射孔水平井孔眼分布优化研究

利用油藏流体渗流模型和水平井筒内流体流动模型 ,推导出了油藏井筒流体流动耦合模型 ,在该模型中考虑了两种流动的相互作用和影响。建立了以水平井产量为目标函数、以孔眼分布为决策变量的优化模型 ,将其计算结果与均匀流入剖面、均匀射孔分布的结果进行了对比。由于优化模型中考虑了水平井筒内变质量流的影响 ,从而可为现场水平井的优化设计提供理论依据。     

水平井岩屑运移数值模拟研究

随着石油钻采工艺不断发展,水平井钻井在世界范围内全面展开,已成为现代油气勘探开发的重要手段.由于水平井的井斜角大,岩屑在运移过程中容易形成岩屑床,而岩屑床清除比较困难.针对目前存在的问题,采用计算流体力学仿真模拟技术对不同岩屑粒径下岩屑运移进行了研究.结果表明:岩屑粒径的增大,移动岩屑床速度和悬浮岩屑体积分数基本保持不变,悬浮岩屑运移速度及固定岩屑床体积分数呈下降趋势,环空下部岩屑床高度增加,堆满了下环空,单位体积内岩屑所占比重下降,导致了移动岩屑床体积分数先增大后减小.建议在某些井段使用低钻速牙轮钻进,以此控制岩屑粒径在2mm以内,降低岩屑清洗难度.     

水平井数值模拟中关于生产指数的计算

利用Abou-Kassem和Aziz所提出的解析水平井模型,找到一种水平井以任何方式穿过网格块时可以提高生产指数计算精度的方法.运用该方法在三维三相黑油模型基础上编制了水平井数值模拟软件.用该软件的实例计算结果表明:生产指数不但与水平井所穿过网格块的长度呈比例关系,而且与水平井离网格表面的距离有关.     

碳酸盐岩储层水平井靶向酸化研究及应用

水平井极大增加了油层泄油面积,具有直井无法比拟的优势。但是,油藏强非均质性给有效布酸带来了巨大挑战。结合中东地区碳酸盐岩油藏的开发现状,系统梳理了水平井酸化所面临的关键技术难点。针对油田不同开发阶段,提出了水平井的靶向酸化技术思路,推导了水平井三维径向酸化数学模型,模拟分析了不同布酸方法对水平新、老井酸化效果的影响。研究表明,针对水平(新)井酸化,基于钻井伤害特征的靶向布酸效果优于均匀布酸、物性布酸和锥台布酸;当达到相同酸化效果下,靶向布酸至少能够节约10%酸量;5口新井采液指数分析表明,靶向布酸能够提高新井酸化投产效果。针对水平(老)井酸化,采用局部酸化能够有效实现均衡水平井产液剖面目的;对于局部低渗层段改造,采用1.5 in.(1 in.=2.54 cm)连续油管进行定点喷射酸化,能够形成深穿透酸蚀蚓孔;7口老井酸化前后对比分析表明,靶向布酸能够大幅提高水平井重复酸化效果。     

碳酸盐岩储层闭合酸化模拟研究

酸压裂缝生产一段时间后导流能力会逐渐降低,常采用闭合酸化来提高已酸压裂缝的导流能力,闭合酸化模拟对闭合酸化设计意义重大,因此,针对该问题进行闭合酸化建模及数值模拟。首先,基于达西定理、物质平衡原理、酸岩反应动力学建立闭合酸化数学模型;然后通过地质统计学中的序贯高斯模拟算法生成具有非均质性和空间关联性的初始裂缝宽度空间分布和裂缝表面基质渗透率分布;利用有限体积法对模型进行数值求解,用C++编制模拟计算程序;最后基于该模型进行广泛的数值模拟研究,分析酸液分布规律、裂缝表面溶蚀规律、酸液作用距离的影响因素及规律,并形成各种条件下的酸液作用距离图版。研究表明,初始裂缝宽度和裂缝表面粗糙度对裂缝表面溶蚀形态起主导作用,裂缝面溶蚀形态有均匀推进、指进溶蚀和沟槽溶蚀;裂缝宽度越小、粗糙度越大,裂缝表面溶蚀竞争越强烈,越容易形成沟槽,酸液作用距离越远;排量、注酸量正相关于活酸作用距离,酸液传质系数负相关于活酸作用距离;典型的施工排量、酸液用量、常用的酸液类型下,闭合酸化中酸液作用距离为20～60 m。此模型可以预测不同条件下酸液作用距离和酸蚀裂缝表面溶蚀形态,优化闭合酸化参数,为现场闭合酸化施工设计提...     

水平井油水分层流速度场数值模拟

依据N-S方程和相应的界面耦合条件,构建了牛顿流体牛顿流体两相流的2层和3层分离模型;用有限差分法和松弛迭代法离散和求解各种模型的方程,并模拟了水平井油水分层流流速场.模拟结果表明:水平井中由于压差作用,黏度相对较小的流体流速比较快,不同分界面高度流量和各相持率差别比较大;3层与2层分离模型模拟结果,除了分界面局部特征有些差异外,整个速度场绝对数值也有较大的不同.     

水平井数值模拟过程中的井筒动态特性分析

为进一步明确水平井数值模拟过程中井筒内因素对生产动态特性的影响 ,利用水平井数学模型和多年来进行数值模拟研究的经验 ,对影响水平井动态特性的井筒模型网格划分、井筒热损失、井筒压降等 3个因素进行了研究。结果表明 ,水平井井筒模型的不同网格划分决定了影响油藏和井筒的压力等参数分布的端部效应 ;井筒内的热损失对水平井井长优选、油井产量等均有影响 ,其中干度的敏感性分析表明 :干度提高 ,产液量和油汽比均有所提高 ,适当提高注汽速度将减少热损失 ;给出了对井筒内造成的压力损失的基本条件 ,可以采取不同井筒半径、射孔方案、完井技术等手段对压力损失进行控制     

射孔水平井孔眼分布优化研究

利用油藏流体模型和水平井筒内流体流动模型，推导出了油藏－井筒流体流动耦合模型，在该模型中考虑了两种流动的相互作用和影响。建立了以水平井产量为目标函数、以孔眼分布为决策变量的优化模型，将其计算结果与均匀流入剖面、均匀射孔分布的结果进行了对比。由于优化模型中考虑了水平井筒内变质量流的影响，从而可为现场水平井的优化设计提供理论依据。     

水平井随钻电磁波电阻率数值模拟

随钻电磁波电阻率随着钻井技术进步市场和份额逐渐增加,由于水平井测量环境与直井存在较大差别,仪器受到影响因素也与直井不同,明确水平井中随钻电磁波电阻率的测井响应规律有助于水平井测井资料解释。依据电磁波电阻率测量原理,根据Chew理论,推导了TI介质中电磁场的波场分解,进而建立三维空间电磁波电阻率数值模拟正演方法。模拟了不同工作频率、不同相对井斜角、不同围岩电阻率以及地层界面情况下电磁波电阻率的测井响应规律。结果表明:幅度比和相位差随着地层电阻率的增大而减小,表现出与地层电阻率呈单调递减的函数关系;相位差对地层电阻率的敏感程度明显优于幅度比,适用的地层范围更大;井斜角越大,地层界面上下地层电阻率对比度越高,越容易在层界面附近产生"极化角",有助于识别地层界面;相同工作频率,围岩对幅度衰减电阻率的影响要大于相位差电阻率的影响;相同测量方式,围岩对低频工作模式的影响要大于对高频工作模式的影响;随井斜角的增大,幅度衰减电阻率与相位电阻率出现分离;工作频率越高,不同源距的电阻率值分离程度大。     

油藏水平井数值模拟研究中一种新的求解方法

提出了底水油藏水平井油水两相渗流问题的物理模型和数学模型，并建立了差分方程，然后利用ＩＭＰＥＳ求解方法的思路，并对其不足之处进行了改进，从而形成了一种新的求解方法．这种方法是采用上游网格饱和度插值计算相邻网格间的水量交换，用本阶段时间中点的饱和度对压力方程进行再迭代．保持了ＩＭＰＥＳ方法简单方便、占计算机内存少、计算速度快的优点，而精度明显提高，结果更趋合理．实际计算表明，新方法效果良好，可广泛用于底水、边水或人工注水油藏油水两相渗流问题的数值模型研究，对水平井和垂直井均适用．     

水平井酸化井筒-地层温度场耦合解析新模型

水平井酸化温度场是影响酸岩反应速度的关键参数,更是进行酸化设计必需重点考虑的因素。现有酸化温度场模型忽略了热瞬变效应、热扩散效应等对温度场的影响。基于能量守恒原理、物质平衡定律和碳酸盐岩储层基质酸化易形成蚓孔现象。考虑热瞬变效应、热扩散效应和井筒与地层之间的酸液流动,建立了新的水平井酸化温度场模型,给出了便于应用的解析解。对比分析表明,新模型能够更细致地描述酸液进入地层后酸岩之间发生的热传递现象以及酸岩化学反应热在地层中的热扩散和热累积效应,更好地表征了水平井酸化过程中温度变化规律。通过实例验证,利用模型计算的井底温度与实际井底温度分布吻合较好,这对于提升水平井酸化设计水平具有重要意义。     

低渗气藏水平井不同完井方式产能预测研究

根据气藏内气体的流动模型和水平井筒内流体的流动模型,建立了气藏-水平井筒流体流动的耦合模型,该模型充分考虑了气藏内的各向异性和气体的非达西流动.利用拟压力采用非稳态方法求解气藏水平井的产能模型,预测了裸眼完井、射孔完井和压裂完井的水平井气井产能,分析了影响产能的因素,并将其与直井压裂的产能进行了对比.     

考虑井筒变质量流动的砾石充填水平井产能预测

应用质量守恒和动量守恒原理推导砾石充填水平井井筒内变质量流动压降方程,并采用拟三维思想,将地层内流体在三维空间的流动分为水平面内的向垂直裂缝流和近井区域垂直平面内的径向流,建立油藏渗流模型.提出将井筒变质量流与油藏渗流耦合的数学模型及求解方法.结果表明:利用该模型计算的水平井产能与实测结果平均误差仅为3.79%,沿井筒...     

复杂结构水平井产能关系研究

通过分析多底井油藏内的渗流特征，建立了复杂结构井的概念，并对影响复杂结构井的产能因素进行了正交数值实验研究。结果表明，分支水平井的分支长度和分支井数是影响产能的主要因素，二者的影响程度相当，增加分支长度或分支井数均可以增大泄油范围，进一步增加油井产能。有限导流条件下复杂结构水平井的产能关系呈非线性特征，不同分支井条件下的产能增比与分支井数和分支长度组合数呈指数变化特征。复杂结构井的产能关系式能够涵盖常规水平井，具有水平井产能关系的一般性特征。     

水平井泡沫携砾石充填数值模拟

在进行疏松砂岩水平井砾石充填完井过程中,以往均采用牛顿流体作为携砂液。泡沫流体作为非牛顿流体,比牛顿流体具有更好的携带性能,并且具有低滤失性。针对水平井砾石充填作业发生提前堵塞和携砂液进入地层问题,借鉴水平管流的固液两相流动机制,建立水平井泡沫携砾石充填两层数学模型,并且对泡沫在水平井中流动的摩阻系数进行讨论。对偏心率、砾石直径、砾石密度及泡沫干度对砾石充填效果的影响进行计算分析,并以充填效率、砂床高度及综合评价指标表征充填效果。结果表明:随偏心率增大,充填评价指标趋于增加,但增加的幅度较小;随砾石直径、砾石密度及泡沫干度的增加,充填指标趋于降低;泡沫作为携砂液进行砾石充填比牛顿流体具有更好的充填效果。     

引水电站侧向进水口体型设计的数值模拟研究

引水电站侧向进水口因河流主流方向与引水管水流方向垂直,易出现贯通式吸气漩涡.为研究进水口合理体型,采用RNG?k-方程紊流模型对四种不同体型电站进水口水流运动进行数值模拟.分析进水口内水流运动螺旋流线、漩涡强度、引水管进口流场分布情况,比较四种体型(大喇叭口型,钟型,碗型,不对称型)进水口的差异.得出碗状进水口内水流流态更好,不易出现贯通性漩涡,水力损失较小,体型设计具有相对优势,对于侧向进水口体型设计有参考意义.     

低渗透油藏压裂水平井井网形式研究

目的 针对七点井网水平井段腰部见水风险大,注水技术政策制定难度大等问题,提出了改进的水平井七点井网形式。方法 在低渗透油藏压裂水平井五点井网、七点井网的渗流机理、缝网匹配关系、压力保持水平及开发效果分析基础上,进一步总结了五点、七点井网的优势及存在的问题。在此基础上,提出改进的水平井七点井网形式。结果 直井注水-水平井采油的五点、七点井网形式,其控制端呈纺锤形裂缝布放模式,地层压力保持水平较高;水平井平行正对排列七点井网存在腰部注水井见水风险大、腰部与端部注水井差异配注等问题;水平井交错排列、且增大水平井段腰部注水井间距的新七点井网地层压力水平高于原七点井网。结论 改进的七点井网能有效降低七点井网水平井段腰部注水线上见水风险,简化了注水技术政策,能够延长水平井无水采油期、提升整体开发效果。