断控缝洞型油藏非均质性极强,油藏开发特征显示出井间连通关系的多样性和复杂性,厘清断裂和岩溶对储集体发育的影响,有利于油藏连通性分析及注采措施调整。以塔河油田托甫台地区T单元为例,综合地震解释结果、上覆水系特征以及生产动态响应规律,系统分析储集体的发育特征。储集体发育主要受控于断裂和地表水系,岩溶作用强度差异导致储集体发育特征不同,使开发井表现出不同的井间连通关系和生产特征。基于动静态资料分析,建立了适用于断控缝洞型油藏的井间连通模式,为后续措施调整提供依据。
与常规油藏相比,致密油藏物性较差且渗透率低,油井需压裂建产。由于特殊的地质特征及开发工艺,造成影响该类型油藏产量的因素较多,矿场常用的简单类比法产量预测不能满足实际生产需求。为解决该问题,以鄂尔多斯盆地坪北油田致密油藏为研究对象,以经典达西公式为基础,通过灰色理论分析,定量描述影响产量的主控因素。同时利用多元回归法建立一套数学模型,并通过对新投井的产量预测,验证模型的可信度。利用灰色理论与多元回归相结合的多学科综合方法开展油井产量预测,比传统方法更加科学和准确,可供同类油藏开发借鉴。
为厘清玛131小井距立体开发平台的产能水平和生产动态特征,进行了生产特征、不稳定产量及产能预测,构建了动态分析及产能预测工作流程,确定了等效地层渗透率、有效裂缝半长等预测单井产能的关键参数。目标油藏原油易脱气,早期下入井下气嘴可有效减轻脱气现象;返排前期油嘴过大,会导致裂缝体积大幅减小,需要控压返排;基于递减曲线和解析模型的P50产能预测结果可以互为补充,提供更为准确合理的产能预测区间;百三段水平井的平均有效裂缝半长大于百二段一亚段,其井距存在优化的空间。
针对致密油藏压裂水平井流态复杂及全生命周期产量预测误差大的问题,在对前人经验递减模型适用性研究的基础上,选取以不稳定流和过渡流为主导的产量指数递减（SEPD）模型及以边界控制流为主导的指数模型进行组合,通过结合节点处的产量相等和递减率相等,构建了以边界控制流时间为节点的全生命周期新型分段产量预测模型,同时建立了广义回归神经网络算法下的边界控制流时间预测方法及分段函数的最小二乘法拟合参数求取方法。结果表明,不论是否到达边界控制流,新模型普遍比单一SEPD模型和指数模型的拟合度高,其预测结果更接近于生产后期的指数评估结果,误差小于5%。
在长庆油田油藏类型不断增多、国际原油价格低位徘徊的双项作用下,厘清长庆油田不同类型油藏效益类别和识别不同类型油藏在不同油价下原油产量界限,成为油田公司生产经营决策的迫切需求。按照效益评价与油藏研究、动态开发情况、油井生产故障及综合治理相结合的分析方法,构建不同类型油藏的成本、开发指标与效益的关系,进行低效井影响因素分析,为油藏的效益开发提供参考。
为确定苏里格气田水平井分段压裂后各压裂段的产气能力,通过分析水平井产气剖面及其储集层非均质性、水平井渗流特征、多段压裂改造工艺、生产压差等因素影响,认为储集层物性和有效砂体发育程度是影响产气能力的主控因素,其作用大于理想模型中水平井跟部和趾端的渗流优势项作用;生产压差的增大,加剧了强非均质储集层各压裂段产气量的差异;分段压裂改造后,段内裂缝的不均匀分布,导致同一压裂段不同射孔簇的产气能力不同。因此,提出多段压裂水平井的射孔段优选、水平段差异化改造和段内暂堵裂缝均匀扩展的技术对策,以提高致密气藏的开发效果。
对于大规模油藏开发优化,常规优化算法存在收敛速度慢、寻优效率低、难以与现场结合等问题。针对这些问题,建立了油水井动态调控优化模型,并结合模拟退火遗传算法和拉丁超立方采样算法寻找模型全局最优解,同时,利用同步扰动随机逼近算法提高了模型局部求解收敛速度,研发编制了油水井动态调控优化软件,并应用于大庆油田H区块。对比油田常规油水井生产制度,油水井动态调控优化模型的最优方案使H区块累计产油量在5年内增加了5.68×104 m3,较好地解决了油水井生产动态控制优化问题,也为大规模油田高效开发提供了一种新的方法。
准噶尔盆地玛湖砾岩油藏从规模化开发向效益化转变的过程中，在考虑经济效益的前提下，合理选择压裂施工参数尤为重要。为实现玛湖砾岩油藏压裂施工关键参数优化，建立压裂裂缝扩展等效KGD裂缝扩展模型，实现快速估计裂缝形态，采用启发式粒子群算法，以收益率为目标函数，对玛湖砾岩油藏不同产层分别进行压裂施工规模、簇数和排量的组合优化。结果表明，随着迭代次数的增加，高成本开发方案最终收敛到综合开发效果最佳的组合优化方案，实现了玛131区块施工参数优化。
苏里格气田致密砂岩气藏含水饱和度高,投产含水率上升快,随着气井含水率增大,产量急剧降低甚至停产。在产水气井开采动态特征研究的基础上,建立气井累计采气量和采收率与含水饱和度的关系;结合单井投资及气价,确定气井收回投资所要求的最低累计采气量;并以此为依据,确定储集层含水饱和度上限。同时以气井最低累计采气量为标准,结合储集层含水饱和度及厚度,给出测井解释确定气层、气水层及含气水层的量化指标。结果表明：苏里格气田中区致密砂岩储集层的含水饱和度上限为48.2%,气井生命周期内经济最低累计采气量为1 260×104 m3时,气井为效益开采。
苏里格气田二叠系河流相砂岩气藏储集层致密,有效砂体多呈孤立状或条带状分布。气井投产后,储集层内流体长期处于不稳定流动状态,进入边界控制流时间晚,传统Arps递减方法适应性差,难以满足现场应用要求。通过分析Arps递减方法适应性差的原因,应用数值模拟方法研究了致密气藏气井递减指数变化规律,明确了递减指数与气井流体流动阶段的关系,提出在气井不稳定流动阶段采用河道线性流模型预测,进入边界控制流阶段采用Arps模型预测。气井处于不稳定流动阶段时,进入边界控制流的临界点时间由理论公式确定;已进入边界控制流阶段时,以偏离线性流的拐点为临界点时间。实例应用效果表明,采用递减组合模型预测气井递减特征及指标准确有效。
塔河油田块状底水砂岩油藏油层较薄，油井投产后见水、含水率上升和产量递减皆快，稳产难度大。通过对油藏开发特征分析，对油井的含水率上升模式进行分类，确定其剩余油分布特点及其主要影响因素。结果表明，影响底水油藏剩余油分布的主要因素是构造、夹层、储集层非均质性和开发方式。针对底水油藏高含水期剩余油分布特点，提出了改善开发效果的有效挖潜对策：油井提控液调流向、天然气驱及CO2驱。数值模拟与现场实践均取得了较好的效果，可供同类油藏开发借鉴。
有效库容是储气库的关键参数,有效库容评价影响储气库的功能定位、调峰规模、建库参数设计以及整体建库方案设计。异常高压含水凝析气藏改建储气库时,异常高压、水侵和反凝析现象影响库容。由于气藏异常高压,储气库设计上限压力为58.00 MPa,远低于原始地层压力,气体体积系数不同,储气库库容也不同;储气库注采运行过程中,水体往复运移对储集空间动用效率具有较大的影响;储气库交替注采过程中,当地层压力低于露点压力时,凝析油析出对库容有一定的影响。针对这一问题,研究建立了改进的物质平衡和数值模拟双模型,以气藏动态储量为基础,定量分析了异常高压、反凝析、水侵等因素对库容的影响,并建立了一套考虑多因素影响的储气库有效库容评价方法。该成果现场应用于轮南59石炭系气藏建库,准确评价了该储气库的有效库容,为轮南59石炭系气藏改建地下储气库建库参数研究奠定基础。
为确定致密砂岩储集层中天然裂缝在水力压裂裂缝网络形成中的作用,采用渗流-应力-损伤耦合方法建立数值模型,并运用Monte-Carlo模拟方法,在数值模型中生成裂隙网络模型,研究天然裂缝方向、天然裂缝强度、水平主应力差、压裂液注入速率以及压裂液黏度对水力压裂裂缝延伸规律的影响。结果表明,天然裂缝与最大水平主应力夹角为30°~60°时,形成的水力压裂裂缝最为复杂。天然裂缝强度增大不利于分支裂缝和转向裂缝的产生,低水平主应力差条件下,天然裂缝展布方向主导水力压裂裂缝的延伸;在高水平主应力差条件下,应力主导裂缝网络的延伸;当水平主应力差为3.0~4.5 MPa时,水力压裂裂缝复杂程度最高,延伸范围最大。增大压裂液注入速率,会促进复杂水力压裂裂缝网络的形成;适当提高压裂液黏度,可以促进裂缝的扩展,但是当黏度过高时,裂缝仅在射孔周围有限范围内形成复杂裂缝网络。
呼探1井是准噶尔盆地南缘中段首口获得天然气勘探重大发现的超深层异常高压气井,该井在试采时井口压力出现大幅波动,无法有效确定储集层参数及开展合理产能评价。因此,基于颗粒架桥堵塞原理,利用气藏动态分析法,表征了裂缝中颗粒循环堵塞—解堵变化趋势;同时,建立呼探1井双重介质渗流机理模型,开展压力波动特征分析及成因机理研究。研究表明,裂缝中颗粒循环堵塞—解堵是造成压力大幅波动的主要原因,一方面,随着裂缝中颗粒不断运移解堵,压力波动幅度逐渐减小,表皮系数逐渐减小,采气能力趋于稳定;另一方面,在裂缝循环堵塞—解堵的过程中,裂缝开度越大,压力波动幅度越大,同一裂缝开度下,近端裂缝堵塞—解堵,导致压力波动幅度较大,远端则相反。不仅为准噶尔盆地南缘中段储集层特征研究、井位部署、产能评价提供依据,而且为超深层异常高压气井压力分析提供借鉴。
柴达木盆地涩北气田属于弱边水驱动的背斜型浅层疏松砂岩气田，采用衰竭式开采。根据水气体积比，其气藏生产过程可分为4个阶段，即低含水稳产阶段、初期水侵阶段、边水突破阶段和强水侵阶段。依照水气体积比变化，可以准确监测水侵的发生，水侵突破阶段可以作为预判边水大规模水侵的时间窗口，以调整开采方案，延长稳产期；高含水的强水侵阶段，生产周期较长，是带水开采提高采收率的重要阶段。
为探究准噶尔盆地二叠系乌尔禾组砂砾岩储集层水力压裂裂缝扩展延伸规律，采用真实破裂过程分析软件，研究砾石特征、地应力等因素对裂缝扩展的影响。根据数值模拟，研究不同条件下裂缝的扩展过程，描述岩石裂缝演化及形态，建立砂砾岩储集层可压裂性的评价模型。结果表明：乌尔禾组砾石强度和基质强度差异较大，砾石强度为216.62~2 032.64 MPa，是基质强度的2~4倍，砾岩岩石力学特性差异明显；砾石含量较小时，裂缝扩展主要受主应力的影响；砾石粒径较小时，裂缝扩展方式主要为绕砾；随着粒径增大或砾石含量增加，砾石对裂缝的抑制和屏蔽作用明显，裂缝延伸距离减小；砾石强度与基质强度差异越大，裂缝遇砾石受阻越强，扩展方式越易由穿砾变为绕砾，降低了裂缝延伸距离。运用灰色关联法和层次分析法，综合考虑砾石特征、水平地应力差等因素，建立了砂砾岩储集层可压裂性评价系数计算模型，无因次压裂裂缝面积和米采液指数与可压裂性评价系数呈正相关关系。
为了提高稠油油藏注气吞吐生产效果,针对水驱后多轮次减氧空气吞吐接续注入不同气体或不同气体复合的吞吐增油机理认识不清这一实际问题,开展了一维和三维物理模型实验及正对井和反五点井网的数值模拟,采用不同轮次采油量和原油组分对比分析、渗流过程研究等手段,分析了减氧空气、二氧化碳、天然气等不同气体在稠油油藏吞吐过程中的驱油和洗油机理。结果表明：减氧空气吞吐以堵水为主,多轮次后水线容易突破而较快失效;前置二氧化碳段塞后续注入减氧空气的复合吞吐,发挥了堵水和驱替剩余油的协同作用;先注入减氧空气后注入天然气的复合吞吐,溶解了近井区域重质原油组分,起到了增能、降黏和疏通孔隙的多重作用。10轮次的实验和数值模拟综合研究,明确了3种气体及其复合吞吐的增油机理,得到现场实际井的验证,可供类似稠油油藏气体吞吐提高采收率参考。
气驱协同型储气库建库不同阶段生产气油比差异大,多个阶段存在油气水三相复杂流动,目前计算储气库的多相产能一般是将油折算为气体当量,误差较大。在三相渗流微分方程基础上,引入油气水三相拟压力,建立了考虑气体高速非达西渗流影响的三相流产能计算方法,得到气驱阶段、协同建库阶段和储气库阶段的油相产能方程、气相产能方程及流入动态曲线,并与生产数据进行对比。结果表明：三相流产能计算方法计算的产量在储气库建库3个阶段的误差小于6.16%;当生产压差较小时,传统折算方法与三相流产能计算方法的计算结果接近;但是随着储气库建库阶段的发展,误差越来越大。三相流产能计算方法计算简便,精度较高,易于理解,可对协同型储气库建库不同阶段产能预测提供一定借鉴。
为优化超深层断控缝洞型油藏油井合理产能，以塔里木盆地FQ油田为例，分析其地质和开发特征，利用产能试井法、嘴流法和油藏数值模拟法，对油井合理产能进行优化。结果表明，超深层断控缝洞型油藏一次采油可分为初期、中期和后期3个阶段，不同阶段开发特征差异显著。FQ油田超深层断控缝洞型油藏产能试井曲线存在下凸型、直线型、上翘型和台阶型4类，其中，下凸型曲线油井合理产能取曲线拐点处对应产能；直线型和上翘型曲线油井合理产能均取最大测试产能，但需继续扩大油嘴测试产能，直至曲线出现拐点；台阶型曲线油井合理产能取台阶后最大测试产能。嘴流法优化油井合理产能取嘴流曲线拐点对应产能。油藏数值模拟法适用于一次采油中期和后期油井合理产能优化，通过优化油井见水时间、累计产油量、采收率等关键指标，确定油井合理产能。
为确定吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油藏储集层孔喉结构及其原油可动性，利用薄片、扫描电镜、高压压汞等划分储集层；通过驱替与核磁共振联测实验，开展页岩油可动性评价，揭示可动油占比、孔径变化规律及其控制因素，建立页岩油可动性定量评价模型。芦草沟组发育粒间孔型、粒间-溶蚀-晶间孔型、溶蚀孔型、溶蚀-晶间孔型和晶间孔型5类储集空间。粒间孔型发育在粉—细砂岩相和砂质白云岩相中，可动性最好；溶蚀孔型主要发育在白云质粉砂岩相中，可动性中等；其他类型主要发育在泥岩相、泥质白云岩相和石灰质砂岩相中，可动性稍差。厘定页岩油可动孔喉下限为20 nm，可动性明显提高的孔喉界限为60 nm和150 nm，试油产能与之对应较好。页岩油赋存特征和孔喉结构共同影响页岩油可动性，粉—细砂岩相和白云质粉砂岩相的孔喉及页岩油赋存均最佳，为芦草沟组页岩油最有利开发岩相。
