1、 收 稿 日 期 2007208223作 者 简 介 李 勇 (19822) , 男 , 2005 年 大 学 毕 业 , 博 士 生 , 现 主 要 从 事 碳 酸 盐 岩 油 藏 数 值 模 拟 研 究 工 作 。碳 酸 盐 岩 油 藏 三 重 介 质 油 藏 数 值 模 拟 研 究李 勇 , 胡 永 乐 , 李 保 柱 (中 国 石 油 勘 探 开 发 研 究 院 油 气 田 开 发 研 究 所 , 北 京 100083)姚 军 (中 国 石 油 大 学 (华 东 ) 石 油 工 程 学 院 , 山 东 东 营 257061)摘 要 以 渗 流 力 学 理 论 为 基 础 , 在 调 研
2、 国 内 外 资 料 的 基 础 上 , 建 立 了 碳 酸 盐 岩 三 重 介 质 油 藏 的 渗 流 模型 , 模 型 中 产 量 项 考 虑 了 只 有 裂 缝 向 井 底 供 液 和 溶 洞 、 裂 缝 同 时 向 井 底 供 液 两 种 情 况 , 同 时 给 出 了 溶 洞 、裂 缝 和 基 岩 间 窜 流 量 的 计 算 方 法 。 利 用 C + + 编 写 了 三 重 介 质 数 值 模 拟 软 件 , 通 过 模 拟 双 孔 双 渗 理 论 五 点法 模 型 , 对 比 本 文 与 成 熟 的 商 用 油 藏 模 拟 器 ECL IPSE 的 计 算 结 果 , 验 证 了
3、 模 型 及 软 件 的 正 确 性 。 同 时 ,给 出 了 三 重 介 质 五 点 法 模 型 的 两 种 计 算 结 果 。关 键 词 碳 酸 盐 岩 油 气 藏 ; 三 重 介 质 ; 油 藏 数 值 模 拟 ; 窜 流中 图 分 类 号 TE319 ; TE344 文 献 标 识 码 A 文 章 编 号 100029752 (2008) 0220119205对 于 碳 酸 盐 岩 油 藏 的 渗 流 研 究 已 近 半 个 世 纪 , 第 一 个 双 重 介 质 的 渗 流 模 型 由 Brent blatt 等 人 于1960 年 提 出 。 在 1963 年 Warrant 和
4、Root 1 提 出 了 另 外 一 个 重 要 的 模 型 即 Warrant2Root 模 型 , 得 到 了广 泛 的 应 用 , 是 目 前 发 展 得 最 为 完 善 的 模 型 。 目 前 大 部 分 软 件 都 一 直 采 用 Warrant2Root 模 型 。 之 后 对模 型 的 改 进 主 要 集 中 在 基 质 和 裂 缝 的 窜 流 计 算 方 面 。 这 包 括 Kazami ( 1976) 2 、 Saidi ( 1983) 3 、Thomas (1983) 4 、 Coat s (1989) 5 、 Ueda (1989) 6 等 人 的 研 究 成 果 。 然
5、 而 , 在 一 些 碳 酸 盐 岩 油 田 开发 过 程 中 遇 到 了 一 些 问 题 , 这 些 问 题 利 用 现 有 的 双 重 介 质 理 论 是 无 法 解 释 的 。 例 如 塔 河 油 田 的 滚 动 勘 探开 发 实 践 表 明 , 塔 河 油 田 碳 酸 盐 岩 缝 洞 型 油 藏 还 存 在 第 三 种 不 可 忽 视 的 高 孔 高 渗 介 质 溶 洞 系 统 。Closmaan (1975) 7 建 立 了 第 一 个 溶 洞 2裂 缝 2孔 隙 型 三 重 介 质 达 西 渗 流 模 型 , 随 后 刘 慈 群 (1981) 8 也 建立 了 三 重 连 续 介
6、质 渗 流 模 型 。 但 直 到 目 前 , 国 内 外 在 三 重 介 质 的 油 藏 数 值 模 拟 方 面 的 研 究 工 作 相 对 较少 。 笔 者 在 前 人 渗 流 机 理 研 究 工 作 的 基 础 上 , 建 立 了 三 重 介 质 的 渗 流 数 学 模 型 , 并 采 用 全 隐 式 求 解 方 法进 行 求 解 , 编 制 了 相 应 的 数 值 模 拟 软 件 。1 三 重 介 质 三 维 三 相 黑 油 渗 流 模 型模 型 的 基 本 假 设 如 下 : 三 重 介 质 中 的 溶 洞 、 裂 缝 和 基 岩 为 相 互 独 立 而 又 互 相 联 系 的 水
7、动 力 学 渗 流 系统 , 3 种 介 质 在 空 间 上 是 重 叠 的 , 溶 洞 和 基 岩 为 主 要 储 油 空 间 , 裂 缝 为 主 要 油 流 通 道 。图 1 为 三 重 介 质 的 理 想 模 型 。 假 设 溶 洞 、 裂 缝 和 基 岩 这 3 种 介 质 中 的 流 体 之 间 存 在 窜 流 , 主 要 通 过 裂缝 进 行 渗 流 , 同 时 溶 洞 间 也 存 在 流 体 渗 流 , 基 岩 间 不 存 在 流 体 渗 流 。 溶 洞 、 裂 缝 均 可 向 井 底 供 液 , 在 Gil2man 下 标 m、 f 、 v分 别 表 示 基 岩 系 统 、 裂
8、 缝 系 统 和 溶 洞 系 统 的 参 数 ; K 为 渗透 率 , m2 ,其 中 下 标 r 表 示 相 对 渗 透 率 ; 为 双 重 介 质 间 窜流 量 , mvo 表 示 基 岩 系 统 与 溶 洞 系 统 间 油 相 的 窜 流 量 (其他 参 数 相 似 表 示 方 法 ) ; D 为 由 某 一 基 准 面 算 起 的 深 度 ,m ,向 下 为 正 ; q为 井 的 产 量 , m3 / d ; 表 示 密 度 , kg/ m3 ; P为 压 力 ,at m (1atm = 110325 105 Pa) ; 为 粘 度 , mPa s;t 为 时 间 , d ; S 为
9、饱 和 度 , %; g 为 重 力 加 速 度 , m/ s2 ; Rso为 溶 解 气 油 比 ; 为 孔 隙 度 。辅 助 方 程 、 边 界 条 件 、 初 始 条 件 在 此 省 略 。2 介 质 间 窜 流 量 的 计 算以 裂 缝 与 基 岩 的 窜 流 量 计 算 为 例 , 对 于 溶 洞 与 裂 缝 、溶 洞 与 基 岩 间 窜 流 量 的 计 算 方 法 与 此 类 似 。 采 用 Gilman其 中 : o = 01001127 Km V b w Krw ww m+ (1 - w) Krw ww f(7) = 4 1L 2x+ 1L 2y+ 1L 2zV b = x y
10、 z式 中 , L x 、 L y 、 L z 是 岩 块 在 3 个 方 向 的 尺 寸 ; x、 y、 z 分 别 为 网 格 在 X 、 Y、 Z方 向 的 网 格 大 小 , m。 w 的 取值 取 决 于 上 游 是 裂 缝 还 是 基 岩 , w = 0或 1。 当 w = 1时 ,表 示 窜 流 是 从 基 岩 向 裂 缝 ;如 果 w = 0 ,则 表 示 窜流 是 从 裂 缝 到 基 岩 。 对 于 w 和 g 的 计 算 方 法 与 o 相 似 。3 井 的 处 理由 于 模 型 假 设 裂 缝 和 溶 洞 均 可 向 井 底 供 液 , 所 以 井 的 处 理 涉 及 到
11、 裂 缝 和 溶 洞 的 渗 流 方 程 中 产 量 项 的021 石 油 天 然 气 学 报 (江 汉 石 油 学 院 学 报 ) 2008 年 4 月处 理 , 采 用 全 隐 式 方 法 对 井 产 量 进 行 处 理 。 假 设 所 有 井 为 定 液 量 生 产 , 则 当 井 穿 过 多 个 网 格 时 , 当 给 定产 液 量 Ql 时 ,第 k 层 各 相 产 量 的 计 算 公 式 为 :Qn+1ux k =M nux k + 5 Mnux k5 Pof Pof +5 M nux k5 Swf S wf +5 M nux k5 Xgf X gf+ 5 Mnux k5 Pov
12、Pov +5 M nux k5 Swv S wv +5 M nux k5 Xgv X gvQl (8)M ux k = W I u xkmj = 1 W I ( o + w ) vj + mj = 1 W I ( o + w ) f jW I = 2 zln rerw+ s u = K Kr u uuure = 01208 x式 中 ,下 标 u 分 别 代 表 o、 w 和 g , x 分 别 代 表 v 和 f ; re 、 rw 分 别 为 井 泄 油 半 径 和 井 筒 半 径 , mm ; s 为 表皮 因 子 ; 代 表 本 迭 代 步 内 变 量 的 变 化 ; X 当 为 三
13、相 时 代 表 含 气 饱 和 度 S g ,当 为 两 相 时 为 饱 和 压 力 Pb 。由 式 (8) 可 以 看 出 , 每 层 的 溶 洞 或 裂 缝 对 井 的 产 量 贡 献 大 小 是 井 所 在 网 格 处 的 溶 洞 以 及 裂 缝 中 的含 油 饱 和 度 、 含 水 饱 和 度 以 及 含 气 饱 和 度 或 饱 和 压 力 的 函 数 。对 于 定 井 底 流 压 条 件 , 其 求 解 方 法 相 似 。 对 于 注 入 井 的 处 理 , 原 理 与 方 法 和 生 产 井 的 处 理 基 本 相同 , 正 负 号 相 反 。图 2 主 模 块 流 程 图4 模
14、型 应 用利 用 C + + 语 言 编 写 了 三 重 介质 油 藏 三 维 三 相 渗 流 方 程 的 全 隐 式求 解 数 值 模 拟 软 件 , 其 主 模 块 流 程图 见 图 2。 该 软 件 既 可 以 模 拟 三 重介 质 复 杂 碳 酸 盐 岩 油 藏 , 也 可 以 进行 传 统 的 双 孔 双 渗 、 双 孔 单 渗 油 藏模 型 的 数 值 模 拟 ; 该 软 件 可 模 拟 平面 、 剖 面 、 三 维 问 题 , 还 可 模 拟 处理 单 相 、 两 相 和 三 相 渗 流 问 题 。 该模 拟 器 采 用 动 态 分 布 内 存 技 术 , 为模 拟 计 算 节
15、省 了 大 量 的 内 存 空 间 。由 于 目 前 商 业 化 软 件 尚 未 有 三重 介 质 模 拟 模 块 , 故 为 了 检 验 本 文数 值 模 拟 方 法 的 正 确 性 与 可 靠 性 ,选 取 反 映 实 际 油 田 情 况 的 参 数 , 对 五 点 法 双 孔 双 渗 理 论 模 型 进 行 了 模 拟 , 对 比 了 采 用 本 软 件 的 计 算 结 果与 国 外 成 熟 的 油 藏 数 值 模 拟 软 件 ECL IPSE 的 计 算 结 果 。 采 用 的 模 拟 参 数 见 表 1。表 1 裂 缝 和 基 岩 介 质 的 基 本 参 数 列 表裂 缝 网 格 数
16、 9 9 1 基 岩 网 格 数 9 9 1裂 缝 网 格 大 小 / m 30 30 10 基 岩 网 格 大 小 / m 30 30 10裂 缝 孔 隙 度 01039585 基 岩 孔 隙 度 01 1392裂 缝 渗 透 率 / 10 - 3 m2 200 基 岩 渗 透 率 / 10 - 3 m2 50裂 缝 网 格 初 始 压 力 / MPa 2015 基 岩 网 格 初 始 压 力 / MPa 2015裂 缝 网 格 初 始 含 油 饱 和 度 01 65 基 岩 网 格 初 始 含 油 饱 和 度 01 7裂 缝 原 油 压 缩 系 数 / MPa - 1 31 0 10 -
17、6 基 岩 原 油 压 缩 系 数 / MPa - 1 31 0 10 - 6注 入 井 注 入 量 / m3 d - 1 - 20 生 产 井 产 量 / m3 d - 1 80121第 30 卷 第 2 期 李 勇 等 : 碳 酸 盐 岩 油 藏 三 重 介 质 油 藏 数 值 模 拟 研 究 下 面 是 所 计 算 的 部 分 开 发 指 标 与 ECL IPSE 计 算 结 果 的 对 比 , 以 此 来 定 量 地 验 证 模 型 的 正 确 性 。 其对 比 结 果 见 图 3 6。图 3 含 水 率 曲 线 对 比 图 图 4 单 井 日 产 油 对 比 图图 5 单 井 累 积
18、 产 油 对 比 图 图 6 采 出 程 度 对 比 图从 图 3 6 中 可 以 看 出 , 对 于 五 点 法 双 重 介 质 油 藏 来 说 , 笔 者 计 算 的 结 果 与 商 业 软 件 ECL IPSE 计算 的 结 果 差 别 不 大 。当 考 虑 油 藏 为 三 重 介 质 时 , 表 2 给 出 溶 洞 介 质 的 基 本 参 数 。 对 于 裂 缝 和 基 岩 来 说 , 参 数 与 上 面 介 绍的 模 型 相 同 , 即 采 用 表 1 中 的 数 据 。表 2 溶 洞 介 质 的 基 本 参 数 列 表溶 洞 网 格 数 9 9 1 溶 洞 网 格 大 小 / m
19、30 30 10溶 洞 间 距 / m 30 30 10 溶 洞 孔 隙 度 01 019585溶 洞 渗 透 率 / 10 - 3 m2 2000 溶 洞 网 格 初 始 压 力 / MPa 20溶 洞 网 格 初 始 含 油 饱 和 度 01 65 溶 洞 原 油 压 缩 系 数 / MPa 31 0E26由 于 无 法 与 商 业 性 软 件 进 行 对 比 , 笔 者 考 虑 了 当 溶 洞 间 和 裂 缝 间 均 可 渗 流 、 基 岩 间 不 能 渗 流 和 只 有裂 缝 间 可 以 渗 流 、 溶 洞 间 和 基 岩 间 不 能 渗 流 两 种 情 况 , 两 种 情 况 的 结
20、 果 对 比 见 图 7 9。 由 结 果 可 以 看出 , 相 比 只 有 裂 缝 间 可 以 渗 流 的 情 况 , 当 溶 洞 间 和 裂 缝 间 均 可 渗 流 时 , 其 含 水 率 上 升 相 对 平 缓 , 产 量 下降 的 慢 。 由 此 可 见 , 对 碳 酸 盐 岩 油 藏 来 说 , 如 果 溶 洞 彼 此 连 接 , 而 不 是 孤 立 的 , 则 对 开 发 有 积 极 的 影响 。 应 根 据 油 田 实 际 油 藏 地 质 情 况 , 选 择 合 适 的 模 型 进 行 模 拟 。221 石 油 天 然 气 学 报 (江 汉 石 油 学 院 学 报 ) 2008
21、年 4 月图 7 含 水 率 对 比 曲 线 图 8 单 井 日 产 油 对 比 曲 线图 9 采 出 程 度 对 比 曲 线5 结 论1) 给 出 了 三 重 介 质 三 维 油 藏 油 、 气 、 水 三 相 的渗 流 模 型 。2) 在 借 鉴 国 内 外 公 开 发 表 的 文 献 资 料 的 基 础 上 ,建 立 了 介 质 间 窜 流 量 的 计 算 模 型 。3) 建 立 了 考 虑 溶 洞 和 裂 缝 同 时 向 井 底 供 液 时 产量 的 全 隐 式 求 解 方 法 。4) 基 于 现 代 软 件 设 计 的 基 本 思 想 , 开 发 了 既 可模 拟 双 孔 双 渗 、
22、 双 孔 单 渗 的 普 通 裂 缝 性 油 藏 , 又 可 模拟 复 杂 碳 酸 盐 岩 三 重 介 质 油 藏 的 三 维 三 相 全 隐 式 数 值模 拟 软 件 。5) 通 过 模 拟 双 孔 双 渗 五 点 法 理 论 模 型 , 所 计 算的 结 果 与 国 外 商 业 软 件 ECL IPSE 计 算 的 结 果 相 近 ,验 证 了 本 文 模 型 与 模 拟 器 的 正 确 性 。6) 对 三 重 介 质 理 论 五 点 法 模 型 , 对 溶 洞 间 和 裂 缝 间 均 可 渗 流 、 基 岩 间 不 能 渗 流 和 只 有 裂 缝 间 可 以渗 流 、 溶 洞 间 和 基
23、 岩 间 不 能 渗 流 两 种 情 况 进 行 了 模 拟 , 由 于 目 前 国 内 外 尚 未 有 商 业 性 的 三 重 介 质 模 拟 软件 , 故 本 文 只 给 出 计 算 结 果 。参 考 文 献 1 Warren J E , Root P J1 The behavior of naturally fractured reservoirs J 1 SPEJ , 1963 , (9) : 245 2551 2 Kazemi H , Merrill L S1 Numerical simulation of water2oil flow in naturally reservoirs
24、 J 1 SPEJ , 1976 , (12) : 317 3261 3 Saidi A M1 Simulation of naturally fractured reservoirs J 1 SPE 12270 , 19831 4 Thomas L K , Dixon T N , Pierson R G1 Fractured reservoir simulation J 1 SPEJ , 1983 , (2) : 42 541 5 Coat s K H1 Implicit compositional simulation of single and dual2porosity reservo
25、ir J 1 SPE18497 , 19891 6 Ueda Y , Murata S , Watanabe Y , et al1 Investigation of t he shape factor used in t he dual2porosity reservoir simulator J 1 SPE19469 , 1989 1 7 Closmann P J1 The acquifer model for fissured reservoir J 1 SPEJ , 1975 , (10) : 385 3981 8 刘 慈 群 1 三 重 介 质 弹 性 渗 流 方 程 组 的 精 确
26、解 J 1 应 用 数 学 和 力 学 , 1981 , 2 (4) : 419 4241 9 Gilman , James R , Kazemi , et al1 Improvement s in simulation of naturally fractured reservoirs J 1 SPEJ , 1983 , (10) : 695 7191编 辑 萧 雨321第 30 卷 第 2 期 李 勇 等 : 碳 酸 盐 岩 油 藏 三 重 介 质 油 藏 数 值 模 拟 研 究 China)PANG Xiao2hong ( Yuz hong Division of Chongqing N
27、 atural Gas Co1 L t d1 , Chongqing 400010 , China)LIU Ding2dong ( Chongqing N atural Gas Conditioning Plant , S out hwest Oil and Gas Fiel d Com pany , Chongqing 401220 , China)Abstract : The influencial factors of gas leakage and diffusion were analyzed , models used for calculating gas diffusion w
28、ere introduced1By using well blowout containing hydrogen sulfide for example , Gaussian plume model was chosen to calculate t he diffusion extent ofwell blowout of natural gas containing sulfide hydrogen under conditions different climates and geologic situations , in combination wit htypical geomor
29、phology in sulfide gas reservoirs1 The correlation between H2 S diffusion concentration and radius and outcomes inducedafter well blowout was analyzed , factors influencing t he gas diffusion were discussed1 The result shows t hat to accurately calculate t hegas diffusion extent , calculating models
30、 should be strictly chosen , while uncertain factors would influence t he gas diffusion , measuresshould be taken from t he aspect s of safe operation , prewarning , emergency measures as well as safety spacing for t he purposes of indu2cing t he hazards of well blowout1Key words : hydrogen sulfide
31、; natural gas ; well blowout ; diffusion model ; countermeasures ; safety119 Reservoir Numerical Simulation with Triple Media in Carbonate ReservoirsLI Yong , HU Yong2le , LI Bao2zhu ( Research I nstitute of Pet roleum Ex ploration and Development , CN PC, Bei j ing 100083 ,China)YAO J un ( College
32、of Pet roleum Engineering , China Universit y of Pet roleum , Dongying 257061 , S handong , China)Abstract : Based on t he t heory of percolating dynamics and by collecting t he data bot h from t he home and abroad , a model for triple2medi2um reservoir simulation was established for carbonate reser
33、voirs , t he situations of fluids provided to downhole from fractures ,cavitiesand fract ures were considered in modeling production1 A met hod for calculating t he channeling rate between cavities , fractures and ma2trix was provided1 C + + is used to establish a software for triple medium simulati
34、on by using five2spot well pattern simulation wit h dual2porosity and dual permeability model , t he result is compared wit h t hat of commercial simulator ECL IPSE , t he correctness of t he modeland software is proven1 Also 2 result s of five2spot well pattern simulation are given1Key words :carbo
35、nate reservoir ; triple media ; reservoir numerical simulation ; channeling124 Technique for Tapping the Potential of Remaining Oil in Narrow2strip Faulted ReservoirsZHANG Jian2liang ( Guangz hou I nstitute of Geochemist ry , Chinese A cadem y of Sciences , Guangz hou 510640 , Guang dong , Chi2na; G
36、raduate School of the Chinese A cadem y of Sciences , B ei j ing 100049 , China; Research I nstit ute of Geosciences , J iangsu Oil f iel dCom pany , S I N O P EC, Yangz hou 225261 , J iangsu , China) YOU Qinlong ( Research I nstitute of Geosciences , J iangsu Oil f iel dCom pany , S I N O P EC, Yan
37、gz hou 225261 , J iangsu , China)Abstract : To furt her improve t he level of trapping t he potential of remaining oil in narrow2strip faulted reservoirs at t he mid2late stagesof development , t he met hods of quantitative evaluation of remaining oil and techniques of old well sidetracking wit h ho
38、rizontal well com2bination were st udied1 On t he basis of quantitative st udy of remaining oil , t he characteristics of reservoir development and remaining oildistribution at t he mid2late stage were analyzed from t he aspect s of geologic characters of narrow2strip faulted reservoirs , t he new m
39、et h2ods of remaining oil quantitative evaluation and t he main met hods of old well sidetracking wit h horizontal well combination which weresatisfied wit h t he reservoir geologic conditions and it s development characters and matching techniques were emphatically described1These met hods are used
40、 in AF Oilfield1 It is furt her proven t he met hod of tapping t he potential wit h old2well sidetracking wit h horizon2tal well combination is an effective means of improving t he production of narrow2strip faulted reservoirs and it has good prospect s of ap2plication 1Key words : Subei Basin ; nar
41、row2strip faulted reservoir ; remaining oil ; technique of tapping t he potential127 Influential Factor of Upwarping Moment of Water2flooding Characteristic Curve at High Water2cut StageYU Bo ( College of Physical Science and Technology , China Universit y of Pet roleum , Dongying 257061 , S handong
42、 , China)YANG Yong ( Dong x in Oil Production Plant , S hengli Oil f iel d Com pany , S I N O P EC, Dongying 257094 , S handong , China)BING Shao2xian ( S hengli Oil f iel d Com pany , S I N O P EC, Dongying 257094 , S handong , China)GAO De2bo ( College of Pet roleum Engineering , China Universit y
43、 of Pet roleum , Dongying 257061 , S handong , China)Abstract :By taking the typical relative permeability curves of mid2high permeability integrity reservoirs in Shengli Oilfieldfor an example , the upwarping features of Type I and II water2flooding characteristic curves at high water2cut stage wer
44、eanalyzed in combination with stream tube method1 The effects of oil2water viscosity ratio , permeability , irreducible wa2ter saturation , residual oil saturation and endpoint ratio of water2oil relative permeability on both the occurrence of up2warping and prediction error of oil recovery were als
45、o discussed1 Study indicates that the major influential factors of wa2ter2cut variation moment are oil2water viscosity ratio and relative permeability1 Among the several influential factors ofrelative permeability , endpoint ratio of water2oil relative permeability is the main factor affecting the w
46、ater2cut variationmoment within the influencing factors1Key words :water2flooding curve ; relative permeability ; oil2water viscosity ratio ; influential factor132 Well Production Characteristics in Different Positions of Ordovician Carbonate Reservoirs in Tahe Oil2f ieldYAN Chang2hui ( S tate Key L
47、 aboratory of Oil and Gas Reservoi r Geology and Ex ploration , Cheng du Universit y of Technology ,Cheng du 610059 , S ichuan , China)CHEN Qing ( College of Energy Resources , Cheng du Universit y of Technology , Cheng du 610059 , S ichuan , China)Abstract : On t he basis of production characterist
48、ics of 6wells in an Ordovician carbonate reservoir of Tahe Oilfield , water producingcharact rs of wells in different positions were studied1 It was considered t hat t here existed 4 water production types , such as water yield2ing in natural oil production , water yielding in acidic fracturing , water yielding after a period of natural production and water yielding af2ter a period of acidic fract uring1 The effect s of different well locations on single well production characters are analyzed , it is consideredt hat wells in different positions have different influences on wa
