特低渗透油藏流体非线性渗流

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1、特低渗透油藏流体非线性渗流新模型及应用特低渗透油藏流体非线性渗流新模型及应用汇报提纲汇报提纲一、研究背景二、特低渗透油藏非线性渗流新模型三、特低渗透油藏井网优化计算软件四、特低渗透油藏井网优化软件的应用研究背景研究背景 低渗透油藏资源 低渗透油藏资源丰富丰富历年新增原油探明储量变化情况历年新增原油探明储量变化情况 2007年底,中石油探明低渗透储量65.1亿吨，约占总储量37%。 2007年底,中石油探明低渗透储量65.1亿吨，约占总储量37%。 近8年新增探明储量约43亿吨，平均每年新增约5.3亿吨，低渗透约 占56.6%。近8年新增探明储量约43亿吨，平均每年新增约5.3亿吨，低渗透约 占

2、56.6%。低渗透储量大多在2000年以后发现低渗透储量大多在2000年以后发现。 中石油剩余石油资源407.6亿吨，其中低渗透316亿吨，占77.5%。 中石油剩余石油资源407.6亿吨，其中低渗透316亿吨，占77.5%。孔隙度低、渗透率低孔隙度低、渗透率低孔道细小孔道细小 （半径小于（半径小于1.5m）微观孔隙结构复杂微观孔隙结构复杂储层特点储层特点P/L,MPa/mP/L,MPa/mdefa b cQ,cm3/min非线性段非线性段拟线性段拟线性段临界临界固液相界面上的表面分子作用力达到了不可忽略程度，形成了固液相界面上的表面分子作用力达到了不可忽略程度，形成了附加渗流阻力。附加渗流阻

3、力。造 成造 成非线性渗流非线性渗流产生产生孔道壁孔道壁边界流体边界流体体相流体体相流体许多低渗透油田在开发初期主要采用正方形反九点注水方式井网300m300m ，在开发上表现为“注不进、采不出”的特征，表明井网适应差许多低渗透油田在开发初期主要采用正方形反九点注水方式井网300m300m ，在开发上表现为“注不进、采不出”的特征，表明井网适应差大庆外围油田扶杨油层井网类型统计表大庆外围油田扶杨油层井网类型统计表正方形反九点井网正方形反九点井网注水注水井井采油采油井井由于渗透率低和非线性渗流的作用，导致低渗透油田注采井间难以建立有效的驱动压力体系，致使注水压力上升，采油井压力下降由于渗透率低和

4、非线性渗流的作用，导致低渗透油田注采井间难以建立有效的驱动压力体系，致使注水压力上升，采油井压力下降注不进、采不出！注不进、采不出！低效低效的油水井间储 层驱替压力系统的油水井间储 层驱替压力系统注注水井水井采油采油井井有效有效的油水井间储的油水井间储 层驱替压力系统层驱替压力系统目前目前没有较好没有较好的理论方法来指导油田开发的理论方法来指导油田开发？研究目标研究目标根据特低渗透油藏流体非线性渗流特征，建立特低渗透油藏流体非线性渗流模型。在此基础上利用油藏数值模拟方法和油藏工程方法，建立特低渗透油藏有效驱动压力和合理井网部署的评价方法，研究特低渗透油藏合理井网部署，为特低渗透油藏的开发决策提

5、供依据。根据特低渗透油藏流体非线性渗流特征，建立特低渗透油藏流体非线性渗流模型。在此基础上利用油藏数值模拟方法和油藏工程方法，建立特低渗透油藏有效驱动压力和合理井网部署的评价方法，研究特低渗透油藏合理井网部署，为特低渗透油藏的开发决策提供依据。受国家、股份公司和油田等多个课题或项目支持：受国家、股份公司和油田等多个课题或项目支持：(1)国家油气重大专项课题：(1)国家油气重大专项课题：特低渗透油藏有效补充能量开发技术特低渗透油藏有效补充能量开发技术(2)中石油科技部项目：(2)中石油科技部项目：特低渗透油气藏有效储层评价及渗流规律研究特低渗透油气藏有效储层评价及渗流规律研究(3)中石油勘探生产

6、分公司项目：(3)中石油勘探生产分公司项目：特低渗透油藏有效压力驱动体系和合理井网部署研究 特低渗透油藏有效压力驱动体系和合理井网部署研究(4)中石油油藏评价处支撑项目：(4)中石油油藏评价处支撑项目：大庆外围扶杨低渗透油田有效开发技术研究及工作建议 大庆外围扶杨低渗透油田有效开发技术研究及工作建议(5)油田合作项目： (5)油田合作项目： 吉林油田储层特征和井网部署研究 华北典型低渗透油藏储层评价及渗流规律研究 吉林油田储层特征和井网部署研究 华北典型低渗透油藏储层评价及渗流规律研究 大庆扶杨油层储层评价及渗流规律研究大庆扶杨油层储层评价及渗流规律研究支撑课题支撑课题汇报提纲汇报提纲一、研究

7、背景二、特低渗透油藏非线性渗流新模型三、特低渗透油藏井网优化计算软件四、特低渗透油藏井网优化软件的应用非线性渗流测试技术 非线性渗流测试技术创新点:在传统启动压力梯度测试技术基础上,形成新的非线性渗流段的测试技术和分析技术创新点:在传统启动压力梯度测试技术基础上,形成新的非线性渗流段的测试技术和分析技术手动泵手动泵实验流程图流变曲线实验流程图流变曲线传统的“稳传统的“稳 定流法”定流法”毛细管 平衡法渗流所 所做的0.001.002.003.004.005.000.005.0010.0015.0020.0025.00 压力梯度（MPa/m）渗流速度（m/d）0.001.002.003.004.

8、005.000.005.0010.0015.0020.0025.00 压力梯度（Mpa/m）渗流速度(m/d)0.51mD1.16mD0.51mD1.16mD0.000.200.400.600.801.000.005.0010.0015.0020.0025.00 压力梯度(Mpa/m)渗流速度(m/d)0.13mD0.13mD0.00.20.40.60.81.01.20.01.02.03.04.05.0 压力梯度(Mpa/m)渗流速度(m/d)3.02mD3.02mD0.000.300.600.901.200.0010.0020.0030.0040.0050.00 压力梯度(Mpa/m)渗流速

9、度(m/d)0.15mD0.15mD0.002.004.006.008.0010.000.005.0010.0015.00 压力梯度(Mpa/m)渗流速度(m/d)1.34mD1.34mD不同渗透率特低渗透岩心实验测试结果不同渗透率特低渗透岩心实验测试结果统计了统计了240块特低渗透岩心实验测试结果，都表明存在非线性渗流特征块特低渗透岩心实验测试结果，都表明存在非线性渗流特征建立特低渗透油藏非线性渗流模型，对非线性渗流进行了比较系统理论表述和理论推导建立特低渗透油藏非线性渗流模型，对非线性渗流进行了比较系统理论表述和理论推导 特低渗透油藏非线性渗流新模型:特低渗透油藏非线性渗流新模型:核心观点

10、：核心观点：有效液相渗透率不再是一个常数，随压力梯度的变化而变化有效液相渗透率不再是一个常数，随压力梯度的变化而变化启动压力梯度是变化的 启动压力梯度是变化的 )1(pppkvi 模型的理论基础模型的理论基础通过对大庆海塔盆地、扶杨油层、长庆西峰油田等不同特低渗透储层喉道分布特征研究认为低渗透油藏累计喉道个数与喉道半径呈指数关系通过对大庆海塔盆地、扶杨油层、长庆西峰油田等不同特低渗透储层喉道分布特征研究认为低渗透油藏累计喉道个数与喉道半径呈指数关系:braeN其中其中N为喉道累积个数；为喉道累积个数；a，b为拟合参数；为拟合参数；r为喉道半径，为喉道半径，m。由该公式可得。由该公式可得喉道分布

11、的密度函数为：喉道分布的密度函数为：brabedrdN单根毛管的流体流量为：单根毛管的流体流量为：rrpprqglemaxmin4sin8则储层中流体的流量为：则储层中流体的流量为：max36641224248maxmin4rrbr brbrbrrpbbrbrbrbrpbeaAQ整理得整理得: min8ppcpcppcavkpk 从而确定出非线性渗流模型为从而确定出非线性渗流模型为:)1(pppkvi 当当 为常数为常数, 为零，则变成达西定律，适用于中、高渗透油藏；为零，则变成达西定律，适用于中、高渗透油藏；)( pk i当当 为常数为常数, 不为零，则变成带启动压力梯度的非达西渗流方程，适

12、不为零，则变成带启动压力梯度的非达西渗流方程，适 用于一般低渗透油藏；用于一般低渗透油藏；)( pk i当当 不为常数不为常数, 不为零，则变成非线性渗流方程，适用于特低或超低不为零，则变成非线性渗流方程，适用于特低或超低渗透油藏；渗透油藏；)( pk i提出了特低渗透非线性渗流理论研究提出了特低渗透非线性渗流理论研究新观点新观点特低渗透油藏某一点的液相有效渗透率已不是一个常数，它是随压力梯度变化而变化的一个参数。 特低渗透油藏某一点的液相有效渗透率已不是一个常数，它是随压力梯度变化而变化的一个参数。 特低渗透油藏流体在油藏中渗流时存在三特低渗透油藏流体在油藏中渗流时存在三个区域：死油区、非线

13、性渗流区和拟线性渗流区。 个区域：死油区、非线性渗流区和拟线性渗流区。 在特低渗透油藏中，非线性渗流区要大于拟线性渗流区，从而验证了对于特低渗油藏来说，采用非线性渗流理论的重要性。在特低渗透油藏中，非线性渗流区要大于拟线性渗流区，从而验证了对于特低渗油藏来说，采用非线性渗流理论的重要性。非线性渗流程度与孔隙结构的关系非线性渗流程度与孔隙结构的关系大庆大庆汇报提纲汇报提纲一、研究背景二、特低渗透油藏非线性渗流新模型三、特低渗透油藏井网优化计算软件四、特低渗透油藏井网优化软件的应用研究思路研究思路分析渗流 区域分析渗流 区域分析压力 梯度场分析压力 梯度场有 效 驱 动 压 力 体 系有 效 驱

14、动 压 力 体 系 和 合 理 的 井 网 部 署和 合 理 的 井 网 部 署建立特低渗透油藏非线性渗建立特低渗透油藏非线性渗流数学模型流数学模型油藏数 值模拟 方法油藏数 值模拟 方法非线性渗流 数学模型非线性渗流 数学模型数值模型 和软件数值模型 和软件油藏工 程方法油藏工 程方法动用系数动用系数典型特低渗油区调研典型特低渗油区调研特低渗特低渗油藏流体渗流非线性渗流实验研究油藏流体渗流非线性渗流实验研究特 低 渗 透 油 藏特 低 渗 透 油 藏 井 网 部 署井 网 部 署指导指导修正修正两大软件: 两大软件: 特低渗透油藏油藏工程软件（快速井网优化软件）特低渗透油藏非线性渗流油藏数值

15、模拟软件特低渗透油藏油藏工程软件（快速井网优化软件）特低渗透油藏非线性渗流油藏数值模拟软件1、研发了1.0版本井网优化的油藏工程软件 1、研发了1.0版本井网优化的油藏工程软件针对特低渗透油藏流体 针对特低渗透油藏流体非线性渗流非线性渗流特征，考虑特征，考虑油水井压裂油水井压裂情况，编制了特低渗透油藏井网优化的油藏工程软件。该软件可以计算不同井网形式下的生产井产量以及井网情况，编制了特低渗透油藏井网优化的油藏工程软件。该软件可以计算不同井网形式下的生产井产量以及井网有效动用系数有效动用系数，并用计算出的数据进行绘图、分，并用计算出的数据进行绘图、分析，以便评价井网的开发效果，从而达到快速分析特低析，以便评价井网的开发效果，从而达到快速分析特低渗透油藏井网适应性的目的。渗透油藏井网适应性的目的。 提出了特低渗透油藏 提出了特低渗透油藏有效动用系数有效动用系数概念，提供快速评价特低渗透油藏合理井网优化新方法概念，提供快速评价特低渗透油藏合理井网优化新方法动用系数示意图动用系数示意图特低渗透油藏有效动用系数在中高渗透油藏井网的波及系数基础上，考虑了特低渗透油藏非线性特点而提出的概念，其计算数值比中高渗透油藏井特低渗透油藏有效动用系数在中高渗透油藏井网的波及系数基础上，考虑了特低渗透油藏非线性特点而提出的概念，其计算数值比中高渗透油藏井网