考虑压敏效应的低渗透油藏CO_(2)辅助重力驱合理配产方法

高倾角低渗透油藏在进行水驱开发时,在油藏高部位存在大量剩余油,采收率较低,采用CO_(2)辅助重力驱,可以充分利用高倾角的地质特征,有效提高该类油藏的采出程度。但是由于CO_(2)对原油物性影响要远大于水对原油物性的影响,CO_(2)驱替过程中流体的渗流过程更加复杂,因此有必要对低渗透油藏CO_(2)重力驱合理配产优化进行研究。首先,依据油藏中任意一点压力与最小混相压力的关系,分别建立了考虑压敏效应的低渗透油藏CO_(2)重力驱混相和非混相模型;其次,运用Python对模型进行求解,同时分析了压敏系数、地层倾角、注采井距和注气速度对油藏配产的影响;最后,结合现有工作制度法和增产倍数法,对比本模型计算结果,运用tNavigtor软件对3种方法进行采收率预测。研究结果表明:运用本文方法对油藏进行合理配产具有较好的开发效果,油藏采收率相对较高,研究结果对该类低渗油藏的开发具有较好的借鉴意义。

考虑压力敏感及流体黏度的致密油藏动用半径

常用的低渗透致密油藏动用半径计算方法未考虑地层渗透率和流体黏度的变化,影响了结果的准确性。建立考虑启动压力梯度、渗透率及原油黏度随地层压力变化的致密油藏动用半径计算模型,并采用数值分析的迭代法对模型进行了求解,分析启动压力梯度、压力敏感系数、黏度变形系数、生产压差等关键参数对油井动用半径的影响。结果表明,启动压力梯度越大,流体的非线性流动越强,油井动用半径越小;随着生产压差的增大动用半径增大,同时,压力敏感系数对动用半径的影响也越来越大;黏度变形系数越大,导致渗流阻力增加,油井动用半径越小。研究成果应用于BZ油田开发方案制定,确定合理生产压差为8~10 MPa,合理注采井距约为200~250 m。该方法对于低渗透致密油藏开发方案制定具有一定指导意义。

应力敏感特低渗气藏绝对无阻流量计算新方法

为准确评价特低渗气藏产能,推导考虑应力敏感效应的气井产能方程,建立了特低渗气藏绝对无阻流量计算新方法。通过产能方程左端项数值与产气量的线性关系,确定方程系数A和B,建立考虑应力敏感效应的气井产能方程和绝对无阻流量计算公式,提高特低渗气藏产能预测精度。经S气藏A1、B1、B2井现场应用,相比于忽略应力敏感影响,应力敏感的气井绝对无阻流量下降19%,设计产能精度达到90.4%和95.0%,表明应力敏感效应对气井产能影响较大。新方法更适用于特低渗气藏的产能评价,具有较大的推广应用价值。

低渗透油藏五点法井网见水时间计算方法研究

针对低渗透油藏储层发育特征、流体渗流规律及五点法井网特点划分流动单元,建立了考虑压敏效应、变启动压力梯度、排距井距、裂缝与井排角度、裂缝长度及非均质性等因素的见水时间计算模型,分析了不同因素对见水时间的影响规律。与已有成果相比,所建立见水时间计算模型考虑因素更加全面,更趋于矿场实际情况。分析结果表明,井距与排距之比越大、非均质性越强、裂缝长度越大、启动压力梯度越小、原始地层压力越小,见水时间越早;随着裂缝与井排夹角的增大,见水时间呈波动性变化;原始含水饱和度在0.4~0.5,见水时间早。研究成果可为低渗透裂缝性油藏开发调整方案编制提供理论保障。

基于非线性渗流的低渗透油藏极限注采井距计算方法

注水已成为低渗透油藏高效开发的重要方式之一,原油在低渗储层中渗流时存在启动压力梯度以及压敏效应的影响,导致低渗透油藏注水开发效果差。为了明确注采井之间压力分布、确定合理注采井距,基于油水两相渗流理论,建立了注水井与生产井(压裂直井)之间的压力分布计算模型,并根据注采井间压力分布计算了低渗透油藏极限注采井距。以DG油田Z区块为例开展了实例应用,分析了启动压力梯度、渗透率、注采压差、原油黏度以及压敏效应对极限注采井距的影响,验证了极限井距与启动压力梯度、原油黏度呈负相关关系,与渗透率、注采压差和压敏效应呈正相关关系。应用该方法计算的一注一采条件下的极限井距与实际生产相符合,验证了方法的准确性和可靠性。该方法为低渗透油藏布置合理的注采井距以及实现效益开发提供了理论依据。

基于孔边应力集中的页岩渗透率模型及应力敏感性评价

页岩储层油气主要储集于基质孔隙,考虑不同应力状态下孔隙周边的应力集中,采用复变函数与保角变换计算孔隙变形,建立基于孔边应力集中的渗透率模型,基于实验结果验证渗透率模型可靠性,分析页岩渗透率的应力敏感性。结果表明:基于孔边应力集中的渗透率模型可合理表征有效应力和孔隙压力对页岩渗透率的影响,孔隙压力增大能减弱页岩渗透率对有效应力变化的敏感性;不同方向的有效应力对页岩渗透率的影响具有显著差异,椭圆孔隙短轴方向应力对渗透率的影响较椭圆孔隙长轴方向应力高30%;常规模型(CB模型)未考虑椭圆孔隙的孔边应力集中,显著低估孔隙压力和水平有效应力变化对页岩渗透率的影响;在单轴应变的条件下,常规模型显著高估椭圆孔隙短轴方向应力和上覆岩层应力对页岩渗透率的影响,低估页岩渗透率达32%。该结果为分析压裂应力方向变化较大的储层渗透率提供依据。

考虑压力敏感影响确定低渗透油藏有效注采井距

低渗透油藏实现有效注采的开发井距,需要同时考虑注水井、采油井生产过程中不同压力变化引起的压力敏感效应以及相应启动压力梯度变化的影响。基于低渗透储层基本渗流规律,建立包含启动压力和压力敏感影响的典型注采条件下渗流方程,并采用稳定逐次替换法求解注采单元渗流场,确定出注采开发条件下储层中压力分布规律;考虑油田开井经济日产油量的要求,建立了低渗透压力敏感油藏确定有效开发井距的方法。研究表明,以同时考虑注采井区压敏影响为基准,相比不考虑压敏、只考虑采油井区压敏影响,在同等条件下,注采井距计算结果差别为+9.8%、-20.6%;考虑产量界限要求确定的有效注采井距,一般条件下约为极限注采井距的0.7~0.9倍,可以更好地指导低渗压力敏感油藏开发井网的合理部署。

采用两种实验方法进行气藏岩芯应力敏感研究

目前实验室测定岩芯应力敏感性通常采用变外压恒内压方式测试,该测试方法与气田实际开发过程中上覆岩层压力不变,流体压力变小的实际情况不符合,提出了变内压恒外压测试方法,采用苏里格低渗岩芯在地层温度条件下进行变内压恒外压测试和变外压恒内压测试。研究表明:变内压恒外压测试比变外压恒内压测试应力敏感性更弱,随多次应力敏感次数增加,应力敏感性变弱,甚至趋于一个极限。为气井动态分析提供了实验依据,对研究低渗气藏相对高、中、低渗岩芯在多次升降压过程中的应力敏感特征有重要意义。

煤岩渗透率对孔隙压力变化响应规律的试验研究

利用自主研发的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流装置,开展不同有效围压条件下分别充CH4与CO2气体时原煤的渗透率与孔隙压力之间关系的试验研究,以探讨在低孔隙压力的环境下,煤岩渗透率对孔隙压力变化响应的敏感性。研究结果表明:(1)在低孔隙压力的环境下,煤岩渗透率随孔隙压力的增加呈幂函数递减趋势,其过程可分为渗透率加速变化阶段和稳定变化阶段;(2)相同孔隙压力、有效围压条件下,充CH4气体的煤岩渗透率高于充CO2时的煤岩渗透率;(3)采用渗透率变化率Dp以及孔隙压力敏感性系数Cp评价渗透率对孔隙压力的敏感性,得出孔隙压力小于1.0 MPa时,煤岩渗透率对孔隙压力的响应程度较为显著,并基于Cp推导出煤岩渗透率与孔隙压力的函数关系式。

三轴应力条件下温度对原煤渗流特性影响的实验研究

利用自主研发的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流装置,测定煤样在不同有效应力、不同瓦斯压力、不同温度条件下的渗透率,探讨不同有效应力和不同瓦斯压力条件下,煤样渗透率与温度的关系。在实验研究的基础上为消除试件个体差异的影响,客观地反映温度对渗透率影响程度的大小,定义温度敏感性系数,进而研究温度对渗透率的影响程度与温度的关系。研究结果表明:(1)当有效应力和瓦斯压力保持恒定时,随着温度的升高,煤样渗透率会逐渐降低,温度敏感性系数逐渐降低,即温度越高,温度对渗透率的影响程度越小;(2)在相同温度条件下,有效应力、瓦斯压力越大,温度敏感性系数越低,温度对渗透率的影响程度越小。

煤样渗透率对有效应力敏感性实验分析

研究煤样渗透率对有效应力的敏感性。实验结果表明,在低有效应力水平下,煤样渗透率随着有效应力的增加而迅速减小,其变化规律符合负指数函数关系。由于煤层渗透率的影响因素比较复杂,定义了煤样渗透率对有效应力的敏感性系数,从而将影响因素进行归一化处理。根据渗透实验结果,拟合得到敏感系数与有效应力之间的幂函数关系,该敏感系数反映出煤样渗透率随有效应力的变化趋势。最后推导出基于敏感系数的煤样渗透率与有效应力的函数关系式。

异常高压气藏岩石应力敏感性及其对产能的影响

文章具体实测了克拉2异常高压气藏岩样不同覆压下的渗透率,根据其实测结果拟合出渗透率的应力敏感性幂函数表达式,总结了岩石渗透率随气藏压力或有效覆压的变化规律。考虑渗透率变化对气藏产能的影响,推导出新的产能方程。研究表明:克拉2气藏岩样应力敏感性高于大庆油田岩样,具有异常高压气藏岩石欠压实的特点。岩样的应力敏感性使产能降低,在克拉2 气藏的条件下,考虑应力敏感时的绝对无阻流量是渗透率为常数时的70%左右。该研究对深入了解异常高压气藏的产能及预测异常高压气藏的开发动态和采收率有一定意义。

裂缝性低渗透油藏压力敏感性研究

压敏效应对含水平裂缝的低渗透油藏开发具有重要影响。随着油田开发的进行,地层压力逐渐下降,水平裂缝趋于闭合,渗透率大幅下降,严重影响了生产能力。以室内实验为基础,研究了压力变化对岩心渗透率的影响规律,分析对比了含水平裂缝的低渗透砂岩岩心与不含水平裂缝的低渗透砂岩岩心的压力敏感特征的异同,并建立了考虑压敏效应的稳态产能预测模型,用计算实例说明了压敏效应在此类油藏开发中对渗透率、压力分布、产能等生产指标的重要影响。该研究结果对含水平裂缝的低渗透油藏高效开发具有指导意义。

启动压力梯度和应力敏感效应对低渗透油藏直井产能的影响

由于低渗透油藏普遍具有低孔、低渗特征,导致其油水渗流存在非线性和流态的多变性,使得流体的渗流不再符合经典的达西定律。考虑启动压力梯度和基于岩石本体有效应力理论的应力敏感效应的综合影响,推导出修正的低渗透油藏直井产能方程。以某低渗透油藏为例,研究启动压力梯度和应力敏感效应对其产能的影响。结果表明,低渗透油井中启动压力梯度比应力敏感对产能的影响大,建议进行产能预测时充分考虑启动压力梯度的影响。

压敏效应对文东异常高压低渗油田开发的影响

文东油田原始地层压力系数1.71～1.88,储层处于欠压实状态.投入开发后,地层压力下降,储层在有效围压的作用下,孔喉变小,部分孔隙变成无效孔隙,渗透率不断降低;有效围压的作用越强,渗透率降低幅度越大;渗透率越低,这种关系越明显,并且这种过程是不可逆的.渗透率的下降导致注水压力升高,采油指数大幅下降.因此开发此类油藏,必须注意注水时机及地层压力界限的保持,并根据地层压力的下降状况采取相应的开发对策.

确定低渗岩心渗透率随有效覆压变化关系的新方法

低渗储层岩心在有效上覆压力增大的过程中会表现出较强的应力敏感性。提出了一种定义应力敏感系数的新方法,通过室内物理模拟实验,分析得到了应力敏感系数与初始渗透率的关系式。结果表明,用该方法定义的应力敏感系数不受实验中所测数据点个数的影响,并且与实验岩心所受的最大围压无关;用二重乘幂函数式可表征出任意初始渗透率随有效覆压变化的关系,能方便地确定地层条件下储层渗透率,并能对油气井产能作出正确评价。应用该方法可以计算非均质油气储层开发过程中任意渗透率的变化动态,为建立低渗变形介质油气藏渗流模型及进行数值模拟奠定了基础。

低渗透压敏油藏极限注采井距研究

确定合理注采井距对低渗透油田经济、有效地开发具有重要意义。考虑低渗透油藏压敏效应对渗透率的影响,基于渗透率与有效覆压的关系,以及启动压力梯度与渗透率的关系推导了低渗透应力敏感性油藏启动压力梯度分布公式。对油水井间压力分布公式进行修正,取压力等于供给压力处对应的半径分别为极限生产半径和极限注水半径,其和为极限井距。在此基础上,结合某油田实际数据,得到了油水井间压力分布及压力梯度分布特征,确定了技术极限井距。与没考虑压敏效应得到的结果相比,本方法更符合实际情况。

微裂缝性特低渗透油藏储层特征研究

将不同渗透率的含微裂缝与相同渗透率、不含微裂缝低渗透砂岩岩心进行了对比,研究了微裂缝性特低渗透油藏的孔隙空间形态、喉道半径、微观均质系数和相对分选系数等特征,分析了这些特征对孔隙度渗透率性质、可动流体体积和压力敏感性等方面的影响。结果表明,微裂缝性特低渗透砂岩孔道与孔道之间主要靠微裂缝连接,连通性较低,主要由微裂缝提供渗流能力。气测渗透率和微裂缝宽度、微观均质系数、相对分选系数和可动流体体积百分数等都有明显的幂律关系。孔隙度与渗透率相关性差,气测渗透率与水测渗透率比值较大,各向异性和非均质性严重,压力敏感性较强。渗透率低不是低渗透油藏的本质特征,只是外在表现形式之一。应该根据微观孔隙结构特征、可动流体体积百分数和压力敏感特征等多个因素综合评价其储层特征。

低渗透油藏压敏效应与注水时机研究

为了研究低渗透油藏合理的超前注水时机,利用物理模拟实验研究压敏效应对低渗透油藏物性的影响,得到了低渗透油藏储层压力与渗透率呈指数变化的关系,进而运用油藏工程方法及理论推导得到了储层压力与产油量、产水量、注水量等生产指标的解析关系。依据油藏物质守恒原理,结合经济评价,提出了一种考虑压敏效应计算合理注水时机的方法,并编制了相应的软件。对江苏油田某区块进行了实际应用,得到了较好的效果。超前注水可以减少压敏效应对低渗透油藏开发的不利影响,合理的超前注水时机一般在1年以内,压力水平应该保持在1.05-1.2。

低渗砂岩气藏开发中的压敏效应问题

利用弹性力学、渗流力学理论建立了毛细管受压模型,推导出了渗透率与有效压力之间的本构关系式。通过室内模拟实验,证明该关系式与实验结果非常吻合;同时结合气井的生产参数,利用推导出的考虑压敏效应的低渗砂岩气藏的产能公式,预测了降压生产时气井产气量的变化情况。从考虑压敏效应的流入动态曲线可以看出:当有效压力较低时,流入动态曲线的形态与常规流入动态曲线的形态接近,随着有效压力的增大,曲线逐渐地表现出一个明显的拐点,井底流压以此拐点为临界点,当井底流压大于此临界点值时,流量随着井底流压的降低而增大;但当井底流压小于此临界点值时,流量不在随着井底流压的降低而增大,甚至出现急剧的下降现象。由此可见,压敏效应对气井开发效果有一定程度的影响,拐点的井底流压即是合理开采气藏的临界井底流压。因此,在实际生产中,应找出临界井底流压,建立合理的生产制度,避免因压力下降过快而造成储层伤害。