裂缝性封闭页岩气藏物质平衡方程及储量计算方法

从物质平衡原理出发,运用Langmuir吸附模型,同时考虑基质孔隙体积和裂缝孔隙体积随地层压力的变化,推导出了封闭性页岩气藏物质平衡方程.实例应用表明,该方程可有效计算页岩气藏储量.计算结果表明,页岩气藏基质系统储量很小,裂缝系统储量更小.     

改进的页岩气藏物质平衡方程及储量计算方法

页岩气主要以吸附状态和游离状态两种形式赋存于发育大量天然微裂缝的页岩中。为此,分别考虑裂缝系统和基质系统的流体性质和储层性质,建立了考虑吸附相体积随地层压力变化的裂缝性页岩气藏物质平衡方程。实例计算结果表明：较之于改进后的物质平衡方程,King提出的物质平衡方程由于未考虑裂缝体系和吸附相体积,储量计算结果偏小;Williams提出的物质平衡方程未考虑裂缝体系,储量计算结果偏大;刘铁成提出的物质平衡方程未考虑吸附相体积,裂缝系统储量偏小;改进的物质平衡方程同时考虑了裂缝体系和吸附相体积两因素,当吸附相密度增大时,页岩气藏吸附气储量就增大,而总地质储量略有减小,而储层温度、压力、孔隙半径与吸附相密度的关系及最终对储量计算的影响还有待进一步研究。结论认为,考虑裂缝体系和吸附相体积对于页岩气藏物质平衡方程的建立和应用十分必要。     

新型页岩气藏物质平衡方程

页岩气主要以吸附气的形式吸附在基质微孔隙表面,以游离气的形式存在于基质孔隙和裂缝孔隙中,不考虑基质、裂缝双重孔隙介质的页岩气藏物质平衡方程不能准确地计算储量。文中从质量守恒的角度建立了同时考虑吸附相密度、吸附相视孔隙度、吸附气解吸对固相变形的影响,以及基质和裂缝孔隙体积随压力变化的新型物质平衡方程。通过实例计算可知:游离气主要存在于裂缝孔隙中,吸附气储量占据总储量的52.15%,基质中游离气储量、裂缝中游离气储量、基质中吸附气的储量的计算结果与基质孔隙度、裂缝压缩系数和吸附相密度密切相关。因此,在进行储量计算时需要考虑基质和裂缝双重孔隙介质,并应加强对基质孔隙度、裂缝压缩系数和吸附相密度的研究,以获取更加准确的参数。     

修正岩石压缩系数的页岩气藏物质平衡方程及储量计算

由于页岩气藏孔隙度变化与常规气藏孔隙度变化不一样,受有效应力和基质收缩的耦合作用,前者使孔隙度减小,后者使孔隙度增加,因此建立页岩气藏物质平衡方程时必须考虑二者的综合作用。从物质平衡原理出发,运用Bangham固体变形理论、Langmuir等温吸附模型,推导出了修正岩石压缩系数的页岩气藏物质平衡方程,并对方程线性化,得到只含有原始游离气和原始吸附气的直线方程。代入实际生产数据,求得关于线性方程的数据点,并对数据点线性拟合,其拟合方程的斜率是原始游离气的含量,截距是原始吸附气的含量,两者相加求得页岩气藏的原始地质储量。实例分析表明,考虑基质收缩效应,使得页岩压缩系数前期不断减小,后期趋于稳定;由于压缩系数的改变,使得页岩气藏储层孔隙度的变化比常规气藏缓慢;通过对页岩气藏岩石压缩系数的修正以及实际生产数据点的线性拟合,求得页岩气藏中吸附气的含量增加,游离气的含量减少,页岩气藏总地质储量增大,且与实际储量更加接近。     

欠饱和页岩气藏物质平衡方程及储量计算方法

针对页岩气藏特殊的储层特征及赋存状态,基于吸附气解吸原理,运用物质平衡理论、Ｂａｎｇｈａｍ 变形理论及Ｌａｎｇｍｕｉｒ 吸附模型,推导了欠饱和页岩气藏的物质平衡方程,并对物质平衡方程线性化,从而获得基于物质平衡方程的页岩气动态储量计算方法。研究表明：临界解吸压力对页岩气动态储量预测影响较大,考虑临界解吸压力页岩气动态储量比不考虑解吸压力动态储量低２％左右;临界解吸压力越小,储层欠饱和程度越高,吸附气含量越低,气藏动态储量越低;溶解气对动态储量影响相对较小,约占总储量的０. ０６％。     

新型裂缝性页岩气藏物质平衡方程

前人推导的物质平衡方程往往忽略了吸附相所占的孔隙体积,因而多低估了页岩气藏的单井控制储量。文中在考虑吸附相所占体积的基础上,调研了国内外学者研究的吸附相密度值,运用质量守恒方法考虑了吸附相体积随地层压力的变化,又根据Langmuir吸附定律及体积守恒原理建立了裂缝性页岩气藏物质平衡方程。通过实例计算得知,发育裂缝的页岩气藏,裂缝中的自由气储量占总储量的24.28%~33.29%,同时基质中的储量主要由吸附相提供。由此可知,利用考虑了双重孔隙和吸附相体积2个因素的裂缝性页岩气藏物质平衡方程,能够得到气藏基质、裂缝、吸附相的地质储量;同时随着吸附相密度的增加,基质中的自由气、吸附气储量以及总储量逐渐增加,裂缝中的自由气储量逐渐减少。     

页岩气储量计算的新物质平衡方程

页岩气总孔隙体积分为自由气体体积、吸附气体体积和孤立的孔隙体积。在原始状态,气藏孔隙内的自由气和吸附气处于平衡状态。气藏投入开采,压力就会降低,从而打破这种平衡,气藏内部主要表现为游离气的扩散和吸附气的解吸。随着吸附气不断解吸,吸附气体积不断变小,游离气体积逐渐增大。在以往页岩气物质平衡方程推导中,没有考虑页岩气的吸附气占据体积对动态储量估算影响。在推导页岩气新物质平衡方程时,引入了吸附气视孔隙度,考虑了吸附气体积对页岩气物质平衡方程影响,使得该方法更符合实际情况。     

考虑吸附相视孔隙度的页岩气藏物质平衡方程

页岩气藏储量是确定气藏开发规模和开发设计的必要参数,对于合理有效开发页岩气藏具有重要意义。在前人研究的基础上,建立了综合考虑吸附相视孔隙度、基质和裂缝孔隙体积随压力变化以及吸附相密度等因素的物质平衡方程。通过实例计算可知:考虑吸附相视孔隙度后,计算得到的基质中自由气储量大幅度减少,吸附气储量大幅度增加,总储量增加;而且吸附相密度、基质孔隙度和裂缝压缩系数对于储量的计算结果也有较大影响。     

吸附气藏物质平衡方程式的推导及在储量计算中的应用

依据最新的的研究成果，阐述了吸附气藏的赋存特征开采机理，系统化地论述了物质平衡方程式的建立及线性化的推导，最后举出此种方法的应用实例。     

煤层气藏物质平衡方程式的推导及储量计算方法

本从物质平衡原理出发，依据煤层气藏储层特征，在综合考虑多种因素的情况下，系统全面地对煤层气藏物质平衡方程式进行推导，并,提出了两种简单易行的求解此类物质平衡方程式的线性化方法，最后通过实例对方法进行了对比分析。     

Walsh物质平衡方程推导

目前广泛使用的物质平衡方程只适用于黑油类油气藏，即气相识由气组分组成。而对于凝析油气藏、挥发性气藏，气相是由气组分怀油组分组成。本文从油气地下体积与地面体积关系入手，导出了Ｗａｌｓｈ物质平衡方程。此物质平衡方程考虑了油、气相之间的质量交换，它是黑油类物质平衡方程的推广。     

裂缝气藏物质平衡方程

在均质气藏物质平衡方程的推导过程中，假设之一是气藏的储层物性和流体物性是均匀分布的，对于基质和裂缝具有相似的储集能力的裂缝气藏，这个假设不再成立，由于裂缝的压缩性比基质要高，裂缝和基质的孔隙度值随压力的变化不相同，裂缝和基质中的束缚水饱和度也不相同，所以在裂缝气藏的物质平衡方程的建立过程中，必须考虑双孔隙系统，分别考虑裂缝和基质的储层物性和流体物性。据此推导了一种新的裂缝性气藏物质平衡方程，实例计算表明，采用该方程可有效计算气田储量，方法简单易行。     

延安地区陆相页岩气动态储量计算方法研究

针对延安地区陆相页岩气储层压力低、吸附气含量高以及压恢测试难导致的动态储量预测难这一问题,在传统流动物质平衡法的基础上,运用油气渗流理论和油气藏工程方法,建立了适合延安地区陆相页岩气动态储量计算的流动物质平衡模型,并结合实际生产资料,评价了实际陆相页岩气井的动态储量。结果表明：1)传统流动物质平衡法忽略了天然气压缩系数(C_g)和黏度(μ_g)在生产过程中的变化,而这种变化在延安地区陆相页岩气低压、高吸附量的条件下极为显著;2)忽略页岩气降压过程中μ_gC_g的变化以及吸附气解吸效应,将导致预测的动态储量偏低;3)以延安地区某陆相页岩气井为例,利用建立的评价方法预测得到该井动态储量为2.2×10⁷ m³,比传统方法高10%;同时也表明该井所在的区域具有一定的开发前景。该研究对于延安地区陆相页岩气生产制度制定和产量预测具有重要的指导意义。     

用物质平衡-二项式产能方程计算气井动态储量

将气藏物质平衡方程与二次产能方程相结合,联立求解气井流压,与实际生产过程中的流压曲线进行拟合,拟合过程中采用改进的Gauss-Newton优化算法,并且进一步计算探井试采阶段动态控制储量.由于提出的方法考虑了井底压力的变化,计算结果更能反映试采过程中的动储量.     

页岩凝析气藏物质平衡方程及储量计算方法

页岩气藏的特点是无机基质孔隙、有机基质孔隙、天然裂缝孔隙、水力裂缝孔隙和吸附相孔隙并存。实验室和数学研究表明页岩气藏可以由五种孔隙度模型和干酪根溶解气储集机制来描述。基于Orozco和Aguilera方程,考虑页岩吸附气量和溶解气量随地层压力的变化以及两者对游离气储集空间的影响,建立页岩凝析气藏物质平衡方程。以Orozco和Aguilera文中的页岩凝析气藏为例,首先进行储量回归得到基质和裂缝游离气储量,再计算吸附气和溶解气储量以及总储量,然后根据各个储量所占比例计算一系列G_(pt)值(总的累计产气量),作p/Z_2(压力/两相气体偏差因子)和G_(pt)的关系曲线,与生产历史数据拟合较好。与Orozco和Aguilera的结果相比,总储量相差3%,各个储量所占比例也不尽相同。     

物质平衡与非稳态产能方程结合计算气井动态储量

物质平衡方程计算动态储量被广泛地应用于气藏开发研究中,但该方法对地层压力精度要求较高,地层压力准确与否直接影响储量计算结果的准确度。通过采用非稳态产能公式求取平均地层压力,带入气藏物质平衡方程计算动态储量,并在此基础上建立多目标函数进行优化处理。实例分析表明:该方法计算所得结果合理、可靠,对实际生产有一定指导意义。     

页岩气储量计算方法改进

页岩气资源做为重要的接替资源,核算页岩气储量是储量评价的核心内容之一。通过分析实例和相关文献,传统方法计算的页岩气储量有被放大的可能。为此,考虑传统方法测量页岩孔隙度不准确的问题,本文提供了一种在不改变测量原理和仪器的前提下修正孔隙度测量值的方法,进而提高容积法的计算精度并节约测量成本。利用本方法储量计算值精度较改进之前提高了20%。实例计算表明:(1)本方法与丰度法计算结果较为一致;(2)等温吸附曲线拟合的好坏将直接决定孔隙度的计算精度,进而影响储量计算的精度。     

应力敏感裂缝型油藏物质平衡方程计算新方法

对复杂的应力敏感裂缝型油藏来说,裂缝系统的储量大小对整个油田的开发起着至关重要的作用。以物质平衡方程为基础,研究了应力敏感裂缝型油藏储量的计算方法。采用实际覆压实验数据建立了数值模拟单井概念模型,使用模型模拟计算的压力、产量数据,该方法可分别计算出裂缝和岩块系统原油储量,与实际储量的对比验证了方法的正确性。结果表明,不考虑裂缝压缩系数变化时,采用物质平衡方程计算的裂缝储量明显小于实际值;考虑裂缝系统压缩系数变化后可以准确计算裂缝系统储量,计算误差在5%以内;该研究结果对应力敏感裂缝型油藏高效开发具有指导意义。     

物质平衡法在水侵气藏中的新应用

目前常采用建立数学模型的方法计算水侵气藏的储量和水侵量,涉及过多的不确定性参数且计算过程繁琐。通过对物质平衡方程的推导提出了一种新的求解气藏储量和水侵量的方法,新方法所需参数容易获取,计算过程简便,且实例中的计算结果与传统方法的计算结果较为吻合,从而证明了新方法的可行性。     

页岩气藏可采储量计算新方法

前人计算页岩气可采储量诸多方法中,压降法未考虑页岩气藏的特殊性,产量递减曲线方法仅适用于已经发生产量递减的井,利用地层静压来获取控制储量然后进一步得到可采储量的方法也不适用于低孔低渗的页岩气藏。提出了利用生产数据求取控制储量来获取页岩气藏生产指示曲线的方法,再利用考虑吸附气的物质平衡方程计算废弃压力下的可采储量。研究表明废弃压力每降低1MPa,采收率大约会提高3.4%。新方法既可以应用于产量开始递减的生产井,也可以应用于气体流动达到拟稳态期的定产生产井,具有一定的应用价值。