东坡地区沙溪庙组不同河道致密气藏气井合理配产研究

东坡地区沙溪庙组不同河道储层物性差异大,孔隙度、渗透率、含水饱和度和纵横向上非均质性不同,气井应进行分类配产,但常规的合理配产方法并不完全适用配产要求,还需要综合考虑启动压力梯度、应力敏感性、滑脱效应等因素的影响。为此,针对A、B、C三类典型河道,从合理利用地层能量、延长气井稳产、提高采收率三方面因素出发,分别利用无阻流量法、指示曲线法、数值模拟等方法开展合理配产研究,建立具有针对性的配产方式,结果表明,无阻流量法、指示曲线法、数值模拟法进行气井初期配产,均能满足气井合理生产,其中数值模拟法与实际日产气量更匹配。     

页岩气藏孔渗结构特征和渗流机理研究现状

页岩气因其储量大、分布广、清洁,被认为是替代常规能源的重要能源之一。此类气藏属于特低孔、特低渗且存在吸附解吸等特性的非常规气藏。与常规气藏相比,因其具有特殊的微观储存结构和复杂的渗流机理,导致一般无自然产能或低产。因此能否认清其储渗结构和渗流机理是制约页岩气藏有效开发的瓶颈之一。为此调研了页岩气孔渗特征、评价方法以及多尺度下的渗流产出机理发展现状,为下一步的页岩气藏动态分析,产能预测等研究提供理论支撑。     

考虑多组分吸附的页岩气储量计算

页岩气藏是一种主要以游离态、吸附态和溶解态赋存于泥、页岩中自生自储的非常规气藏。由于页岩气存在吸附解吸等特性,常规气藏储量计算方法没有合理考虑吸附气和游离气相所占体积而导致计算的页岩气藏储量偏高。从页岩气藏储层特征及气体赋存形式的研究出发,研究多组分气体吸附情况下的页岩气藏地质储量计算方法。通过实例分析表明该方法更加符合页岩气藏实际,为合理评价页岩气藏的储量和开发方案提供了科学依据。     

二维多孔介质CO2混相驱油质量浓度分布

CO2混相驱油过程涉及驱动、混合、溶解等多因素的复杂物理化学作用。目前相关研究主要集中在一维物理模拟和数学模型方面,二维条件下的CO2驱油机理讨论较少,而实际油藏开采是多维条件下进行的。因此,文中从数值模拟角度出发,基于经典二维对流扩散方程,建立并求解了二维油藏中心一口注CO2驱油井的物理化学渗流模型,讨论了二维CO2混相驱过程中的CO2质量浓度分布特征及模型相关参数对驱替效果的影响,总结出在不同主控因素下呈现的CO2质量浓度分布形态规律,并对实际生产提出合理建议。     

基于CT扫描的低渗砂岩分形特征及孔渗参数预测

低渗砂岩孔喉狭小,结构复杂,难以进行岩石孔隙定量表征及物性参数的准确预测。为此,文中结合数字岩心技术及分形理论,提出了具有针对性的解决方法——选取四川盆地某气藏具有代表性的低渗砂岩岩样进行CT扫描,构建低渗砂岩微观结构图像和三维数字岩心,利用计盒维数方法分析低渗砂岩岩心孔隙空间的分形维数特征。结果表明:低渗砂岩孔隙空间具有良好的分形特征,利用分形理论可以描述其复杂的孔隙结构特征;通过建立岩石孔隙度、渗透率与孔隙空间分形维数的关系式,可有效预测该类低渗砂岩的孔渗参数,拓宽了分形理论在低渗储层物性评价中的应用范围。     

窄河道致密砂岩气藏采气速度优化——以ZJ气田沙溪庙组气藏为例

窄河道致密砂岩气藏具有河道砂体薄窄、储层物性差、气井控制储量规模小、压力及产量递减迅速的特点,地质条件及开采规律均与层状致密砂岩气藏存在较大差异,需开展针对性的采气速度优化研究。以ZJ气田沙溪庙组气藏为例,综合考虑河道砂体、测井、储层物性特征参数,将主力河道划分为3种类型;结合气藏工程及经济评价方法对各类河道中气井配产及采气速度进行优化,并分析了造成窄河道致密砂岩气藏采气速度高于层状致密砂岩气藏的原因。结果表明:窄河道致密砂岩气藏中水平井合理配产比为1/6~1/3,最优采气速度为4%~6%;河道砂体窄、动用储量规模小,是造成此类气藏采气速度偏高的主要原因。适度提高采气速度,可有效缩短单井的投资回报期,提高窄河道致密砂岩气藏开发的经济效益。     

川西东坡沙溪庙组窄河道致密砂岩气藏水平井部署方位优化

川西东坡沙溪庙组气藏主要以单条河道砂为储层,具有河道窄、储层薄、物性差、非均质性强、气水分布复杂等特征,水平井部署方位优化难度大,需要开展针对性的研究。综合气藏沉积、测井响应、储层物性、孔隙结构及生产动态等特征,建立窄河道类型的划分标准,并筛选出3类典型窄河道,利用数值模拟重点分析河道砂体方向及人工裂缝方位对水平井生产能力的影响。结果表明,河道砂体方位对水平井生产动态的影响显著,水平井筒与砂体夹角超过15°时,气井动态控制储量、累计产量均会大幅降低;保持人工裂缝与水平井筒呈60°以上夹角,可提高气井稳产能力,并综合目标区主力河道砂体延伸方位及区域地应力分布,提出了适用于川西东坡沙溪庙组窄河道致密砂岩气藏的水平井方位优化原则,为该区水平井的高效开发提供了气藏地质认识依据。     

考虑气体滑脱及Knudsen扩散的低渗致密砂岩微观流动模拟

低渗致密砂岩纳米-微米尺度孔喉发育,微观非均质性强,渗流机理复杂,现有物理实验方法难以准确评价。采用基于数字岩心理论的微观流动模拟方法来分析低渗致密砂岩中天然气的渗流规律。以川西地区沙溪庙组砂岩样品为基础,利用CT扫描建立目标岩样三维数字岩心,通过孔喉识别、形态简化及喉道调整,构建了包含不同孔喉分布的低渗致密砂岩三维孔隙模型;考虑天然气在纳米-微米孔喉中输运机制的复杂性,建立了耦合Darcy渗流、气体滑脱和Knudsen扩散的流动控制方程,并结合孔隙模型对其进行离散求解。开展流动模拟,评价不同孔隙压力下各输运机制对天然气产出运移的影响。结果表明：低渗致密砂岩中喉道越小、孔隙压力越低,气体流动非线性越强;在孔隙压力高于10 MPa范围,天然气在平均喉道半径大于0.1 μm的砂岩孔隙空间中的流动基本满足Darcy渗流;而对于平均喉道半径小于0.1 μm的致密砂岩,孔隙压力低于10 MPa后气体滑脱和Knudsen扩散是气体运移中重要机制,对天然气生产的影响不可忽略。     

川西地区侏罗系水平井设计及跟踪优化技术

四川盆地西部（以下简称川西地区）侏罗系气藏储层为河道砂岩，总体表现出砂体纵向叠置、横向相互交错，单砂体厚度薄、非均质性强，难动用储量区直井泄气半径小，动态控制储量低等特征，井型设计、轨道跟踪优化调整难度大。为此，以川西地区致密气藏采用水平井试验与推广开发实践案例数据为基础，研究提出了侏罗系河道砂体水平井轨道设计及其跟踪方法，即：①采用数值模拟技术精细刻画河道的分布细节，形成了实现井控储量最大化、经济效益最优化的配套水平井优化设计技术；②以相控（单河道或单砂体）为约束，开展高分辨率随钻反演，并通过井区三维高精度时深转换，建立了深度域水平井轨道精确控制技术，实现了深度域三维空间岩性、物性动态预测，确保水平井轨道准确控制，满足了薄层、难动用层高效开发的需求。结论认为，该项成果不仅有效地指导了川西地区侏罗系气藏水平井轨道长穿优质储层，技术应用效果显著，也为实现水平井技术在四川盆地乃至于全国低渗透砂岩气藏的全面推广应用提供了较好的借鉴。     

川西窄河道致密砂岩气藏井型井网设计

川西坳陷中江气田为窄河道致密砂岩气田，具有河道薄窄、发育分散、物性差、非均质性强等特点，针对气田开发边际不明、井型适应性不清、储量动用程度低、规模建产难度大、开发效益不突出等问题，采用数值模拟及经济评价等方法，优选建产河道，开展井型井网优化研究。研究结果表明：I-A类河道采用混合井型线状井网，水平井水平段长为600~800m，井距为700~800m，直井井距为600~700m；I-B类河道采用水平井线性井网，水平段长为1000m，井距为500~600m；II-A类河道采用混合井型线状井网，水平井水平段长为1000~1200m，井距为400~500m，直井井距为300~400m。通过研究成果的推广应用，中江气田年产气量达到10×10⁸m³，储量动用程度提高了36.3%，单井产量平均提高了1.9倍，低效井比例降低了25.8%，实现了高效开发。研究成果对中国分散型致密砂岩气藏的经济、高效开发具有重要的指导意义。