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《西南石油学院》 2002年
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水平井及分支井产能预测理论研究

曾祥林  
【摘要】: 水平井和分支井的产能反映了井筒提供流体流量大小的能力,是水平井油藏工程和采油工程研究的重要内容之一。由于水平井和分支井的生产过程与直井有较大差别,随着水平井和分支水平井的广泛应用,研究和分析水平井及多分支水平井的产能具有重要意义。 本文在深入调研国内外有关水平井和分支水平井单相、溶解气驱油气两相产能预测理论文献的基础上,针对水平井和分支水平井产能预测中存在的问题,开展了单相稳态、非稳态和溶解气驱油气两相水平井和分支井产能的研究,取得了以下主要进展和成果: 将水平井视为三维线汇,推导了无界地层单相稳定渗流水平井引起的速度势分布,并得到了等势面方程,从理论上证明了其等势(或等压)面为一簇以水平井两端点为焦点的旋转椭球面,在此基础上,针对几种常见油藏类型,根据势叠加原理推导了油层内三维稳态渗流的压力分布,建立了常见类型油气藏水平井稳态产能预测解析模型。 利用保角变换方法并结合等值渗流阻原理推导了更为合理的多分支水平井的稳态产能公式。应用水平井井数替代比的概念建立了利用直井产能评价结果进行分支水平井产能计算的方法。 建立了稳态流条件下储层和井筒流动的耦合模型来研究井筒压降对水平井产能计算的影响,首次建立了考虑井筒压降的水平井稳态产能计算的误差模型,并对水平井稳态产能计算的影响因素进行了敏感性分析。 首次根据稳态流条件下储层和井筒流动耦合模型建立了考虑经济因素的优化井长计算模型。 首次在分析了水平井井筒内流动特性基础上,应用质量平衡和动量守衡建立了考虑井壁流体径向流入的任意倾角的单相井筒压降计算的通用模型。 建立了储层和井筒流动的非稳态流动耦合模型,在耦合模型中通过对瞬时点源/汇解过时间和空间的积分来处理整个时间段内的储层流入(从早期的瞬态流到后来的拟稳态), 应用油藏数值模拟,系统深入地研究了油藏特性、流体特性以及油井特性等对溶解气驱油藏水平井IPR曲线的影响,并总结了无因次IPR曲线的曲 度随汕藏平均压力的变化规律,在非线性渗流理论的基础上推导了通用的汕 气井无因次IPR曲线方程,提出了q-fh)新型无因次IPll山线方程及参数拟 合方法。 本文通过对水平井和分支水平井产能研究得到了以下主要认识和结论: 1)从理论上证明了无界地层单相稳定渗流水平井的等势(或等压)面为 一簇以水平井两端点为焦点的旋转椭球面。 2)山于水平井实际生产时在油藏内本质上是呈三维流动的,因此根据水 平井三维势分布建立的稳态产能模型比用从二维简化得到的产能模型更准 确,更能反映水平井生产的实质。 3)对于分支井,随着分支井井筒数的增加,每增加一个井筒所获得的产 量增量是减少的,综合考虑各种因素,存在最优井筒数。 4)井筒压降对水平井稳态产能计算的影响与井筒平均压力降与储层儿 力降之比有关,如果平均井筒压力降与储层压力降之比较大时,在井产能计 算中忽略井筒压力降将产生较大误差。出于井筒压降的影响,汕井产量的增 量随井卜度的增加而下降,但钻井和充井费用随井长的增加而线性增加,因 此就存在一个获得最大收益的优化井筒长度。 5)井筒压降80%出现在距水平井跟端50%的井长内,沿水平井筒单位 长度的流入量并不相等,沿井筒形成U形流入分布,在水平井的两端H端 和根端)的流入比井筒中部的流入相对要高,一旦达到拟稳态流动,沿井筒 的流入分布形状基本保持不变。 6)本文提出的新型IPR曲线方程有较强的理论基础,方程中的系数V 和 n具有明显的物理意义。系数 V可称为无因次层流系数,它表示在所有非 理想流动条件下的最大总表皮系数中,与产量无关的表皮系数所占的份额, 对应的卜V则是代表与产量有关的表皮系数所占的份额。指数;;与流体类型 有关。通过验证新型油气井通用无因次IPR曲线能较好的反映溶解气驱水平 井的流入动态,可以用于溶解气驱汕藏水平井的产能预测。 本论文属于中国石油天然气集团公司“十.五”重点科技项目“复杂结 构井的产能预测研究”的主要内容。
【学位授予单位】:西南石油学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TE328

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 曾晓晶;同登科;;水平井水平段最优长度设计方法改进[J];石油勘探与开发;2011年02期
2 曾晓晶;同登科;;分支水平井稳态渗流理论及最优井长[J];石油学报;2011年05期
3 蒋开;李闽;刘忠群;何志雄;;同层分支水平气井不稳定产能分析[J];新疆石油地质;2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 王清河;刘珊;;分支井井筒与油藏渗流耦合研究与进展[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 刘文涛;复杂断块油藏水平井优化方法研究[D];成都理工大学;2009年
2 袁迎中;水平井渗流理论及产能评价方法研究[D];西南石油大学;2009年
3 刘鸿博;塔河1区三叠系底水油藏精细地质建模及治水措施研究[D];成都理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 刘兴文;水平井油气两相流产能预测方法与动态特性研究[D];中国石油大学;2011年
2 许霞;辐射状分支水平井产能预测[D];中国石油大学;2007年
3 王金波;渤海边际油田多分支井形态优化设计技术研究[D];中国石油大学;2007年
4 时凤霞;渤海边际油田分支井经济效益研究[D];中国石油大学;2007年
5 曹飞;复杂流动条件下油井流入动态特性研究[D];中国石油大学;2009年
6 赵燕;复杂多分支水平井产能预测[D];中国石油大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 姚军,刘英才;改进的斜井和水平井IPR方程[J];石油勘探与开发;1999年04期
5 黄炳光,李顺初,周荣辉;IPR曲线在水平井动态分析中的应用[J];石油勘探与开发;1995年05期
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8 李远钦,刘雯林;水平井产量分布反演[J];石油勘探与开发;1999年03期
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10 周生田,张琪,李明忠,王卫阳;水平井筒变质量流体流动实验研究[J];石油大学学报(自然科学版);1998年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 康家甦;;电站储煤场自燃现象分析与储煤系统优化[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年01期
2 谢安国,聂红;因次分析π定理的应用理论研究[J];鞍山钢铁学院学报;1997年05期
3 刘小川,范希智;用函数1/(2π)~(1/2)σexp(-x~2/2σ~2)的极限表示Diracδ(x)函数及其一个应用[J];鞍山师范学院学报;2002年01期
4 范希智,姜良广;用函数(sinαx)/(πx)的极限表示Dirac δ(x)函数及其一个应用[J];鞍山师范学院学报;2003年02期
5 张明义;李双洋;高志华;张淑娟;;青藏铁路抛石护坡和保温材料复合路基温度场特征非线性分析[J];冰川冻土;2007年02期
6 李国玉;李宁;康佳梅;;青藏铁路冻土区块石护坡路基热传递特性[J];冰川冻土;2007年02期
7 李靖波;赵爱国;杨玉贵;董元宏;;通风块石层非达西效应的试验研究[J];冰川冻土;2010年02期
8 王建省;两相热渗流与多孔介质耦合作用研究[J];北方工业大学学报;2001年03期
9 杨争光,苏东林,李梅,吕善伟;FDTD-Diakoptics时域模函数分析[J];北京航空航天大学学报;2004年07期
10 付卫东,黄本诚,袁修干;管内气体流动的多参数动态数学模型的建立[J];北京航空航天大学学报;1997年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 常宝华;熊伟;高树生;刘华勋;张静楠;;大尺度缝洞型油藏弹性开采特征实验研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
2 傅礼兵;姚约东;;基于指数式非达西渗流模型的解析解[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
3 唐明云;施安峰;贾江涛;吴斌;王晓宏;;考虑轻油组分的SAGD过程热采稠油数值研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
4 王庆;刘慧卿;张红玲;李良川;;水平井调流控水筛管流体流动耦合模型研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
5 梁峰;孟维龙;刘晓辉;;分支水平井产能公式研究进展[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
6 何英;熊生春;杨正明;;特低渗透油藏非线性渗流下油井注水见效时间研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
7 罗建新;张烈辉;赵玉龙;刘启国;;线性复合油气藏试井解释模型及典型曲线分析[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
8 杨锋;王新海;刘洪;;井钻遇溶洞油藏试井解释方法[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
9 刘华林;熊伟;高树生;;矩形五点井网稳定注采压力系统的建立[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
10 李道伦;杨景海;查文舒;;数值试井若干关键技术研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曲同慈;辽河盆地西部凹陷特超稠油油藏利用水平井方式提高采收率研究[D];中国海洋大学;2010年
2 齐云阶;水平井采油举升方法及其应用研究[D];中国地质大学(北京);2010年
3 叶修松;机载激光水深探测技术基础及数据处理方法研究[D];解放军信息工程大学;2010年
4 李玉梅;朝阳沟油田朝5北井区裂缝性储层建模与剩余油定量评价[D];中国地质大学(北京);2011年
5 卢时林;辽河油田锦607区块储层精细描述与剩余油分布规律研究[D];中国地质大学(北京);2011年
6 杜朝伟;海底隧道衬砌水压力及结构受力特征研究[D];北京交通大学;2011年
7 孙谋;盾构隧道进出洞土体颗粒渐进破坏模式分析及加固精细化设计研究[D];北京交通大学;2011年
8 郭红玉;基于水力压裂的煤矿井下瓦斯抽采理论与技术[D];河南理工大学;2011年
9 罗良;非对称分叉网络及分形多孔介质流动特性研究[D];华中科技大学;2011年
10 荣伏梅;基于格子Boltzmann方法的多孔介质REV尺度的流动与强化传热研究[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘炎昊;高煤级煤储层条件下的气体运移机理[D];河南理工大学;2010年
2 桑培淼;注水强化松软煤壁稳定性的规律及工艺参数研究[D];河南理工大学;2010年
3 高峻;地壳高程方向周年运动特征的监测与研究[D];山东科技大学;2010年
4 张彦奇;超细水泥渗透特性微观试验研究及理论分析[D];山东科技大学;2010年
5 陈丽刚;基于ABAQUS渗流与应力耦合作用的边坡稳定性分析[D];郑州大学;2010年
6 邢利铭;掘进巷道煤岩瓦斯流固耦合效应数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
7 李义贤;考虑温度作用下煤层气—水两相流运移规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
8 金佳旭;浑水渗流作用下尾矿坝稳定性分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 代伟;海洋环境条件设计参数推算模型不确定度研究[D];中国海洋大学;2010年
10 潘振江;集成膜技术深度处理油田采油废水研究[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 康立功;;塔河油田2区三叠系油藏类型初步探讨[J];安徽地质;2008年01期
2 鲁洪江,柳强,邢正岩,冯文光,刘兴德;砂岩油藏剩余油分布地质研究[J];成都理工学院学报;1999年03期
3 阎长辉,羊裔常,董继芬;动态流动单元研究[J];成都理工学院学报;1999年03期
4 王建,黄毓瑜,金勇,张世刚;基于测井数据的三维地质模型构建与可视化[J];测井技术;2003年05期
5 廖东良,孙建孟,柴春艳,罗会琼,王春莲,熊美红;水平井射孔参数的数值模拟研究[J];测井技术;2005年03期
6 郭振彬,王秉刚;雁翎油田油藏剩余油分布测井评价探讨[J];测井技术;1994年03期
7 郭建华,石媛媛,刘辰生,朱锐;塔里木盆地阿克库勒凸起西缘东河砂岩储集物性非均质性研究[J];沉积学报;2005年03期
8 郭建华;刘辰生;朱锐;;阿克库勒地区三叠系层序地层学及储集砂体成因类型[J];沉积学报;2007年02期
9 吴胜和,王仲林;陆相储层流动单元研究的新思路[J];沉积学报;1999年02期
10 陈凤喜;刘海峰;张彦琳;王彩丽;;变差函数在辫状河沉积砂岩储层规模预测中的应用[J];重庆科技学院学报(自然科学版);2008年01期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 关德;海上油田水平井开采油藏工程优化研究[D];西南石油学院;2002年
2 崔传智;水平井产能预测的方法研究[D];中国地质大学(北京);2005年
3 吴运强;薄层状、高渗透底水油藏优化控制研究[D];西南石油学院;2005年
4 于国栋;水平井产能分析理论与方法研究[D];中国地质大学(北京);2006年
5 姜振强;多分支水平井产能评价与参数优化研究[D];中国地质大学(北京);2009年
6 刘文涛;复杂断块油藏水平井优化方法研究[D];成都理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 陈要辉;分支井汇流特性及产能预测研究[D];大庆石油学院;2002年
2 王加滢;多分支井经济效益研究[D];大庆石油学院;2003年
3 陈海龙;水平井、分支井产能分析理论研究[D];西南石油学院;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张殿锋;;鱼骨状分支水平井井筒流动特征及影响因素分析[J];断块油气田;2012年06期
2 王疆梅;;单2块沙一段中低渗稠油油藏提高采收率技术[J];中国石油和化工标准与质量;2012年03期
3 高飞;韩国庆;吴晓东;朱明;汪益宁;岑学齐;张睿;;水电模拟实验方法研究[J];科学技术与工程;2012年16期
4 石彬;陈芳萍;段景杰;席天德;米乃哲;;延安组底水油藏水平井参数优化[J];科技导报;2012年35期
5 麻宇杰;;关于水平井水平段影响因素的分析[J];中国石油和化工标准与质量;2013年10期
6 李天萌;潘晓晨;艾二鑫;;水平井水平段长度的研究与探讨[J];辽宁化工;2014年04期
7 庞伟;陈德春;张仲平;姜立富;李昌恒;赵旭;王冰;;非均质油藏水平井分段变密度射孔优化模型[J];石油勘探与开发;2012年02期
8 任芳祥;;油藏立体开发探讨[J];石油勘探与开发;2012年03期
9 马德胜;郭嘉;昝成;王红庄;李秀峦;史琳;;蒸汽辅助重力泄油改善汽腔发育均匀性物理模拟[J];石油勘探与开发;2013年02期
10 魏建光;王小秋;陈海波;张权;;全尺寸射孔完井水平井筒流动压降实验[J];石油勘探与开发;2013年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 黄进腊;靖边气田马五段储层小幅度构造及水平井评价研究[D];西北大学;2011年
2 刘鸿博;塔河1区三叠系底水油藏精细地质建模及治水措施研究[D];成都理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 侯伟;苏里格气田苏48井区储层流体分布及地质建模[D];成都理工大学;2011年
2 雷涛;胡尖山油田元72区延9储层流动单元研究[D];成都理工大学;2011年
3 孙肖;鱼骨型水平分支井筛选优化研究[D];中国石油大学;2011年
4 张光府;胜利油田钻井公司成本管理模式改进研究[D];中国石油大学;2011年
5 罗克勇;煤层气水平井排采控制研究[D];西安科技大学;2011年
6 伍立立;香泉湖国际度假中心项目的经济评价研究[D];南京理工大学;2011年
7 刘明涛;潜山地层分支井设计技术[D];大庆石油学院;2009年
8 于江;分支水平井预开孔定向悬挂系统的研究[D];大庆石油学院;2009年
9 高宪;有限导流水平井水脊特征研究[D];中国地质大学(北京);2012年
10 蔡明;气藏复杂结构井产能预测及优化设计方法研究[D];东北石油大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 胡东晖,鄢捷年;水平井产能的影响因素[J];石油勘探与开发;1994年05期
5 邓英尔,刘慈群;具有启动压力梯度的油水两相渗流理论与开发指标计算方法[J];石油勘探与开发;1998年06期
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7 郎兆新,张丽华,程林松,李春兰;多井底水平井渗流问题某些解析解[J];石油大学学报(自然科学版);1993年04期
8 陈元千;;无因次IPR曲线通式的推导及线性求解方法[J];石油学报;1986年02期
9 程林松,李春兰,郎兆新,张丽华;分支水平井产能的研究[J];石油学报;1995年02期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 梅芳玲;金佩强;;使水平井注入/采油剖面更为均匀的新IOR技术[J];国外油田工程;2007年04期
2 邢晓峰;许吉瑞;张洪良;王青梅;;涩北气田水平井粘附卡钻事故处理方法[J];青海石油;2007年03期
3 谭清明;白璟;罗明伟;胡超;丁向京;;氮气钻水平井在广安002-H8井的应用[J];钻采工艺;2008年06期
4 张威;蔡文斌;;压裂水平井裂缝形态研究[J];辽宁化工;2009年06期
5 杨军;陈琼;;水平井固井质量的控制措施研究与应用[J];石油工业技术监督;2009年12期
6 林海;张文彬;郭子义;张力;谭靖譞;;水平井酸化工艺在青海油田的应用[J];青海石油;2009年04期
7 金佩强;;使水平井注入/采油剖面均匀的新IOR技术[J];中外科技情报;2007年17期
8 张景烘;;对流花油田水平井井下作业的介绍及其一些技术问题的探讨[J];中国海上油气(工程);1992年05期
9 巩永丰;;利用水平井技术开发辽河油田超稠油油藏[J];油气田地面工程;2007年08期
10 崔作风;陈长顺;;水平段弱凝胶钻井液体系的研究及应用[J];吐哈油气;2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 顾文萍;陈碧波;苏德胜;陈黎祥;;水平井普通油管旋流连续冲砂工艺技术[A];2007年石油装备学术研讨会论文专辑[C];2007年
7 田云霞;唐林;;水平井筛管防砂完井及砾石充填防砂工艺在疏松砂岩稠油油藏的研究与应用[A];渤海湾油气勘探开发工程技术论文集(第十三集)[C];2008年
8 向军文;刘春生;刘志强;董迪壮;陈晓林;;定向对接连通井技术成果简介[A];“十五”重要地质科技成果暨重大找矿成果交流会材料四——“十五”地质行业重要地质科技成果资料汇编[C];2006年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 蒋世廉 杨同庚;镇泾油田首口水平井获高产[N];中国石化报;2011年
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4 马献珍;麻黄区首口小井眼水平井完钻[N];中国石化报;2010年
5 彭武利 赵雷 李坤;水平井多层位射孔创国内新纪录[N];中国石化报;2011年
6 记者 崔茉通讯员 黄泽;中油测井成功完成超长井段水平井电成像测井[N];中国石油报;2007年
7 记者 王志田 通讯员 芦柏丽;大庆油田测试分公司—— 创水平井段测试最长纪录[N];中国石油报;2011年
8 通讯员 李娜 李文清;青海油田首例水平井段封堵工艺获得成功[N];青海日报;2009年
9 通讯员 吴泽波本报记者 仇国强 张晓燕;水平井破解难动用储量开发难题[N];中国石化报;2008年
10 郑水平吴冬;氮气泡沫调剖工艺攻克水平井储层动用不均难题[N];中国石油报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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5 程荣超;泡沫钻井液水平井段流动特性研究[D];中国石油大学;2008年
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7 赵小龙;低渗气藏水平井完井方式优化方法研究[D];西南石油大学;2012年
8 曲同慈;辽河盆地西部凹陷特超稠油油藏利用水平井方式提高采收率研究[D];中国海洋大学;2010年
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10 王海静;水平井井筒—油藏耦合问题的理论与试验研究[D];南京航空航天大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 肖勇;水平井注采配套工艺技术研究与应用[D];东北石油大学;2013年
2 罗显尧;孤岛地区水平井摩阻分析与减摩技术研究[D];中国石油大学;2010年
3 陈本卫;水平井渗流数学模型的反问题[D];西南石油大学;2012年
4 任科;靖边气田水平井合理工作制度研究[D];西南石油大学;2010年
5 刘洪芹;水平井双管注汽工艺参数优化设计研究[D];中国石油大学;2009年
6 杨海龙;水平井的产能分析理论研究[D];东北石油大学;2011年
7 张振鹏;阶梯水平井轨道优化设计研究[D];东北石油大学;2012年
8 黄同林;水平井管柱的相关技术研究[D];长江大学;2012年
9 赵新法;海26块直井—水平井组合注水采油技术[D];东北石油大学;2013年
10 杨永祥;水平井密闭取心技术研究[D];东北石油大学;2010年
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