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Y油田低渗透油藏高含水阶段提高采收率研究

当代化工 2024年第1期53卷 141-147页

作者：徐培富辛显康喻高明倪明成龚玉刚赵梦楠雷泽萱长江大学石油工程学院湖北武汉430100 长江大学油气钻采工程湖北省重点实验室湖北武汉430100 长江大学油气钻完井技术国家工程研究中心湖北武汉430100

低渗透砂岩油藏储量丰富,约占全国储量的2/3以上,开发潜力巨大。该类油藏具有孔渗条件差、储层非均质性强、吸水能力差等特点,开发后期油藏进入高含水阶段,存在水驱效果差、开发难度大、采收率较低等问题,因此亟需探究提高采收率的有效... 详细信息

低渗透砂岩油藏储量丰富,约占全国储量的2/3以上,开发潜力巨大。该类油藏具有孔渗条件差、储层非均质性强、吸水能力差等特点,开发后期油藏进入高含水阶段,存在水驱效果差、开发难度大、采收率较低等问题,因此亟需探究提高采收率的有效手段。以Y油田低渗透油藏为例,在地质模型和精细油藏描述的基础上,通过生产动态分析和剩余油表征,针对全区水驱储量控制程度低、油井含水高、注采井网不完善的问题,提出了精细注水、注气和水气交替等措施。通过数值模拟方法,对比不同措施的开发效果,优选最佳方案,预测实施调整方案15年后,全区采收率提高12%。该研究成果可为低渗透砂岩油藏高含水期的高效开发提供参考依据和借鉴。

关键词：低渗透砂岩油藏精细油藏描述剩余油表征数值模拟方案优化

基于非线性渗流的水驱稠油油藏数值模拟技术研究

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基于非线性渗流的水驱稠油油藏数值模拟技术研究

作者：辛显康长江大学

学位级别：硕士

近年来,随着我国经济快速发展以及人们物质生活水平的提高,人们对石油和天然气的需求与日俱增,但现在我国常规原油的开发已进入中后期,原油产量逐日递减已远远不能满足人们消费需求。2013年9月,我国成为全球最大的石油消费国,日均进口... 详细信息

近年来,随着我国经济快速发展以及人们物质生活水平的提高,人们对石油和天然气的需求与日俱增,但现在我国常规原油的开发已进入中后期,原油产量逐日递减已远远不能满足人们消费需求。2013年9月,我国成为全球最大的石油消费国,日均进口石油达到630万吨,超过了美国的624万吨日均石油进口水平。美国能源信息署(EIA)预测这一形势将会持续,并且双方之间的日均石油进口差距还会进一步扩大。为了缓解这种局势,减少我国石油对外依赖度,对于非常规油气藏的勘探与开发也就显得越来越重要。其中稠油以其巨大的储量优势对改善我国能源结构、缓解石油供需压力具有重大现实意义。与常规油藏不同的是稠油富含胶质、沥青质、蜡等高分子聚合物使得其粘度高、流动性能差,流变性有别于一般牛顿流体,呈现非牛顿渗流特性,这些因素都使得稠油的开采难于常规原油。油藏数值模拟技术作为油藏开发的有效辅助工具,可以为更好地开发稠油油藏提供一定的技术支持。油藏数值模拟是用数值方法求解描述油气水运动的数学模型来研究油气水在油气藏中的运动规律,是新油气田开发方案设计、老油气田开发方案调整与提高采收率方法选择与方案设计的一种有力手段,为提高采收率和经济效益服务。但是目前常用的商业化油藏数值模拟软件大都基于达西渗流规律而建立,若是利用这些软件对存在着非线性渗流的稠油油藏进行模拟,得到的结果难免会出现较大偏差,预测的生产指标也会与生产实际相去甚远。为了提高预测准确度,更好地开发稠油油藏,迫切需要研制一套能够对稠油油藏进行准确模拟的油藏数值模拟软件。本文通过实验对稠油流变性以及非线性渗流规律进行研究,在黑油模型的基础上建立了闪蒸黑油模型,分析稠油非线性渗流与达西渗流方程之间的差别,引入视粘度概念,通过流动修正系数将稠油非线性模块嵌入到闪蒸黑油模型中,研制出稠油油藏非线性渗流数值模拟软件,该软件考虑了稠油非线性渗流的影响,弥补了常规油藏数值模拟软件不能体现稠油非线性渗流的不足,通过了可靠性检验,并利用该软件对实际油藏进行模拟,得到了较为理想的结果。本文完成的主要工作有：(1)稠油流变性实验：秦皇岛32-6油田与绥中36-1油田稠油剪切应力和剪切速率之间不再是简单线性关系,而是呈现出明显的非线性关系,具有非牛顿流体的流变特性;温度对稠油流变曲线的影响较大,相同的剪切速率下,温度越高,对应的剪切应力越低;当剪切速率为40/s时,秦皇岛32-6油田稠油在25℃C时的剪切应力是70℃C时的4倍还多,对于绥中36-1油田,当剪切速率为40/s时,其25℃C时的剪切应力与70℃C时的比值约为3;等温,等剪切速率下,秦皇岛32-6油田稠油剪切应力要高于绥中36-1油田稠油,说明秦皇岛32-6油田稠油粘度要高于绥中36-1油田;稠油粘度变化在不同的剪切速率范围内表现不同,在剪切速率比较低的情况下,稠油粘度随剪切速率的增加减小速率较快,但在相对较高的剪切速率下,稠油粘度随剪切速率的增加减小速率变慢;温度是影响稠油粘度的重要因素,对稠油粘度的影响较大,相同的剪切速率下,不同温度条件下对应的稠油粘度相差较大。(2)稠油非线性渗流规律：在原油粘度相同的条件下,稠油启动压力梯度随着渗透率的增加而减小;在渗透率相同的条件下,稠油启动压力梯度随着原油粘度的增加而增加;稠油启动压力梯度与流度具有一定的乘幂关系,启动压力梯度随流度的增加而减小;渗透率与粘度是影响稠油启动压力梯度的主因,利用流度来表征启动压力梯度则是综合了这两个因素。(3)闪蒸黑油模型：参考黑油模型的设计以及实现的基础上,建立闪蒸黑油模型,内容包括：①建立数学模型,包括数学模型的假设条件、运动方程、微分方程、辅助方程和定解条件;②建立数值模型,包括数值求解方法、差分方程、油气组分平衡方程;③参数的取值以及处理,包括渗透率的取值以及井产量处理;④最后给出闪蒸黑油模型求解过程。(4)稠油油藏非线性渗流模块：对比稠油非线性渗流与达西渗流方程之间差别,引入视粘度概念,通过流动修正系数将稠油非线性模块嵌入到闪蒸黑油模型中,使稠油非线性渗流能够在模型中得以实现。(5)稠油油藏非线性渗流数值模拟软件：编制稠油油藏非线性渗流数值模拟软件,对其可靠性进行检验,检验内容包括零平衡、对称性检验以及与成熟商用模拟软件计算结果进行对比,检验结果表明稠油油藏非线性渗流数值模拟软件完全能够用于油藏数值模拟计算。(6)稠油油藏非线性渗流数值模拟软件应用：利用软件对实际稠油油藏进行模拟,模拟结果表明启动压力梯度越大,日产油量越少,含水率上升越快,原油采出程度越低;为改善稠油油藏开发效果,可采用热采方式对稠油油藏进行开发,提高地层温度,降低地层原油粘度,增加流度,减小启动压力梯度,最大限度地降低启动压力梯度对生产的影响。

关键词：稠油非线性渗流数值模拟软件

基于GRU循环神经网络的稠油油藏产量预测新方法

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西安石油大学学报（自然科学版） 2020年第3期35卷 54-59页

作者：梁潇喻高明辛显康刘晨长江大学石油工程学院湖北武汉430100 海洋石油高效开发国家重点实验室北京100028 中海油研究总院有限责任公司北京100028

油田产量精确预测对油田高效生产开发具有重要意义,而目前常用的DCA方法(PLE模型、SEPD模型、Arps模型)不能够充分挖掘数据前后关联,会导致预测出现偏差。为此,提出了一种基于门限递归单元循环神经网络模型(GRU-RNN模型)的预测底水稠油... 详细信息

油田产量精确预测对油田高效生产开发具有重要意义,而目前常用的DCA方法(PLE模型、SEPD模型、Arps模型)不能够充分挖掘数据前后关联,会导致预测出现偏差。为此,提出了一种基于门限递归单元循环神经网络模型(GRU-RNN模型)的预测底水稠油油藏产量的新方法。GRU-RNN模型预测平均误差为3.03%,准确度高于DCA方法(PLE、SEPD、Arps模型的平均误差分别为29.51%、32.98%、38.76%)。该方法为油田产量预测提供了除经验公式及数值模型方法之外的新思路。

关键词：产量预测稠油油藏神经网络数值模拟 GRU-RNN5模型

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基于数值模拟的油藏生产动态优化算法

新疆石油地质 2022年第5期43卷 612-616页

作者：雷泽萱辛显康喻高明王立长江大学石油工程学院武汉430100

对于大规模油藏开发优化,常规优化算法存在收敛速度慢、寻优效率低、难以与现场结合等问题。针对这些问题,建立了油水井动态调控优化模型,并结合模拟退火遗传算法和拉丁超立方采样算法寻找模型全局最优解,同时,利用同步扰动随机逼近算... 详细信息

对于大规模油藏开发优化,常规优化算法存在收敛速度慢、寻优效率低、难以与现场结合等问题。针对这些问题,建立了油水井动态调控优化模型,并结合模拟退火遗传算法和拉丁超立方采样算法寻找模型全局最优解,同时,利用同步扰动随机逼近算法提高了模型局部求解收敛速度,研发编制了油水井动态调控优化软件,并应用于大庆油田H区块。对比油田常规油水井生产制度,油水井动态调控优化模型的最优方案使H区块累计产油量在5年内增加了5.68×10^(4)m^(3),较好地解决了油水井生产动态控制优化问题,也为大规模油田高效开发提供了一种新的方法。

关键词：数值模拟油藏生产动态优化算法动态调控模拟退火遗传算法同步扰动随机逼近算法拉丁超立方采样算法

吉木萨尔陆相页岩水平井压裂后产量影响因素分析

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特种油气藏 2020年第2期27卷 108-114页

作者：孙翰文费繁旭高阳喻高明辛显康长江大学湖北武汉430100 中国石油新疆油田分公司新疆克拉玛依834000

吉木萨尔二叠系芦草沟组陆相页岩油藏储量巨大,但开发时间短,产量影响因素不明。为明确各因素对压裂后自喷期产量的影响,结合矿区实际数据,采用一元线性回归法及灰色关联分析法,对生产井高产期30 d和1、2、3 a累计产油量展开研究。结果... 详细信息

吉木萨尔二叠系芦草沟组陆相页岩油藏储量巨大,但开发时间短,产量影响因素不明。为明确各因素对压裂后自喷期产量的影响,结合矿区实际数据,采用一元线性回归法及灰色关联分析法,对生产井高产期30 d和1、2、3 a累计产油量展开研究。结果表明:在油井自喷生产前中期Ⅰ类钻遇率、每米加砂量、砂比、总加砂量、原油黏度等因素影响较大,钻遇油层长度、压裂液量、每米加液量、有效厚度、有效孔隙度次之,级数、含油饱和度、改造长度影响相对较小。随油井生产时间增加,自喷生产后期有效孔隙度、有效厚度等地质因素对产能影响逐渐变大。压裂后自喷期产量主控因素的确定,可有效提高水平井产量,降低开发成本,对后续开发具有指导意义。

关键词：陆相页岩油压裂水平井一元线性回归灰色关联理论芦草沟组

不同格子Boltzmann模型在毛细管流动模拟中的应用

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石油钻采工艺 2019年第5期41卷 630-635页

作者：马瑞程辛显康李宜强管错郭虎中国石油大学(北京)提高采收率研究院中国石油大学(北京)石油工程学院中国石油大学(北京)继续教育学院

格子Boltzmann方法(LBM)在孔隙尺度流动模拟方面具有模型简洁、易于并行计算的优势,对于不同类型的流动状态,相应的理论LBM模型被提出,但理论模型的适用性和准确性仍待研究。针对流体在孔隙尺度层面上的等温不可压缩流动,采用不同的LBM... 详细信息

格子Boltzmann方法(LBM)在孔隙尺度流动模拟方面具有模型简洁、易于并行计算的优势,对于不同类型的流动状态,相应的理论LBM模型被提出,但理论模型的适用性和准确性仍待研究。针对流体在孔隙尺度层面上的等温不可压缩流动,采用不同的LBM模型进行了建模、编程,计算了单相流体在毛细管中的流动,并将计算结果与对应解析解进行了对比,分析了不同LBM数值模型的数值精度和稳定性。结果表明,在模拟孔隙尺度层面,对于毛细管定常流动,Zou-Hou模型的模拟结果与解析解吻合度及稳定性最高;但在模拟非定常流动问题时,Zou-Hou模型无法求解,应优先考虑He-Luo模型。研究结果为多孔介质流动模拟技术的适用性评价和模型优选提供技术参考。

关键词：毛细管流动模拟格子Boltzmann 不可压缩流体流动 Poiseuille方程多孔介质

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LF7-2海上平台电脱水器评价与研究

化工管理 2014年第21期 149-150页

作者：辛显康施振东田胜春中海油深圳分公司LF7-2油田深圳518067

在分析电脱水器原理的基础上,对不同类型电脱水器进行研究,结合LF7-2油田的实际状况,对LF7-2海上平台电脱水器进行评价。由于LF7-2油田现未投产,着重对影响电脱水器性能的因素进行分析研究,并提出相应的解决方案,为LF7-2海上平台电脱水... 详细信息

在分析电脱水器原理的基础上,对不同类型电脱水器进行研究,结合LF7-2油田的实际状况,对LF7-2海上平台电脱水器进行评价。由于LF7-2油田现未投产,着重对影响电脱水器性能的因素进行分析研究,并提出相应的解决方案,为LF7-2海上平台电脱水器的正常使用以及顺利投产提供一定的理论参考以及技术支持。

关键词： LF7-2油田电脱水器原理类型影响因素

辽河油田高3618区块火线预测及注采参数优化

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新疆石油地质 2021年第4期42卷 462-468页

作者：姜毅喻高明辛显康王立萱张丰峰陈明贵长江大学石油工程学院武汉430100 中国石油物资有限公司新疆分公司乌鲁木齐830000 中国石油长庆油田分公司第十采油厂甘肃庆阳745100

辽河油田高升稠油油藏高3618区块受储集层强非均质性、井间干扰、孔喉堵塞等影响,火线推进不均匀,火驱效益低,为此,通过火驱物理模拟实验,明确原油不同氧化阶段的温度界限,利用阿伦尼乌斯方程修正动力学参数,在基础井网上建立井间连通... 详细信息

辽河油田高升稠油油藏高3618区块受储集层强非均质性、井间干扰、孔喉堵塞等影响,火线推进不均匀,火驱效益低,为此,通过火驱物理模拟实验,明确原油不同氧化阶段的温度界限,利用阿伦尼乌斯方程修正动力学参数,在基础井网上建立井间连通性模型,定量表征注采井间连通程度。并用高温气体示踪剂模拟方法验证连通性模型合理性,两者结合表征火线的运移轨迹,拟合精度提高到85%。通过数值模拟方法优化注采参数来调控火线,减缓气窜,增大了火驱波及系数,提高了原油采收率。如I5-0151C2井与I51-156井初始日注气量均为10000 m^(3),I5-0158C井为10500 m^(3),注气井月增注气量3000 m^(3),水平井定液量100 m^(3)/d,参数优化后能够有效维持火线均匀推进,火驱波及系数扩大了8.74%,采收率提高了6.37%。

关键词：辽河油田高3618区块稠油油藏井间连通性示踪剂火线预测注采参数气窜波及系数

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页岩气勘探与开发技术研究进展

长江大学学报（自科版）（中旬） 2013年第11期10卷 169-172页

作者：胡杰卢艳贾永康王迪辛显康长江大学石油工程学院湖北武汉430100

页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。近年来,随着社会对清洁能源需求的不断扩大、天然气价格的不断上涨、对页岩气藏认识的不断深化,页岩气勘探开发技术正由北美向全球扩展。页... 详细信息

页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。近年来,随着社会对清洁能源需求的不断扩大、天然气价格的不断上涨、对页岩气藏认识的不断深化,页岩气勘探开发技术正由北美向全球扩展。页岩气在非常规天然气中异军突起,成为全球非常规油气资源勘探开发的新亮点,加快页岩气资源勘探开发,已经成为世界页岩气资源大国的共同选择。介绍了页岩气资源的分布状况,从页岩气储层评价和水力压裂技术方面介绍了页岩气开发技术的现状,初步探讨了页岩气开发技术的研究方向。

关键词：页岩气储层评价水力压裂技术