假设液固界面作用产生的流体边界层的极限剪切应力的递减规律,建立完全饱和水的毛细管气体驱替模型,并得到气水两相时气体临界流动压力的相关理论计算公式;由非混相渗流模型进一步得出气体最低渗流阻力与含水饱和度相关的结论。研究表明,低渗透岩心高含水情况下,气体临界流动压力主要由边界层的极限剪应力与气水毛管力构成,其中毛管力是主要的驱替阻力,边界层的影响在渗透率较低的情况下才表现出来。临界流动压力反映了毛细管力与边界层作用对气体渗流的影响,并使气体表现出非达西渗流特征。由于毛细管力将会随含水饱和度发生变化,因此可动水饱和度的变化会引起渗流阻力发生改变,而渗流阻力的变化也是气体产生非达西渗流的原因。

低渗砂岩气藏气体特殊渗流机理实验研究与分析

针对渗透率低于10-3μm2天然低渗透砂岩岩心,在改造的气体渗透率测定仪上进行含水岩样中气体渗流规律的室内实验。实验中运用微波法建立含水饱和度模型,通过在不同孔渗范围内的低渗岩样中进行气体渗流实验以达到研究气体特殊渗流机理的目的。研究发现,气体渗流受渗透率和含水饱和度的控制。在干燥和低含水饱和度状态下,气体渗流曲线呈上凸型,渗透率越小,受滑脱效应的影响越明显。随含水饱和度增大,渗流曲线由上凸型向下凹型转变,滑脱动力影响变小,毛细管力影响变大。复合型渗流曲线则完整反映了气体渗流的整个过程。本研究对制定低渗透气藏相关开发技术对策具有重要的指导意义。

提高低速非达西渗流模型求解精度的一种方法

研究了低速非达西试井解释模型,并利用Laplace变换求得了该模型在Laplace空间下的解析解,对低速非达西模型的求解过程和结果做了进一步的完善。通过对第二类虚宗量贝塞尔函数的积分算法的研究,给出了其在大自变量和小自变量俩种不同情况下的积分算法,分析了两种不同算法在不同情况下的适应程度,结合大量的计算和比较对两种算法的实用范围进行了结合统一,给出了能够精确计算任意自变量的方法,完善了在低速非达西模型中长期存在的一个因计算精度不够而导致典型曲线振荡的问题。最后利用数值反演算法绘制了典型曲线,并和以前算法所得到的典型曲线进行了对比,验证了本文的正确性。

考虑启动压力梯度的致密油藏不稳定试井解析方法

致密油藏不稳定渗流特征源函数方法常以达西渗流为主,忽略启动压力梯度影响。基于低速非达西渗流,考虑启动压力梯度,建立无限大地层点源数学模型;求解Laplace空间下的修正点源解,分解点源解为达西项和启动压力梯度修正项,运用镜像映射和叠加原理,附加启动压力梯度修正项;考虑井筒储集系数和表皮因数影响,得到井底压降解。应用模型分析启动压力梯度对不同油井类型压力动态的影响。结果表明:仅对达西项运用叠加原理的处理方式更加合理,在数学上能够严格证明成立,又具有明确的物理意义;不同井型中启动压力梯度主要影响中后期流动形态,考虑启动压力梯度后,压力及压力导数曲线后期出现不同程度的上翘,压力导数曲线径向流阶段不再出现0.5水平线。致密油藏需要更多的能量消耗,在实际开发过程中,应注意合理配产,防止地层压力消耗过快。该结果对致密油藏开发具有指导意义。

改进叠加原理求解低渗储层关井阶段压力响应

流体在低渗储层中的流动受流固界面作用影响,是低速非达西渗流。拟启动压力梯度常用于描述非达西渗流,但其在关井阶段的作用机制尚不明确。直接应用传统压降叠加原理的关井阶段压力响应计算结果已被证明和数值计算所得规律相反。针对上述矛盾,基于拟启动压力梯度,建立了低渗储层关井阶段试井数学模型。该模型是非齐次的二阶线性微分方程。根据其解的可叠加性,证明和提出了改进的压降叠加原理,即低渗储层关井阶段井底压力变化等于一个考虑拟启动压力梯度时变化值与一个不考虑拟启动压力梯度时变化值的叠加。计算结果显示,开井过程拟启动压力梯度使压力-压力导数曲线后期上翘,作用机制类似于"封闭"边界;关井过程拟启动压力梯度使压力-压力导数曲线后期下掉,作用机制类似于"恒压"边界。计算得到的曲线变化趋势与文献中数值计算结果吻合,验证了改进压降叠加原理的正确性。改进的压降叠加原理解决了传统压降叠加原理在非达西渗流压力恢复测试解释的错误,使得通过压力恢复测试准确识别储层平均拟启动压力梯度成为可能。

异常高压特低渗透油藏试井分析及应用

近年来,准噶尔盆地环玛湖地区相继发现了多个异常高压特低渗透油藏,由于该类油藏存在孔喉细小、比表面积大、渗透率低、压敏性强的特点,渗流规律不遵循达西定律。为做好该区此类油藏的开发工作,以该区已经投入开发的玛2井区为例,在研究总结异常高压、特低渗透砂砾岩储层地质特征的基础上,分析历史不稳定试井曲线,确定该区油藏渗流遵循低速非达西渗流规律。以低速非达西渗流理论为基础,建立考虑启动压力梯度的低速非达西渗流试井解释模型。通过对实际测试资料的解释分析,获得真实的油层参数,确定了生产井的启动压力梯度大小及合理关测时间,评价了油井完善程度,对异常高压、特低渗透砂砾岩油藏的合理开发提供了可靠的依据。

低渗透裂缝型碳酸盐岩酸压气井动态特征分析

低渗透裂缝型碳酸盐岩基质低孔低渗、天然裂缝发育,目前存在的酸压气井动态特征模型没有同时考虑储层基质低孔低渗引起的非达西渗流以及储层裂缝发育造成的储层应力敏感效应。为了分析低渗透裂缝型碳酸盐岩气藏酸压后渗流特征和产量递减规律,建立了考虑酸压改造程度、酸压改造范围、流体低速非达西流动、储层应力敏感的酸压气井渗流模型。首先针对气体拟压力形式的非线性非齐次的渗流方程进行Laplace空间变换,在Laplace空间利用摄动理论线性方程解的叠加原理进行求解,其次基于Duhamel叠加原理考虑了井储和表皮对渗流的影响,采用Stehfest数值反演方法得到实空间酸压气井不稳定产量和压力解,最后基于典型曲线特征分析了四类因素对酸压气井产量递减和井底压力动态特征的影响。结果表明:低渗透裂缝型碳酸盐岩酸压气井存在8个流动阶段,基质-裂缝窜流具有减缓产量递减速率的作用;低速非达西在生产中后期对产量递减影响明显,会削弱窜流对产量递减的补偿作用且明显降低气井产能;应力敏感在生产后期对产量递减的影响凸显,对气井递减率和产能影响较小;改造程度越高,产量递减率越大且产能下降越明显;改造范围越大,气井递减速率越稳产。结论认为:实际低渗透裂缝型碳酸盐岩气藏产能分析中,低速非达西渗流对产能的影响大于应力敏感对气井产能的影响;若以保持酸压气井稳定的产量递减速率为目标,增大改造范围比增大改造程度更重要。

试井技术在中原油田低渗透油藏开发中的应用探讨

对于低渗透油藏,渗流不遵循达西定律,渗流时必需克服一定的启动压力梯度才能流动,由于低速非达西渗流现象的存在,试井曲线后期上翘,这与达西渗流不渗透边界反应的曲线特征相同,实际试井解释时,应选择合适的解释模型,才能获取较好的参数。本文通过探讨研究该类型油藏试井曲线特征,提出了相应的模型诊断方法,并在中原油田w200-6抽油井上应用,效果较好。

裂缝性低渗透碳酸盐岩储层酸压改造油井动态压力特征

裂缝性低渗透碳酸盐岩储层具有基质低孔隙度低渗透率、天然裂缝和溶蚀孔洞发育的三重介质特征。在考虑基质低速非达西渗流和裂缝应力敏感特征的基础上,针对裂缝性低渗透碳酸盐岩储层酸压改造油井建立了动态压力响应模型。利用对数变换和摄动法得到考虑井筒储集效应和表皮效应的实空间井底压力解,并绘制了典型图版,同时讨论了基质非达西渗流、裂缝应力敏感大小、储层物性改造强弱、储层流道改造程度、酸压改造范围等参数对动态压力响应的影响。结果表明:基质低速非达西程度越强压力及压力导数曲线上翘越明显,裂缝应力敏感性越大压力及压力导数曲线向上弯曲越剧烈。模型可用于裂缝性低渗透碳酸盐岩类油藏油井酸压改造效果评价和不稳定产能分析,得到的酸压有效改造面积和酸压改造程度对油井后期酸化解堵、重复酸压等增产措施具有重要的指导意义。