四川盆地龙王庙组气藏渗流数学模型的建立与应用

应力敏感与高速非达西效应是影响气井产能的两个重要因素,有必要在实验室内对两者进行研究,确定其对产能的影响。为此,利用智能化岩心驱替实验系统,对四川盆地川中地区下寒武统龙王庙组白云岩岩心进行了变围压和变流压的应力敏感实验,以及储层有效应力状态下的气体流态测试,并结合气藏储层实际情况对应力敏感与流态实验的测试结果进行了分析,建立起了龙王庙组白云岩气藏渗流数学模型,进而分析了两种效应对气井产能的影响。结果表明:龙王庙组白云岩有效应力可以用Terzaghi有效应力来描述,渗透率与有效应力呈幂函数关系,应力敏感引起的单井产能损失达27%;单相气体渗流规律遵循Forchheimer方程,非达西渗流系数(β)比常规砂岩小1个数量级,储层高速非达西效应弱,对气井产能影响不大。该研究成果对于气井合理配产和开发动态预测具有指导意义。     

基岩-孤立溶洞不稳定窜流方程

塔河油田缝洞型碳酸盐岩储层中溶洞呈高度离散分布,是主要的储集空间.基岩是储层中广泛分布的等效连续介质,渗透率低,基岩向溶洞的窜流为非稳态窜流.提出单井钻遇孤立溶洞模型,模型外边界定压,溶洞视为扩大井筒,分析基岩与孤立溶洞间的不稳定窜流规律,初步建立基岩-孤立溶洞不稳定窜流模型.     

大尺度缝洞型碳酸盐岩油藏弹性开采特征分析

针对单井钻遇大尺度溶洞型油藏有底水或溶洞窜流供给情况下的弹性开采,以弹性理论和渗流理论为基础,建立了室内物理模型.通过理论分析,推导了该类型油藏累计产量与累计压降关系式,分析了累计产量与累计压降关系曲线特征.结果表明:累计产量与累计压降关系曲线具有前期直线、中期上翘、后期又呈直线的特征,第一直线段的斜率表征与井连通的主洞体积的大小和综合压缩系数,上翘段幅度体现着主洞体积、窜流能量及裂缝导流能力的综合影响,第二直线段也体现着主洞体积、窜流能量及裂缝导流能力.通过物理实验验证了理论分析的正确性,并进行了实例应用分析,对现场具有一定的指导意义.     

致密砂岩气藏气水层识别新方法——以苏76井区为例

苏76井区位于鄂尔多斯盆地西部,物性明显差于中东部,是含水饱和度高、孔渗极低的致密砂岩气藏,具有产水井比例高、产能低、采收率低的生产特征。为了准确识别气、水层以降低产水风险,将可动水饱和度参数引入到常规气、水层识别中,分析大量的测井解释结果、生产数据及试气结果,建立了气、水层综合识别方法。结果表明,苏76井区储层微观孔隙结构差,微小孔发育,导致储层残余水饱和度高,含气性较差,开发过程中,部分束缚水转化为可动水,仅可动水饱和度能表征水相的流动能力,核磁共振结果表明该区块可动水饱和度低。通过对比分析可动水饱和度测井解释结果与实际试气及生产数据,建立了气水层综合识别方法。通过识别结果可对单井进行产水预测并优选射孔层位,有效降低气井产水风险。在此基础上绘制了区块气水平面分布图,进而优选出低产水风险区,明确气田的主力储层,为气田合理开发提供科学依据。     

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。      

滑脱效应对页岩气井产能影响的分析

页岩气具有极低的渗透率且气井产能小,搞清滑脱效应存在条件及滑脱效应对气井产能的影响大小尤为重要。在物理模拟研究滑脱效应的基础上,根据页岩气开发特征,建立了考虑人工压裂和气体滑脱效应的气井产能公式,研究了不同储层压力条件下滑脱系数对于气井产能和生产压差的影响程度。结果表明：页岩储层在孔隙压力较低（小于10 MPa）的情况下,气体渗流存在较强的滑脱效应,而在孔隙压力较高的情况下气体滑脱效应不明显;浅层页岩气储层滑脱效应对气井产能和生产压差影响很大;中深层页岩气储层滑脱效应对于气井产能和生产压差存在一定程度的影响;深层页岩气储层滑脱效应对于气井产能和生产压差的影响可以忽略不计;压裂井无阻流量约是直井无阻流量的5.5倍。该研究成果对于页岩气储层的合理、有效开发具有一定的指导意义。     

裂缝—孔隙型有水气藏水侵动态变化规律及关键参数计算方法

为了实现裂缝—孔隙型有水气藏的高效开发,需要掌握水侵的动态变化规律。为此,基于π定理,引入了反映水侵动态变化特征的无量纲参数进行水侵动态物理模拟实验方案设计;选取四川盆地川中地区某裂缝—孔隙型有水气藏储层全直径岩心开展水侵动态物理模拟实验,然后通过数值反演将实验结果转换为有水气藏水侵动态评价参数,进而研究裂缝—孔隙型有水气藏水侵动态变化规律,并建立水侵动态评价关键参数及水体体积的计算方法 ;在此基础上,以四川盆地中坝气田上三叠统须家河组二段气藏为例,进行水侵动态分析及水体规模评价。研究结果表明:①裂缝—孔隙型边、底水气藏水侵与产气同步发生,无水采气期井底压力与天然气采出程度呈线性关系,气藏产出地层水后水侵速度加快、水气比快速上升,最后趋于稳定的较高水气比;②无水采气期井底压降速率与稳定水气比主要受水体体积的影响,而单位压降气采出程度和稳定水气比又可用来评价水体体积;③建立了裂缝—孔隙型边、底水气藏无水采气期稳定单位压降气采出程度、稳定水气比与水体规模互相解释评价方法。结论认为:①气藏水侵生产动态曲线与岩心模拟水侵动态实验结果具有很好的一致性,根据已知的水体体积,可以预测无水采气期单位压降气采出程度、稳定水气比;依据稳定水气比,可以预测气藏水体体积,预测结果与生产动态具有很好的一致性;②该研究成果可以为裂缝—孔隙型有水气藏水侵动态预测和整体治水提供理论支撑。     

边、底水气藏水侵机理与开发对策

边、底水水侵是导致气藏采收率偏低的主要原因,明确边、底水气藏的水侵机理与规律,有利于改善气藏的开发效果。为此,运用全直径岩心模拟边、底水气藏开发过程,研究其水侵机理、动态与规律。实验结果表明:对于均质气藏,只有边、底水能量充足且储层渗透性较好,气藏开发过程中才有可能发生大规模水侵,降低气藏最终采出程度;对于均质低渗透致密储层,边、底水水侵速度十分缓慢,对生产效果几乎没有影响,而边、底水能量主要决定于流体(水和气)自身的弹性膨胀能力和孔隙空间的压缩性。在物理模拟实验认识的基础上,建立了均质、非均质气藏边、底水侵计算模型。数值模拟计算结果表明:均质气藏储层水侵均匀推进,水侵速度慢;非均质气藏储层水沿着高渗透条带或高角度裂缝向井底推进速度快,且非均质性越强,水侵推进速度越快,气井见水时间越早。该研究成果丰富了对边、底水气藏水侵机理、动态与规律的认识,并为边、底水气藏的合理有效开发提供了具体对策。     

超低渗透砂岩储层应力敏感性实验

采用全自动岩心驱替系统,应用双重有效应力理论对鄂尔多斯盆三叠系超低渗露头全直径岩心进行应力敏感性评价。实验结果表明：在使用变内压定围压方法进行实验时,由于压力传感器和压差传感器在较大压力变化范围内存在零点漂移问题,会导致完全错误的实验结果,进一步通过变围压定内压的方法对超低渗渗透储层进行了应力敏感性评价。研究结果表明,岩石被压缩的过程可分为微裂缝闭合阶段与岩石受压缩阶段两个阶段。前一阶段由于微裂缝闭合,渗透率快速下降,降幅达20%左右;微裂缝闭合之后,岩心继续被压缩,渗透率下降变缓,降幅为5%左右,即在地层有效应力条件下,超低渗透储层应力敏感性很弱,应力敏感性对低渗储层的产量影响不大。