多因素影响下低渗透气藏动态储量计算新方法

低渗透气藏渗流过程中,受滑脱效应、应力敏感性和启动压力梯度等因素影响,且通过传统流动物质平衡法进行低渗透气藏动态储量计算时需要关井恢复获得地层压力参数.针对低渗透气藏的实际问题,文中运用考虑多因素影响的产能公式与物质平衡方程相结合建立多目标函数的方法,通过遗传算法时井底压力和产气量进行拟合,得到计算低渗透气藏合理动态储量的新方法.研究表明,考虑多因素的影响,新方法计算得到的动态储量值较为准确,将其应用于实际低渗透气藏动态储量的计算,取得了较好的效果.新方法对低渗透气藏动态储量计算具有重要意义.     

考虑启动压力梯度的低渗透气藏不稳定渗流模型

低渗透气藏气体渗流存在启动压力梯度,为准确描述存在启动压力梯度的低渗透气藏的不稳定渗流问题,在前人研究成果的基础上,根据存在启动压力梯度的低速非达西渗流的特点(流体流动边界不断向外扩展),建立了一个考虑启动压力梯度的低渗透气藏非线性渗流数学模型.采用格林函数法与数值逼近法相结合的方式对低渗透气藏的非线性渗流数学模型进行求解,建立了单井控制半径的求解方程,同时制作了计算控制半径的图版,利用该图版可以方便地计算出单井的控制半径.实例计算表明,采用考虑启动压力梯度的不稳定渗流模型能够正确地反映低渗透气藏的渗流机理和开采动态.     

低渗透气藏直井合理井距研究

针对低渗透气藏渗流过程中受启动压力梯度和井间干扰作用影响的问题,结合2口采气井流线场分布特点,运用渗流力学原理,建立流动单元内可驱动面积比、有效渗流半径比、有效压力梯度比及压力梯度与低渗透气藏启动压力梯度之间关系,计算获得低渗透气藏天然能量开发合理生产井距。结果表明,在1个有效渗流单元内,有效渗流半径比越大,则压力梯度比越小,有效面积比越大。将新方法应用于实际区块合理井距计算中,对比区块实际井距,计算准确率达到93%。新方法对低渗透气藏合理井距确定具有重要意义。     

一种低渗透气藏压力动态分析方法

推导和建立了考虑启动压力梯度影响的低渗透气藏产能方程,并用试算法确定了某低渗透气藏产能方程。结合实际情况分析了启动压力梯度对气井压力动态的影响。通过P139井气井生产动态拟合表明.该方法合理可靠。     

应力敏感影响下低渗透气藏水平井产能分析

低渗透气藏不但存在启动压力梯度,而且还存在应力敏感。通过大量调研发现,在对低渗透气藏水平井产能研究中,更多的是考虑启动压力梯度的影响,而没有考虑应力敏感。为此,在前人研究的基础上,根据低渗透气藏水平井渗流特征,将其分为远井区和近井区,按照稳定渗流理论,推导出了同时考虑启动压力梯度和应力敏感影响的低渗透气藏水平井稳定渗流产能公式。在此基础上,进一步讨论了启动压力梯度和应力敏感对低渗透气藏水平井产能的影响。研究结果表明：启动压力梯度、应力敏感对低渗透气藏水平井产能的影响不可忽略;随着启动压力梯度和应力敏感系数的增大,低渗透气藏水平井产能降低,无阻流量减小。     

启动压力梯度和应力敏感效应对低渗透气藏水平井产能的影响

由于低渗透气藏具有低孔、低渗特征,导致其气水渗流特征较为复杂,传统意义上的经典渗流规律不再适用于低渗透气藏。大量实验研究和现场应用证实低渗透气藏中存在渗流的非线性和流态的多变性,流体渗流不仅需要克服启动压力梯度,同时气体渗流还要受制于应力敏感效应影响。由于水平井是开发低渗透气藏最有效的方法之一,目前低渗透气藏水平井产能研究大多局限于传统意义上的经典渗流理论,通常忽略了应力敏感效应和启动压力梯度作用。针对低渗透气藏渗流特征,引入变换方法建立了低渗透气藏水平井产能模型,模型考虑了应力敏感效应和启动压力梯度的影响。并以某低渗透气藏为例,研究了应力敏感效应和启动压力梯度对低渗透气藏水平井产能的影响。结果表明:1)启动压力梯度和压力敏感对水平气井产量影响分别呈线性下降关系和幂函数下降关系;2)压力敏感效应比启动压力梯度对水平气井产量影响更为强烈;3)启动压力梯度达到0.00025 MPa/m,水平气井产量将降低77%;当介质变形系数达到0.15 MPa^-1,水平气井将停产;4)建议低渗透气藏水平井产能预测时必须考虑启动压力梯度和应力敏感效应的影响。     

低渗透气藏水平井产能计算新公式

低渗透气藏由于储层的特殊性,常出现应力敏感、启动压力梯度、高速非达西效应等现象。因此,在低渗透气藏水平井产能分析时,应该考虑这些因素的影响。通过保角变换方法,推导得到同时考虑高速非达西效应、应力敏感和启动压力梯度的低渗透气藏水平井产能新公式。研究结果表明:高速非达西效应、应力敏感、启动压力梯度将使低渗透气藏水平井产量减小;在同一井底压力下,随着应力敏感系数、启动压力梯度的增加,水平井产量降低。该公式对应力敏感性较强的低渗透气藏的开发具有重要的指导意义。     

低渗透气藏压裂井产能公式推导与分析

低渗透气藏一般具有极低的孔隙度和基质渗透率,受滑脱效应和启动压力梯度的影响更为突出。为了更精确地预测低渗透气藏的产能,指导低渗透气藏的合理有效开发,有必要弄清滑脱效应和启动压力梯度对低渗透气井产能的影响大小。针对低渗透气藏特征,基于非达西渗流理论,根据保角交换原理,推导了考虑启动压力梯度、滑脱效应和人工压裂影响的低渗透气井产能方程。分析了不同启动压力梯度和滑脱效应下各流入动态曲线,以及不同的基质渗透率下滑脱效应对气井产能的影响大小。结果表明：随着启动压力梯度的增加,压裂气井产量下降,但下降不明显;随着滑脱系数的增加,压裂气井产量增大;井底流压越低,气井产量随滑脱系数的增加变化越明显;气藏的基质渗透率越低,滑脱效应的变化对气井产能的影响越大。因此,对于特低渗气藏,在低压情况下,滑脱效应的影响不可忽略。     

考虑启动压力梯度和高速非达西效应的低渗透气藏水平井产能

低渗透气藏存在启动压力梯度,对气藏产能存在很大影响。以具有顶、底不渗透边界的低渗透气藏为例,引入儒柯夫斯基变换,推导了考虑启动压力梯度及高速非达西效应的低渗透气藏水平气井产能计算公式,研究了高速非达西效应、启动压力梯度、水平段长度、渗透率各向异性比及偏心距等因素对气井产能的影响。结果表明,启动压力梯度和高速非达西效应的存在都使产能降低;在一定长度范围内,水平段长度越长,产能越大;渗透率各向异性的存在使产能降低;并做出了相应的流入动态关系曲线,为低渗透气藏中水平井合理配产提供了理论参考。     

三项式产能方程中启动压力梯度影响因素分析

在计算低渗透气藏的产能时,如果不考虑启动压力梯度将导致计算结果偏差较大。启动压力梯度受众多因素的影响,为了明确影响因素的主次关系并据此得到较为准确的产能计算结果,特进行三项式产能方程中启动压力梯度影响因素分析。通过正交实验,分析了地层孔隙度、渗透率、地层岩石黏土含量、地层岩石天然裂缝发育程度及气体黏度等因素对三项式产能方程中启动压力梯度的影响。结果表明：随着天然裂缝密度的增加启动压力梯度呈降低趋势;启动压力梯度随着地层黏土含量的增加呈迅速上升趋势;启动压力梯度随着地层孔隙度的增加呈递减趋势;气体黏度对启动压力梯度的影响不具有规律性;启动压力梯度随储层渗透率增加呈递减的趋势。以长岭气田下白垩统登娄库组致密砂岩气藏为例,其启动压力梯度影响因素顺序为：黏土含量、孔隙度、渗透率、天然裂缝密度、气体黏度。该结果为分析低渗透气藏启动压力提供了一种有效手段。     

低渗透产水气藏单井控制储量的计算及产水对储量的影响

低渗透气藏已成为目前我国天然气开发的重点对象,其渗流规律也不同于常规气藏,特别是气井产水以后,存在气、水两相流动,气藏的渗流规律将发生明显的变化,常规的单井控制储量计算方法已不再适合。为此,针对气藏低渗透、产水的特点,重新推导了气井的气、水两相产能方程,并结合物质平衡法,建立了一个改进的适合产水低渗气井控制储量计算的采气曲线法,并用实例进行了验证。结果表明：启动压力梯度及气井产水对控制储量的计算有明显影响;在储量计算公式推导中,水气体积比的引入,能更准确地求取产水气井的储量和表述产水对储量的影响;在考虑产水因素后,求得的天然气储量明显降低,且随产水量的增加,求得的气井控制储量也减少。该研究成果对于提高低渗透产水气藏单井控制储量的计算精度具有重要参考价值。     

渗透率对低渗气藏单井控制储量的影响

在低渗气田开发中,单井控制储量的计算是一个不可缺少的部分,关系着对气藏的客观综合评价、开发方案的设计和调整.控制储量的大小往往受到储层物性及流体性质的影响,而气体的有效渗透率又是一个与储层物性及流体性质相关的参数,并且实验已证实低渗透气藏也存在的启动压力,且梯度值也与气体有效渗透率相关.所以,探讨渗透率与气井的控制储量之间有何影响是必须的.为此,通过建立考虑启动压力梯度的产能方程来计算低渗气藏单井控制储量,并分析了渗透率的变化对低渗气井控制储量的影响,最后通过实例加以论证.     

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对于低渗透气藏，压力变化引起的介质变形导致储层孔隙度、渗透率变化明显，对气藏开发动态有较大的影响，并且低渗透气藏的流—固耦合效应较中高渗透率气藏强得多。因此，在低渗透气藏模拟中考虑流—固耦合效应可以合理地预测气藏开发动态。此外，由于低渗透气藏渗流机制的特殊性，其渗流曲线偏离达西定律，且存在启动压力梯度，造成低渗气藏的耦合模拟更加复杂。文章基于对低渗透气藏储层特征及渗流机理的认识，将渗流力学和弹塑性力学相结合，建立了低渗透气藏流—固耦合渗流数学模型、数值模型和模拟模型，并利用该模型对四川某低渗气藏开发过程中储层参数、开发指标的变化进行了模拟计算，还比较了考虑介质变形的耦合模型和不考虑介质变形的刚性模型的计算结果。     

流动物质平衡法计算低渗透气藏单井动态储量

气井动态储量的确定是单井合理配产和开发方案制订的重要依据,但对低渗透气藏,由于地层的低渗透性及强非均质性特征,很难准确计算出气井的动态储量。针对此问题,结合低渗透气藏单井的动态生产数据,统计分析了大量气井生产指示曲线,将其划分为3种类型,即标准型、波动型、分段型,并描述了不同类型气井生产指示曲线的表现特征及形成的原因,最终提出了正确利用流动物质平衡法计算气井动态储量的方法。实例分析表明,利用流动物质平衡法计算低渗透气藏单井动态储量所需数据量少,计算结果合理、可信,可为低渗透气藏单井动态储量的确定起到一定的指导作用。     

基于物质平衡法确定超高压气藏动态储量的新方法

超高压气藏开发初期岩石压缩系数变化大,而目前超高压气藏物质平衡方程中却将岩石压缩系数取作常数,给动态储量计算带来了较大误差。利用超高压气藏岩石压缩系数的实验成果,建立了考虑压缩系数连续变化的超高压气藏物质平衡方程,并对方程进行线性化求解,提出了计算超高压气藏动态储量的新方法。应用结果表明：超高压气藏岩石压缩系数值对储量的计算结果影响非常大,对于四川盆地河坝超高压气藏,用岩石压缩系数取常数的物质平衡方法计算的储量值偏小13%~34%。因此,超高压气藏物质平衡方程必须考虑岩石压缩系数连续变化的特点,才能使动态储量计算结果更符合实际。     

低渗透气藏非达西渗流三项式产能方程的建立

低渗透气藏由于存在启动压力梯度,气体的渗流不再符合达西定律。考虑启动压力梯度影响,从气体多孔介质渗流力学理论出发,基于低渗透气藏非达西低速稳定渗流微分方程,建立了考虑启动压力梯度影响的低渗透气藏三项式产能方程,并提出了求解方法。通过某气藏的实际资料计算结果表明提出的方法切实可行,计算结果可靠。     

启动压力梯度影响下低渗透气藏水平井产能模型的建立

将气藏中的流动区域分为达西流动区域和非达西流动区域2部分,气藏水平井湍流只发生在水平井附近短半轴小于10个井半径的旋转椭球体内,而达西流动存在于此椭球体外。借助前期水平井研究成果,考虑启动压力梯度对低渗透气藏中气井产能的影响,推导出低渗透气藏水平井新型产能模型。新模型考虑了启动压力梯度对水平井产能的影响,对水平井产能预测研究有重要意义。     

正确应用压降法确定低渗透气藏的储量

在低渗透气藏开发过程中,一方面,天然气渗流遵循“先高后低”,“先好后差”的这种“循序渐进”的自然渗流规律,另一方面,人为关井恢复测压时间短,所测试的当前地层压力值偏低（未稳定）,从而造成笼统地应用压降法计算的气藏地质储量误差较大,开发初期计算结果与后期相比偏小许多,本文在讨论压降法计片气藏地质储量的理论和原理的基础上,研究了低渗透气藏天然气的流量特征,结合实例计算,分析了低渗透气藏压降储量曲线的特点,认识到按照普通气藏压降储量计算方法并不适合低渗透气藏,从而提出了正确应用压降法确定低渗透气藏地质储量的新手段,进一步完善了压降法计算气藏地质储量的理论,尤其对落实低渗透气藏动态储量起到重要作用。     

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低渗透气藏、尤其是碳酸盐岩低渗透气藏，其储集层纵横向变化大，孔隙结构复杂，非均质性强，这就决定了在气藏开发早期很难用传统的动态法来计算气藏储量。为此，作者提出一种利用早期压力恢复资料计算低渗透气藏多井系统储量的方法。此方法是根据矿场不稳定试井的压差曲线法求得单井控制储量及储量丰度，并作出气藏储量丰度等值线图，然后根据面积积分求得储量。通过在磨溪雷一＾１气藏的应用，表明用此法计算的储量与气藏评价方案     

一个新的低渗透气藏气井产能预测公式

低渗透气藏普遍具有低孔、低渗、高含水饱和度的特点，因而往往具有较高的启动压力梯度。目前，在进行低渗透气井产能预测时，多采用常规气藏的产能预测公式，启动压力梯度被忽略，导致预测结果与生产实际存在较大误差。通过大量文献的调研，确认低渗透气藏中启动压力梯度确实存在，并且已逐渐成为产能预测中一个不容忽视的重要影响因素。为此，文章基于对低渗透气藏渗流机理的分析和研究，利用Forchheimer由实验提出的描述气体渗流的压降二次方程，同时考虑启动压力梯度的影响，推导出了适合低渗透气藏的气井产能预测公式，并对其进行了实例计算分析，认为低渗透气藏产能预测中必须考虑启动压力梯度的影响，得到了进行产能预测时一些必要参数的获取方法。