煤层气井排采参数影响因素及优化方法

为进一步认识煤层气井排采影响因素,从煤层气储集层生产过程中可能出现的伤害出发,分析排采过程中各种伤害的机理,将伤害分为储集层应力敏感、近井地带伤害、煤粉运移和压降传递4个方面。根据最小化机理伤害的原则,针对煤层气不同生产阶段的压降速率进行理论研究和探讨,进而提出煤层气排采参数的优化方法。结果表明,在煤层气井生产初期,适当提高排采速度在不会引起严重的应力敏感效应的前提下,不仅能够有效增加排液效果,也能降低由于压裂作业对近井地带造成的伤害;而在煤层气井生产的中后期,建议采用间或增大压差的方式解放圈闭气,提高产量。对于易产煤粉储集层,在井底压力略大于临界解吸压力时,加大压差快速排水,不仅有助于已产出煤粉的排出,也能使气水两相流区域尽快出现,阻止储集层远端水的快速产出,达到抑制煤粉的目的。     

低渗欠饱和煤层气井产能分析新方法研究

为准确获取煤层气井物理性能参数,提出了一种简便的基于生产初期排水数据的产能分析新方法,首先,考虑煤层普遍具有的低渗特征,引入调查半径公式,计算各个时刻煤层气井压力波前缘位置,然后,基于连续稳态方法,推导各个时刻考虑应力敏感与压力波扩展的稳态渗流方程;最后,对渗流方程进行线性化处理,得到适用于低渗欠饱和煤层气井的产能分析新方法,该方法的可靠性与应用性通过与数值模拟以及现场实例对比进行研究。研究结果表明:新方法预测的渗透率与实际渗透率间的误差为2.38%,表皮因子的误差为6.59%,满足现场工程应用需求,新方法能够准确获取储层物性参数,为气井后期产能预测,生产制度调整提供有效理论依据。     

四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩关键矿物成岩演化及其控储作用

利用岩心—薄片—扫描电镜观察、X-射线衍射分析、碳酸盐岩碳氧同位素和能谱分析等手段,对四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩中的石英、长石、黄铁矿、碳酸盐类和黏土矿物进行了有效识别与划分,分析了矿物成岩演化序列及其对储层发育的影响。结果表明,良好的物质基础和独特的成岩改造是优质页岩储层形成的关键:（1）莓状/自形黄铁矿、生物石英和微生物白云石主要形成于同生—早成岩阶段早期,对页岩原始孔隙的保持具有破坏性和建设性双重作用,其建设性支撑格架作用对优质页岩的形成起决定性作用,此类矿物与陆源碎屑构成的刚性支撑格架有利于原始孔隙的保持与后期的压裂改造。（2）生烃—成岩协同演化促进储集空间的发育,中成岩早期有机酸的产生和消耗、不稳定矿物（长石和碳酸盐矿物）溶蚀/蚀变、黏土矿物转化和干酪根生油具有同步性,为生油期液态烃的充注与滞留提供了有利空间;中成岩晚期—晚成岩阶段,干酪根和滞留烃裂解生气、成孔和增压促进了有机孔与微裂缝的发育,利于页岩气的富集与高产。      

考虑多重应力敏感效应的页岩气藏压裂水平井试井模型

页岩气藏存在多尺度孔隙结构,流体运移方式多样,包括吸附、扩散和非达西渗流。目前页岩气多重运移流动模型仅考虑天然裂缝的渗透率和孔隙度为应力敏感系数,但实验表明扩散系数也具有应力敏感性。建立考虑多重应力敏感效应的压裂水平井试井分析模型,能准确分析和预测页岩储集层和流体参数,对页岩气藏生产动态分析和开发方案编制十分必要。基于页岩储集层多尺度孔隙结构,假设页岩气藏具有基质和裂缝系统的双重介质,考虑流体多重流动机理,建立以扩散系数、天然裂缝渗透率和孔隙度为应力敏感系数的压裂水平井试井分析模型,分析了压裂规模和页岩储集层特征参数对试井曲线的影响。结果表明,压裂规模参数主要影响气藏开采早期,页岩储集层特征参数主要影响气藏开采晚期。针对中国典型页岩气区进行分析,提出的试井分析方法能较好地拟合生产数据,可为页岩气藏高效开发提供一定借鉴。     

煤层气井排采影响因素及其控制措施

排采是煤层气开发的重要环节，合理的排采方案制定对高效开发煤层气藏具有重要的意义。为进一步认识影响煤层气井排采的因素，阐述了煤层气井生产过程中可能存在的储层伤害机理，包括储层应力敏感、近井地带伤害、煤粉运移和压降传递规律；基于最小化上述机理伤害的原则，对煤层气不同开采阶段的压降速率进行了理论研究和探讨，提出了煤层气井排采优化方法。研究结果表明：①在煤层气生产初期，适当提高排采速率不会引起严重的应力敏感效应，但能够有效增加排液效果，对生产有利；②对于压裂作业造成近井地带的伤害，可以通过适当放大排采压差排出因压裂而产生的堵塞物，使近井区域渗透率恢复；③在煤层气井生产中后期，建议采用间或放大压差的方式解放圈闭气，提高产量；④对于易产煤粉储层，在井底压力略大于临界解吸压力时，应加大压差快速排水，使气水两相流区域尽快出现，阻止储层远端水的快速产出，以达到抑制煤粉的目的。     

考虑气水分布的煤层气解吸模型

为明确煤储层基质孔隙中液相水对煤岩解吸过程的影响,从煤储层基质特征及热演化过程出发,建立简化的基质串联毛管束模型,并由此获得基质中受液相水影响的孔隙所占的比例,进而通过固—气界面Langmuir吸附理论和固—液界面理论获得不同基质含水条件下的储层解吸模型。计算结果表明液相水的存在会大幅降低煤储层的解吸能力,分析认为这是由于液相水的存在一方面通过影响固—液界面解吸所占比例影响气体解吸量;另一方面通过形成毛管力,圈闭微纳米孔隙中已解吸出的气体。研究成果为完善煤层气解吸开发理论、优化开发技术政策奠定了基础。     

基于气测全烃影响机理的气测全烃修正方法

在井场生产作业过程中,气测全烃参数所受主客观影响因素较多,测量值在实际应用中误差很大,导致其在解释评价中功用受限。为了解决这个问题,提高气测全烃参数预测的可靠性,针对不同气体来源的各种影响因素,分析气测全烃的主要影响因素及其与气测全烃之间的相互关系,建立了气测全烃修正方法和数据点优化方法,并基于实用性对其进行简化,最终形成一套适应性广泛、操作简便的气测全烃修正方法。所建立的方法在涪陵页岩气主体区取得了很好的应用效果,为评价储集层含气性提供了新的方法和手段。     

基于新型4-1压缩器的低功耗近似乘法器北大核心

随着云计算、物联网和人工智能等技术的快速发展，终端设备在硬件资源和能耗上面临巨大挑战。为了降低运算单元的功耗，文章提出了两种基于新型4-1压缩器的低功耗近似乘法器。通过分析4-1压缩器的误差，设计了误差补偿单元并应用在乘法器中，降低了近似乘法器的精度损失。仿真结果显示，与精确乘法器相比，提出的两种8位无符号数近似乘法器在延时上分别降低了5.67%和18.23%,在面积上分别降低了6.54%和20.36%,在功耗上分别降低了15.83%和30.94%。最后，在图像锐化实验中，提出的设计表现优秀，验证了其在可容错应用中的有效性。     

一种基于静态分段补偿的近似乘法器设计北大核心

提出了一种基于静态分段补偿方法的近似乘法器。通过基于静态分段方法的Booth编码方法生成部分积阵列，并对生成的部分积阵列进行误差补偿优化以及近似压缩，以实现硬件性能和精度的折中。仿真结果显示，相比于综合工具生成的全精度乘法器，本设计在保持了较高精度水平的前提下，面积和功耗优化的比例达到了36.96%和35.95%。在图片边缘检测应用中，设计的峰值信噪比和结构相似性指标分别为26.10和98%,可见本设计在降低硬件资源消耗的同时，应用效果接近全精度乘法器。