非线性渗流下低渗气藏压裂井产能评价

气体渗流受启动压力梯度、滑脱效应和应力敏感等多个因素影响,以前的研究没有综合考虑以上因素。针对低渗气藏渗流特征,根据气井压裂后气体渗流规律的变化,基于稳定渗流理论,建立了综合考虑启动压力梯度、滑脱效应和应力敏感等因素的低渗气藏有限导流垂直裂缝井产能预测模型,并利用该模型分析了启动压力梯度、滑脱效应、渗透率变形系数、地层污染等对低渗气藏压裂井产能的影响。研究表明:随着启动压力梯度和应力敏感的增大,气井产能呈近线性下降趋势,其中应力敏感的影响程度更大;随滑脱效应的增大,气井产能呈近线性上升趋势;在低渗气藏压裂参数设计中,增加裂缝长度比增加裂缝导流能力更重要,一定裂缝长度下存在一个最佳的裂缝导流能力;污染带半径增大和污染带渗透率降低都可使气井产能下降,下降幅度随着污染带半径增大和污染带渗透率降低而增大。      

低渗透气藏垂直裂缝井产能计算

低渗透气藏储层往往存在着渗透率应力敏感性,且地层中气体流动时具有启动压力梯度。考虑以上因素对气井产能的影响,根据扰动椭圆的概念和等价的发展矩形的思想,推导出适合低渗透气藏的气井压裂后产能预测公式,绘制并分析了产能理论曲线。研究表明,渗透率模数、拟启动压力梯度以及裂缝的长度均对气井产能有较大影响。该研究结果对低渗气藏垂直裂缝井合理产能的求取具有较好的指导意义。     

低渗气藏水平裂缝井产能特征研究

针对低渗气藏经压裂后形成水平裂缝,基于稳定流理论,利用等值渗流阻力法,推导建立了气井压裂后产生水平裂缝条件下,综合考虑启动压力梯度、滑脱效应、应力敏感共同影响下低渗气藏有限导流水平裂缝井产能预测模型,通过实例分析其产能特征。研究结果表明:启动压力梯度和应力敏感使气井产能下降,且启动压力梯度和应力敏感系数越大,气井产能下降幅度越大,而滑脱效应使气井产能增大,且滑脱因子越大,气井产能增加幅度越大;在一定的裂缝导流能力下,水平裂缝的长度对气井压裂后产能影响呈上升趋势,而在一定水平裂缝的长度下,裂缝导流能力中存在一个最佳值,且增加水平裂缝的长度比增加裂缝导流能力更易实现;在高流压阶段,启动压力梯度对气井产能影响显著;而在低流压阶段,应力敏感效应对气井产能影响更大。     

压力敏感复合气藏气井产能分析

针对应力敏感气藏的特征,推导建立了气井产能预测模型,包括远井区考虑压力敏感和启动压力梯度的气井产能方程以及近井区考虑应力敏感的气井非达西渗流产能方程。计算结果表明：启动压力梯度和高速非达西效应使气井产能下降,且随着启动压力梯度的增大,气井产能不断的降低;激活区和未激活区渗透率变形系数都对气井产能有很大的影响,随着渗透率变形系数的增加,气井产能不断降低;在高压阶段,启动压力梯度对气井产能的影响显著;而在低压阶段,压力敏感引起的应力污染更严重,对气井产能的影响更大。     

考虑非达西效应的低渗气藏水平裂缝井产能特征研究

针对低渗气藏经压裂后形成水平裂缝,考虑地层条件下的气体PVT参数变化,基于稳定流理论,推导出气井压裂后产生水平裂缝条件下,推导建立了考虑启动压力梯度、滑脱效应、应力敏感共同影响下低渗气藏有限导流水平裂缝井产能预测模型,通过实例分析各因素对产能产能特征的影响。研究结果表明:启动压力梯度和应力敏感使气井产能下降,且启动压力梯度和应力敏感系数越大,气井产能下降幅度越大,而滑脱效应使气井产能增大,且滑脱因子越大,气井产能增加幅度越大;在高流压阶段,启动压力梯度对气井产能影响显著,而在低流压阶段,对气井产能影响更大;气井产能随裂缝半长的增加而增加,而增加幅度随裂缝半长的增加而减小,且在一定裂缝长度下,裂缝导流能力存在一个最佳值。     

非线性渗流地层水平气井二项式产能方程

水平井是开发低渗透气藏最有效的方法之一,而低渗透气藏存在着启动压力梯度效应以及高速非达西渗流时的紊流效应。通过建立和求解包含水平气井井身结构参数、近井区高速非达西渗流条件下气体紊流因素以及启动压力梯度效应的水平气井渗流模型,推导出描述水平气井产能的二项式产能方程。在此基础上,依据理论推导和计算,对水平气井和直井的产能进行对比,研究启动压力梯度以及非达西渗流对水平气井产能的影响。结果表明启动压力梯度对水平气井产量影响呈一线性下降关系,非达西流动引起水平气井产能的降低,并且非达西流动对水平井的影响小于对直井的影响。     

低渗透气藏压裂井三项式产能方程分析

压裂是低渗气藏开发常用的一种方式,气井压后渗流规律发生变化,气井产能将受到裂缝参数的影响,同时低渗气藏普遍具有低孔、低渗的特征,气体在储层中渗流时存在启动压力,而目前关于压裂气井产能研究主要是侧重于考虑裂缝参数的影响,公式较为复杂,不便于处理测试资料,且大多忽略了启动压力梯度。为此,基于气井压后渗流特征,推导了考虑启动压力梯度影响的低渗透气藏压裂气井三项式产能方程,给出了处理测试资料的方法,并分析了压裂裂缝参数、启动压力梯度对产能的影响,为气井压裂工艺设计时参数的合理选取以及气井压后的合理配产提供了依据。     

低渗透气藏压裂井产能分析

基于低渗透气藏渗透率随拟压力呈指数函数规律的基础，考虑拟启动压力梯度存在的影响，根据扰动椭圆概念和等价发展矩形思想，研究了垂直裂缝井的产能计算方法，绘制并分析了产能理论曲线。研究结果表明，渗透率模数、拟启动压力梯度以及裂缝的长度均对压裂井产能产生影响。渗透率模数和拟启动压力梯度越大，裂缝越短，气井产能越小。     

深层火山岩气藏压裂直井复合渗流产能模型

为准确表征深层火山岩气藏压裂气井产能,在稳定渗流理论基础上,分别考虑压裂直井裂缝内外不同的非线性渗流特征,建立了压裂直井复合渗流产能预测模型。研究表明,启动压力梯度、高速非达西和应力敏感作用是影响产能的主要因素,滑脱效应影响程度有限,随着生产压差的增大,启动压力梯度对产能影响程度不断减小,高速非达西和应力敏感对产能影响程度不断增加。典型实例计算表明,该模型计算无阻流量与实际无阻流量误差为6%,满足应用要求。     

考虑裂缝非达西渗流时气井压裂优化设计方法研究

气井压裂产生的垂直裂缝中存在非达西渗流,渗流阻力显著增大,产能明显降低。在建立考虑了非达西渗流的裂缝有效渗透率计算模型基础上,建立了气井产能计算新模型,改进了基于支撑剂数的压裂气井优化设计方法。计算表明,裂缝中存在非达西渗流时,裂缝有效渗透率大幅度减小,设计所得最优缝长明显缩短,缝宽明显增加,压裂气井产能显著降低。气井压裂设计时,以考虑非达西渗流的气井产能为基础,可以更准确的得到最优压裂设计参数,从而更好地指导现场压裂施工。     

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。     

考虑水锁损害的致密砂岩气藏产能分析

致密砂岩气藏在钻井、完井和储层改造过程中容易受到水锁损害,影响气井产能。基于对流扩散模型,分析了液相侵入深度随时间的变化。基于Forchheimer渗流方程,建立了考虑水锁损害的致密砂岩气藏直井二项式稳态产能模型。分析了紊流效应、启动压力梯度、渗透率应力敏感和水锁损害范围及其程度对气井产能的影响。结果表明水锁损害造成液相侵入区气相渗透率减小,导致井周压降梯度和启动压力梯度显著增加。水锁损害造成的产气量降低远大于非达西效应、启动压力和应力敏感的影响。液相侵入初期造成的气井产量降低最为明显,随液相侵入深度的增加,产气量先急剧降低,然后趋于平缓。水锁损害范围和损害程度越大,气井产量降低越多。     

高含硫裂缝性气藏储层伤害数学模型

在高含硫裂缝性气藏气体开采过程中,地层压力不断降低,导致硫微粒在气相中的溶解度逐渐减小,在达到临界饱和态后从气相中析出,并在储层孔隙及喉道中运移、沉积,导致地层孔隙度和渗透率降低。地层压力的降低导致裂缝逐渐闭合,也会导致地层孔隙度和渗透率的降低,从而影响气井的产能和经济效益,严重时可导致气井停产。针对高含硫裂缝性气藏复杂渗流特征,基于空气动力学气固理论描述硫微粒在多孔介质中的运移和沉积,建立了一个全新的、能够综合描述多孔介质中硫微粒的析出、运移、沉积、堵塞以及应力敏感的高含硫裂缝性气藏储层伤害数学模型,并以L7井为例进行了实例分析。研究结果表明：在定产量生产条件下,硫沉积对气井生产动态的影响主要表现为气井的稳产时间缩短及气井产量在递减期内的递减速度加快。     

影响低渗气藏酸压气井产能的因素

气井酸压时酸液会酸蚀裂缝壁面而形成蚓孔区,根据其对气体渗流产生的影响,将气藏中的流动划分为3个区域:裂缝区域外的径向流区、蚓孔区及裂缝内的单向流区。引入拉梅系数以及拟压力,推导建立了同时考虑启动压力梯度、滑脱效应、应力敏感和地层污染等因素的低渗气藏有限导流垂直酸压裂缝井产能预测模型,并利用它分析了各敏感因素对酸压气井产能的影响。结果表明,PVT参数变化对气井产能的影响不可忽略,随着井底流压的降低以及启动压力梯度的减小,PVT参数的变化对气井产能的影响变大;随着应力敏感、滑脱效应、蚓孔长度以及蚓孔区渗透率的变化,PVT参数的变化对气井产能的影响幅度基本不变。     

双孔双渗火山岩气藏裸眼压裂水平井产能预测方法

基于火山岩气藏双孔双渗储集层压裂水平井渗流的特殊性,引入新的拟压力函数,以等值渗流阻力法及叠加原理为基础,综合考虑气体滑脱效应、启动压力梯度、应力敏感效应及裂缝内紊流效应的影响,构建了火山岩气藏裸眼水平井压裂多条横向裂缝时的产能预测方法。结果表明:气井全生命周期中,启动压力梯度对气井产能影响最大,其次是应力敏感效应、紊流效应,滑脱效应影响最小,应力敏感效应较强的气藏,应减小气井生产压差;随着裂缝半长增加,气井产量增大;随裂缝条数增多,产量增加幅度减缓,存在一个最优裂缝条数;裂缝导流能力变化对气井产量影响最明显,导流能力越大,气井累计产量越高,裂缝导流能力增加到一定程度时,气井产量随着导流能力增加幅度减小,不同类型储层集对应不同的最优裂缝导流能力。图6参15     

一种新型气井产能方程的研究

针对气体在地层压力较高或低渗透率气藏中渗流时表现出显著的渗透率应力敏感性,以及气藏渗流时受到启动压力梯度和滑脱效应影响的问题,从气藏非达西渗流方程出发,建立了考虑启动压力梯度、滑脱效应和渗透率应力敏感气井产能方程,介绍了该方程系数的计算方法,并通过某气藏实例分析讨论了启动压力梯度、滑脱效应、渗透率应力敏感三因素分别对气井产能计算的影响。研究结果表明:考虑渗透率应力敏感、启动压力梯度后,气井产量表现为减小趋势,且启动压力梯度对产能的影响小于渗透率应力敏感的影响;考虑滑脱效应后,气井产量表现为增大趋势;综合考虑启动压力梯度、渗透率应力敏感和滑脱效应预测的气井绝对无阻流量值,比渗透率为常数且不存在启动压力梯度时预测的结果低。该研究对深入了解应力敏感气藏的产能及预测其开发动态具有一定的实际意义。     

火山岩气藏压裂水平井产能预测新方法

火山岩气藏发育多尺度孔、洞、缝介质,压裂水平井投产具有多重介质接力排供气与非线性渗流的特征。引入新的拟压力函数,以等值渗流阻力法及叠加原理为基础,综合考虑气体滑脱效应、启动压力梯度、应力敏感效应及裂缝内紊流效应,构建了火山岩气藏水平井压裂多条横向裂缝相互干扰的产能预测新方法。结果表明：在气井生产过程中,近井筒附近,裂缝内需考虑紊流效应影响,启动压力梯度对气井产能影响最大,其次是应力敏感效应与紊流效应,滑脱效应影响最小|随着水平井段长度减小,裂缝条数增加,裂缝间干扰越严重,水平井段长度与裂缝条数存在一最佳匹配关系|随着裂缝半长增加,气井产量增大|裂缝导流能力变化对气井产量影响最明显,导流能力越大,气井累计产量越高,裂缝导流能力增加到一定程度时,气井产量随着导流能力增加幅度减小。     

高含硫气井酸压改造必要性探讨

水力压裂技术和酸化技术是目前改造低渗透油气储层的主要手段,对于高含硫气井,是否需要酸化压裂进行储层改造在理论上还有待深入研究.为此,基于不同渗透率的碳酸盐岩心硫沉积渗透率伤害实验,对于酸压作业井和无酸压作业井,分别建立了气体渗流数值模型.求得了定产生产情况下,酸压作业和无酸压作业井井底压力压降曲线.计算结果表明,高含硫气井可实行酸压作业,酸压增加了天然气流通能力,在配产一定的情况下,减慢了压力降落幅度,推迟了元素硫析出时间,提高了无硫生产情况下天然气采收率.该结论丰富和完善了高含硫气井酸化压裂改造作业理论.     

高含硫气藏硫沉积预测模型

高含硫气藏随着开采的进行,元素硫会从天然气中析出,沉积到地层中的元素硫会堵塞孔道,减小流体流动有效空间,并降低地层渗透率,使得流动阻力增大,给气井的正常生产带来严重的伤害。文中给出了预测硫沉积的平面径向流模型及裂缝硫沉积模型,根据模型得出了硫沉积对储层的伤害规律,为合理开发这类油藏提供科学依据。     

低渗透应力敏感气藏压裂井产能分析

应用保角变换原理,将平面垂直裂缝气井的渗流问题转化为易于求解的一维带状渗流问题。基于Forchheimer二项式渗流方程,考虑启动压力梯度和渗透率应力敏感性的影响,推导得到低渗透应力敏感气藏中垂直裂缝井的产能公式,并简化得到低压、高压条件下的产量公式。用现场数据对公式进行验证,并绘制分析了理论产能曲线。结果表明:启动压力梯度和应力敏感性会影响压裂井的产能,压裂气井的产量随着启动压力梯度或者应力敏感性的增加而降低;当气井高产时,必须考虑非达西渗流效应。