西南石油大学石油工程专业开题报告模板

本科毕业设计（论文）附件
题目：
多层油藏不稳定渗流理论研究
学生姓名
学 号
教学院系
石油工程学院
专业年级
石油工程2###级
指导教师
职 称
单 位
西南石油大学
一、设计（论文）的选题意义及国内外研究现状
1、选题的意义
随着中国经济的高速发展，对石油的需求量也不断增加。2010年上半年中国原油需求量达875万桶/天，同比增长19.8%。从全球来看，中国石油需求增速领先于其他新兴市场以及世界其他地区，全球石油消费有一半来自中国。
二、主要研究内容
研究多层油藏不稳定渗流规律，分析其压力动态特征，这对于了解储层，获得储层参数，并在此基础上预测油藏开发动态，制定最优气田开发方案，科学、经济、合理地开发气藏具有重要意义。
阅读文献，资料教研、翻译外文文献；
建立多层有藏不稳定试井模型并求解；
根据求解结果计算出典型曲线并从渗流过程上分析储层参数对曲线特征的影响
综上可知，多层油藏不稳定渗流理论的研究对提高老油田的采收率、稳定老油田的产量、实施更精细化的开发都有重要的意义。
2、国ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ外研究现状
20世纪50年代以来，试井已成为人们认识油藏的重要手段。随着现代科技的发展，特别是进入20世纪80年代以来，计算机技术的发展以及试井分析新方法的提出极大的丰富了试井解释功能，有效的提高了分析结果的准确性。长期以来，建立在对渗流方程进行解析求解基础上的常规试井方法一直在试井领域占据着主导地位，特别是在20世纪80年代Bourdet图版问世以来，结合Bourdet典型曲线与Gringarten典型曲线对诸如渗透率、原始地层压力、地层表皮系数及井筒储存系数进行分析的图版拟合方法更显示了强劲的实力。在油气藏中层状地层是比较常见[1]，多层油藏试井一直是试井理论发展的重要理论。
正确评价已开发油藏的动态参数，尤其是剩余油分布是科学、合理制定提高采收率措施方案的基础，利用试井测试资料确定储层参数和剩余油分布是一种简便、经济、可靠的实用方法。我国东部地区是我国石油生产的主要集中地，但东部大多为老油田（如大庆、胜利等），都已进入高含水时期，石油产量逐年下降，实现稳产已是十分困难。为了保证老油田稳产、挖掘老油田的潜力，必须实施更精细化的开发。这其中就包括对油藏进行更精细化的描述，原来作为单层处理的油层需要根据它的非均质性划分为多层，并获得各层的渗透率等地层参数，为油田的后续开发提供依据。另外，水驱采油是目前国内的主要采油方式，为提高油井产量，需要改变原来的传统注水方式，根据剩余油分布给各油层分配不同的注水量。
20世纪90年代以对数值试井的研究为主[8]。数值试井是将地质静态资料和油田开发动态资料数值化与相应的试井模型的数值化求解相结合的试井分析方法，它以传统试井理论为理论基础，是传统试井理论的深入发展。数值试井既继承了传统试井在了解油田开发动态方面的特色，又在试井资料解释和应用方面有着传统试井无法取代的优点，即可以考虑油藏地质因素和开发因素等的影响，因而解释模型更加符合油藏的实际情况[9]。20世纪90年代以前，数值试井方法长期得不到发展的主要原因有两点：一是试井分析对数值模拟的精度要求高；二是缺乏切实有效的针对试井问题的参数历史拟合方法。直到20世纪90年代，随着计算机运算速度的提高以及数值模拟技术和最优化理论的进一步发展，才开始有人从事数值试井方面的工作。2000年，Jackson Banerjee[10]提出了多层油藏数值试井解释方法和针对多层油藏的测试工艺方法。他所提出的多层油藏试井解释方法的基本原理是运用多层油藏数值模拟器，通过对合试压力数据和分层流量数据进行自动拟合求解试井和油藏参数。2003年，廖新维等基于混合网格，以黑油模型为基础，通过将试井产量模型与渗流压力离散方程相耦合的方法建立了多层多相数值试井理论模型[11]。
20世纪60年代到20世纪80年代是多层油藏试井研究的第一个阶段，它以对多层合试压力数据的研究为主，由于分层测试技术的限制，并没有对分层的流量数据进行研究。自从Lefovits[2]等在1961年发表有关多层油藏的论文以来，国内外许多学者都对这类油气藏进行了研究。当考虑层间越流时，多层油藏中的流动非常复杂，为了能够求得井底压力的解析解，在建立模型时均对油藏中的流动情况作了简化[3]。如认为每一层内的垂向压力梯度很小，可以认为压力与深度无关，使用该层内垂向压力的平均值表示。相邻两层间有层间越流和压力跳跃，且越流速度和两层间的压力差有关。高承泰提出半透壁模型，认为垂向压力梯度全部集中在半透壁内，他通过理论分析提出一个无量纲参数，由此参数可以确定一个特定的油藏中越流的影响是否应该考虑。戴榕普[4]等利用积分变换法得到了多层油藏渗流的解析解。虽然通过模型的简化能够得到多层油藏渗流的解析解，但由于模型中没有考虑各层层内的垂向流动，根据解析解画出的理论图版也不会受到垂向渗透率的影响，从而无法通过试井分析拟合出各层的垂向渗透率。
20世纪80年代中期和后期，随着分层测试技术的发展，试井研究者尝试着综合运用井筒压力和分层流量对多层油藏的测试资料进行解释。1984年，Kuculk[5-6]提出了无窜流油藏综合利用井筒压力和流量的试井分析方法。通过多流量测试技术测量井底压力和分层流量，利用井底压力与分层流量以及脉冲响应的关系，建立了求解的一般表达式。在解析求解领域，这一工作被认为是最好的。1985年，EhligEconomides[7]通过对典型模型的模拟计算，研究了多层油藏的分层参数对流量响应的影响特征，并指出取得准确的分层流量资料是获得多层油藏准确的分层参数的关键。
三、拟采用的研究思路（方法、技术路线、可行性分析论证等）
1、研究方法和技术路线
首先，了解双层油藏渗流模型建立的过程，包括使用的方法、理论等；其次，对比三层油藏和双层油藏渗流特征，找出相同点和不同点，再结合与三层油藏渗流相关的理论和方法以及一些基本的假设条件，建立起三层油藏渗流模型。由于建立的数学模型是偏微分方程，所设定的初始条件和边界条件都与偏微分方程有关，偏微分方程对于我们来说具有一定的难度，故我们可以通过Laplace变换和Bessel函数[12]，将数学模型中的偏微分方程以及初始条件和边界条件，转换为Laplace空间上的常微分方程以及Laplace空间上的边界条件，然后根据常微分方程的求解方法求出数学模型的解；最后，运用数学反演法Stehfest方法将Laplace空间上的解转换为实际空间上的解，再利用计算机编程做出典型曲线并从渗流过程上分析储层参数对曲线特征的影响。