渗透异常高压气藏典型井的数值模拟

低渗透异常高压气藏是一类特殊的气蘸,气体渗流除滑脱效应外,还要受到启动压力梯度、介质变形等因素的影响,从而导致气体在储层中的渗流为偏离达西规律的非线性流动.到目前为止还没有一套可靠的描述该类气藏动态预测的模型和方法,运用常规的气藏工程手段和气藏模拟技术往往难以正确认识其开发规律,导致开发效果不理想.在分析了启动压力梯度、介质变形对低渗透异常高压气藏渗流影响的基础上,建立了针对低渗透异常高压气藏的三维气、水两相非线性渗流数学模型.该模型还考虑了多种非线性渗流对气藏开发动态的影响.利用该模型对四川某低渗透异常高压气藏的典型井进行了生产历史拟合及模拟预测方案设计,为该气藏设计了一套开发首选方案.该研究实现了对低渗透异常高压气藏开发的定量动态预测,对气藏的高效开发具有指导意义.     

低渗透异常高压气藏数值模拟研究

气体在低渗透异常高压气藏中的渗流为偏离达西规律的非线性渗流,常规气藏数值模拟技术基于达西定律,无法对这种非线性渗流予以准确描述.基于以前的研究成果,通过分析启动压差、变形介质对低渗透异常高压气藏渗流的影响,建立了低渗透异常高压气藏的三维气、水两相非线性渗流数学模型,模型可以考虑多种非线性渗流对气藏开发动态的影响.利用该模型对四川某低渗透异常高压气藏典型井进行了数值模拟研究,模拟单井增压与不增压开采方案,对比结果表明,低渗透异常高压气藏采用增压开采,生产效果可得到明显改善.模拟单井采用增压开采后,当产气量为11×104 m3/d时,稳产期为8.5 a,采出程度为60.06%,与不增压开采相比,稳产期延长1 a,采出程度提高8.37%.     

低渗透变形介质气藏数值模拟

气田开发实践 和室内实验表明,低渗透气藏岩石孔隙喉道狭窄、连通性差、渗透率较低,加之气液固相间表面吸附力的作用等原因,在低渗透气藏中存在启动压力梯度;随着气藏的开发,储集层岩石的变形对渗透率的影响很大。常规气藏数值模拟技术基于线性的达西定律,无法对启动压力梯度和介质变形的情况予以准确描述。基于前人的研究成果,建立了一个考虑启动压力梯度和介质变形的气藏非线性渗流的数学模型,最后给出了计算实例。结果表明,启动压力梯度和介质变形对气藏开发动态有重要影响。     

大庆五站低渗气藏数值模拟研究

目前变形介质气藏数值模型方面已有大量研究，但这些模型中只考虑了渗透率对压力的敏感性，而忽略了孔隙度对压力的敏感性。大庆油田五站低渗透气藏通过岩心应力测试表明，孔隙度和渗透率均具有应力敏感性，因此在得到大庆五站气藏岩心孔隙度、渗透率随净围压的变化规律基础上，建立了同时考虑孔、渗介质变形的低渗气藏数值模拟型，并采用IMDES方法进行求解。通过大庆五站气藏5口气井的产量历史拟合分析表明，综合考虑渗透率和孔隙度应力敏感时历史拟合更符合开采实际，说明模拟方法可在类拟气藏中应用。与此同时，通过气藏模拟表明目前气藏井控动态储量较低，要提高气藏开发效果应在有潜力和储层有效厚度增大的地区部署新开发井。     

考虑介质变形的低渗透气藏数值模拟研究

在室内实验得到的孔隙度变化率和渗透率变化率随有效压力变化规律的基础上，建立了考虑介质变形的低渗透气藏数值模拟模型，并采用IMPES方法进行了求解。研究结果表明，无论是否考虑介质变形，随着稳产期产能的增加，稳产期缩短，稳产期采出程度降低；但考虑介质变形与否对模拟结果有较大影响，当考虑介质变形时，井底流压下降较快，稳产期相对更短，稳产结束时的采出程度也更低。因此，对于变形介质气藏，气井的配产不能太大，否则将严重影响稳产期采出程度。     

低渗透气藏介质变形-渗流耦合有限元数值模拟

低渗透气藏开发过程中介质变形对储层孔隙度、渗透率及产能的影响不可忽视.综合考虑储层变形、地应力、流体渗流等因素,建立了低渗透气藏介质变形-渗流耦合模型;采用有限元数值模拟技术并开发相应程序对耦合模型进行求解,定量研究开发过程中储层变形及其对储层物性和气藏产能的影响.数值模拟结果表明:非均匀水平地应力造成近井壁区域储层变形及渗透率变化各向异性,产能评价中应综合考虑介质变形的影响.     

考虑启动压力梯度的低渗透气藏压裂井产能分析

低渗透气藏中的多数井自然产能都很低,需要进行压裂改造后才具有生产能力。同时,气体在该类气藏中的渗流一般为存在启动压力梯度影响的非达西渗流。为此,根据保角变换原理,将带垂直裂缝的气井渗流问题,转化为易于求解的单向渗流问题;然后基于Forchheimer二项式渗流方程,考虑低渗透气藏中启动压力梯度存在的影响,推导得到了低渗透气藏中垂直裂缝井的产能计算公式;在此基础上,绘制分析了理论产能曲线,并用现场实例进行了验证。结果表明:启动压力梯度会影响低渗透气藏压裂井产能,压裂气井的产量随着启动压力梯度的增加而降低。该方法简单实用,便于现场应用。     

低渗气藏考虑启动压力梯度的单井数值模拟

在已发现的天然气储集层中，低渗透、特低渗透储集层占相当大的比例，且这类储集层中流体渗流较为复杂，具有独特的渗流特征（即存在启动压力现象），流体在多孔介质中的流动不再符合达西定律，因此重视并研究启动压力现象对低渗气藏的开发有着十分重要的意义。而目前的大型油气藏数值模拟商业化软件中都没有考虑启动压力梯度的影响。为此，在渗流力学基础上建立了考虑启动压力梯度的三维气、水两相流数值模型，并编写了相应的数值模拟软件。通过与商业化软件CMG的计算结果对比分析认为本软件是合理、可靠的。然后通过本软件对气井在不同启动压力梯度情况下的模拟计算结果表明，启动压力梯度对低渗透气藏气井的生产动态的影响非常显著，如果不考虑启动压力梯度将导致预测的产量等开发指标明显偏高。因此，在进行生产动态的方案预测时应充分考虑启动压力梯度的影响，以使编制的开发方案能更加准确地指导低渗气藏的开发。     

低渗透气藏压裂井产能分析

基于低渗透气藏渗透率随拟压力呈指数函数规律的基础，考虑拟启动压力梯度存在的影响，根据扰动椭圆概念和等价发展矩形思想，研究了垂直裂缝井的产能计算方法，绘制并分析了产能理论曲线。研究结果表明，渗透率模数、拟启动压力梯度以及裂缝的长度均对压裂井产能产生影响。渗透率模数和拟启动压力梯度越大，裂缝越短，气井产能越小。     

低渗透率油藏压裂直井开发数值模拟研究

目的：对压裂直井产能分析，为高效益开发低渗油藏提供依据。方法：①建立压裂直井生产特性地质模型，在数值模拟基础上对压裂直井的裂缝长度和导流能力与累积产油量关系、供油面积的影响因素、地层渗透率的变化对产量的影响因素进行量化分析；②压裂直升与水平井开发效果对比。结果：影响压裂直升产能因素包括水力裂缝长度、导流能力，地层渗透率和供油面积，对某一特定油藏，这些参数都有一个使产能达到最高的界限值。结论：低渗油     

裂缝应力敏感性对异常高压低渗透气藏气井产能的影响

异常高压低渗透致密气藏由于其自身的地质特征,大多需进行压裂后才能投产。而在衰竭式开发过程中,裂缝表现出很强的应力敏感性,会明显影响气藏的开发效果。为此,在渗流力学基础上,建立了考虑裂缝应力敏感性的三维气、水两相流双重介质数值模型,并编写了相应的数值模拟软件。结果表明,裂缝应力敏感性对气井产能具有一定影响,并导致气井所需生产压差明显增大,但对气井的稳产能力影响较小。而异常高压气藏由于原始地层压力高,有效应力变化范围大且变化的下限低,导致储层岩石具有更强的应力敏感性,因此,在进行异常高压低渗透气藏压裂气井的生产动态预测时,应充分考虑裂缝应力敏感性的影响,以使编制的开发方案能更加准确地指导该类气藏的开发。     

异常高压低渗砂岩油藏开发策略

通过对国内外近30个已开发的异常高压低渗砂岩油藏渗流、能量特征和开发特征的分析,总结出了提高异常高压低渗砂岩油藏开发效果应采取的开发策略。对于异常高压低渗砂岩油藏,在保持较高的压力水平条件下进行开发,采取合理的生产压差进行生产,以及采取降压投注、开发中后期合理加密井网等措施能够取得较好的开发效果。     

深层高压低渗透储层应力敏感性研究

为了深入研究深层高压低渗透储层的应力敏感性,文中采用了回压应力敏感评价测试方法对储层进行评价,并分析了应力敏感性对产能的影响。研究表明:随着回压降低,渗透率先是急剧降低而后降低幅度越来越缓;应力敏感曲线分为2个阶段,第1阶段渗透率下降幅度较大,超过了45.00%,以微裂缝受压闭合和大孔隙被压缩的拟塑性变形为主,第2阶段渗透率下降幅度低于15.00%,以岩石骨架颗粒本体被压缩的弹性形变为主;应用整个应力敏感曲线来评价储层会夸大储层敏感性,应用第2阶段来评价储层的应力敏感性更符合实际情况。应力敏感性对产能的影响较大,研究区日产量下降率达到了4.57%,因此,油田现场要适时地采取措施防止应力敏感的发生。     

致密低渗气藏启动压力梯度实验研究

致密低渗气藏具有低孔、低渗等特征,导致渗流过程中存在启动压力梯度,无法进行常规开发。通过室内物理模拟实验,研究其启动压力梯度及影响因素。实验研究表明,在致密低渗岩心中,当气体流量小于一定值时,气体在岩心中为非达西流动。气体的启动压力梯度随岩心围压的增加而增大,但其增加幅度逐渐减小。温度对气体的启动压力梯度有明显影响,气体分子质量的大小也是影响气体启动压力梯度的重要因素。     

靖安油田五里湾一区大型压裂低渗油藏数值模拟研究

鄂尔多斯盆地油藏以低渗油藏为主，对低渗油藏进行油藏数值模拟是目前的难点，经过大型整体压裂的低渗油藏数值模拟有其特殊性。针对鄂尔多斯盆地的低渗特点，以靖安油田五里湾一区为例，在油藏数值模拟中，结合试井资料，并根据等值渗流阻力法原理对近井地带地层渗透率作合理调整，采用等连通系数法原理对井间连通性修正技术和局部网格加密技术来模拟水力压裂时产生的压裂裂缝．从而达到较好的动态资料拟合效果。在历史拟合的基础上进行油田不同生产规模和不同注采比开发技术政策界限的研究，设计了合理的开发技术政策，对油田开发生产起到了很好的指导作用。     

高温高压致密砂岩储集层气水相渗曲线测试方法

致密气气水相渗曲线一般在常温常压下应用非稳态气水相渗测试方法通过实验测得,所得结果与高温高压下气水相渗曲线相差很大。采用常规标准方法,用氮气和地层水测试3块岩心在常温常压下的气驱水相渗曲线,之后将3块岩心按照实验流程处理,采用自研全直径渗流装置(200℃,200 MPa)对这3块岩心在地层条件下(温度160℃,116 MPa)进行气驱水相渗曲线测试。结果表明,高温高压相渗曲线具有更大的两相共渗区,且束缚水饱和度更低;在相同含气饱和度下,高温高压气相相对渗透率比常温常压的高,说明地层条件下致密气气水两相的渗流能力更强,实际束缚水含量更低。高温高压下,气水黏度比、密度比以及界面张力更低,气驱水波及效率更高。图2表2参10     

苏里格低渗致密气藏阈压效应

低渗致密气藏孔吼细小,束缚水饱和度普遍较高,气-水关系复杂,存在阈压效应。采用苏里格低渗致密储层的岩样,开展了低渗致密气藏阈压效应的研究。实验采用气泡法与压差流量法相结合测试并研究了阈压梯度及其引起的气体非线性渗流特征。通过核磁共振和恒速压汞实验测试了赋存水的分布规律和岩样孔喉结 构,分析了阈压效应产生的机理及其影响因素。实验结果表明可动水和孔喉特征是影响阈压效应的主要因素,可动水比例越高、孔喉越致密,阈压梯度越大,阈压效应越强。并得出了通过气藏的绝对渗透率和含水饱和度定量表征苏里格低渗致密气藏阈压梯度的公式,进一步建立了通过渗透率和含水饱和度预测存在阈压效应的气井产能数学模型。IPR曲线表明,阈压效应会降低气藏的储量动用程度,导致一定的产能损失,因此减少气藏含水饱和度是提高开发效果的有效途径。     

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。