数值模拟研究发展中低渗透性各向异性储层裂缝参数优化

文摘

菱形的反向名井网广泛用于发展与骨折的低渗透性储层。然而,生产井以同样的断裂长度将导致不均匀位移,尤其是在各向异性储层。以前的研究主要集中在等长骨折,而研究unequal-length骨折可以极大地提高开发效率。本文相应的数值模型与不平等的断裂长度设计的边缘和拐角处井始建于低渗透性各向异性储层。的主要目的是检查和评估各向异性渗透率和裂缝参数的影响,在注水菱形倒名井网。结果表明,不同的骨折率和渗透各向异性渗透率都导致不同的开发效率。断裂的边缘更容易是水突破,而渗透率的增加的比例注入井有效地提高原油采收率。此外,最优的生产井骨折的比率在不同渗透k_x:k_y确定。的增加k_x:k_y,优化渗透角井断裂的比例减少,而边缘井增加。设置不平等的长度骨折低渗透性各向异性储层能有效地改善水驱驱油效率的过程。

1。介绍

注水技术是最常见的一种强化采油方法在开发油藏1]。不同形式的水注入井模式被用于水库的发展,包括五点方法,试方法,9分方法。菱形倒名井网已被证明是优于其他发展中低渗透性各向异性的油气储层(2]。水力压裂技术也广泛应用于进一步提高原油采收率的低渗透油藏3,4]。各向异性的骨折可以提高开发效率油气藏(5]。然而,它也可以导致非均匀注水,影响最终的采油注水区域井网。优化裂缝长度、方位、导流能力等参数与储层参数有关。注入井网的井距和井网的选择也与储层属性(6- - - - - -9]。

水库通常发现在发展中油藏各向异性。由于沉积的异质性,指法在多孔介质是一种常见的现象,影响采油的各向异性储层渗透率(10- - - - - -12]。储层各向异性对注水的效果有很大的影响,这通常会导致不均匀位移(13- - - - - -17]。与骨折可以增加注水和液体的数量生产。它还可以提高扫掠面积进一步取代残油。然而,太短裂缝长度导致更糟糕的采油,而太长裂缝长度会导致水突破位移方面,缩短无水的石油生产周期,不符合经济效益(18,19]。数值模拟优化分析、示踪剂跟踪和其他方法可以用来评估的影响注水过程和分析累积石油产量曲线。先前的研究现状,注水开发的低渗透油气藏应选择较小的井距和增加注水井和生产井之间的压差20.- - - - - -22]。近年来,随着水平井技术的持续改进,水平well-vertical好联合井网也被用于开发低渗透性各向异性储层。为了更好地应对低渗透性的物理性质各向异性储层,已经测试调查很多尝试一些新的方法和创新的注水模式(23- - - - - -27]。

目前,大多数断裂长度的开发井网是相等的。先前的研究主要集中在对裂缝各向异性渗透率的影响参数,如裂缝长度和裂缝方位。研究渗透系数的影响以及骨折的菱形倒名井网。因此,有必要对断裂参数的优化菱形倒名井网。本文的主要目的是探讨各向异性渗透率对注水开发的影响在不同的骨折菱形倒名井网参数。简化模拟与不平等的长度进行了解释注水过程骨折。观察主要集中在两个基本条件:注水井与骨折或没有骨折。不同裂缝长度的影响在边缘和角落生产井在不同低渗透性各向异性储层研究,以及一系列不平等的断裂长度的优化结果。研究结果为低渗透性各向异性的发展提供合理的建议。

2。储层建模

2.1。仿真模型

一个典型的低渗透性各向异性储层数据块的长庆油田(中国)被选中来建立数学模型。Eclipse的组件模型用于注水过程的模拟软件。中使用的主要储层属性模型展示在表1。

2.2。井网和网格建模

低渗透性的网格模型各向异性储层如图1。水库的表层的深度是2950米,网格数量是61×97×4,每个网格体积15 m×15米×3.75米。菱形倒名井网的井距的距离两个边缘沿水平方向450米在这个模型中,和数组的距离是145米。局部网格加密(LGR)方法被用来构建骨折模型。裂缝宽度是0.25米,裂缝渗透率是5000 mD,裂缝的高度等于储层的厚度。

3所示。在注水油藏各向异性的影响

低渗透油藏的地层各向异性主要受到沉积沉积物的物理性质和裂缝的方向。骨折可分为两大类:天然裂缝和人工裂缝。低渗的特点,人工裂缝井通常在注水过程中,进行各向异性引起的骨折是影响注水驱替效率的一个重要因素。各向异性渗透率对驱油效率的影响分析了简化模拟和残余油分布的图。

3.1。渗透的比例制作的影响

在菱形倒名模式,生产井的裂缝长度可以显著影响储层流体的流动。角落里的一个太长的断裂导致早期水突破时间的角落,在一个太长的裂缝边缘的导致更糟糕的扫掠面积注入水。为了研究不同的驱替效率通过简化模拟裂缝几何图形,我们设置的比例x -方向和y方向渗透率(k_x:k_y1)储层模型:1。四种不同长度骨折病例(图设计的2)。渗透系数是用来描述裂缝井的裂缝长度。穿透率被定义为骨折的比值半身的井距的一半。三个渗透压裂井的比率选择讨论他们对原油采收率的影响,注入井裂缝穿透率(命名π在这篇文章中),渗透的比例生产井断裂(名为边缘体育在这篇文章中),和角落生产井裂缝穿透率(命名个人电脑在这篇文章)。

注入井的渗透比率,边缘和角落以防没有。1是0.23。这是一个控制情况。情况下没有。2进行调查的影响体育这是0.63。情况下没有。3,没有。4的影响进行研究个人电脑和π分别一个值为0.63。表2总结了不同模拟的初始条件和结果。

从图2(一)流线聚集到骨折在注水过程中。的断裂长度注入井和生产井是相等的。注入水优先流对生产井断裂的优势,导致显著增加油井含水的优势。此外,更多的残油仍在拐角处,这意味着边缘附近的驱替效率更好。造成的不均匀位移等于断裂长度的角落和边缘。从图2(b),体育大于个人电脑,导致早期水突破时间在边缘和非均匀位移。

对图2(c),边缘的裂缝长度远小于断裂长度的角落。与数据2(一)和2(b),流线的分布更均匀,位移相对均匀分布。表2和图2(c)和更高的最低含水35.16%最终原油采收率为40.44%,表明当注入井的裂缝长度相对较短(0.23),长的长度的组合模式的骨折和骨折短边的长度可以改善注水驱替效率的过程。

从图2(d),注入井的裂缝长度增加。相比之下,其他情况下,注水生产的突破时间减少。与增加注入水的数量,生产的液体量增加,导致改善角落和边缘井的含水采油。在这种情况下,含水69.11%和43.55%的终极采油都是最高的。简化仿真的结果表明,该边缘以及骨折更容易比角落里水突破骨折。

3.2。各向异性渗透率的影响

在数据3(一)和3(b),注水井不采用水力压裂法,体育和个人电脑都是0.37。在数据3(c)和3(d),注入井和生产井有相同的渗透系数为0.37。从图3(a),注水前的形状均匀水库是六边形,注水的速度x方向和y方向是一致的,表明均匀位移。从图3(b),由于各向异性储层的渗透率,地层流体流动的更快x -方向,形成一个椭圆形位移。不过,可以看出,红色区域的数据2(一)和2(b)是相对更大,特别是在角落附近,表明糟糕的驱替效率。

从数据3(c)和3(d),当注入井断裂,位移方面更椭圆。比较的数据2(一)和2(c)和数字2(b)和2(d),分别在相同的k_x:k_y条件下,注入井裂缝的形状改变注水驱前缘,导致更快的液流沿裂缝方向(即。,x -方向)。角落附近的残油明显减少,表明更好的采油。因此,骨折注入井建议进一步提高原油采收率。

发展的各向异性油藏菱形倒名井网,当裂缝长度的角落和边缘是平等的,不均匀位移过程。不均匀位移现象更为严重,当一个存在于储层各向异性渗透率方向,导致早期水突破的边缘。因此,有必要进一步研究角落和边缘的裂缝参数优化,提高驱替效率,提高原油采收率。

4所示。裂缝参数优化

通过以上研究,可以发现,当液压骨折的注水井是免费的,注水相对统一和无水的石油生产周期更长。油井的含水组增加缓慢。当注水井采用水力压裂法,注入水和液体生产的数量可以显著增加,并最终提高原油采收率。然而,井组含水的增加显著。因此,设计裂缝长度的菱形倒名应该优化井网。

为了研究各向异性渗透率的影响骨折的井网结构,k_x:k_y储层渗透率设置为1:1,3:1,6:1,和10:1。基于此设置,两组病例没有骨折,裂缝穿透比为0.37的注水井集。然后,12套渗透比率的角落和边缘井骨折,分别设置为0.17,0.23,0.30,0.37,0.43,0.50,0.57,0.63,0.70,0.77,0.83,0.90,和具体的参数方案如图4。

4.1。注入井没有骨折

没有骨折的情况下的注水井和不同各向异性渗透率、采油曲线之间的关系,裂缝穿透比获得的数值模拟(图5)。的x设在的渗透比边缘断裂,y设在断裂是角落里的穿透率,和z设在采油。

从图5(一个),储层渗透率的储层是均匀的k_x:k_y1:1。骨折的存在边缘和角落,距离从注入井的底部角落骨折是小于边缘。的增加体育,水突破时间的边缘变得早些时候,导致更多的不均匀位移,增加液体生产,和水。因此,原油采收率降低体育增加。

从数据5 (b)- - - - - -5 (d)采油先增加然后减少。作为储层渗透率k_x:k_y大于1,优势流动通道形成的吗x方向,导致早期水突破时间比在角落里k_x:k_y= 1。的增加体育,平衡储层各向异性的影响,位移过程更加统一,导致越来越采油。当体育继续增加,最高的石油将获得恢复点。这种情况下的注水驱替效率是最好的。然而,在继续增加体育增加液体产量的影响比增加的含水较弱,导致减少采油。此外,随着储层各向异性的增强,边缘的液体产量和含水率都增加了。长裂缝边缘的长度也需要平衡储层各向异性的影响,导致一致的增加体育对应于最高的采油。另一方面,为常数的情况下体育的影响个人电脑液体生产、含水和采油的普遍一致,边缘骨折。

在各向异性储层和nonfractured注入井条件下,最优生产井的裂缝渗透比率见表3。可以看出,随着储层渗透率的增加k_x:k_y,水将大大增加从26.3%下调至94.4%,而石油复苏略有增加从46.9%降至54.6%。优化渗透比率的边缘和角落骨折明显受到储层各向异性的影响。最优个人电脑减少与增加从0.83到0.43k_x:k_y,而最优体育从0.17增加到0.63。

4.2。注入井与骨折

条件下的注水井与骨折和不同程度的渗透率各向异性之间的关系曲线石油储量的采收率和裂缝长度是通过数值模拟(图6)。的x设在的渗透比边缘断裂,y设在断裂是角落里的穿透率,和z设在采油的水库。

如图6(一)为均质储层的情况下,由于骨折在注入井的存在,什么时候个人电脑是恒定的,增加的体育,采油先增加,然后下降,最后略有增加。在早期阶段,含水率低的断裂长度的角落是相对较小。增加液体产量的影响比含水率增加,导致越来越多的石油复苏时期。在中间阶段,随着含水较高,增加液体产量的影响较弱,导致采油期下降。在以后的阶段,断裂长度很长(裂缝穿透比大于0.77);含水率保持在一个较高的水平。液体产量增加的数量的增加体育,而含水率增加,导致石油复苏略有增加。

对数字6 (b)和6 (c)、储层渗透率k_x:k_y3:1和6:1。增强的储层各向异性,体育对应于最高的采油也增加。为常数k_x:k_y的增加体育,平衡储层各向异性的影响,注水位移变得更加均匀。原油采收率增加直到达到最大值;穿透率在这个时间是最优的。当体育继续增加,水突破的边缘是更早。增加含水率的影响比增加液体产量,导致采油的后裔。

如图6 (d)的情况下的高各向异性储层渗透率10:1,采油与渗透系数的增加单调增加。它表明,在严重的非均质性储层,只要边缘井的裂缝长度增加,非均匀位移可以进一步改善。然而,含水急剧增加的同时,和水突破时间变成了早些时候。稳定的生产周期太短,结果在一个贫穷的开发效率。此外,在恒定的体育条件的影响个人电脑液体生产、含水和采油相似的情况下没有注入井的压裂。

各向异性油藏,最大的采油对应于优化渗透比率的边缘断裂注入井与裂缝条件下。生产井骨折的最佳渗透比率结果如表所示4。随着储层渗透率的增加k_x:k_y,含水从87.8%增加到97.1%,而石油复苏从52.3%增加到59.1%。最优个人电脑减少从0.77到0.30,而最优体育从0.43增加到0.90。与nonfractured注水井相比,最终增加采油。然而,含水率相同的生产周期也相对增加。

5。结论

根据上面的介绍工作中,可以得出以下结论。(1)各向异性渗透率和裂缝穿透比的关键因素是断裂的驱替效率和采油开发低渗透性各向异性油藏菱形倒第9名的井网。简化仿真结果表明,该边缘更容易被水突破的角落,造成更大的影响的含水储层。注入井的普及率的增加比率可能显著提高原油采收率(2)没有骨折的均质储层的位移区域注入井是一个六边形。残油主要分布在角落附近,表明一个贫穷的驱替效率。在不断渗透生产井的比例条件下,各向异性渗透率的增加,形成一个椭圆形状不均匀位移。注入井断裂时,位移更椭圆残余油的减少,表明更好的采油(3)当注入井不是采用水力压裂法,增加了k_x:k_y1:从1到10:1、优化渗透比率的角落断裂从0.83降低到0.43,骨折和边缘的优化渗透比率从0.17增加到0.63。当注入井采用水力压裂法,k_x:k_y1:1、3:1、6:1和10:1,优化渗透比率的角落断裂是0.77,0.63,0.57,和0.30,分别;而优化渗透比率的边缘断裂是0.43,0.63,0.70,和0.90,分别。在平等k_x:k_y条件下,注入井裂缝穿透率几乎没有影响的优化角落断裂,同时它有一个更大的影响力的穿透率优化边缘断裂

命名法

kx:	储层渗透率沿x -方向
ky:	储层渗透率沿y -方向
π:	渗透的比例注入井断裂
体育:	生产井裂缝穿透率的优势
个人电脑:	渗透比率生产井裂缝的角落。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项研究是中国国家自然科学基金的资助(批准号51774256),2016年的中国科技专项资金zx05015 - 002,和中国中部大学的基础研究基金(批准号2-9-2017-310,53200759268)。

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