各向异性油藏渗流理论与开发方法

各向异性油藏

渗流理论与开发方法

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

第一章各向异性油藏概念

1.1定义

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。

kxkxkyky二维各向异性渗透率kxkxkykykzkz三维各向异性渗透率1.2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。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┴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。另一类是裂缝作用造成的,称为裂缝各向异性油藏。1.3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kxkxkykykxkx′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。

各向异性渗透率是一个二阶张量，包含九个元素。1.4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，Kxy=Kyx,Kyz=Kzy,Kzx=Kxz

。即：

表示油藏中一点的渗透率需要六个参数。

在主轴坐标系下各向异性渗透率张量为对角线形式。其中非零元素为渗透率主值。

kx=ky=kz时为各向同性张量。第二章各向异性油藏渗流与产能分析

2.1基本渗流特点

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。VykykxkxVVxO-▽xP-▽yP-▽Pky2.2广义达西公式

任意坐标系下

主轴坐标系下

2.3基本渗流方程任意坐标系下

主轴坐标系下

2.4基本处理方法—坐标变换方程变换：变换公式：

2.5单口井流动压力分布

等价各向同性油藏一口井渗流流动(r1,θ1)各向异性油藏一口井渗流流动(r,θ)产量公式各向同性：各向异性：2.6两口井流动B(xB,yB)A(xA,yA)αDkxkxkyky两口生产井

各向同性:各向异性：

一注一采井各向同性:各向异性：

第三章各向异性油藏

注水开发井网分析与设计

3.1各向异性渗透率

对井网的破坏与重组作用109876543210k┴k║k║k┴α各向异性油藏井网

109413256870等价各向同性油藏井网

109876543210k┴k║k║k┴α各向异性油藏井网

2160534等价各向同性油藏井网

3.2混沌效应

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.——Lorenz《混沌的本质》3.3走出混沌——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3.4注水开发井网的设计与调整da五点井网(正方形井网)

d’a’kxkxkykyda七点井网(六边形井网)

d’a’kxkxkyky设计与调整理论公式：矩形单元井网（优化井网）正方形单元井网菱形单元井网直井井网优化kxkxkyky优化井网见水时各井网饱和度分布图正方形单元井网菱形单元井网矩形单元井网（优化井网）优化井网见水时各井网流线分布图正方形单元井网菱形单元井网矩形单元井网（优化井网）二十年开采过程含水率与采出程度关系曲线含水率采出程度4.1

一口水平井的渗流分析4.1.1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αkxkxKyKyhakz4.1.2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Beta=(Kx/ky)1/2附图各向异性油藏水平井流动流线与等压线分布Beta=(Kx/ky)1/2附图各向异性油藏水平井流动流线与等压线分布Beta=(Kx/ky)1/2附图各向异性油藏水平井流动流线与等压线分布Beta=(Kx/ky)1/24.1.3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

0o90o12345123450o11.6871.3631.2071.1081.0371.6871.1460.9250.7980.71322.1921.7771.5791.4551.3672.1921.5381.2621.1010.99232.4261.9661.7481.6121.5162.4261.7381.4421.2681.14942.5432.0581.8291.6871.5872.5431.8481.5461.3661.24452.5992.1011.8651.7201.6172.5991.9101.6071.4261.30245o11.6871.6781.7561.8521.9581.6871.3611.2171.1231.05422.1922.2722.4392.6152.7952.1921.8951.7581.6581.57832.4262.5892.8323.0743.3132.4262.2072.1082.0251.95242.5432.7713.0753.3703.6572.5432.4042.3512.2952.23652.5992.8793.2313.5683.8932.5992.5322.5272.5002.45990o11.6871.8702.0352.2092.3981.6871.4841.3451.2451.17022.1922.5702.8633.1453.4372.1922.0981.9681.8561.76432.4262.9653.3643.7304.0992.4262.4752.3892.2912.20042.5433.2073.6914.1264.5552.5432.7252.6952.6222.54252.5993.3613.9144.4054.8822.5992.8982.9262.8832.8204.2水平井网的特点和设计方法4.2.1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。4.2.2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。kxkxkyky4.2.2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。4.3水平井网渗流分析表2各向异性油藏不同参数下水平井网开发指标矩形单元井筒与裂缝垂直井网（优化井网）矩形单元井筒与裂缝平行井网菱形单元井筒与裂缝垂直井网菱形单元井筒与裂缝平行井网直井—水平井井网优化kxkxkyky菱形单元井筒与裂缝呈45度井网正方形单元井筒与裂缝垂直井网正方形单元井筒与裂缝呈45度井网正方形单元井筒与裂缝平行井网kxkxkyky优化井网见水时各井网饱和度分布图矩形单元井筒与裂缝垂直井网（优化井网）矩形单元井筒与裂缝平行井网菱形单元井筒与裂缝垂直井网菱形单元井筒与裂缝平行井网菱形单元井筒与裂缝呈45度井网正方形单元井筒与裂缝垂直井网正方形单元井筒与裂缝呈45度井网正方形单元井筒与裂缝平行井网优化井网见水时各井网流线分布图矩形单元井筒与裂缝垂直井网（优化井网）矩形单元井筒与裂缝平行井网菱形单元井筒与裂缝垂直井网菱形单元井筒与裂缝平行井网菱形单元井筒与裂缝呈45度井网正方形单元井筒与裂缝垂直井网正方形单元井筒与裂缝呈45度井网正方形单元井筒与裂缝平行井网二十年开采过程含水率与采出程度关系曲线含水率采出程度5.1实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┴一、实验室测定方法(沉积各向异性)（1）原理：5.2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)5.3

各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。

5.4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研究结束语我国石油工业已经全面进入复杂油气藏开发阶段，各向异性油藏的开发问题日益突出。各向异性介质油藏渗流和开发理论的研究将有利于促进我国各向异性介质油藏的开发进程，把我国复杂油气藏的开发推向一个崭新的发展阶段。

参考文献年.卷/期论文名称期刊收录2008.35/5MethodologyforhorizontalwellpatterndesigninanisotropicoilreservoirsScienceDirect

EI20082008.5/3PerformanceanalysisandoptimaldesignforwellpatterninanisotropicformationsPetroleumScienceSCI20082007.24/3

各向异性渗透率油藏数值模拟

计算物理

EI20072006.30/5裂缝各向异