基于两相流低渗油藏合理注采井距确定方法

目前确定低渗油藏合理注采井距的方法,主要以启动压力梯度为判断基础,而实际生产过程中两相渗流阻力也有影响.从渗流力学出发,考虑非活塞驱替两相流及启动压力梯度,分别以油相区、油水两相区及纯水区的渗流数学表达式为基础,得出基于两相渗流低渗油藏合理注采井距的新方法,并通过实例计算与结果对比证实其理论的合理性与可靠性.实例计算得出注采压差为40.0MPa,渗透率为1.0×10-3μm2时油藏合理注采井距为130m.考虑两相渗流确定的合理注采井距随渗透率增大而增大,但增长幅度随渗透率的增大而减缓,且渗透率与井距呈近似幂函数关系;随渗透率增大,新旧方法确定的井距相差越来越大,因此计算合理注采井距时,应考虑启动压力梯度与油水两相渗流阻力共同作用,以使其计算结果更加合理可靠.     

低渗透油田油井见水规律分析

为了解决低渗透油田不规则面积注水井网中油井见水时间的计算及其影响因素的定量表征问题,将面积注采井网单元细分为一源一汇三角形最小计算单元,运用非达西渗流流管微元法得到不同面积注采井网类型条件下的生产井见水时间计算通式.以鄂尔多斯盆地X油田为例,研究井网类型、储层非均质性和裂缝发育程度对低渗透油田油井见水时间的影响,并通过统计回归得到沿裂缝方向、裂缝半长与油井见水时间之间的经验公式.结果表明:储层非均质性和裂缝规模对油井见水时间的影响最大,井网类型对其影响程度最小;不规则井网或油井所在最小三角形井网单元差异较大时,油井见水存在一个阶梯上升规律;油井见水时间与裂缝半长呈幂指数减小关系.     

基于CT扫描技术的低渗油藏水敏效应后微观孔隙结构特征

为了研究水敏效应对低渗油藏微观孔隙结构特征的影响,将CT在线扫描技术和岩心驱替实验相结合,开展了低渗油藏不同渗透率岩心水敏性评价实验,对水敏过程中孔、喉半径分布特征、配位数、孔隙变化特征、物性参数变化及对储层渗流能力的影响进行了实验研究,并绘制了水敏前后极限注采井距对比图版。结果表明,随着渗透率降低,水敏效应对孔隙、喉道伤害程度越大、平均孔喉配位数减少越多。两者共同作用是造成储层启动压力梯度增加的主要原因;水敏效应对储层喉道伤害程度远大于对孔隙伤害程度;水敏效应造成黏土膨胀、颗粒运移几乎发生在所有孔隙中,但对岩心整体孔隙结构和分布特征影响不大。通过极限注采井距可知,水敏效应造成新沟嘴组低渗油藏极限注采井距减少了153 m,需要通过加密井来调整注采井距,改善注水波及范围。该研究结果对长期注水的水敏性低渗储层开发调整具有现场指导意义。     

低渗透气藏双重渗流耦合流动的产能方程

针对低渗透气藏的特征,基于稳定渗流理论,建立低渗透气藏气体在远井区渗流和近井区渗流的耦合流动的气井产能预测模型,包括远井区考虑启动压力梯度和滑脱效应的气井产能方程,以及近井区考虑高速非达西效应的气井产能方程.研究结果表明:启动压力梯度和高速非达西效应使气井产量下降,且随着启动压力梯度的增大,气井产量不断降低;增产措施和...     

非均质渗透率构型低渗透油藏产能计算及反演参数分析

基于非均质油藏渗透率构型的3种非固定常数的典型分布模式,考虑低渗透油藏启动压力梯度函数的影响,将渗透率构型引入到启动压力梯度函数表征方程,推导考虑启动压力梯度和渗透率非均质构型下的产能计算公式,建立利用生产动态资料反演渗透率构型参数的优化算法;利用压力梯度、产量及启动压力梯度特征参数,确定注采井间的、渗透率构型的非均质分布特征参数。数值模拟结果表明:文中优化算法合理,有利于完善低渗透非均质油藏的渗流理论,可为油藏精细描述和开发挖潜提供支持。     

低渗透油藏非达西渗流面积井网见水时间计算

根据低渗透油藏面积注水开发的特点,在流管模型基础上推导出考虑启动压力梯度的四点井网、五点井网、反九点井网的油井见水时间的计算公式,并结合油田实际生产数据给出计算分析结果.该方法解决了低速非达西渗流不同于达西渗流的生产井见水时间的计算问题,为低渗透油田注水开发方案的设计提供了理论依据.     

昆北油田切六区路乐河组储层连通性研究

以测井、储层物性、三维地质模型的渗透率属性资料以及实际注采资料为基础,分别从储层的测井曲线特征、储层构型特征、注采信息3个方面对昆北油田切六区路乐河组的储层连通性进行了研究。研究结果表明:两井测井曲线呈箱型,井间储层连通性较好;测井曲线呈指状,连通性变化较大;测井曲线呈钟型,下部连通性较好,上部较差;测井曲线呈漏斗型,上部连通性较好,下部较差;测井曲线呈齿型,连通性较差;两口井曲线特征差异较大,储层连通性较差;自然电位明显负异常及自然伽马值较低时,曲线越光滑则连通性越好。水下分流河道和河口坝单一构型单元连通性较好,席状砂构型单元连通性有好有差,其他构型单元连通性较差;水下分流河道与河口坝、水下分流河道与席状砂复合构型单元连通性较好,其他复合构型单元连通性较差;加积型叠置的构型单元连通性较好,其他叠置类型的构型单元连通性较差。产液井的产液量增长比例越大,表明其与注水井井间储层的连通性越好。      

特低渗透油藏注CO2驱油井网优化设计

针对大庆外围扶杨油层为特低渗透、低流度和低产的油层,在注水开发条件下无法有效动用问题,以树101区块为对象,采用油气藏工程与数值模拟相结合的方法,应用混相体积系数、结合波及系数和换油率等注气开发参数,进行CO2驱井网优化设计,形成一套包括井距排距、井网形式、布井方案在内的井网优化设计方法和流程.结果表明:为防止气窜,注...     

基于应力敏感效应和启动压力梯度的双重介质低渗油藏邻井干扰试井模型

采用邻井干扰试井方法,可以克服周围邻井的影响。考虑应力敏感效应和启动压力梯度,建立双重介质低渗油藏邻井干扰试井数学模型;运用Pedrosa代换、正则摄动理论消除方程非线性,应用格林函数和叠加原理求解拉式空间下的井底压力,通过数值反演得到真实空间下的井底压力响应,对相关参数进行敏感性分析。结果表明:受邻井的干扰,测试井压力导数曲线出现两个径向流段,且两个径向流段高度比等于两口井总产量与测试井产量比;考虑应力敏感效应和启动压力梯度时,压力导数曲线后期大幅上翘。该试井模型在低渗致密储层试井解释中拟合效果好,可以提高试井资料解释准确率,为低渗油藏邻井干扰试井解释提供指导。     

考虑低渗透储层厚度非均质性的有效驱动半径计算及分析

低渗透储层驱动半径的计算方法一般基于储层等厚情况,忽视储层厚度变化对储层驱动效果的影响.根据源汇势能原理,考虑低渗透储层启动压力梯度,推导储层厚度非线性变化的有效驱动半径计算公式.计算结果表明:在平均厚度相同且厚注薄采条件下,储层厚度非线性变化时的驱动半径小于厚度线性变化时的驱动半径、大于等厚时的驱动半径,驱动效果明显...     

Active earth pressure acting on retaining wall considering anisotropic seepage effect

This paper presents a general solution for active earth pressure acting on a vertical retaining wall with a drainage system along the soil-structure interface. The backfill has a horizontal surface and is composed of cohesionless and fully saturated sand with anisotropic permeability along the vertical and horizontal directions. The extremely unfavourable seepage flow on the back of the retaining wall due to heavy rainfall or other causes will dramatically increase the active earth pressure acting on the retaining walls, increasing the probability of instability. In this paper, an analytical solution to the Laplace differential governing equation is presented for seepage problems considering anisotropic permeability based on Fourier series expansion method. A good correlation is observed between this and the seepage forces along a planar surface generated via finite element analysis. The active earth pressure is calculated using Coulomb’s earth pressure theory based on the calculated pore water pressures. The obtained solutions can be degenerated into Coulomb’s formula when no seepage exists in the backfill. A parametric study on the influence of the degree of anisotropy in seepage flow on the distribution of active earth pressure behind the wall is conducted by varying ratios of permeability coefficients in the vertical and horizontal directions, showing that anisotropic seepage flow has a prominent impact on active earth pressure distribution. Other factors such as effective internal friction angle of soils and soil/wall friction conditions are also considered.     

非均质各向异性油藏水平井流入动态

为分析渗透率非均质性对水平井流入动态的影响,根据质量和动量守恒定律,建立全耦合的非均质各向异性盒式油藏渗流与水平井筒变质量流的耦合模型;通过坐标变换建立各向异性油藏水平井非均质表皮计算模型,将非均质渗透率场转化为等效均质渗透率场和沿井筒变化的非均质表皮;应用源函数法和势的叠加原理得到油藏渗流模型的解,给出基于模型离散的顺序迭代解耦方法.结果表明:渗透率非均质性对水平井流量剖面和采油指数影响较大.水平井流量分布规律与近井渗透率变化规律基本相同;高渗区流量大,低渗区流量小;在等效渗透率相同的情况下,随着近井非均质性的增强,水平井平均采油指数逐渐降低,平均流量分布不均衡因数逐渐增大.该研究为非均质各向异性油藏水平井产能预测和完井参数优化提供了依据.     

Permeability and sedimentation characteristics of pleistocene fluvio-glacial deposits in the Dadu river valley, Southwest China

There exist many fluvio-glacial deposits in the valley of Dadu River,Southwest China,which dates back to the Pleistocene.As some of the deposits are located within the seasonal water fluctuation zone of reservoirs,the seepage of groundwater acts as one of the key factors influencing their stability.Investigation into the sediment properties and permeability is,therefore,crucial for evaluating the sediment stability.In this study,in-situ permeability and sieving tests have been carried out to determine grain size distribution,correlations of permeability and hydraulic gradients,and relations between permeability and sedimentation properties.Test results indicate that the deposits are composed mostly of sands,gravels,cobbles and boulders,and the percentage of fines is less than 5%.The sediments have high densities,low porosities and natural moisture contents.At low hydraulic gradients,the seepage velocity obeys the Darcy’s law,while a nonDarcy permeability is observed with hydraulic gradient exceeding a certain value(about 0.5-0.7).The linear permeability coefficient ranges from 0.003 to 0.009 cm/s.Seepage failure occurs above a threshold between 1.1 and 1.5.The test data fit well with the non-linear permeability equations suggested by Forchheimer and Izbash.The non-Darcy permeability proves to be in accordance with the seepage equation suggested by Izbash with the power ’m’ of about 0.6-0.7.The characteristic grain sizes of the studied deposits are found in a narrow range between 0.024 and 0.031 mm,which is much lower than the effective grain size(d 10).     

超低界面张力体系对低渗岩心非线性渗流规律的影响

低渗储层中启动压力梯度导致流体渗流规律呈现非线性特征,使得低渗储层的开发方式与中高渗储层不同。为了研究新立油田低渗储层中的非线性渗流现象,以新立油田天然低渗岩心为研究对象,通过精密压力测试多孔介质渗流实验分析超低界面张力体系对新立油田低渗岩心中单相及两相流体启动压力梯度的影响。研究结果表明:对于任何流体,新立油田低渗岩心均表现出非线性渗流特征,存在着一定启动压力梯度;低渗岩心拟启动压力梯度的值高于启动压力梯度,且两者均随着渗透率的提高而降低且与渗透率之间均为幂关系;超低界面张力体系可以明显地降低低渗岩心最小启动压力梯度与拟启动压力梯度;对于不同渗透率的岩心,两相临界启动压力梯度与含水饱和度的关系均表现出相似的变化规律,即两相临界启动压力梯度随着平均含水饱和度的上升先上升后降低;在不同渗透率下,对比水驱和超低界面张力体系驱的临界压力梯度最高点,超低界面张力体系下的临界压力梯度最高点明显小于水驱,这表明界面张力的减小可以明显地降低驱油时产生的两相临界压力梯度,超低界面张力体系改善了油藏的注入性。本研究对新立低渗储层水驱后开发方式的选择提供了参考。      

渗透作用下滑带细观结构演变特性

库岸滑坡受到库水升降作用影响, 内部渗透压力会产生周期性的变化。动态渗透压力会导致滑带结构与强度产生劣化, 进而影响滑坡整体稳定性。为揭示滑带在渗透作用下的结构演变特征, 通过室内渗流试验结合CT扫描技术获取了黄土坡滑坡滑带在不同渗流条件下的细观结构特征, 采用Avizo软件量化滑带细观结构参数, 定量分析了不同渗透条件下滑带结构的演变规律。结果表明, 滑带的渗透系数随渗流时长的增加而呈指数形式下降, 且水力梯度越大最终试样的渗透系数越小; 连续的CT重构图像显示渗流过程中部分黏土团聚体发生解体, 大孔隙被附近的细颗粒逐渐充填, 试样结构的宏观均一性增强; 统计数据表明滑带土的表观孔隙率由5%下降到了1%, 等效直径小于80 μm的孔隙占比随渗流时长的增加而增多, 而等效直径大于80 μm的孔隙占比随渗流时长的增加而减少。结果证明周期性渗透作用会影响滑带内孔隙结构的分布特征, 细观上表现为大孔隙被小颗粒充填, 导致渗流通道变得细长而弯曲, 孔隙的有效连通性被削弱, 宏观上表现为渗透系数随渗流时长的增加而降低。      

压力及温度对碳酸盐岩声波速度与频谱特征的影响实验

碳酸盐岩声波传播特征具有重要的应用价值,系统性地分析流体类型、流体压力、温度及围压对碳酸盐岩声波速度与频谱特性影响的研究仍需加强。选取四川盆地合川-潼南地区灯影组缝洞碳酸盐岩,开展了不同条件下的声波透射实验,分析了围压、孔隙压力、压力差、温度及流体类型对碳酸盐岩样品声波速度的影响及不同条件下透射声波的主频特征。研究结果表明：饱和地层水时声波速度对压力变化的敏感度较饱和氮气时低。压力变化过程中,声波速度变化幅度与岩样孔隙度为正相关关系。实验温度范围内,随着温度逐渐升高,饱和地层水、氮气岩心纵波速度、横波速度均小幅降低。当差应力较低时,通过改变孔隙压力来改变差应力的方式对应的声波速度大于通过改变围压来改变差应力方式对应的声波速度,当差应力较高时,结论相反。相同差应力条件下,声波速度对围压变化较孔隙压力变化更为敏感。定围压变孔隙压力与定孔压变围压曲线所对应的2条声波速度-差应力关系曲线的夹角及斜率差可定性反映岩样动态Biot有效应力系数相对大小。随着差应力增大,孔隙压力对有效应力的贡献逐渐降低。随着孔隙压力增大,纵波主频幅值、横波主频幅值均逐渐下降,随着围压增大,纵波主频幅值、横波主频幅值均...     

渗流-应力耦合下侏罗系红砂岩力学及渗透特性试验研究

三峡库区广泛分布侏罗系红砂岩,在水库运行期间红砂岩的渗流-应力耦合特性关乎库区内多数滑坡和岩质边坡的稳定性。借助岩石多场耦合三轴试验系统,对三峡库区侏罗系红砂岩开展了不同围压、不同渗透压下的三轴压缩试验,系统研究了红砂岩的三轴压缩力学特性和渗透率演化特征。研究结果表明：(1)红砂岩的峰前应力-应变曲线可分为孔隙压密阶段、弹性变形阶段、微裂隙稳定发展阶段和非稳定发展阶段。红砂岩的力学参数与渗透压的关系呈负相关,与围压呈正相关。(2)随着围压升高,红砂岩的破坏模式由张拉破坏过渡到剪切破坏。(3)不同渗透压下,渗透率曲线呈平稳发展→缓慢上升→快速上升3阶段演化规律;不同围压下,渗透率曲线先降低后升高。(4)从能量角度分析了渗透压和围压对岩石的作用,验证了渗流对岩石的劣化效应以及围压对裂纹发展的抑制作用。本试验对鲜有报道的侏罗系红砂岩的强度、变形和渗透特性做了系统的研究,对渗流-应力耦合课题有补充意义。其工况根据三峡库区边坡岩体的应力水平来确定,试验结果对分析库区边坡稳定性具有指导意义。     

基于数字岩心技术的岩石孔渗特征研究: 以海外J油田孔隙型碳酸盐岩油藏为例

走向海外是解决我国能源安全问题的必由之路。但海外油气藏评价往往缺乏第一手岩心资料, 使得储层孔隙结构和渗流规律认识不清, 影响评价效果。以海外J油田孔隙型碳酸盐岩油藏为例, 应用数字岩心技术开展油气藏孔渗特征研究。①以不同流动单元的铸体薄片图像作为输入数据, 经过中值滤波和阈值分割预处理后, 基于马尔科夫链蒙特卡洛数值重构算法构建数字岩心; ②分析孔喉分布、孔喉连通性、孔隙度特征; ③基于格子玻尔兹曼模拟方法开展单相和油水两相流动模拟, 计算数字岩心的绝对渗透率和相对渗透率曲线。结果表明, 构建的三维数字岩心能够刻画不同流动单元孔隙型碳酸盐岩的孔喉半径分布及孔喉连通程度的差异化特征。数字岩心孔隙度与铸体薄片孔隙度吻合度高, 数字岩心渗透率与真实岩心渗透率存在较好的正相关关系, 且符合真实岩心所属的流动单元。油水两相稳态流动模拟计算的相对渗透率曲线体现了不同流动单元的两相渗流能力差异, 可作为数值模拟输入条件, 以及估算油藏采收率。数字岩心分析与物理实验结果吻合良好, 证明了该方法的可靠性。为岩心资料稀缺条件下油气藏表征和渗流特征分析提供新的思路, 对油气藏精细描述具有重要的参考价值。      

轮古西奥陶系古潜山油藏油水界面的分布规律和控制机理

碳酸盐岩古潜山油藏储层非均质性强烈,油、水分布特征十分复杂.以现代岩溶理论为指导,通过对轮古西奥陶系古潜山岩溶地表古水系的详细分级刻画,采用趋势面分析方法对古潜山岩溶残丘次级进行了划分,结合单井油水界面判识结果,对残丘级次的控油规律进行了综合分析,并运用油气差异聚集原理阐述了其控制机理.研究结果揭示了古潜山油藏部分油井油水界面分布受控于不同次级的残丘,从运移近源低部位向高部位油水界面呈抬升趋势,由一级残丘控制向二级残丘控制变化.这一分布规律本质上是油气差异聚集过程中不断抬升的岩溶沟谷决定的溢出点和相对独立的缝洞单元联合控制的.这一认识可为油藏开发方案的制定和调整提供重要依据.