各向异性油藏渗流机理与开发设计(20070312三教211)

石油大学 (北京 ) 各向异性油藏 渗流理论与开发设计 刘月田 中国石油大学 (北京 ) 油大学 (北京 ) 目 录 第一章 各向异性油藏概念 第二章 各向异性油藏渗流及产能分析 第三章 各向异性油藏注水开发井网分析与设计 第四章 各向异性油藏水平井开发分析与设计 第五章 实际各向异性油藏开发设计简介 第六章 结束语 石油大学 (北京 ) 第一章 各向异性油藏概念 义 渗透率具有方向性的油藏叫做各向异性油藏，或各向异性渗透率介质油藏。 kx kx ky 维各向异性渗透率 kx kx ky ky kz 维各向异性渗透率 石油大学 (北京 ) 成因分类 各向异性油藏有两大类 。 一类是沉积作用形成的 ,称为沉积各向异性油藏 。 另一类是裂缝作用造成的 ,称为裂缝各向异性油藏 。 古水流方向 k k k k 沉积作用形成的渗透率各向异性 k 古河道 k 石油大学 (北京 ) k k k k 裂缝造成的渗透率各向异性 一般来说，裂缝各向异性强度 (k/k)比沉积各向异性强度要大得多。 各向异性油藏分布极为广泛。 石油大学 (北京 ) 各向异性与非均质 1各向异性指的是介质在同一点处不同方向上的性 质不同，非均质指的是两个不同点处的性质不同 kx kx ky ky kx 各向异性 非均质 2非均质可以通过对空间取平均来消除，各向异性则不能。例如一个非均质裂缝油藏，平均来看，裂缝方向有一个渗透率值，垂直于裂缝方向有另一个渗透率值。 石油大学 (北京 ) 各向异性渗透率是一个二阶张量，包含九个元素。 各向异性渗透率的数学表述 各向异性渗透率为对称张量，其中只有六个元素为独立参数， 即： 表示油藏中一点的渗透率需要六个参数。 中非零元素为渗透率主值。 石油大学 (北京 ) 第二章 各向异性油藏渗流与产能分析 本渗流特点 渗流速度方向一般情况下不与压力梯度保持一致； 渗流速度大小随压力梯度大小和方向两者发生变化。 Vy ky kx - x P - y P - P 油大学 (北京 ) 义达西公式 P ) 主轴坐标系下 石油大学 (北京 ) 0222222222222本渗流方程 任意坐标系下 主轴坐标系下 石油大学 (北京 ) 本处理方法 坐标变换 变换后的方程： ,)()()(:)()()()(:2121121131211211211三维透率为，0122122122变换公式： 石油大学 (北京 ) 口井流动 压力分布 等价各向同性油藏一口井渗流流动 (1) 石油大学 (北京 ) 各向异性油藏一口井渗流流动 (r,) 石油大学 (北京 ) 产量公式 k h ( 各向同性： 各向异性： yx k h ( ，）（石油大学 (北京 ) 口井流动 B(A( D kx kx ky 口生产井 各向同性 : 各向异性： k h (k h( 2 22 s in/c o s (北京 ) 一注一采井 各向同性 : 各向异性： k h ( k h (北京 ) 第三章 各向异性油藏 注水开发井网分析与设计 向异性渗透率对 井网的破坏与重组 石油大学 (北京 ) 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 k k k k 各向异性油藏井网 石油大学 (北京 ) 10 9 4 1 3 2 5 6 8 7 0 等价各向同性油藏井网 石油大学 (北京 ) 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 k k k k 各向异性油藏井网 石油大学 (北京 ) 2 1 6 0 5 3 4 等价各向同性油藏井网 石油大学 (北京 ) 沌效应 初始条件的过分敏感性在确定的规则下产生的不确定运动过程 . 混沌的本质 出混沌 理论与实践的握手 共同的结论： 各向异性渗透率主轴与井排方向平行 渗透率主轴 裂缝方向、古水流方向； 井排方向 同一注采单元内任意两井连线 石油大学 (北京 ) 水开发井网的设计与调整 d a d a 五点井网 (正方形井网 ) 石油大学 (北京 ) d a d a 七点井网 (六边形井网 ) 石油大学 (北京 ) 设计与调整理论公式 ： 4141)kk(kk(石油大学 (北京 ) 口水平井的渗流分析 水平井的方位 第四章 各向异性油藏 水平井开发分析与设计 kx y Ky h a 油大学 (北京 ) 流场分布 附图 各向异性油藏水平井流动 流线与等压线分布 石油大学 (北京 ) 附图 各向异性油藏水平井流动 流线与等压线分布 石油大学 (北京 ) 附图 各向异性油藏水平井流动 流线与等压线分布 石油大学 (北京 ) 附图 各向异性油藏水平井流动 流线与等压线分布 石油大学 (北京 ) 各向异性油藏水平井 产能变化 表 1 不同参数下的产液指数 )( we 32 ,110,2,50,50 ，0o 90o 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 0o 1 5 o 1 0 o 1 21e石油大学 (北京 ) 平井网的特点和设计方法 特点 跟直井井网相比复杂程度成倍增加 : （ 1） 水平井网需考虑渗透率主方向 、 井排方向和水平井段方向三者之间的两两匹配关系 ， 直井只有渗透率主方向和井排方向的关系； （ 2） 水平井网需考虑井距 、 排距和水平井段长度的两两匹配关系 ， 直井只有井距和排距的关系 。 石油大学 (北京 ) 井网设计： 方向和尺度 （ 1） 渗透率主方向 、 井排方向和水平井段方向三者之间呈两两平行或垂直关系； （ 2） 水平井段跟井距的比值与各向同性井网相同 。 石油大学 (北京 ) 井网设计： 方向和尺度 （ 1） 渗透率主方向 、 井排方向和水平井段方向三者之间呈两两平行或垂直关系； （ 2） 水平井段跟井距的比值与各向同性井网相同 。 石油大学 (北京 ) 平井网渗流分析 石油大学 (北京 ) 表 2 各向异性油藏不同参数下水平井网开发指标 水 平 井 段 长 度突破点到水平井端距离渗透率各 向 异 性 参 数 =( 米 ) L / 指 数k h 米 ) s / % )75 0 . 2 5 0 . 5 7 1 1 6 . 0 0 . 2 1 3 7 0 . 7 61 5 0 0 . 5 0 0 . 6 5 5 1 9 . 5 0 . 1 3 0 6 6 . 1 12 2 5 0 . 7 5 0 . 6 9 6 1 5 . 0 0 . 0 6 7 6 0 . 5 513 0 0 1 . 0 0 0 . 7 1 5 0 . 0 0 0 . 0 0 0 5 6 . 9 575 0 . 5 0 0 . 5 0 4 1 8 . 0 0 . 2 4 0 7 9 . 5 61 5 0 0 . 5 0 0 . 5 7 9 2 5 . 5 0 . 1 7 0 8 0 . 0 42 2 5 0 . 7 5 0 . 6 1 3 2 2 . 9 0 . 1 0 2 7 9 . 3 823 0 0 1 . 0 0 0 . 6 2 8 0 . 0 0 0 . 0 0 0 7 7 . 9 875 0 . 2 5 0 . 4 0 2 1 8 . 6 0 . 2 4 8 8 9 . 7 11 5 0 0 . 5 0 0 . 4 5 9 2 6 . 5 0 . 1 7 7 9 0 . 1 82 2 5 0 . 7 5 0 . 4 8 4 2 8 . 0 0 . 1 2 4 9 0 . 0 543 0 0 1 . 0 0 0 . 4 9 5 0 . 0 0 0 . 0 0 0 8 9 . 3 2石油大学 (北京 ) 际各向异性油藏特征 非均质 第五章 实际各向异性油藏开发设计 k 古河道 k k k k k 石油大学 (北京 ) 一 、 实验室测定方法 (沉积各向异性 ) （ 1）原理： 各向异性油藏渗透率的确定 （ 2） 实验装置 如图片所示 。 （ 3）配套计算软件 石油大学 (北京 ) 二、测井 +生产数据渗透率确定方法 (裂缝各向异性 ) 三、干扰试井渗透率确定方法 (裂缝各向异性 ) 石油大学 (北京 ) 石油大学 (北京 ) 向异性油藏数值模拟 各向异性油藏数值模拟软件的功能特点 : (1)同一模拟区块内不同区域渗透率主方向不同 ; (2)模拟网格须同时满足多种不同因素的方向性 , 如水平井和裂缝以任意角度相交的情况。 石油大学 (北京 ) 各向异性油藏开发设计实例 长庆安塞特低渗砂岩油田油藏工程综合研究 辽河火山岩油藏地质建模与开发设计 大港马东油田开发调整