柴达木盆地多层边水疏松砂岩气藏开采实验

以柴达木盆地第四系疏松砂岩气藏为研究对象,根据气藏纵向多层强非均质、边水活跃等特征,建立多层边水水侵气藏开采物理模拟实验方法。选用气藏天然岩心进行“串并联”组合构建实验模型再现气藏多层地质特征,通过室内仿真模拟气藏衰竭开采全过程,实现气藏无水侵、水侵无绕流和水侵绕流3种情景下一井四层合采生产模拟研究。可视化监测恒压边水水体沿不同渗透率储层水侵过程,分析了气井配产大小对水侵路径及水侵前缘推进速度的影响,明确了边水非均匀水侵发生后对气藏产能、采收率以及残余气赋存特征的影响,揭示了该类气藏边水沿高渗层非均匀突进和水封气形成的机理,为该类气田制定合理控水开发措施提供依据。     

考虑水侵影响的礁滩气藏动态储量预测模型

礁滩气藏储层非均质性强,气水关系复杂,受水侵影响严重,常用动态储量计算方法无法解决储量的准确预测问题。结合礁滩气藏的地质特点,讨论了水侵礁滩气藏动态储量的影响因素,在稳定水侵和非稳定水侵识别的基础上,分析了气藏的水侵动态,基于水侵量和水侵系数2个重要水侵动态特征参数的研究,建立了水侵礁滩气藏动态储量预测模型,并针对平面径向流、直线流、半球形流等3种水侵模型,采用Laplace算法,对系统不同时间的水侵量进行了计算,进而求解出水侵气藏动态储量。实例计算结果表明,与其他方法相比,新模型可准确预测礁滩气藏动态储量,指导礁滩气藏的开发。     

含边底水气藏的水侵量计算方法

在开发含边底水气藏的过程中,随着气体的采出,气藏压力逐渐降低,边底水会侵入气藏。在水侵初期阶段,由于水驱前缘距离井底较远,若水体分布较均匀,水驱前缘会较稳定驱进,此时水体的驱动作用补充了气藏的能量,使气藏的平均压力下降变缓,维持了气井的产气量。当气藏进入水侵中后期阶段,气井迅速水淹,井筒积液将严重影响产气。因此,分析气井的水侵动态,获得水侵发生的时间、水体规模以及各时间的水侵量对于开发含边底水气藏具有重要的意义。通过水驱气藏物质平衡方程与拟稳态水侵方程的结合进行迭代求解,运用C#编程语言,最终可根据气井生产数据拟合确定气藏动态储量、水体规模以及各时间的水侵速度、累计水侵量等参数。通过建立的气藏数值模拟机理模型,验证了本文方法的可靠性、矿场适用性以及获得结果的迅速性,本文方法计算结果误差较小,数值模拟结果直观展示了水侵量评价的正确性。     

裂缝型底水气藏水侵动态分析方法

对有水气藏水侵动态和储量核实的研究是气藏开发动态分析的基础工作,而针对裂缝型底水气藏相关分析方法的研究还较少,如何利用底水气藏的开发动态数据来研究水体性质及水侵动态,对底水气藏的开发后期实施有针对性的排水采气措施具有重要的实际意义。在参照底水气藏数学模型的基础上,结合针对边水气藏的AIF模型,运用水体影响函数理论,建立了底水驱AIF和压力动态分析模型,得到水体影响下的裂缝型底水气藏水侵动态分析方法,并引入非线性最优化法以获得气藏的水侵动态。利用VisualBasic语言编制气藏水侵动态分析程序,并依据一个实际典型裂缝型底水气藏——川南威远气田的生产数据进行了水侵动态验证分析。实例研究结果表明,该方法可以较为准确获得裂缝型底水气藏动态储量、水体性质和水侵动态,是裂缝型底水气藏水侵动态分析的好方法。     

子洲气田边水气藏合理开发对策研究

分析某地区地质特征的基础上建立了边水气藏单井概念模型,采用数值模拟方法研究不同大小水体情况下气井距边水的距离、气井不同生产制度和不同水气比对水侵时间和稳产时间的影响,通过研究,得出气井距边水的极限距离和合理的生产制度,从而提高气藏采收率,为同种类型的边水气藏开发提供研究思路。     

考虑储层倾角和水侵的边水气藏见水时间预测研究

目前的边水气藏见水时间预测都忽略储层倾角及水侵对水运移的影响,只考虑水质点舌进,故造成预测的见水时间与实际见水时间有较大差异。为了更准确地预测气井见水时间,基于物质平衡方程及多孔介质流体渗流理论,同时考虑储层倾角及水侵的影响,以质点流动驱动压力和沿倾角方向的重力为依据,将储层水的运移分为水侵阶段和舌进阶段,建立了带倾角边水气藏见水时间预测模型。利用该模型分析了储层倾角及水侵对见水时间的影响,结果发现:水侵速度与水侵时间呈反比;舌进时间随储层倾角增大先增长后缩短,两者之间呈复杂非线性关系。实例应用表明,利用新建模型预测的见水时间与实际见水时间更加接近,表明预测边水气藏见水时间时应该考虑储层倾角和水侵的影响。该预测模型为深入研究带倾角气藏边水推进机理、预测见水时间提供了理论依据,对边水气藏的开发管理具有指导意义。      

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以威远气田震旦系气藏为例，利用锥进模型对裂缝性底水气藏气井水侵动态进行了模拟研究；通过对基质渗透率、裂缝大小及分布、井底隔层、采气速度、气井打开程度和水体大小等多种参数进行敏感性分析，得到沿裂缝水窜是该类气藏的主要水侵特征；并根据气井不同水侵特征归纳出４种主要的水侵模式，即水锥型、纵窜型、横侵型和复合型；分析了各种水侵模式的动态特征和地质基础，为改善裂缝性底水气藏开发效果提供了理论依据；得出的结论与气藏实际符合，可作为有效治理底水气藏水患的理论依据。     

根据水区压力变化特征辨识高含硫边水气藏水侵规律

高含硫气藏产地层水严重影响生产,其安全清洁开发要求准确掌握水侵规律。储层非均质性强的边水气藏通常在某些方向水侵强度更大,表现出局部活跃水侵特征。经典水驱物质平衡分析方法基于全气藏平均地层压力进行计算分析,对局部水侵动态敏感性弱,早期研判和预测这类水侵影响较困难。为此,以水侵通道上水区观察井压力变化分析为重点,研究形成了诊断水侵特征、估算气藏开发全过程潜在水侵量大小的方法。与过去利用靠近水侵前缘的生产气井压力恢复数据分析局部水侵特征方法比较,围绕观察井录取动态资料作分析对气藏生产影响小且测压数据几乎不受生产制度变化的干扰。结论认为,多种方法配合能深入认识水侵规律,增强气藏开发治水提高采收率的针对性。     

塔里木盆地克深2气藏断层、裂缝、基质“三重介质”渗流及开发机理

克深2气藏属于典型的裂缝性低孔砂岩有水气藏,储层基质物性差,裂缝发育。研究发现,根据传统认识建立的双重介质模型计算的气藏压力传播速度慢、气井见水时间晚,渗流特征与实际存在较大差异。为此,结合当前各种静、动态资料,利用数值试井方法对气藏不稳定试井资料进行了系统分析,在此基础上建立数值模拟机理模型,对该气藏井组干扰试井的压力传播时间、干扰曲线特征以及气井水侵特征都进行了深入研究。结果表明,克深2气藏表现为断层、裂缝、基质“三重介质”的渗流特征,断层是气藏压力传播和水侵的高速通道。边水推进过程中,沿断层的水侵速度明显快于似均质裂缝储层,导致气井快速见水。研究提出的断层、裂缝、基质“三重介质”新渗流模式下的气藏渗流特征与实际情况高度吻合。机理研究表明：保持较低的开采速度,降低边部气井产量,同时优先对中、边部井间有断层的边部见水井进行带水或排水,可有效延缓边水沿断层向气藏中部的侵入速度,提高气藏的最终采收率。     

呼图壁气田地层水分布及水侵模式

呼图壁气田是存在边底水的贫凝析气藏,目前开发进入稳产后期,部分气井开始见水,但地层水的分布及规模尚不清楚,这对气田的持续开发不利。通过背斜构造、断层和储集层非均质性等地质因素对地层水的分布进行了分析,对水侵特征进行了总结,认为气藏水侵具有差异性,各气井见水具一定的时间和空间顺序,水体总体由西向东向气区范围推进。结合各气井的水侵特征,将气藏水侵分为边水横侵型、底水锥进型、底水纵窜型和边底水横侵型等4种主要模式。     

裂缝水窜型出水气井的治水方法研究

当前,四川气田的出水气藏和气井正呈不断增多的趋势,对现场生产和气藏开发开采效果的影响也越来越大,故采取符合气藏地质特点的防水治水措施是十分重要的。对水侵的各种防治方法进行了总结和综述,用动态分析的数值模拟等手段,对实际气藏（气井）在不同措施下的防水治水效果进行了计算和对比分析,针对裂缝水窜型出水气井,提出采用水井排水泄压的“排水采气”措施,可以有效地控制边水恶性水侵,恢复和提高气井产量,提高气藏采收率。同时指出：气藏水体也是气藏整体能量的组成部分,排水量过大,可能导致地层能量消耗过度,从而影响气藏的稳产年限和最终采收率,故应确定合理的排水量     

考虑水侵的异常高压气藏流动物质平衡

异常高压气藏开发早期难以及时评价水侵量大小,会导致对气藏水体能量认识滞后和开发技术对策不清等一系列问题。文中通过对气井产水后产能方程修正,并与异常高压气藏产能方程和物质平衡方程联合求解,建立了考虑水侵的异常高压气藏流动物质平衡理论,且将气井生产划分为未水侵阶段、水侵早期以及产水阶段,绘制流动物质平衡法水侵诊断图,提出通过拟合未水侵阶段的水侵动态诊断点,对水侵早期以及产水阶段的水侵量进行定量评价,使得压力测试资料短缺不再成为水侵量计算的瓶颈。该方法已在国内安岳气田磨溪区块龙王庙组气藏进行了应用,应用结果符合气藏地质特征和生产动态认识,验证了其可靠性。     

低渗碳酸盐岩气藏产水动态规律及开发对策研究--以磨溪气田雷-1气藏为例

识别低渗碳酸盐岩边底水气藏产水动态规律,为该类气藏有效控水防水提供依据,以四川盆地川中地区磨溪气田雷一¹气藏为例,开展低渗碳酸盐岩气藏产水动态规律研究。结果表明:气藏产水主要由孔隙可动水、局部封存水和边水构成,其中局部封存水对气藏影响较小。气井生产普遍受到孔隙可动水的影响,几乎没有无水采气期,生产中水气比逐渐增大。气藏中区、东区边翼部位气井受到边水侵入影响。气藏边水沿层均匀侵入,气井距气水界面距离不同,水侵特征也不同。气井距气水界面越近,气井水侵特征出现的越早,水侵越活跃。根据不同产水类型的气井,针对性的提出了控水开发对策。     

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对有水气藏的储量核实和开发动态分析，水侵动态的研究是必须的基础工作，如何利用气藏开发早期的试采数据来研究水体的性质及早期水侵动态，对有水气藏的开发中实施早期控水措施具有重要的实际意义。在Coats模型的基础上，文章研究了非连续气水界面和气藏非连续测压情况下的AIF模型，证明了该条件下水体影响函数的特征值存在不全为零的情况，在改进的AIF模型基础上，获得水侵动态分析的最优化问题并给出了相应的解法，该方法比LP方法具有明显的改进。实例研究表明，该方法不仅可以准确获得非均质气藏水体性质和水侵动态，而且可正确反应由于断层切割形成的较小的局部封存水体的性质及水侵动态，并首次指出了其水体影响函数为抛物线性型。     

考虑封闭气的水驱气藏物质平衡方程

针对现有水侵模型均为理论推导所得,假设条件多,实际应用效果不理想的现状,通过对定容封闭气藏衰竭开采及水驱气藏定量开采的物理模拟试验,研究了气藏开发过程中的物质平衡和水侵规律。定容封闭气藏衰竭开采模拟试验表明,压力与累计产气量呈线性关系,与理论公式完全吻合,可见模拟试验系统能够模拟实际气藏的开发。水驱气藏模拟试验结果代入物质平衡方程,计算等式两端的结果有所差别,且随着水侵量的增加,这种差别越来越显著,原因在于水驱气藏物质平衡方程未能考虑水体侵入对气藏形成圈闭产生封闭气所带来的影响。通过分析试验数据,在原有水驱气藏物质平衡方程中添加一修正项(即考虑水体侵入产生封闭气的影响),再次代入试验数据,物质平衡方程等式两边比较吻合,可见添加修正项后的物质平衡方程可以有效描述水体侵入对气藏产生封闭气的程度,对水驱气藏水侵量计算和开发动态预测有重要的意义,使物质平衡方程进一步得到完善。      

裂缝性边水气藏水侵机理及治水对策实验

针对裂缝性边水气藏主要治水措施建立了物理模拟方法并开展实验,系统测试了气藏内部动态压降剖面,对比分析了不同水体、不同治水措施下气藏开采动态及储量动用规律。结果表明：①水体能量不同时,相同的控气排水措施将导致完全不同的实际效果：30倍水体时,采收率可提高10.8%,而无限大水体时采收率反而降低15.6%。生产参数和动态压降剖面揭示无限大水体时,过分控制生产压差不仅难以减缓水侵,相反还会导致采速降低,延长水侵时间,加剧水侵对开发影响。②多井协同排水采气治水效果显著,裂缝性储层中的水会在自身弹性能和剩余气驱动下大量排出,大幅提升气相渗流能力,促使封闭气重新产出,采收率可再提高约10%~30%。水侵影响越严重的气藏,采取排水采气措施越早治水效果越好。③裂缝贯通水体和气井时,地层水主要沿裂缝向气井侵入,外围基质区含水饱和度增量低于5%,压降剖面显示基质区仍有大量封闭剩余气,这些未动用储量是后期开展排水采气等增产措施的重要物质基础。     

底水丘滩体储集层特征及开发对策

碳酸盐岩底水气藏储集层复杂多样,储集层中裂缝发育,导致气井出水,气藏开发效果差。以土库曼斯坦阿姆河盆地BTU碳酸盐岩气田为例,通过分析研究区地质特征,明确了裂缝发育特征,揭示了气井高产的有利因素。基于水体能量评估结果和储集层物性特征,细分丘滩体水侵储集层类型,评估不同类型气藏水侵风险。分析不同类型气井生产动态,总结气井出水动态特征和产量递减规律,结合国内外控水采气经验,从而提出不同水侵特征类型储集层高效开发对策。     

边水气藏水侵特征识别及机理初探

对于有水气藏,正确认识地层水活动规律是非常重要的。为了正确判断边水气藏水侵特征，文章对一些边水气藏出水气井生产动态数据及其产层的物性参数进行了统计和对比，研究了不同气井动、静特征的共性和差异，借助数学表达式对气井出水变化规律进行了描述，并根据数学表达式将出水类型分为线形型、二次方型及多次方型等３类。分析了３种出水类型与储层物性之间的因果关系，提出气井出水特征是井区储层物性展布特征的反映。在假设井区为正方形含气区域、１口生产井位于区域内偏向水侵方向一侧、井与水侵边之间有一相对高渗透带连通的基本模式下，研究了水侵机理，提出了边水气藏水侵特征分类及识别图版。通过实际出水气井生产史拟合检验，所提出的分析方法和识别图版是行之有效的，有助于正确地定量认识边水气藏地层水活动规律，为实际生产管理中制定相应的治水措施提供了一种有利的分析手段。     

孔滩气田茅口组气藏孔6裂缝系统水侵探讨

孔滩气田茅口组气藏由于早期不均衡开采,导致气井水淹停产,降低了气藏的采收率。为了寻求合理的治水措施挖掘气藏剩余储量,以孔6裂缝系统为例,计算并分析了水侵量、水体能量、水体强度、产水特征、水侵动态与途径,得出了孔6裂缝系统外部水体为底水,并且为有限封闭水域,地层水是以底水锥进的方式侵入气藏,给出了系统下一步排水合理化建议。以上研究成果完善了水侵理论,为气藏水侵治理提供了参考依据。     

低渗透底水气藏水侵动态模拟实验及其对采收率的影响

水侵是底水气藏衰竭开发的常态,而水侵对于气藏开发动态有何影响,又如何影响采收率是气藏开发关注的重点和难点。根据气藏构造及底水水侵特征,设计出入口之间多测压点的实验流程,运用带有多个测压点的长岩样模拟低渗透底水气藏衰竭开发动态过程,研究均质和纵向非均质底水气藏的水侵动态、规律及其对采收率的影响。研究结果表明：(1)均质气藏衰竭开发过程中底水侵入动态受储层渗透率影响明显,渗透率在0.1 mD左右或更致密时,底水侵入非常缓慢,水体能量补充有效性不足,废弃压力决定于渗透率,对采收率影响不大;相反,渗透率越高,水侵越快,水体能量有效性强,见水越早,废弃压力越高,采收率明显降低。(2)纵向非均质底水气藏的水侵动态受控于不同渗透率储层的叠置模式,致密储层接近于底水可有效延缓水侵速度,降低废弃压力,提高采收率;相反,水侵速度加快,废弃压力高,采收率低。结论认为,运用物质平衡方程导出的底水气藏采收率计算模型可以准确拟合岩样的开发动态特征与采收率,气藏开发实例证明了采收率模型对于底水气藏水侵开发动态及采收率预测的有效性。