低渗透油藏数值模拟技术研究
低渗透油藏数值模拟技术研究摘要随着现代石油工业的发展，低渗透油田的开发愈来愈为人们所重视。
与中、高渗油藏相比较，低渗透油藏具有以下明显渗流特征：流体渗流不遵循达西定律，渗流中存在启动压力梯度，并且应力敏感性影响不可忽略。
本文在广泛调研的基础上，综合考虑启动压力梯度和应力敏感性，对低渗透油田的数值模拟方法进行研究。
主要考虑油水两相具有相同的启动压力梯度，并且启动压力梯度的大小与地层渗透率和含水饱和度有关，同时考虑地层弹塑性变形引起的渗透率改变。
在此基础上，建立了符合实际情况的二维油水两相数学模型，并通过IMPES方法进行数值求解，对低渗透油藏注水开发的生产特征，产能影响因素及不同注采井网方式进行了研究，研究表明启动压力梯度、应力敏感性、油水粘度差和毛管力对低渗透油藏产能影响明显。
关键词：低渗透油藏，启动压力梯度，应力敏感性，IMPES方法，数值模拟AbstractWith the development of modern oil industry, the exploitation of low permeability reservoir has been paid more and more attention in recent years. Compared with medium and high permeability reservoirs, the low permeability reservoir has different seepage flow characteristics,which are as follows: The flow of the fluid does not obey Darcy`s Law; The starting pressure gradient exists in transfusion; The stress sensitivity influence can not neglect.This paper, based on widespread investigation and study, considered starting pressure gradient and stress sensitivity influence, makes some research on numerical simulation of low permeability reservoir. Specifically, it is considered that oil and water have the same starting pressure gradient, which has the relationship with absolute permeability and water saturation.At the same time, it is also considered that the absolute permeability will vary, because of stratum elastoplasticity distortion. On this basis,a two-dimensional mathematical model of oil-water two-phase is set up, which is solved with the IMPES numerical method. The production characteristics, the factors affecting the deliverability and the different injection pattern were studied. The result indicates that starting pressure gradient、stress sensitivity、oil/water viscosity ratio and capillary pressure have obvious effect to the deliverability of low permeability reservoir.Key words: Low permeability reservoir, Starting pressure gradient, Stress sensitivity,The method of IMPES, Numerical simulation目录摘要 (I)Abstract (II)目录 .................................................................................................................................................. I II 1 绪论 . (1)1.1研究目的和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.2.1 低渗透油藏渗流机理及特征研究 (1)1.2.2 低渗透油藏渗流模型的研究 (3)1.2.3 低渗透油藏数值模拟技术应用的研究 (5)1.3 研究内容和技术路线 (5)1.3.1 研究内容 (5)1.3.2 技术路线 (7)2 低渗透油藏渗流基本规律和油藏数值模拟基础 (8)2.1 低渗透油藏渗流特征 (8)2.1.1 低渗透油藏渗流呈现非线性特征 (8)2.1.2 低渗透油藏存在启动压力梯度 (10)2.1.3 低渗透油藏存在应力敏感性 (12)2.2 低渗透油藏渗流基本方程 (16)2.2.1 低渗透油藏运动方程 (16)2.2.2 低渗透油藏平面径向流公式 (18)2.3 低渗透油藏数值模拟基础 (19)2.4 小结 (21)总结 (22)参考文献 (23)致谢 (25)1 绪论1.1研究目的和意义在我国，低渗透油田具有丰富的储量资源，广泛分布于各大油区。
目前，全国累计探明原油储量为212.89×108吨，其中，低渗油藏的探明储量为90.97×108吨，约占43%。
新增探明储量中，低渗透油田所占比例也在逐年增加。
我国陆上新增探明储量中低渗透油藏所占比例1989年为27.1%，1990 年为45.9%，1995年为 72.7%。
近几年，中石化新增探明储量中低渗油藏所占比例增加的也很明显，1995～2003 年，低渗油藏当年探明储量占砂岩油藏探明储量的比例由23.3%上升到 28.9%，9年累计新增储量41896×104吨，阶段探明储量占砂岩油藏探明储量的 27.34%。
所以开发低渗透油田，将对我国石油产能的接替和增长做出重要贡献[1]。
但是与中高渗油田相比，低渗透油田在开发效果上存在很大差异：（1）绝大部分低渗油藏天然能量不足，产量下降快，注水井吸水能力差了；（2）注水压力高，而采油（气）井难以见到注水效果；（3）见水后含水上升快，采液指数和采油（气）指数急剧下降；（4）油田最终采收率低。
因此对于低渗透油藏，需要加大研究的力度，从渗流机理入手，弄清渗流规律。
同时，数值模拟技术是一门非常重要并且实用的技术，可以用来进行油藏描述，油藏动态预测和水驱油的机理研究。
合适的油藏数值模拟可以帮助工程师们确定油田有效的开发方式，优化具体方法中的参数。
如果在低渗透油田开发上合理应用油藏数值模拟技术，可以使我们更准确地认识油藏，更经济合理地开采。
可是目前，成熟的商业软件中集成了黑油模型、多组分模型、热采模型、聚合物模型、三元复合驱模型和水平井模型，却没有描述低渗透渗流规律的模型，这给油藏工作者们带来了极大的不便。
因此在研究渗流规律的基础上，进行数值模拟方法的研究，努力开发适用的软件是十分有意义的。
1.2 国内外研究现状1.2.1 低渗透油藏渗流机理及特征研究（1）渗流机理研究国外，1924年H.JI.布兹列夫斯基研究流体渗流时指出，某些情况下，只有在超过某个起始的压力梯度时液体才会发生渗流。
1951年，B.A.弗洛林正式提出启动压力梯度的概念[2]。
1940年库萨柯夫发现低渗透介质的渗流速度与压力梯度不成比例的迅速增加。
1945年，特列宾首次提出了石油渗流不符合达西流。
随后，国外一些学者都曾发现低渗透介质中的非线性现象[3-7]。
但是总的来说，由于经济和技术多方面的原因，国外对低渗透的问题研究力度不大。
而国内，由于低渗透油田占有很大的比例，国内许多专家学者都对此做了大量研究，尤其是近十年，国际油价居高不落，使得开发低渗透油田也具有很大的效益，所以关于低渗透油藏的研究越来越多。
阎庆来比较早地指出了低渗透油层渗流过程的非达西性，并提出了启动压力梯度的概念。
黄延章，李道品分别在低渗透渗流机理和低渗透开发方式上做了大量的工作。
1990年，阎庆来[8]分别用蒸馏水、盐水和煤油测定砂岩，证实了存在启动压力梯度的曲线渗流。
1997年，黄延章[9]研究了低渗透油藏的非线性渗流特征，指出对于低渗透油藏，正是由于孔隙内的原油边界层的影响不可忽略，才使得渗流规律发生明显变化，出现非达西渗流，存在启动压力梯度。
同时他还指出另外两个特征：低渗透多孔介质的渗透率存在变化；低渗透多孔介质中流体流动的横截面积存在变化。
1999年，吴景春[10]等人利用低浓度盐水和模拟油对不同渗透率的天然岩芯和人工胶结岩芯做单相低速渗流实验，同样证明了非达西流是客观存在的。
并且认为产生非达西渗流的原因是：喉道狭窄；固相与液相之间的表面作用；变形介质的应力敏感性；非牛顿流体本身的流变性质。
2004年，李中锋、何顺利[11]在综合了众人的研究后比较全面地从多孔介质的孔隙结构、孔隙介质与渗流流体之间的相互作用和渗流流体性质等方面总结了低速非达西渗流的产生机理。
目前渗流的机理主要是从多孔介质的孔隙结构，孔隙介质与渗流流体之间的相互作用和渗流流体本身的性质三方面总结的，具体因素有孔道细小、孔喉结构作用增强，比表面高，液、固界面的作用以及流体的流变性增强等。
但大都是比较定性的解释。
（2）启动压力梯度研究低渗透油藏渗流的首要特征就是存在启动压力梯度。
很多专家学者都通过试验验证了这一问题。
1998年，孙黎娟[12]通过试验测量中原油田 11 块没有速敏现象的低渗岩心的流速与压力梯度的关系，回归出启动压力梯度的表达式。
结果表明启动压力梯度与流度呈反比关系。
2002年，吕成远、王建、孙志刚[13]采用“毛细管平衡法”和传统的“压差- 流量法”相结合，对某一岩样进行了单相流体渗流的试验研究，得出了最小启动压力梯度、最大启动压力梯度与气测渗透率关系，并且由试验数据回归得到经验公式。
浅析低渗油藏的研究
浅析低渗油藏的研究摘要：随着经济快速、稳定、健康的发展，国民经济对原油的需求以每年5%～6的速度增长，而我国低渗透油气资源储量是201.7×l08t，占总资源量的24%。
随着油藏开发工艺技术和油层改造技术的进一步完善与改进，低渗透油气藏发现与投入的比例持续递增，最初认为无经济价值的低渗透油藏，经过注水开发、储层改造等现代技术措施，获得了较好的开发效果，大幅度提高了低渗透油藏的产量。
关键词：低渗油藏研究一、技术背景国内外的开发实践得到：对于低渗透、稠油油藏、薄储层以及小储量的边际油气藏等，最佳的开发方式是水平井开发。
水平井的主要优点是：泄油面积大、生产压差小、提液潜力大，可大幅度增加单井控制储量，减少开发井数，降低开发投资，提高最终采收率和油田开发效果。
二、低渗油藏现状关于注气机理的论述很多，总体上可分为一次接触混相、多次接触混相、非混相驱三种，而多次接触混相又分为蒸发气驱混相和凝析气驱混相两种，近几年人们又提出近混相驱的概念。
总的来说注气都是降低界面张力，使毛细管力降低，可以降低因毛管效应产生毛细管滞留所捕集的原油，原则上可以使微观驱油效率达到百分之百，从而提高采收率，提高油田开发整体经济效益。
当存在多相流动时，油气体系间会产生相间的传质和传热，当有气体注入时，流体的物理化学性质如粘度、密度、体积系数、界面张力、气液相组分和组成均会发生变化，对相态的定量描述是了解非均质性、粘性指进，确定能否进行混相驱，研究混相驱和非混相驱机理的重要依据，研究气驱的驱油效果的方法主要有室内实验和数值模拟，室内实验包括静态实验和动态实验两种，并且最终采收率高于原来预测值，这些都大大增加了注气提高采收率的信心。
目前注气方式有气驱、水气交替、气水交替和脉冲注气四种，在水平混相驱替中，气水交替驱替效果比较好，与注水采收率相比，垂向混相驱可增加采收率15-40%，水平混相驱可增加5-20%。
预计注气混相驱、非混相驱将是低渗油藏最主要的提高采收率方法之一。
低渗透油藏研究方法
低渗透油藏研究方法
低渗透油藏研究方法主要包括以下几个方面：
1. 岩心分析：通过对低渗透油藏的岩心样品进行物性测定和孔隙结构分析，了解岩石孔隙度、渗透率、孔隙结构和孔喉半径等岩石物性参数，为油藏评价和开发提供依据。
2. 流体性质测试：通过实验室测试方法，分析低渗透油藏中的原油和水的物化性质，包括密度、粘度、表面张力等，以了解流体性质对渗流规律的影响。
3. 渗流实验：通过构建低渗透油藏模型，开展渗透率测定实验和渗流规律研究，分析渗流行为和剖面规律，为油藏开发提供渗流参数参考。
4. 数值模拟：基于渗流理论和物理模型，利用计算机软件开展数值模拟，模拟低渗透油藏中的渗流过程，预测油藏动态和评估开发效果。
5. 改造技术：通过改变油藏的物性和渗透性，采用各种改造技术，如酸化、水力压裂、低渗透增产技术等，提高低渗透油藏的开发效果。
总之，低渗透油藏的研究方法主要涉及岩心分析、流体性质测试、渗流实验、数值模拟和改造技术等方面，从不同角度对油藏的物性、流体性质、渗流规律和开
发效果进行研究，为低渗透油藏的开发提供科学依据。
基于启动压力梯度的低渗透油藏生产动态数值模拟研究
摘 要 ： 启 动 压 力梯 度 对 低 渗 透 油 藏 生产 具 有 重要 影 响 ， 根 据 现 场 获 取 岩 心 利 用 室 内 实 验 求 取 启 动 压 力 梯
度， 并 绘 制 渗 透 率 与 启 动 压 力 梯 度 图。 建 立 考 虑 启 动 压 力 梯度 的 油 藏 生 产 动 态 模 拟 数 学模 型 ， 在 地 层 平 均 渗 透 率 条 件 下， 考 察 不 同启 动 压 力 梯 度 对 油 藏 生 产 动 态 的 影 响 ， 以对 现 场 低 渗 透 油 藏 开 发 提 供 指 导 。研 究 表 明 ， 随启 动压 力 梯度增加 ， 产液量、 采 出程 度 、 无 水 采 出程度 均 呈 降 低 趋 势 ， 含 水率略有 上升 ； 启 动 压 力 梯 度 对 注 采 平 衡 具 有 重 要 影
ＤＵ Ｙｏ ｎ ｇ ，Ｈ Ｅ Ｌｉ ｍｉ ｎ “ ，ＬＩ Ｕ Ｘｉ ｎ ｇ ｗｅ ｎ 。 ，ＱＵ Ｚ ｈ ａ ｎ ｑ ｉ ｎ ｇ ，
ＬＩ Ｕ Ｘｉ ａ ｏ ｇ ｕａ ｎ ｇ ，Ｈ ＵＡＮＧ Ｄｅ ｓ ｈ ｅ ｎｇ ，ＺＨＡＮＧ Ｗ ｅ ｉ
（ １ ． Ｓｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｐｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｔ ｉ ｙ ｏ ｆ Ｐｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ（ Ｅａ ｓ ｔ Ｃｈ ｉ ｎ ａ ） ，Ｑｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｏ Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ ２ ６ ６ ５ ８ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ２ ． Ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ ｌ ｉ Ｏｉ ｌ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ Ｚ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ Ｏｉ ｌ Ｐｒ ｏ ｄｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ，Ｓ Ｉ Ｎ ＯＰＥＣ，Ｄｏ ｎ ｇ ｙ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ ２ ５ ７ ２ ３ ７， Ｃｈ ｉ ｎ ａ； ３ ． Ｓ ｈ ｅ ｎ ｇｌ ｉ Ｏｉ ｚ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ Ｇｕ ｄ ａ ｏ Ｏｉ ｌ Ｐｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ，ＳＩ ＮＯＰＥＣ，Ｄｏ ｎ ｇ ｙ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ ２ ５ ７ ２ ３ １ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ；
低渗透裂缝性油藏渗吸数值模拟研究
要 大得 多
。此 类 油 藏进 行 注 水 开 发 时 ， 注 入 水
先沿 裂缝 推进 ， 同时进 入 裂缝 的水 由于 毛管 力 作 用 被 吸入 岩块 ， 并 从其 中置换 出油 ， 渗 吸可 以表示 为 ：
ｑ： （ Ｐ ～Ｇ 。一Ｐ ， ） （ １ ）
窜、 水淹严重 ， 仍然有大量 的剩余 油富集在基质岩
⑥ ２ ０ １ ３ Ｓ ｃ ｉ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ ． Ｅ ｎ ｇ ｒ ｇ ．
低渗透 裂缝性油藏渗吸数值模拟研究
王希 刚 宋学峰 姜 宝益 蔡喜 东 刘 刚
（ 中国石化胜利油 田测井公司 ，东营 ２ ５ ７ ０ ９ ６； 中国地质大学能源学院 ， 北京 １ ０ ２ ２ ３ ５； 吐哈油田勘探开发研究院。 ，哈密 ８ ３ ９ ０ ０ ９ ； 延长石油集团研究院 ，西安 ７ １ ０ ０ ０ ０ ）
中压 力 大 小 １ ０ ～Ｍ Ｐ ａ ；Ｇ 。为 启 动 压 力 梯 度 大 小
国家 自然科学基金 （ １ ０ ８ ０ ２ ０ ７ ９ ） 、 松辽盆地 Ｃ Ｏ 驱油与
埋存技术示范工程（ ２ ０ １ １ Ｚ Ｘ ０ ５ ０ ５ ４ ） 、 胜利油 田特高含 水期提高采收率技 术（ ２ ０ １ １ Ｚ Ｘ ０ ５ ０ １ １ ） 、 中石油创新
中国石 油大学 （ 华东） 硕士研究 生 ， 研究方 向： 油气 田开发及测 井解
释。Ｅ － ｍａ ｉ ｌ ： ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ＿ ｓ ｔ ａ ｒ ＠１ ６ ３ ． １ ２ ｏ ｅ。 ｒ
７期
王希刚 ， 等： 低渗透裂缝性油藏渗 吸数值模 拟研究
第 １ ３ 卷
第 ７期
２ ０ １ ３年 ３月
科
学
技
《2024年裂缝性特低渗透油藏物理模拟实验方法及其应用》范文
《裂缝性特低滲透油藏物理模拟实验方法及其应用》篇一裂缝性特低渗透油藏物理模拟实验方法及其应用一、引言随着全球能源需求的不断增长，特低渗透油藏的开发利用逐渐成为石油工业的焦点。
其中，裂缝性特低渗透油藏因其独特的储层结构和渗流特性，对开发技术和方法提出了更高的要求。
物理模拟实验作为研究此类油藏的有效手段，能够为实际生产提供有力的技术支持。
本文将介绍裂缝性特低渗透油藏物理模拟实验的方法，并探讨其在实践中的应用。
二、实验原理物理模拟实验以实际地质条件为基础，通过对油藏储层结构和流体的特性进行简化与再现，对油气开采过程中的各种现象进行观测和分析。
其核心思想是通过物理模拟方法模拟储层内部的多尺度孔隙结构和复杂的流动过程，揭示特低渗透油藏的渗流规律。
三、实验方法（一）实验设备裂缝性特低渗透油藏物理模拟实验需要使用专门的物理模拟设备，包括模拟储层、流体注入系统、压力测量系统等。
其中，模拟储层应能够模拟实际储层的孔隙结构、裂缝分布等特性。
（二）实验步骤1. 准备实验样品：根据实际储层条件制备相应的实验样品，如模拟岩心等。
2. 建立实验装置：搭建物理模拟设备，设置相关参数，如压力、温度等。
3. 注入流体：通过流体注入系统向模拟储层注入原油或其他流体。
4. 观测记录：通过压力测量系统等设备观测并记录实验过程中的各种数据。
5. 数据分析：对收集到的数据进行处理和分析，得出结论。
四、应用实例以某裂缝性特低渗透油藏为例，采用物理模拟实验方法对储层特性和流体流动规律进行了研究。
首先，通过物理模拟设备建立与实际储层相似的物理模型；然后，向模型中注入原油，观测其渗流过程；最后，通过压力测量等手段收集数据，分析得出该油藏的渗流规律和开发策略。
根据实验结果，优化了开采方案，提高了采收率。
五、结论与展望裂缝性特低渗透油藏物理模拟实验方法为研究此类油藏提供了有效的手段。
通过物理模拟实验，可以更准确地了解储层的特性和流体的流动规律，为实际生产提供有力的技术支持。
油田油藏数值模拟技术的研究与应用
油田油藏数值模拟技术的研究与应用油田油藏是我国的重要能源资源之一，其开采和管理对于国家经济的发展具有极其重要的作用。
而油田油藏数值模拟技术则是现代油田油藏管理的重要工具之一。
本文将会从油田油藏数值模拟技术的基本原理、模拟方法以及应用案例等方面进行探讨。
1. 油田油藏数值模拟技术的基本原理油田油藏数值模拟技术是基于理论模型的油藏动态分析方法，其基本原理是将油藏的数学模型转换为计算机的数值模型，利用适当的计算方法，对油藏动态进行精细的模拟计算。
油藏的数学模型通常包括地质学、储层物理性质、流体性质等多个方面的参数，数值模拟的目标就是通过计算机模拟得出油藏内部的流动状态、压力分布以及物质的运移规律等信息，为油田采油作业的优化和管理提供依据。
2. 油田油藏数值模拟技术的模拟方法油田油藏数值模拟主要包括三个步骤：建模、数值解法与模拟计算。
建模是模拟的第一步，要求对油藏地质结构、储层参数等进行精细化的描述和建模，以便进行后续的计算分析。
数值解法则是决定油藏动态计算精度与计算速度的关键因素，常用的数值方法包括有限差分法、有限元法、谱元法等。
在模拟计算过程中，还需要对计算结果进行验证和校正，保证模拟结果的准确性与可靠性。
3. 油田油藏数值模拟技术的应用案例油田油藏数值模拟技术作为现代油藏开采与管理的重要工具，其应用范围涉及到石油勘探开发、油藏评价和采油设计等多个方面。
以下列举几个优秀的应用案例：案例一：东淮低渗透油田强化采油模拟东淮低渗透油田是我国重要的石油资源产区之一，其塔河油田采油难度大，生产水油比较高，在此前提下，利用油藏数值模拟技术，进行强化采油模拟分析。
结果显示，通过有针对性的采油方式，采出潜在储量约1.2亿桶，取得了卓越的技术经济效益。
案例二：渤海湾盆地高压气藏开发数值模拟渤海湾盆地是我国主要的天然气区之一，其中高压气藏开发难度大，需采用先进的技术手段进行分析。
因此，借助油藏数值模拟技术的建模与数值解法，对高压气藏进行了模拟计算，为盆地的开发提供了实用的技术支持，有效地提高了勘探的效率和开采的质量。
《2024年特低渗透油藏非线性渗流数值模拟研究及应用》范文
《特低渗透油藏非线性渗流数值模拟研究及应用》篇一一、引言特低渗透油藏的开发在当今石油工业中占有重要地位，因其特有的地质属性和储层特点，开发过程中的渗流规律与常规油藏存在显著差异。
非线性渗流作为特低渗透油藏的主要流动特征，其数值模拟研究对于指导油田开发、优化生产策略具有重要意义。
本文旨在深入探讨特低渗透油藏非线性渗流数值模拟的理论基础、方法及实际应用。
二、特低渗透油藏非线性渗流理论基础1. 渗流机制分析特低渗透油藏的渗流机制主要受控于岩石的物理性质和流体与岩石的相互作用。
在低渗透性条件下，流体流动表现出非线性的特点，包括启动压力梯度效应和应力敏感性等。
2. 数学模型建立基于Darcy定律和渗流力学原理，建立特低渗透油藏的非线性渗流数学模型。
模型中需考虑启动压力梯度、毛管力、重力等影响因素，并运用合适的边界条件和初始条件进行求解。
三、数值模拟方法与技术1. 有限元法应用采用有限元法对特低渗透油藏进行网格划分和离散化处理，通过求解偏微分方程来模拟非线性渗流过程。
2. 数值模拟软件开发适用于特低渗透油藏的数值模拟软件，实现模型的自动求解和结果的可视化展示。
软件应具备高精度、高效率和可扩展性等特点。
四、非线性渗流模拟的实践应用1. 油田开发方案设计利用非线性渗流模拟技术，对特低渗透油田的开发方案进行优化设计。
通过模拟不同开发策略下的渗流过程，预测油田的产能和采收率，为油田开发提供科学依据。
2. 生产动态分析对已开发特低渗透油藏的生产动态进行模拟分析，评估生产效果，发现潜在问题，提出优化措施，指导生产实践。
3. 储层评价与改造利用非线性渗流模拟技术对储层进行评价，包括储层物性评价、产能预测等。
同时，通过模拟不同改造措施下的渗流过程，为储层改造提供依据和指导。
五、案例分析以某特低渗透油田为例，运用非线性渗流数值模拟技术进行实际案例分析。
通过建立数学模型、选择合适的数值模拟方法、进行求解和分析等步骤，得出该油田的开发策略和优化措施。
考虑应力敏感和启动压力梯度的低渗透油藏数值模拟研究
程中流 体 压 力 升 高 ， 储 层 渗 透 率 只 能部 分 恢 但
复 Ｉ。低渗透 储 层 发 生 应 力 敏 感 后 ， 水 两 相 渗 ７］ ８ 油 流特 征 （ 突出表 现在相 渗 曲线 上 ） 变得 更 加 复杂 。 将 许多 专家 学者对 低 渗透 油 藏 应 力敏 感 、 动 压 力 和 启 相渗 曲线 进行 了研 究 ， 基本 没 有 同 时考 虑 这 三 个 但 方 面的 影 响 。本 文 全 面考 虑 低 渗 透 油 藏启 动 压力 梯度 、 力 敏 感 和相 渗 曲 线 变 化 特 征 ， 用 数 应 采
（ ５ ）
边界 条件 为 ：
（ ，）ｌ ｒ ｒｔ ：ｅ：Ｐ 。
（ ， ）Ｉ ～ ：Ｐ 。 ｒ０ ：
由上 述 渗 流 控 制 方 程 结 合 边 界 条 件 可 以得 到 径 向压力 的分 布表达 式 为 ，
ｐｒ ＝ 生＿ （ Ｐ＋ ＿ ｉ ） ＝ ＝
图 １ 渗透 率 与 净 围压 关 系 曲线
注采井 间压力梯度较大， 含油饱和度下降较慢 ， 无水采 收期较短 ， 含水 率上升速度较快 ， 最终采 收率较低。 关键词 低渗透 油藏 应力敏感 启 动压力 相对渗透率 数值模拟
中图法 分类 号 Ｔ ３７６ Ｅ ５． ；
文献 标志码
Ａ
近年来 ， 渗透 油 藏探 明储 量 所 占比例 越 来越 低 大， 高效 开发低 渗透 油 藏 已经 成 为 石 油工 作 者 研究 的重 点 。低 渗 透 油 藏 与 中高 渗 油 藏 相 比存 在 很 多 差异 ， 突出表 现为低 渗 透 储层 存 在 启 动压 力 梯 度 和 应力 敏感 现象 ¨ ｊ 。低渗 透 储 层 砂 岩 粒 径小 、 隙 孔 喉道狭 窄 、 比表 面积 大 ， 些 特 点 导 致 固 液 表 面 分 这 子 力影 响变大 ， 在驱 替 压 力 梯度 达 到 一 定 临界 值 之 后， 流体 才 能 流 动 ｊ 。而 且 开 发 实 践 表 明 ， 渗 透 低 储 层存 在 较 为 严 重 的应 力 敏 感 现 象 。在 衰 竭 开 发 过程 中 ， 流体 压力 降 低 ， 石 骨架 发 生 弹 塑性 变 形 ， 岩 孔 隙喉道变 小 ， 渗透 率 降 低 。虽 然后 期 注 水 开发 过
油藏数值模拟研究在低渗透油田的应用——以卫22块为例
【 关键词 】 油藏数值模拟 ； ２ 块 ； 油分布特征 卫 ２ 剩余
卫 ２ 块位于卫城构造北端 ．区域 构造属 东濮 凹陷中央隆起带 北 ３１ 油藏地质储量拟合 ２ ． 本次通 过油藏数 值模 拟软件模 拟计算 的原油地 质储 量为 ４５ ８ｘ 部． 含油层位 沙三 中 ６ ７ 沙三下 ｌ １ ， 油面积 ３ ｋ 、 ～Ｏ含 ． ｉ， ６ ｎ 石油地质 储 ０． ｔ ％， 量 ４８ １ ． ６ｘ叶 标定可采储量 ２１ ｌ＇标定采收率 ５． ％。 ４ ｘ０ ． ｔ １ ０ 由于该断块 １４储量拟合的相对误差都小于 ５ 在误差允许范围之内。 ５ ． ２ 物性差 、 孔隙结构复杂 、 非均质性特征较强 ， 同时受断层影 响 ， 注水开 ３ 油藏压力的拟合 压力拟合过程 中 ． 除了依靠注水井来补充 能量 外 ． 还相应 的给定 发过程 中已暴露 出诸 多矛盾 ． 主要表 现为平面矛盾 日 突出 ， 益 井间注 保证 水效果差异较大 ． 局部含水 上升加快， 水淹层识 别难度 大。 局部井 区纵 了分析水体 ． 了油井正常生产所需的能量 。 向上层 问矛盾突出 ． 部分砂体储量 动用程度低 。层系地层压力 总体保 ３ 油藏开发指标拟合 ． ３ 在对卫 ２ 块油藏原油地质储量及油藏压力拟合的基础上 ．又对 ２ 持稳定 ． 局部注采井网仍不完善 ， 部分井 区层系压力呈下降趋势等 。 直 该 油藏 的开发指标进行 了拟合 ． 油藏 的开发指标主要包括 ： 油藏综合 接影响其开发效果 ． 已面临再次调 整 油藏 日 产油量、 油藏采 出程度和油藏 日注水 量等。 到 ２ １ 年 １ ． ２ 块共有油井 ６ ００ Ｏ月 卫 ２ ７口， 开井 ６ 口 ， １ 日产液量 含水率 、 １３ ｔ 日产油 量 １９， 合含水 ９ ． 累计采 油 ２ ５ ｘ ０ ， ３５， ２ｔ 综 Ｏ ％， １ ２ ． ｌ ｔ工业采 ３ 单井开发指标拟合 ８ 一 ． ４ 卫 ２ 块生产时间相对较长 ．生产井在长期的生产过程 中采取了 ２ 出程度 ９ ． ％． 出程度 ４ ， ％． １４ 采 ７ ８ ４ 区块综 合递 减 ０ ５ ％． ２ ． ２ 自然递减 ６ １． ％ ２ ５ 注水井总井数 ５ １ ９口 ． 开井 ４ 水井 ４口， 注采 比 １ ． ， 注 水 多种类型的调整挖潜措施 （ ：３ 日 １６ 包括 开井 、 关井 、 油井转 注水井 、 注水井 回 采、 压裂、 酸化等 ）生产变得很不稳定 ， ， 这给单井 的水驱历史拟合带来 平 ２ ６ｍ，累计注水量为 １６ ． ｘ ０ｍ ０７ ． ２ １ ２ ｌ４ ５ 本次模拟将产油量较 多的油井和生产相对稳定 的油井作 为了搞清楚地下剩余油的分布规律 ． 田开发调 整法 案的制 定 了较大困难 ． 为油 提供 基础帮助 ．本次研究使用斯伦贝谢公 司的 Ｅ ＬＰＥ油藏数值模 为重点模 拟对象进行拟合 Ｃ ＩＳ 拟软件 ． 建立地质模 型的基础上 ． 在 利用其黑 油模型 Ｅ Ｌ０ 模块 对 Ｃ １０ ４ 模 拟 结 果分 析 该油 田的两个块油水井 的生产历史进行了水驱历史拟合 ． 预测了该油 藏各小层的含油饱 和度分布特征 ． 为油 田下一步的调整挖潜方案和提 剩余油饱和度分 布特征 高原油采收率技术对 策的制定将起到很好的指导作用 利用油藏数值模 拟技术研究油层饱 和度 ．可以计算整个油层 中 来 的变化规律 ． 比孔隙度 、 对 渗透率 的空间变化 ， 可以分析油气水饱 和 度 的影响因素 Ｆｏ ｒ 部分主要是建立地质模型 ， 网格进行粗化 。 ｌＧｉ ｄ 对 卫 ２ 块油藏经过十多年 的注水开发已进入高含水开发期 ． 止 ２ 截 １ 生产动态数据和完井数据准备 ． ２ 到目 。 前 该油藏的综合含水 率已经达到 ９％以上 。 水 的空间分布变 ０ 油、 Ｓｈｄｌ部分主要是输入井的完井信息和动态数据 。 ｃｅｕ ｅ 得异常复杂 ， 特别是开发程度较高 的 ｓ【 ｓ （ ３ ３４ ）一 ） 砂组 。 同类型的沉积 不 环境 、 地质条件和不同的开 采状况导致剩余油分布及其控制因素的认 ２ 油藏地质模型的建立 识也 十分复杂 为了尽可能准确可靠地在计算机上再现卫 ２ 块油藏 ２ 的生产过程 ． 在建立油藏地质模 型和历史拟合过程 中． 考虑到了将全 ２１ 网格 的划分 ． 油藏作为一个整体来研究 。 考虑到了边水 的影响 ， 考虑到 了夹层 、 隔层 粗 化后 的三维地质模型网格数 为 ８ ｘ ３ ６ ＝ １３ ０ ０ ９ ｘ ９ ５ ３ ６ 个 的影响 ． 考虑到 了油藏在开采过程中进行 的多类调整挖潜措施 （ 诸如 ： ２ 模拟所需 的参数及其确定 方法 ． ２ 转层 补孔 、 卡堵 、 压裂酸化 、 向压裂等 ）并对油藏 关停 转 ， 在运用 Ｅ ＬＰＥ ０ 黑油模型对 油藏进行数 值模拟计算之前 ． Ｃ ＩＳ １０ 通 新投生产井 、 、 地层压力 、 油藏综合 含水率 、 油藏 日 均产油量 、 平 单井 的 常要 确定模拟过程 中所需 的诸 多参数 ， 根据参数 的性质可分为 ： 流场 的地质储量 、 并对该油藏 的剩余油饱和度分布进 参数（ 包括油藏及储层描述静 态数据 ）流体参数 （ 括油 、 、 、 包 气 水性 质 综合含水率 和产油量进行了拟合 行了模拟分析 和研究 数据 ） 及生 产动态数据 （ 包括油井、 水井 的开发数据 ） 三大类。 整体上来看 ．卫 ２ 块油藏 含油饱 和度在平 面上分布表现 出较大 ２ ２２１ 油藏及储层数据 ．． 的不均匀性 ． 各油层含油饱和度均有较大 幅度 的下降 。各 主力 油层含 所 需的其 它有关油藏数据 油饱和度平 面上分布不均 ． 造成分布状 况差异 的地质 因素主要是 由储 相对渗透率 、 毛管压力 、 岩石压缩系数 层非均质性来体现 的． 主要 因素 为 ： 该油藏为 中一 低孔低渗油藏 ． 均 平 ２２２ 流体 性 质 ．． ・ ０ ｌ－ ｍ 之间 ． Ｚ ｌ 而且储层 的非均质性较强 ． 利于注 不 对黑油样品进行一 系列实验室分析 ． 可以得到以下黑油模拟所需 渗透率分布在 ４ｘ ０ｌ ￣ 水立体稳定推进 ； 另外 ， 该油藏构造复杂 ， 断层分布密度较大 ， 使得注 的流体数据 水发生单层 、 单方向突进 的几率增大 ， 导致个别井区水驱程度较低 ， 水 ２ ． 现场动态数据 的采集 ．３ ２ 生产历史数据 主要包括 ： 单井开发历史中的 日产油量 、 日产水量 、 驱效果不明显 。 卫 ２ 块油藏属于三角洲前缘沉积亚相 ．油藏内部储层砂体以河 ２ 日产气量 、 累积产油量 、 累积产水量 、 综合 含水率及压力变化 ： 研究 区 道和砂坝沉积为主 ． 流间和沉积形成的泥 以及前缘砂席 中致密层 而分 的 日产油量 、 日产水量 、 累积产油量 、 综合含水率及压力变化 在砂体之间形成了分布相对不是很均匀的夹层 ． 平面上使得油藏存在 完井数据主要 包括生产层位 、 射孔井段的改变和射孔层段渗透率 从而导致油藏的平面 和纵 向上 的非均质性增强 。而剩 （） Ｋ 与厚度 （ ） Ｈ 的乘积 Ｋ Ｈ值 ， 在模型运算过程 中， 可以根 据油、 、 气 水 多处油 干边界 ． 余油饱 和度 的分布在平面上受储层 非均质性 的影 响较大 ， 物性尖灭 在 井不 同时间 、 不同井段的补射孔要求进行取值。 的区域 ． 容易形成剩余油饱和度的高值 区域 。 ３ 油藏水驱历史拟合 另外 ． 由于卫 ２ 块油藏油藏 内部构造复 杂 ， ２ 有多 （ 下转 第 ８ 页 ） ０
长庆油田低渗透油藏稳产技术数值模拟研究
层 自然 产 能低 ，递减 速度 快 ；裂缝 影 响注 水开 发效 果 ，为稳 产 带来 很大 的 困难 ；注 水压 力较 高 ，并在 缓 慢上升 ，增 注潜 力不 大 ；油层 的动用 状况 较差 。针 对 Ｍ‘ 藏 的储 层 特征 以及 开 发 现状 ，利 用油 藏 数 值 油
模 拟技 术来 研究 区块 的 注水方 案 ，以期达 到 区块 高效开 发 和可持 续 发展 的 目的 。
右 。储层 平 均孔 隙度 １ ，渗 透率 ｏ ７ ０ ０ ． ×１ 一 ｍ。 ；油藏 中部温 度为 ６ ． ℃ ，原 始地层 压 力 １ ． １ ａ ３２ ５ Ｏ ＭＰ 。 采用 ５ ０ ７ ０测井 、大地 电位 法 、古地 磁法 等测 试 ，结合 区域 最 大主 应力 及裂 缝方 位分 布 ，认 为 Ｍ 油藏 长 ８油层 组最 大 主应 力及 人 工裂缝 方 位为 北东 ７ ￣９ 。 ０ ０ ，属 于低 渗透 裂缝 性 岩性 油藏 。 该油 田自２０ ０ ２年开 始 注水 ，随 着开 发时 间 的延长 ，油 田持 续 稳 产 的难 度 越 来 越 大 ，主 要体 现 在 储
高 效合理 的稳 产措 施 是取得 较 好开 发效 果 的关键 。 ｊ
合理 稳产 措施 的 制订是 油 藏工 程师 面 临的一 大难 题 。随着 数值 模 拟技术 的发展 和广 泛应 用 ，为稳 产
技术 的制 订提 供 了有力 的保 障 ，在生 产 中发挥 的 作用越 来 越显 著 。 目前 大部 分 数值模 拟 软件 都是 在达 西 渗 流的基 础 上 开 发 的 ，没 有 考 虑 低 渗 透 油 藏 的 启 动 压 力 梯 度 ， 同 时 也 没 有 考 虑 人 工 压 裂 裂 缝 的 影
石油天然气学报 （ 汉石油学院学报） 江