基于离散裂缝模型致密储层压裂直井动态分析

针对致密油藏渗流规律表现出的启动压力梯度和应力敏感等非线性特征,基于离散裂缝模型建立致密油藏压裂直井的不稳定渗流模型。由于有限体积方法具有物理意义明确的特点,易于计算压力梯度,方便考虑启动压力梯度的影响,采用该方法对模型进行数值求解,并对压力动态进行敏感性分析。结果表明:启动压力梯度与应力敏感的存在使得压力导数曲线上翘,启动压力梯度与渗透率模数越大,上翘幅度越大,流动阶段越难划分;与启动压力梯度不同,应力敏感使得边界响应段的压力导数曲线上翘;裂缝半长越短,启动压力梯度和压敏效应导致的曲线上翘越明显;裂缝导流能力对早期流动阶段的影响较大,随着裂缝导流能力的增大,压力导数曲线向下移动。     

致密油藏水平井体积压裂裂缝扩展及产能模拟

阐述了地质因素和工程因素对体积压裂裂缝形态的影响;利用数值模拟方法,模拟了不同储层条件下水平井体积压裂裂缝扩展情况,分析了不同裂缝参数下水平井产能变化规律。结果表明:1对于高水平主应力差且天然裂缝欠发育储层,增加射孔簇数有利于提高裂缝复杂性;对于低水平主应力差且天然裂缝较发育储层,适当减少射孔簇数有利于增强体积压裂效果。2水平井体积压裂后产能比常规压裂有大幅增加,改造体积越大、导流能力越高,则产能越大;当地层渗透率从0.1×10-3μm2降低至0.001×10-3μm2时,次裂缝对产能的贡献程度从近1/6增加至近1/3。3当储层渗透率大于0.01×10-3μm2时,较大的簇间距(30 m)能减弱缝间压力干扰,保持较高产能;当储层渗透率小于0.01×10-3μm2时,压力传播速度慢,压力干扰相对较弱,较小的簇间距(15 m)有利于获得较高产能。     

基于EDFM的致密油藏分段压裂水平井数值模拟

为了解决致密油藏分段压裂水平井由于裂缝模型建立难度大导致的产量评价困难的问题,通过引入嵌入式离散裂缝模型（Embedded Discrete Fracture Model,EDFM）,采用矩形网格,建立了考虑重力和应力敏感效应的三维致密油藏分段压裂水平井模型。首先,用Saphir对该模型的准确性进行了检验;然后,利用该模型进行了三维致密油藏、天然裂缝性致密油藏以及裂缝分布形态影响的数值模拟研究。结果表明,嵌入式离散裂缝模型能较好反映流体在天然裂缝和压裂缝网内的流动特征;压裂施工位置应选择天然裂缝发育的区域;分段压裂水平井的裂缝分布形态对产能影响显著,缝网与基质接触面积越大,油井产能越大,因此,最优化的裂缝分布可作为体积压裂施工目标。     

泾河地区中生界致密油藏天然裂缝发育主控因素及模式

研究鄂尔多斯盆地南部泾河油田长8油藏天然裂缝的发育主控因素及模式。通过野外露头、岩心、常规测井和成像测井资料,开展井剖面天然裂缝的识别。在数据的处理上,利用单一变量法分别对比工区内断层和裂缝的力学性质、统计裂缝发育指数与相邻断层距离的关系、不同岩性中裂缝的发育情况、裂缝发育指数与砂地比的关系、长8地层的构造曲率与裂缝发育指数的关系,结果表明:断层伴生2组共轭剪切裂缝,只有一组较发育,这些裂缝离断层越近,裂缝发育指数越高;随着泥质含量的增加,岩性逐渐向泥岩转化,天然裂缝的发育程度逐渐降低,平面上看,天然裂缝多发育在砂地比值较高的地方;构造曲率越大,天然裂缝发育的程度越高。泾河地区长8段裂缝发育的主控因素为岩性、构造变形和断层。其中断层对裂缝发育的影响表现在裂缝发育指数随断层距离的增加而减小,并且为控制裂缝发育的最主要因素;岩性中的脆性成分越高,裂缝越发育;构造变形程度越高,构造张裂缝也越发育。     

致密油藏动态渗吸实验及主控因素

渗吸作用对于致密油藏的注水开发有着重要作用,目前中外学者在动态渗吸方面开展大量的室内研究,但由于实验模型设计过于理想,不能真实而全面地反映注水驱替过程中储层特征、裂缝及注水参数对动态渗吸的影响规律。针对以上问题,设计制作了二维平板双重介质模型,定量评价了基质渗透率、储层非均质性、层内天然裂缝、人工裂缝、层间非均质性、隔层发育程度及注水速度对渗吸贡献的大小,明确了影响渗吸贡献的主控因素。结果表明,层内天然裂缝和注水速度是影响基质渗吸贡献的主要因素,基质渗透率和人工裂缝影响次之,隔夹层发育程度影响最小,建立了一种适用于双重介质储层的基质-裂缝采出程度贡献估算方法,实现了定量计算并区分基质与裂缝对采收率的贡献率。     

基于幂律方程的致密油藏产能预测模型研究

选取鄂尔多斯盆地长7致密储层岩心,通过实验测定了致密岩心的渗流曲线,提出采用幂律方程及拟线性模型的复合渗流模型描述致密油藏渗流特征,建立了符合致密油藏的产能预测新模型,并进行了参数敏感性分析。结果表明：新模型预测的产能比拟启动压力梯度模型预测的产能偏高,井底流压越大越明显;达西线性流模型预测的产能比新模型预测的产能偏高,井底流压越小越明显。在同一井底流压下,产能随平衡系数的增大而增大,随幂律指数的增大而减小。     

基于离散裂缝模型的裂缝性介质等效渗透率求解新方法

等效渗透率是裂缝性介质流动数值模拟中的关键参数,基于离散裂缝模型,考虑每条裂缝的空间分布和属性参数对流动的影响,建立了一种计算裂缝性介质等效渗透率的新方法。首先,对裂缝性介质进行粗网格划分,获取每一粗网格中的裂缝信息,采用封闭定压边界建立相应的离散裂缝流动数学模型,在此基础上应用Galerkin有限元方法对此模型进行求解;然后基于达西定律和体积平均法求取粗网格的等效渗透率;最后,通过算例研究验证了本文方法的正确性和高效性。     

体积压裂致密油藏注水吞吐产能影响因素

致密油藏储层致密,地层压力系数一般较低,开发非常困难,而注水吞吐对补充油层压力和实现稳产具有明显优势.针对体积压裂致密油藏,采用嵌入式离散裂缝模型描述复杂体积压裂缝网,建立考虑应力敏感和启动压力梯度的致密油藏油水两相渗流模型,并采用有限体积法建立相应的数值求解方法.通过数值模拟方法模拟了12个吞吐轮次下单个压裂段致密油...     

适用于任意形状倾斜裂缝面的三维嵌入式离散裂缝模型前处理算法

为了实现嵌入式离散裂缝模型(EDFM)的维度升级,使EDFM能够有效处理任意形状的倾斜裂缝面,提出一个适用于任意形状裂缝面的三维EDFM前处理算法,提供了解决EDFM维度升级关键困难的一种具体思路,继而依据该前处理算法实现了能够适用于任意形状倾斜裂缝面的三维EDFM,并在本文中给出了具体的数值案例,说明了所提前处理算法的有效性。     

基于温度与压力双重作用的致密储层渗透率定量评价模型

为了建立油气开采过程中,储层渗透率随温度、孔隙压力变化而改变的定量评价模型,假定岩石仅产生弹性变形,根据多孔介质弹性力学理论,推导出岩石孔隙体积和尺寸的应力-应变关系;再应用管流模拟渗流,根据Kozeny-Carman方程得到渗透率随温度、孔隙压力变化的定量计算模型.针对常规渗透率测试存在的问题,改进实验方法,模拟真实储层温度压力条件,开展了岩心力学和渗透率同步实验.研究结果表明,模型计算的渗透率损失与实验测试结果吻和良好.模型适用于裂缝不发育的致密岩石在弹性变形范围内的渗透率定量计算.随着油气采出,孔隙压力下降,导致渗透率减小,而地层温度降低,导致渗透率增大,这两方面对渗透率的影响具有相互抵消的作用.因此,由于温度、孔隙压力变化引起的储层岩石渗透率总体变化很小,一般不超过±2％.     

牛心坨潜山油藏二次开发研究

摘要：针对牛心坨潜山油藏在直井注采开发方式下,存在水窜严重、采收率低的问题,在储层分布研究基础上,开展储层分类综合评价,重新构建油藏地下认识体系,综合运用油藏工程、数值模拟等技术手段,确定利用水平井重新构建油藏注采系统的二次开发思路,纵向上分段部署水平井,实现油藏立体开发。目前先导试验取得较好效果,油井产量是周围直井的2.5倍,水平注水井吸水指数是直井的4.3倍。本研究成果为同类型油藏提高采收率提供有效借鉴。     

基于各向同性双孔隙度模型的各向异性岩石物理模型及其应用

为对各向异性孔隙介质进行储层参数评价和岩石性质预测，在各向同性双孔隙度（IDP）模型基础上建立了新的各向异性地层的岩石物理模型。新模型综合考虑了岩石速度的各向异性、岩石的泥质含量以及粘土颗粒等矿物在地层中不规则排列的影响，采用差分有效介质理论（DEM）与自适应近似理论（SCA）相结合的方法计算干岩样骨架的弹性模量，用Brown和Korringa模型计算流体驱替参数：现场应用结果表明，各向异性岩石物理模型的散射和测量误差非常小，应用效果明显优于IDP模型。     

港西油田复杂断块油藏储层参数解释模型研究

建立准确的储层参数测井解释模型,为储层研究提供基础地质数据,是油藏精细描述的关键和重要基础。在综合研究港西油田岩心、测试、地质等资料的基础上,分析储层岩性、物性、含油性和电性四者之间的关系,建立储层物性解释模型,为精细研究高含水期剩余油分布规律奠定基础。通过验证所建模型,解释精度高,可以满足方案设计的需要。     

多层合采油藏层间干扰规律及应用：以渤海南部中轻质油藏为例

针对渤海南部中轻质油藏多层合采层间干扰规律研究的问题,建立了多层合采的填砂管物理模型,模拟了不同渗透率级差和不同原油黏度的多层合采过程,基于物理模拟实验结果提出了产液量级差和层间干扰系数的概念,确定了分采界限和分采时机,指导了油田实际开发。结果表明：中轻质油藏分采界限的渗透率级差为4,分采的时机为含水80%左右,随着地层原油黏度的增加,提液时机应适当提前。渤海A油田的实际应用表明,预测结果与实际测试结果接近,平均误差为8.75%,现场应用效果明显,对后续油田的矿场实践具有一定的指导意义。     

双复合材料结构基底厚度对薄膜裂纹的影响

针对薄膜-基体双复合材料结构的薄膜裂纹问题,研究了薄膜材料的力学行为,进行了裂纹垂直于薄膜与基底交界面,且尖端未达到交界面情形下问题的分析.基于Beuth理论,把模型简化为平面应变问题,并通过有限元分析程序评价了具有裂纹的薄膜-基底双复合材料结构的断裂机理,得到了薄膜与基底不同的弹性错配及薄膜与基底的不同的厚度比率,对薄膜裂纹应力强度因子的影响.结果表明:随着hs/hf的减小,应力强度有很大幅度的提高,当hs/hf≥10时,基底的厚度对薄膜裂纹的影响较小,可以忽略不计;当薄膜-基底结构退化为单一材料时,应力强度因数趋向于1.     

岩性油藏特征制约下超低渗透油层快速识别方法与模型

复杂的岩石物理和特殊的渗流机理使得长庆油田超低渗透储层的流体识别比较困难.针对这一问题,基于微观岩石物理机理研究,得出岩性控制物性,物性制约含油性,这一特征与超低渗透岩性油藏的宏观控油规律相符;基于测井曲线响应特征模式的统计分析,在刻度一定前提下,当三孔隙度曲线的重合程度较高时,岩性较纯,对应地层段含油性较好;反之,则岩性不纯,对应地层段含油性较差,并且导致岩性不纯和物性变差的主要原因是泥质和钙质的存在.基于微观岩石物理规律和三孔隙度曲线响应特征,并综合反映流体性质的深感应电阻率和刻画储层物性的声波时差曲线,利用神经元非线性函数Sigmoid的突变性质衍生超低渗透油层的识别参数IpR和产水率Fw.通过对研究区54口井的处理,衍生识别参数IpR和Fw获得了83.33％的准确率.     

基于试验拟合的泡沫油油藏模拟模型评价及渗流机制研究

建立能够反映泡沫油渗流机制的4组分(水、原油、溶解气和自由气)和5组分(水、原油、溶解气、分散气和自由气)模型,并以黑油模型为参照,通过拟合压力衰竭试验数据的方法,系统评价这3种模型的适用性,分析反应因子(代表气泡聚集和增长的速度)F1、原油黏度μo、压力控制时间t P等参数对泡沫油流的影响。结果表明:5组分泡沫油模型更适用于泡沫油油藏的模拟;F1、μo和t P对泡沫油模型影响较大;随着F1的增大,4组分泡沫油模型累积产油量减少,累积产气量增加,而5组分泡沫油模型累积产油、气量均增加;随着μo增大,3种模型累积产油、气量均减少;加快压力衰竭速度使临界含气饱和度变大,气相流动能力降低,泡沫油溶解气驱开发效果变好。     

图论法在基于混合网格的油藏数值模拟软件设计中的应用

在油藏数值模拟中 ,井模型的选取直接影响整个计算结果。充分考虑了井附近的渗流特征 ,建立了更符合井区域渗流规律的井模型。将图论理论应用于油藏数值模拟软件的设计中 ,使计算变得迅捷 ,有效地实现了对复杂形状网格的管理。根据图论网格管理系统的特点 ,采用全隐式和IMPES相结合的数值算法 ,编制了油藏数值模拟软件。简单算例的计算结果表明 ,采用新井模型的油藏数值模拟软件 ,其计算结果比传统的数模软件更能准确合理地反映井底流压的变化。