A streamline approach for identification of the flowing and stagnant zones for five-spot well patterns in low permeability reservoirs

The mechanism of the fluid flow in low permeability reservoirs is different from that in middle-high permeability reservoirs because of the existence of the Threshold Pressure Gradient （TPG）. When the pressure gradient at some location is greater than the TPG, the fluid in porous media begins to flow. By applying the mirror image method and the principle of potential superposition, the steady-state pressure distribution and the stream function for infinite five-spot well patterns can be obtained for a low permeability reservoir with the TPG effect. Based on the streamlines distribution, the flowing and stagnant zones in five-spot well patterns can be clearly seen. By the definition of the effective startup coefficient （SUC）, the ratio of the flowing and stagnant zones can be calculated accurately. It is shown that the SUC for five-spot well patterns is not constant, but decreases with the increase of the di- mensionless TPG. By increasing the effective permeability of the formation （such as by the acid treatment and the hydraulic fracture）, in increasing the injection-production differential pressure or shortening the well space （such as by infilling well）, the SUC can be improved. The results of the sensitivity analysis show that a better choice for the SUC enhancement is to shorten the well spacing for small permeability reservoirs and to increase the pressure difference for large permeability reservoirs. This streamline approach can be used to determine the distribution of remaining oil and provide guidance for infilling well.

水平缝五点井网整体压裂参数优化

整体压裂技术是低渗透浅层油藏有效开发的重要技术手段。为了对某油田B区块有效实施水力压裂增产改造,必须设计合理的参数。根据该区块浅层油层改造的实际需要,研究水力裂缝时建立两维两相的水平裂缝模型,不考虑裂缝垂直方向上流动,建立了五点井网条件下三维两相油藏数值模拟模型,研究了水平裂缝半长和导流能力对油井产量、注采条件下的采收率和最终采收率等指标的影响,优化了水平裂缝参数。研究结果表明,在该区块对于五点井网,压裂效果并非半径比和导流能力越大越好,而是存在一个合适的范围,优化的裂缝半长为25～30m,导流能力为20μm2.cm较合适。确定最优整体压裂方案,争取最少的投入获得最好的效益,实现区块整体高效开发。

渗流启动压力梯度对低渗透油田五点井网面积波及效率影响

根据低渗透油藏五点井网注水开发的特点,在流管模型和Beckley-Leverett方程的基础上,推导出考虑启动压力梯度的五点井网面积波及效率计算公式和油井见水时间的计算公式.利用油田实际生产数据进行计算分析,解决了低速非达西渗流不同于达西渗流的面积波及效率理论计算问题和生产井见水时间的确定问题.该方法可用于定量表征五点井网条件下储层的动用程度,为低渗透油藏开发设计和评价提供理论依据.

聚合物及聚合物交联微凝胶调驱效果评价

为了评价聚合物交联微凝胶的调驱效果 ,了解聚合物交联微凝胶驱动态反应特征并探索聚合物交联微凝胶驱油机理 ,在具有河南油田油藏地质特征的五点法井网、纵向非均质物理模型上进行了驱替实验。实验结果表明 ,与聚合物驱相比 ,由于聚合物交联微凝胶在多孔介质内滞留量大 ,流动能力差 ,注入压力高 ,因而调驱效果好。在聚合物驱及聚合物交联微凝胶驱后 ,地层内剩余油主要分布在中、低渗透层 。

聚合物驱油过程中不同粘度比情况下波及系数计算方法

在分析聚合物驱油机理的基础之上,建立了考虑吸附因子和不可入孔隙体积的聚合物驱油的五点井网模型。应用流管法将二维平面模型简化为若干个一维驱替模型,从而建立了聚合物驱油的一维数学模型。利用前缘驱替理论,通过求解每根流管中的驱替动态,然后叠加至整个五点井网,从而模拟二维平面上完整的聚合物驱油过程。将该计算过程编制成VBA程序,绘制了不同含水率条件下,聚合物驱油波及系数与流度比的关系图版,为矿场实施聚合物驱提高采收率项目时,对聚合物溶液粘度的配制提供了理论依据。将计算得到的聚合物驱油动态参数和实验结果对比,发现两者具有较好的一致性。文章建立的流管模型的优点在于输入参数较少,计算快捷,适应性强,同时克服了传统矩形网格油藏数值模拟带来的数值弥散作用,为使用聚合物驱油的油田早期筛选及油藏动态管理提供了一种有效工具。

应用人工神经网络优化五点法水平井井网

水平井直井联合布井方式越来越多地应用到油田的实际开发中，但是井网的选择与优化方面的研究比较少，特别是没有根据不同开发阶段变化的生产动态对水平井井网进行优化。应用人工神经网络技术，在进行数值模拟计算的基础上，制作样本并训练网络，可预测任意面积、任意水平井长度下的五点法水平井井网在不同开发阶段的生产动态，优化出不同生产时间和不同井网面积条件下最优井网穿透比，即生产10a时最优井网穿透比为0．55～0．8。与数值模拟结果进行对比，最大误差在1％以内，表明这种方法既快速简便又具有较高的精确性，可以有效地指导五点法水平井井网优化设计。

水平井五点井网的研究及对比

基于拟三维求解思想，本文动用保角变换、汇源反映、叠加原理以及等值渗流阻力等渗流理论，对三种五点法水平井面积井网进行了研究。这里分别推得了各井网的产量、流场分布、渗流速度等的计算公式，并分析了影响水平井产能因素。其结果可用于水平井油藏工程问题研究和计算。

基于流线应用特征线方法求解双重孔隙介质两维两相渗流问题

对于双重孔隙介质中的两维两相渗流问题,缺少考虑裂缝-基质渗吸作用的解析解,引入传播时间的概念,将两维两相渗流问题简化为一维两相渗流问题,沿着流线利用特征线方法可实现对双重孔隙介质两维两相渗流问题的解析求解。以五点井网为例,分析了裂缝-基质渗吸作用对亲水的双重孔隙介质水驱开发效果的影响,并介绍了均质和非均质油藏条件下求解方法的差异。研究结果表明,双重孔隙介质中水驱前缘推进速度快,生产井迅速见水,但是由于裂缝-基质渗吸作用的存在,见水后生产井含水率上升速度减缓。基质系统中的原油都是利用裂缝-基质渗吸作用采出的,因此,水驱是开发亲水的裂缝-孔隙型碳酸盐岩油藏的有效方法。研究成果为双重孔隙介质中水驱开发特征的研究提供了一种方便快速求解的解析模型。

水平井五点法面积井网的数值模拟研究

本文研制了一水平井有限元数值模拟软件，并对３种水平井五点法面积井冈的开发问题分别进行了数值模拟研究，得到了各井冈的动态开采指标，并与直井五点法面积井网进行了多种对比。最后分析了影响水平井井网开发效果的因素。首次得到了一些对水平井井冈油藏工程实际有用的结论。

水平井油－水两相渗流的有限元方法

本文探讨了等参有限元方法在水平井油－水两相渗流求解方法中的应用。较为详细地论述了水平井油－水两相渗流数学模型的建立，数值求解方法以及模拟计算机软件的研制和应用。与以往不同的是，数学模型中将直井和水平井考虑成单元的边界，求解单元是任意形状的六面体，采用等参坐标变换及伽辽金方法求解。并应用于直井、水平井五点并网的模拟计算，其结果令人满意。

超低渗透低压油藏水平井转变开发方式试验

鄂尔多斯盆地长X油藏压力系数低、储层物性差,前期采用超前注水七点井网长水平井开发,初期单井产能有所提高,但含水率上升快。为了避免人工裂缝与腰部水线窜通,压裂时往往会有约200 m水平段无改造而浪费。同时,因超前注水油井生产等停较长时间,影响了新井贡献时率。借鉴致密油的开发经验,采用逆势思维的方法,提出"停止超前注水、减少注水井数量、减少水平段长度、密切割压裂和体积压裂相结合"转变开发方式的思路,优化注水方式、开采井网、水平段长度和压裂工艺参数等,并开展现场试验。结果表明:形成的五点法短水平井密切割体积压裂开发技术效果较好,地层能量得到快速补充,含水率快速上升得到控制,缩短了油井因超前注水产生的等停时间,提高了新井贡献时率30%,减少的注水井数量和水平段长度使成本节约20%,每百米水平段产能较前期增加88%,该成果为同类超低渗致密储层高效开发提供了技术支撑。

超低渗透油藏五点井网水平井无阻重复压裂技术研究与应用

五点水平井注采井网+分段压裂开发有效提高了鄂尔多斯盆地超低渗透油藏初期单井产量,但受裂缝间距大、改造规模小、水平段中部能量补充困难等因素影响,长期生产产量递减较大。文中基于五点井网剩余油和压力场分布规律,以缩短地层流体渗流距离、减小渗流阻力小为目的,从增加储层改造体积、裂缝与油藏接触面积、复杂缝网导流能力和区域地层能量水平四个方面出发,形成了水平井"中高排量注入、近井筒+裂缝远端二级暂堵、组合粒径支撑剂、多功能压裂液、压后关井扩压"的分段重复压裂模式,优化施工排量为5~6 m^3/min,近井筒缝口4~6 mm暂堵剂一级封堵、裂缝端部2~3 mm暂堵剂二级桥堵来提高净压力,单井液量为5 000~6 000 m^3,分段压后关井扩压1~1.5 d。该技术在华庆长6超低渗透油藏现场应用后取得较好的增产效果,4口试验井与常规重复压裂相比,提高单井产量50%~70%,对其他油田的非常规储层提高老井单井产量有一定的借鉴意义。

低渗透油藏五点井网压裂产能计算及其影响因素

低渗透油藏压裂开发产能影响因素研究对经济有效地动用低渗透储量具有重要的理论和实际的指导意义。以低渗透油藏压裂开发的非线性流动特征和物理概念为基础,建立了反映低渗透油藏五点井网压裂过程的物理模型,推导出考虑启动压力梯度的产能公式。通过实例计算,研究了裂缝长度、裂缝角度、导流能力和启动压力梯度等因素对压裂产能的影响。结果表明,裂缝半长越长产能越高,当裂缝半长大于60m时,对产能的影响较小;裂缝的导流能力越大产能越高,但是当裂缝导流能力超过60μm^2·cm时,产能增加不明显;压裂裂缝角度小于30°时效果较好,裂缝角度继续增加,则产能下降明显;启动压力梯度越大,产能越小。因此压裂井在投产时,应合理优选压裂缝半长、裂缝角度和导流能力。

高含水期五点法压裂井网的动态产能预测方法

高含水期井网压裂产能研究对高含水期井网压裂优化及开发调整意义重大。由于储层物性的非均质性,导致高含水期剩余油分布不均。依据五点法压裂井网及其流线分布特征,将五点法注采单元划分为4个注采区域,每个注采区域再细分为多个计算单元;在考虑剩余油分布不均的基础上,运用流线积分法、物质平衡原理及稳定状态逐次替换法,推导出各计算单元的产能计算方法,合并各计算单元产能,获得高含水期五点法压裂井网产能。新建方法的计算结果与实际动态生产数据的对比结果表明,相对误差小于5%,可满足现场需求。通过分析储层系数、储层非均质性、裂缝无因次导流能力、裂缝穿透比和压裂初期剩余油饱和度对产能的影响可知:储层系数越大,压裂初期剩余油饱和度越高,产能越高,裂缝直接控制区域的储层系数和剩余油饱和度对压裂初期产能影响较大;产能随裂缝无因次导流能力和穿透比的增大而增大,但裂缝无因次导流能力对产能的影响随其增大而减小。

压裂水平井水驱油物理模拟

用可视化的平板模型实验模拟了哑铃形、纺锤形、等长裂缝形3种模型五点井网压裂水平井水驱油过程,拍摄了水驱油波及规律图片,记录了产油量、产水量。3种模型的水驱油过程都可分为4个阶段,每个阶段对应不同的波及区域,水驱油结束时形成2个死油区;纺锤形模型的无水采出程度最大,哑铃形模型的最小;含水采油期,纺锤形模型的含水率最小、采油速度最大,而哑铃形模型正好相反;哑铃形模型与等长裂缝形模型的含水率、采油速度都有一个相对平缓的阶段,而纺锤形模型没有;3种模型的采收率相差不大,但注入孔隙体积倍数却相差较大,其中哑铃形模型的最大,纺锤形模型的最小。从3种模型的无水期采出程度、采油速度、含水期含水上升率及注入孔隙体积倍数的比较来看,纺锤形模型的注水效果最好,哑铃形模型的注水效果最差,而等长裂缝形模型居于二者之间。

平面各向异性油藏变形五点井网研究

采用规则井网对平面各向异性油藏布井时,易造成注入水沿高渗透率条带突进,使生产井过早见水,难以实现面积井网均匀驱替效果。为解决该问题,利用流管法构建平面各向同性油藏五点井网产能公式,通过物质平衡方程展开得到井网的见水时间,在满足均匀驱替的基础上,得到无量纲注采井距与各向异性系数的关系,为平面各向异性条件下合理构建五点井网形状提供了理论依据。

测定井间示踪剂扩散系数的方法研究

该文在带传质扩散的一维单向流和平面径向流的渗流数学模型的基础上，导出了确定单向流及五点法井网注示踪剂段塞时扩散系数的数学公式。利用天然岩心注示踪剂的方式及人造五点法平板模型注示踪剂段塞的方式，分别测定了示踪剂在单向渗流及五点法井网渗流过程中的渗流系数。实验结果表明：示踪剂在地下渗流过程中扩散系数与地层的渗透率、注入示踪剂的类型及浓度、注入速度有关。

面积注水井网的选择与调整

面积注水井网生产井的产出能力与注水井的注入能力之比,对合理注水方式的选择有着重要的影响。随着产出一注入能力比的增加,应适当增加井网的注采井数比。当产出能力显著低于注入能力时,反九点注水井网是最佳的选择;当产出注入-能力比接近0.25时,应选择四点注水井网;当产出能力接近注入能力时,选择五点注水井网,可以得到较高的采油速度。给出了合理注采井数比的简便计算公式。指出,中、低渗透油藏由于流度比部小于1,采用反九点注水井网进行开发是不适宜的,并给出了反九点注水井网的几种主要调整方式。

用五点井网生产数据计算相对渗透率的简易算法

当面对五点法井网布井不规则和强非均质性时,在没有取心数据或取心数据不全面的情况下,仅根据生产数据计算相对渗透率的难度很大,为此提出一种利用生产数据近似计算复杂地层条件下相对渗透率的简易算法,并通过五点法井网模型水驱实验及CMG模型拟合来验证相对渗透率计算方法的准确性。结果表明该方法计算的相对渗透率比较接近实际情况,用于数值模拟能提高历史拟合的速度。与其他方法进行对比,具有更加简单的优点。

低渗多油层油藏水平井井网数值模拟优选

水平井开发油藏具有单井产量高、储量控制程度高、经济效益好等明显优势，近年来在世界各油田中得到了越来越广泛的应用。针对大庆外围油藏具有低渗多油层的特征，应用数值模拟方法优选水平井井网的部署方案。结果表明：与传统直井井网相比，水平井井网可以明显改善油藏开发效果、提高采出程度。优选得到最优井阀为非对称五点水平井井网，与以往的五点水平井网相比，扩大了井网控制面积，更有效地克服了因压力损失造成的注水局部突进现象。