低渗透油藏水平井产能分析理论研究

论文摘要

水平井开采技术已经成为老油田挖潜、新油田开发、提高采收率的重要手段,在油田开发设计中得到了越来越广泛的应用,尤其是对低渗透油藏,用普通直井开发难取得很好的经济效益,而利用水平井开发可获得一定的生产能力。目前,油藏工程研究方面,对水平井产能分析计算的成果较多,国内外有关水平井及分支井与直井联合开发低渗透油藏渗流理论的研究还很少见,处于起步阶段,这是油藏工作者面临的一个崭新的研究课题。本文针对低渗透油藏渗流规律不符合达西定律,普遍存在启动压力梯度的特点,采用渗流力学、油藏工程等基本原理,对低渗透油藏水平井及分支井与直井联合开发渗流理论进行了系统的研究,建立了低渗透油藏水平井及分支井与直井联合开发井网条件下产能计算方程,取得了以下主要认识和结果:研究了低渗透油藏不同边界条件下水平井单井开发渗流理论及分支井开发渗流理论,利用势的叠加原理、保角变换和等值渗流阻力法,考虑启动压力梯度,建立起低渗透油藏水平井及分支井产能计算方程,公式简单,并具有较高精度。对低渗透油藏水平井产能的计算结果表明,它更接近实际低渗透油藏水平井及分支井产能。推导出低渗透油藏水平井及分支井与直井联合开发不同井网布井方式时产能计算方法,分析了各种因素的影响,利用该公式计算表明,随着启动压力梯度的增大,水平井、分支井井网产能减小,启动压力梯度对水平井及分支井不同井网产能影响程度随着穿透比的增大而减小。建立了低渗透油藏水平井不稳定渗流的数学模型,引入了含有启动压力梯度,压力和半径等参数的有效驱动因子,从有效驱动因子、启动压力梯度等方面分析了水平井产能的影响因素,结果表明,随着启动压力梯度的增大,水平井产量逐渐减小,随着有效驱动因子的增大,水平井产量逐渐增大。研究了低渗透油藏水平井油气两相渗流理论,建立了低渗透油藏水平井油气两相渗流数学模型,实例的计算分析表明,相同井底流压时,启动压力梯度越小,产量越大,对于低渗透油藏应尽量减小启动压力梯度的影响。研究了低渗透油藏水平井流入流出动态,选取井底作为节点,给出不同启动压力梯度时低渗透油藏水平井合理产量,该理论为现场应用水平井开发低渗透油藏合理产量、合理工作制度的选择具有一定的参考价值。本论文的研究成果着重于低渗透油藏用水平井开发的理论探讨,尤其给出了低渗透油藏分支水平井与直井联合开发的产能计算方法,为开发低渗透油藏提供了新的理论依据;同时也扩展了水平井产能预测的理论和方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 国内外水平井应用现状
• 1.1.1 国外水平井应用现状
• 1.1.2 国内水平井应用现状
• 1.2 水平井开发低渗透油藏的地质条件及认识
• 1.2.1 水平井开发低渗透油藏的地质条件
• 1.2.2 水平井开发低渗透油藏的认识
• 1.3 研究的目的意义
• 1.4 论文主要研究内容
• 第二章 低渗透油藏水平井及分支井稳定渗流产能计算方法
• 2.1 低渗透油藏水平井单井稳定流产能计算
• 2.1.1 封闭边界条件水平井产能计算
• 2.1.2 底水驱油藏水平井产能计算
• 2.1.3 气顶驱边界条件水平井产能计算
• 2.1.4 顶底封闭有边水驱水平井产能计算
• 2.1.5 顶底封闭无边水驱水平井产能计算
• 2.2 低渗透油藏分支水平井稳定流产能计算
• 2.2.1 四分支井稳定流产能计算
• 2.2.2 n 分支井稳定流产能计算
• 2.2.3 产能影响因素分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 低渗透油藏水平井及分支井与直井联合开发稳定渗流产能计算方法
• 3.1 低渗透油藏水平井单井与直井联合开发产能计算
• 3.1.1 水平井井网产能计算通式
• 3.1.2 四点法井网产能计算公式
• 3.1.3 五点法井网产能计算公式
• 3.1.4 七点法井网产能计算公式
• 3.1.5 九点法井网产能计算公式
• 3.2 低渗透油藏分支井与直井联合开发产能计算
• 3.2.1 分支水平井井网产能计算通式
• 3.2.2 四分支水平井四点法井网产能计算公式
• 3.2.3 四分支水平井五点法井网产能计算公式
• 3.2.4 四分支水平井七点法井网产能计算公式
• 3.2.5 四分支水平井九点法井网产能计算公式
• 3.3 产能影响因素分析
• 3.3.1 水平段长度
• 3.3.2 储层厚度
• 3.3.3 启动压力梯度
• 3.4 本章小结
• 第四章 低渗透油藏水平井不稳定渗流产能计算方法
• 4.1 基本概念及数学基础
• 4.1.1 无因次量定义
• 4.1.2 褶积的计算方法
• 4.1.3 Laplace 空间中的特殊关系式
• 4.1.4 Stehfest 算法
• 4.1.5 贝塞尔函数渐进关系式
• 4.2 中高渗透封闭油藏水平井不稳定流产能
• 4.2.1 数学模型
• 4.2.2 产能计算公式
• 4.2.3 影响因素分析
• 4.3 低渗透封闭油藏水平井不稳定流产能
• 4.3.1 数学模型
• 4.3.2 影响因素分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 低渗透油藏水平井油水两相渗流产能计算方法
• 5.1 低渗透油藏直井油水两相渗流理论
• 5.1.1 不考虑毛管力、重力影响的数学模型
• 5.1.2 考虑毛管力、重力影响的数学模型
• 5.1.3 产能计算公式
• 5.1.4 前缘含水饱和度求法
• 5.1.5 见水时间计算方法
• 5.1.6 影响因素分析
• 5.2 低渗透油藏水平井油水两相渗流理论
• 5.2.1 数学模型
• 5.2.2 开发指标计算方法
• 5.2.3 算例分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 低渗透油藏水平井油气两相渗流产能计算方法
• 6.1 油气两相流计算方法回顾
• 6.2 油气两相流流入动态
• 6.2.1 直井油气两相流流入动态
• 6.2.2 水平井油气两相流流入动态
• 6.3 实例分析
• 6.4 本章小结
• 第七章 低渗透油藏水平井节点系统分析
• 7.1 水平井流入动态预测方法
• 7.1.1 单相流流入动态
• 7.1.2 油气两相流流入动态
• 7.1.3 油气水三相流入动态
• 7.2 水平井流出动态预测方法
• 7.2.1 垂直管流压力梯度计算
• 7.2.2 水平井水平段压力降
• 7.2.3 地面水平管流压降
• 7.3 泵吸入口压力的计算
• 7.3.1 抽油杆柱
• 7.3.2 泵效
• 7.3.3 悬点载荷
• 7.3.4 吸入口压力
• 7.4 节点系统分析实例
• 7.4.1 不同泵径影响
• 7.4.2 启动压力梯度影响
• 7.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要