含水气藏合理产能新方法研究

在现场生产中很难获知气井线性临界流速的大小，致使常规气井产能方程的应用有一定的局限性。含水气藏由于产水会使气井的产能降低，若积液不能被及时带出，严重时会造成气井水淹。在其它条件相同或相近的情况下，产水气井的产能比纯气井产能小。文章在气水同产井含水气藏两相渗流理论研究的基础上，考虑表皮系数和非达西效应的影响，建立了在地层中气水两相渗流含水气藏的合理产能方程，这为确定含水气藏的合理产能和气水同产井动态分析提供了理论基础。方程中所涉及的参数可通过气藏PVT物性试验、产水气井的测试资料获取，再用数值积分方法求解两相拟压力函数。建立的产能方程可应用于分析气水同产井流入动态关系，确定合理产量，求出产水气井最大无阻流量。现场情况分析表明，产能方程对合理配产提供了科学的依据。     

高速非达西流动对产水气井产能的影响

在气藏开发过程中,井筒附近高速非达西流动是影响气井产能的重要因素。基于直井井筒周围平面径向渗流原理,考虑地层气水两相渗流以及井筒附近高速非达西流效应,定义气水两相拟压力,推导出了产水气井二项式产能公式。实例论证表明,产水使得气井产能大大降低,而高速非达西流动对气井产能影响较小,且产水后高速非达西效应将会减弱。本文研究可为产水气藏的开发提供理论基础。     

低渗透气藏压裂井气水两相产能计算方法

存在边、底水的低渗透气藏易形成气水两相流动,无法准确预测产水气井产能。基于低渗气藏典型渗流特征,考虑气井产水影响,结合压裂气井单相渗流特征,建立了计算低渗气藏压裂气井气水两相产能计算公式,结合气水两相相渗曲线,得到求解气水两相广义拟压力以及压裂直井储层-裂缝气水两相渗流耦合模型。苏东南区A气井实例计算表明,根据线性回归方程求得无阻流量3.370 9×10~4 m~3/d,利用本文模型计算气井无阻流量3.291 9×10~4 m~3/d,与产能测试结果对比,绝对误差和相对误差仅为0.079×10~4 m~3/d和2.34%,验证了新公式的准确性及适用性。同时,分析了启动压力梯度、应力敏感指数、水气体积比、裂缝半长,以及裂缝导流能力对压裂气井流入动态的影响,为低渗气藏气水两相压裂气井产能研究提供新思路。     

气水同产水平井产能分析方法

在气藏开发的中后期,因水平气井产水,渗流阻力增加,气体单相稳定渗流理论不再适合于气水两相流动。提出采用复合模型分析方法来分析产水时的水平气井产能,即考虑近井地带地层渗透率由于水的影响而降低,而远井地层渗透率不变;通过产能方程的建立,研究了水对气井产能的影响。     

低渗透气藏气水两相渗流模型及其产能分析

开发实践与室内实验表明,低渗透气藏的气、水渗流规律不遵循达西定律。为此,建立了符合低渗透气藏气水耦合渗流特征的广义达西渗流模型,推导得到了低渗透砂岩气藏气水两相稳态径向渗流问题的半解析解。利用该模型对广安低渗透气田气水同产气井建立了单井气、水两相流入动态关系理论曲线,模拟计算了气井的合理井距及生产压差。算例表明,含水饱和度是影响气井产能的主控因素,当含水饱和度达到40%时,气井无阻流量的损失幅度约为70%;低渗气井的合理生产压差应该控制在5～10 MPa,井距以600 m内为宜。实验和计算结果可以为低渗气藏气水同产气井产能预测及井距评价提供科学、适用的依据。     

水驱气藏产水气井产能计算数学模型

针对现有水驱气藏产水气井产能计算模型因缺少井底流压监测数据导致模型实用性差的问题,将气水相渗曲线和地层水产量公式引入气井二项式产能方程,建立了依据井口监测的气井产量和生产水气比确定产水气井产能的数学模型。以普光气田主体气藏为例,通过实例计算,验证了模型的可靠性,定量评价了水侵对气井产能的影响。结果表明:模型计算结果相对误差在5. 0%以内,模型计算结果精度高;水侵会导致气井产能急剧降低,气井产能损失率随气井生产水气比的增大先急速上升而后上升速度变缓。文中模型适用于未出现井筒积液产水气井的产能计算,可为确定产水气井合理产量、降低水侵伤害、改善气藏开发效果提供指导。     

非达西渗流对低渗透气藏气水同产水平井产能的影响

水驱气藏开采到一定程度就会产水,此时出现的气水两相流动会增大气体渗流阻力,使气井产量急 剧下降。 气井产能的确定是科学合理开发气田的基础,对气井的配产具有重要的指导意义。 根据气水两 相渗流规律的变化,基于稳定渗流理论,引入了气水两相拟压力以及两相拟启动压力梯度,建立了启动压 力梯度、滑脱效应、应力敏感、地层伤害以及近井地带高速非达西影响的低渗透气藏气水同产水平井产能 方程。 研究表明：生产水气比对气井产能影响最大,在气井生产过程中应尽量控制气井见水;随着启动压 力梯度、应力敏感和生产水气比的增大,气井产能不断降低;随着滑脱因子增大,气井产能不断增加;在启 动压力梯度对气井产能的影响中,气相启动压力梯度比水相启动压力梯度所占的权重更大     

应力敏感对气水同产井产能的影响

在气藏开发过程中,储层应力敏感是影响气井产能的重要因素。基于直井井筒周围平面径向渗流原理,考虑储层应力敏感以及井筒周围气水两相渗流,定义气水两相拟压力,推导出了考虑应力敏感条件下产水气井二项式产能公式。实例论证表明,随着应力敏感指数的逐渐增大,无阻流量逐渐减小。     

产水气井气水两相流入动态研究

在气藏开发过程中,气井产水是制约其产能的一个重要因素。基于直井井筒周围平面径向渗流原理,考虑井筒附近气体高速非达西流动对气井流入动态的影响,定义气水两相拟压力,推导出了产水气井流入动态计算的二项式产能公式。实例论证表明,气水两相拟压力随压力的增大而增大,但气井产水将会降低气井驱动压力,且随着生产水气体积比的逐渐增大,气井流入动态曲线左移,无阻流量减小。本文研究可以为含水气藏的开发提供一定的指导意义。     

异常高压气藏产水水平井产能影响因素分析

由于气体非达西渗流特征及气井产水的影响,常规二项式产能公式对异常高压气藏水平井的产能计算不再适用。基于常规水平井产能分析理论,考虑储层应力敏感、气体高速非达西流效应和脉冲效应的影响,定义气水两相拟压力,利用保角变换方法推导了异常高压气藏气水两相水平井三项式产能新模型。实例验证表明,新公式与产能试井结果相对误差仅为6.89,准确性较好。敏感性分析表明,高速非达西效应和脉冲效应对气井产能影响较小,而储层应力敏感指数和水气体积比对气井产能影响较为明显,且随着应力敏感指数及水气体积比的逐渐增大,气井无阻流量逐渐减小。     

生产水气比对气井产能影响规律研究

气藏开采过程中,地层水的侵入以及凝析水在井底的聚集,会导致近井地带含水饱和度的增加,降低气相渗透率,严重影响气井产量和产能。从气井生产水气比的变化角度出发,将气井拟稳定流动状态产能方程与气水相渗曲线结合,利用等效表皮系数对不同生产水气比时的产能方程进行修正,得出了生产水气比对气井产能的影响规律,并通过实例计算验证其准确性与可靠性。     

可动水对储层应力敏感性影响的实验研究

针对存在可动水条件下气水两相渗流测定时压力难以达到稳态、测试周期长的问题,提出了一种高温高压气水两相渗流条件下应力敏感性实验评价方法,通过引入电容法液体计量计控制岩心含水饱和度、蠕动泵调节气水循环流动获取应力敏感性数据,进而分析可动水对储层应力敏感性的影响,摆脱了单一调整入口端气水比例和回压阀联合控制的测试局限,丰富了气水两相渗流过程可动水控制技术。研究结果表明:可动水条件下的储层应力敏感性远强于干岩心和束缚水饱和度下的应力敏感性,随着岩心含水饱和度的不断增加,储层应力敏感性不断增强;岩心物性越好,可动水对应力敏感性的影响越小;建立了考虑应力敏感性的可动水条件下产能模型,发现储层含水饱和度越高,应力敏感性对气井产能的影响越大。研究结果对含水气藏渗流机理及产能评价具有重要的指导意义。     

气水两相渗流稳定与不稳定试井分析

为深入研究天然气田气水两相渗流理论及其试井分析、产能计算，建立和提出气水两相渗流基本理论与稳定、不稳定试井基本原理及产能分析方法。针对长庆榆林等气田建立了气水两相气井产能分析的理论和经验方程，对近10口产水气井进行资料处理，取得较好效果。     

鱼骨状分支水平井气水两相产能分析

鱼骨状分支水平井具有与储层接触面积大,气井产能高的特点,但在气藏开发后期由于气井见水使得产量急剧降低,准确预测气水同产鱼骨状分支水平井产量至关重要。基于气水两相渗流规律,考虑启动压力梯度、应力敏感、分支井与主井眼夹角、滑脱效应、近井地带的高速非达西和表皮效应对产能的影响,利用保角变换和等值渗流阻力法,得到了气水同产鱼骨状分支水平井的产能公式。实例分析表明随着分支井与主井眼夹角增大、分支井数目增加,气井产能增大;随着启动压力梯度、应力敏感系数、水气质量比的增加气井产能降低。研究为气水同产鱼骨状分支水平井产能预测提供了一种新的思路。     

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气井的试井分析是气藏开发动态监测和动态分析的一个重要手段。气藏和气井进入开发的中、后期后,不同程度地见水使井筒气水两相流动和地层气水两相渗流对试井分析结果的影响日益突出,包括常规试井方法和现代试井方法的现有传统试井分析技术受解析解处理方式的限制,无法较好地考虑上述复杂因素的影响,寻求新的试井分析方法已经成为气田开发对技术发展的一大要求。文章针对天然气开发过程中气水井井筒流动和地层渗流的特点,考虑井筒气水两相流动和地层气水两相渗流等对试井分析的影响,建立了气水两相地层／井筒两相组合数学模型并用数值方法进行了求解。为气水井试井开辟了新的途径。     

永安油田永21块地下储气库气井产能的确定

为保证山东大中城市安全平稳供气,胜利油气区拟利用永21块废弃气藏建设地下储气库。由于该气藏已经水淹,注气过程中很难将含水饱和度降低到原始状态,因此气库运行过程中,必然存在气水两相渗流,并且随着运行周期的变化,含水饱和度不断变化,气井的产能也不断变化。利用已投产井的试气资料,建立了永21块无水条件下的气井产能方程,借鉴室内气驱水物模实验,建立了永21块气相相对渗透率与注采倍数的关系方程,通过修正产能方程中的相对渗透率值,建立了永21块不同运行周期的产能方程,解决了储气库带水气井产能的计算难题。     

低渗透高含水砂岩气藏产能评价

针对目前低渗透气藏气水同产井产能评价时遇到的问题,依据渗流力学中气水两相不稳定渗流的基本方程,采用气藏工程方法和改进的修正等时试井方法及热力学原理,并考虑井下油嘴节流及气体高速非达西和滑脱效应的影响,提出了低渗透高含水气藏的产能评价方法。该方法在理论推导的基础上,对气水两相广义拟压力和修正等时试井方法进行了改进,最后结合井下油嘴节流原理和气体通过油嘴时的滑脱效应方程,利用热力学方法和数值分析方法,求出气水同产井的产气能力及最大携液流量。根据模拟井数据,分别用传统产能评价方法和上述方法进行了计算,计算结果表明：传统方法的计算值偏高,而上方法的计算结果比较符合实际。这为低渗透高含水气藏下入井下节流器的气井的产能评价提供了新的思路。     

邛西南断高须二气藏早期动态特征与排水采气方式分析

邛西构造须二气藏，是继川西中坝、平落坝须二气藏后发现的又一中丰度整装气藏。气井产量分布不均、生产受地层水影响较大。对不同射开程度和不同完井方式的4口井生产动态特征分析表明：气藏裂缝水窜不可避免，水窜严重影响气井产能；气藏水体能量有限；同时射开气水层，变气水两相渗流为气水单相渗流加两相管流，降低了水侵对气体渗流的影响。通过气水合采机理分析，结合气藏气水分布特征，提出采用多井同时射开气水层排水采气，有利于提高气藏开发效果。     

普光气田产水气井产能变化规律

随着有水气藏开发的不断进行,水区地层水向气区推进至生产气井井底时,由于储层含水饱和度升高导致气相相对渗透率降低,气相受伤害程度越大,气井产能下降幅度越大,严重影响气井正常生产。四川盆地普光气田主力层位下三叠统飞仙关组气藏生产动态显示气藏水体较活跃,随着地层压力不断下降,气藏边部先后5口气井见水,严重影响气藏产能。常规气井产能公式由于没有考虑产水造成的附加压降,导致产水气井产能的计算结果精度较低。以气井常规产能方程为基础,引入由生产井附近含水饱和度上升所产生的等效表皮系数Sb,修正气井产能公式中的原始表皮系数S,通过联立水气比、含水率,结合实测相渗曲线,利用气井水气比求解产水气井产能方程,实现有水气井产能实时确定,计算结果符合率超过90%;进一步通过统计产水气井水气比随时间上升规律,归纳出不同储层物性条件下,产水气井的产能变化规律,对类似气藏产水气井产能的预测具有参考作用。     

致密气藏压裂水平井气水两相产能求解新方法

致密气藏由于其裂缝发育程度不好,地层渗透率过低等原因,通常采用水平井钻井并结合压裂增产技术对其进行开采。调研发现,在此类气藏中,一般存在储层应力效应,启动压力现象,甚至出现气水两相流动;目前对该类气藏的气水两相流动产能求解模型还较少。基于常规裸眼完井压裂水平井模型,同时考虑应力敏感,启动压力梯度以及裂缝间的干扰,引入新型气水两相拟压力的定义,并运用势的叠加原理和等值渗流阻力法,推导了致密气藏压裂水平井气水两相稳态产能模型,为非常规气藏气水两相流动的产能求解提供了新的方法。通过实例分析,随着渗透率模量和裂缝渗流率的增加,气井产能逐渐增加;随着水气体积比的增大,产能则逐渐降低;启动压力梯度则对产能的影响并不十分明显。因此,在低渗透致密气藏的开发过程中,需要着重对裂缝的参数进行优化,减小地层中因气水两相流动对产能造成的影响,以便达到更好的开发效果。图8参15