[01665893]各向异性油藏开发的理论、方法及应用

一、 任务来源 本项目选题来源于油田开发中长期存在的共性问题,同时得到国家自然科学基金（51374222）和重大专项（2011ZX05009-004-001）的支持。 二、 应用领域和技术原理 本研究适用于油气田开发工程领域。各向异性油藏是渗透率具有方向性的油藏,包括裂缝各向异性油藏和沉积各向异性油藏。各向异性油藏中流体的流动能力决定于渗透率的大小和方向,渗透率的大小和方向对各向异性油藏的开发过程和开发效果具有决定性影响。本项目专门研究渗透率的方向性对油藏渗流过程与开发效果的影响。 三、 主要成果 本项目在各向异性油藏开发方面取得了一系列具有自主知识产权的理论与技术成果,并通过油田应用得到广泛肯定。主要内容如下： （一） 各向异性油藏地质与渗流特征 1.从实际油藏地质特征出发,明确各向异性油藏的概念、成因和分类; 2.基于张量理论的各向异性渗透率表征方法和广义达西公式; 3.各向异性渗流的根本特征及其影响; 4.各向异性介质油藏渗流数学模型。 （二） 各向异性油藏开发理论 1.渗流介质各向异性与渗流介质空间变形的关系,各向异性油藏与各向同性油藏的转换关系。 2.各向异性介质油藏基本渗流问题。包括各向异性介质有界与无界区域渗流理论,非均质各向异性介质场渗流理论,多重各向异性介质场渗流理论,各向异性介质水平井及多分枝水平井渗流理论等。 3.各向异性油藏直井-水平井井网注水开发理论。包括各向异性油藏直井注水开发井网渗流与开发理论,各向异性油藏水平井注水开发整体井网渗流与开发理论。 （三） 各向异性油藏开发方法 1.各向异性油藏直井注水开发井网定量优化设计方法。 2.各向异性油藏水平井注水开发井网定量优化设计方法。 3.裂缝各向异性油藏渗透率与孔隙度矿场实用测试计算方法。 4.各向异性渗透率实验室测试方法。 5.各向异性油藏数值模拟方法。 （四） 各向异性油藏开发应用 将各向异性油藏开发理论和方法应用于实践,为油田开发提供优化方案和建议。 四、 与国内外同类技术比较。 此前人们对各向异性的影响认识不足,对各向异性油藏渗流规律把握不准,要么沿用传统的油藏工程方法,要么只是对各向异性进行定性分析、凭借经验对各向异性油藏进行开发,使得开发过程表现异常：在同一个注水开发井网单元中,有的采油井见效见水极快,并严重水淹,有的采油井却根本见不到注水效果,产能极低。有时注水井同一注采单元内的油井不见效,相邻单元的油井甚至隔几个单元的油井反而见到效果。由此造成油田的整体开发指标很难控制,开发效益无法保证。 利用本项目研究成果,可以避免各向异性油藏开发过程的异常现象,使得各向异性油藏开发理论、开发方法和实际开发效果达到常规（各向同性）油藏开发水平,从而保证各向异性油藏开发效益。 五、 成果的创造性、先进性。 （一） 研究建立了各向异性油藏开发的基本理论体系。在国内外首次进行了系统的各向异性油藏开发理论研究,创建了用于各向异性油藏开发分析的等价各向同性油藏理论。根据等价各向同性油藏原理,对各向异性油藏直井、水平井和复杂结构井的单井、井组及井网的的开发效果进行分析、预测和评价,从而为各向异性油藏的开发研究和方案设计提供了理论基础。此前国内外没有普遍适用于各向异性油藏开发评价的理论方法。 （二） 建立了一系列的国内外领先的油藏开发研究与设计方法。 1.各向异性渗透率室内测试方法、软件及装置。以各向异性渗流新理论为基础,采用全直径岩心径向流测试,消除了此前国内外小岩心轴向平行渗流测试方法的壁面影响缺陷。大大提高了精度和可靠性。 2.各向异性油藏渗透率和孔隙度矿场测试计算方法（利用测井+生产数据）。此前方法只使用静态数据估测裂缝孔渗参数,没有结合动态生产数据,准确性较差。 3. 各向异性油藏直井注水开发井网设计方法,给出了井排方向定量设计方法和井距排距定量计算公式。此前国内外各向异性油藏布井研究大都限于定性研究,提供的结论和方法缺乏理论基础,且往往针对某个具体油藏进行,结论的普适性不够。 4.各向异性油藏水平井注水开发井网设计方法,给出了井排方向、水平井段方向与渗透率主方向间的定量匹配设计方法,给出了井距、排距、水平段长的定量设计计算公式。此前方法不定量,或不普适。 5. 潜山裂缝油藏复杂结构井立体注水开发应用,考虑各向异性程度和方向进行立体井网注水开发设计。在国内外属首次。 六、 作用意义（直接经济效益和社会意义）。 （一）本项目成果已在辽河、长庆、大港、大庆等油田应用,取得了显著的开发生产效益和经济效益。 （二） 通过本项研究推动和促进了国内外各向异性油藏渗流与开发基础理论的发展,具有广泛和深厚的学术意义。