低渗致密气藏束缚水条件下应力敏感性

目前对应力敏感性研究主要是针对不含束缚水的储层,而低渗致密气藏普遍含有束缚水,束缚水条件下的应力敏感性研究对于气藏的合理开发有重要的意义。对选自苏里格低渗致密气藏的岩心建立了不同的束缚水饱和度,应用高压加湿器保证气体渗流实验中束缚水饱和度不发生变化,采用定围压变内压的方法进行了束缚水条件下应力敏感性研究。束缚水条件下低渗致密气藏具有较强的应力敏感性,渗透率越小,束缚水饱和度越高,应力敏感性越强。通过实验研究了应力敏感性系数与储层绝对渗透率和束缚水饱和度的关系,得出了定量表征苏里格低渗致密气藏束缚水条件下应力敏感性系数的公式。在此基础上建立了束缚水条件下低渗致密气藏考虑应力敏感性的产能模型,通过计算不同束缚水饱和度下的气井产能,发现应力敏感性会造成气井产能的损失,并且束缚水饱和度越高,应力敏感造成产能损失越大。因此控制压力下降速度或者降低储层束缚水饱和度可以减少应力敏感性对低渗致密气藏开发的影响。     

低渗致密气藏压裂返排数值模拟研究

气井压裂返排情况直接影响着低渗致密气藏气井压后的产能和稳产时间。考虑侵入区渗透率的损失、不同区域相渗曲线的差异,同时考虑返排初期含水饱和度和地层压力的不均匀分布,应用局部网格加密、示踪剂追踪、饱和度分区等方法建立了压裂返排的气水两相黑油模型。以示踪剂产量递减率定义了压裂返排结束的标志,研究了低渗致密气藏压裂液的滞留机理,分析了裂缝导流能力和侵入区渗透率损失对气井稳产时间和初期阶段返排率的影响。研究表明:平面上气体沿井眼处指进突破、侵入区高毛管力形成的渗吸效应、裂缝内部纵向上气椎的形成是造成低渗致密气藏压裂液滞留的主要原因;裂缝导流能力在40 D·cm左右、侵入区渗透率损失系数在小于0.3时,既有利于压裂液的返排,同时又不会降低气井的稳产时间。为制定压裂施工设计和指导压后产能评价工作提供了理论依据。     

川西坳陷致密气藏束缚水赋存状态与产出机理

致密砂岩储层微观孔隙结构复杂,普遍存在束缚水,其分布规律、赋存状态及流动机理对储层含气性和微观渗流影响较大。通过选取川西坳陷不同类型气藏的岩样,开展半渗透隔板法实验分析,揭示微观孔隙结构与束缚水赋存状态、产出机理的内在联系。研究结果表明:①不同类型储层具有不同的束缚水饱和度分布特征,微观孔隙结构是影响束缚水饱和度的内因。孔隙半径较大,但片状或缩颈状喉道发育,孔喉分选性差且微细孔喉较多,原始地层水易被捕集在孔喉尺寸急剧变化处或微细孔喉中,导致束缚水饱和度偏高;而孔隙缩小型、管束状喉道较发育,孔喉分选性较好,微细孔喉较少或者孔喉体积比小,束缚水饱和度相对较低。②部分高值束缚水在较大压力梯度的作用或可动水的诱导下,水可转化为临界水,最终成为可动水参与流动,随天然气产出。结论认为,开发初期应控制生产压差,一旦原始束缚水开始参与流动,将加剧气井产水和开发中后期井筒积液。     

应力场数值模拟技术在致密气藏开发中的应用

在地质建模的基础上,利用有限元数值模拟技术对苏里格气田靖A井区盒8段致密砂岩储层现今应力场的分布进行了定量模拟.模拟结果显示,研究区盒8段现今最大水平主应力分布在42～46 MPa,方向以N70°E～N85°E为主,在工区西北角向N50°E～N65°E偏转.现今最小水平主应力分布在26～29 MPa.高压气井主要分布在...     

考虑启动压力梯度的页岩气藏数值模拟

页岩气作为一种重要的非常规能源,其渗流及开发原理越来越受到关注。在页岩气井开采过程中,为了全面认识井底压力的响应特征及影响因素,根据页岩气渗流机理、吸附气解吸特征、渗流理论和质量守恒定理,建立双孔介质页岩气藏数学模型。模型以启动压力梯度和等温吸附的原理为前提,应用有限差分法,得到数值模型,编制相应程序对数值模型求解,分析了启动压力梯度、几何因子、储容比、Langmuir压力、Langmuir体积对气井井底压力变化的影响。结果表明:双重介质模型能够准确描述吸附气在储层中的解吸过程、基质系统和裂缝系统之间的窜流过程;考虑启动压力梯度更加接近实际地层;考虑吸附解吸作用使井底压力缓慢降低,探测地层边界较晚;利用地层参数分析及室内实验可以间接求出页岩气藏解吸附过程中Langmuir压力和Langmuir体积,这对气井井底压力分析和产能预测非常重要。     

考虑物性时变的裂缝性油藏数值模拟方法

长期水驱开发导致储层物性随时间发生变化,为提高物性时变条件下裂缝性油藏数值模拟精度,利用基于面通量的时变表征方法,建立了新的裂缝性油藏数学模型,并自主开发了考虑时变的数值模拟器。将新模拟器与Eclipse软件计算的结果对比,两者计算结果基本一致,其中,日产油量、日产水量、地层压力、井底流压的模拟误差均在0.125%以内。建立概念模型,设计了6种考虑时变的模拟方案研究物性时变对裂缝性油藏开发的影响。结果显示：储层物性的变化程度与水驱时间成正比,不同方案的时变机制对水驱特征和生产的影响不同;渗透率时变条件下采出程度降低,储层边缘剩余油较多,生产井见水后含水率急剧上升;相对渗透率时变条件下主流线水油流度比减小,波及体积扩大,采出程度升高。将考虑时变的数值模拟方法应用于大庆杏树岗油田杏南开发区,模拟数据匹配度明显高于Eclipse软件,新模拟器对于长期水驱开发油田后期的精确历史拟合有良好的效果。该研究对预测裂缝性油藏水驱动态和调整后期开发措施具有重要的理论和应用价值。     

考虑启动压力梯度的致密气藏渗流数学模型解析解研究

对存在启动压力梯度的致密气藏不稳定渗流数学模型进行分析时,常用的方法是在拉式空间运用格林函数法进行求解,但这个解无法反演到实空间而获得解析解.根据拉式变换及其逆变换的性质引入了附加函数,得到了形式简明的实空间上的解析解.通过对比多组解析解和数值反演的结果表明该解析解的计算精度在5%以内,因而此解析解可以在工程中应用.     

考虑相渗时变的数值模拟历史拟合方法及应用

海相砂岩油田长期水驱冲刷下存在残余油饱和度变化,制约着油藏数值模拟历史拟合及对剩余油认识的准确性,有必要开展相渗端点时变表征及时变模拟方法研究与应用.利用物理模拟及过路井饱和度标定,定量表征长期水驱残余油饱和度端点变化规律,建立水驱倍数下相渗曲线系列;改进传统数值模拟软件,增加相渗分区随过水倍数调用函数,嵌入历史全过程...     

致密气储层岩心束缚水饱和度实验对比

束缚水饱和度是进行储层油气评价、产能预测及储量计算的关键参数,现有的确定岩心束缚水饱和度的实验标准不适合于致密气储层岩样。选取大量具有代表性的致密砂岩岩样,进行了半渗透隔板、核磁共振及压汞实验测量,并对这3种实验确定束缚水饱和度的方法进行了对比研究。研究认为:选用阈压值为1.5MPa的隔板进行半渗透隔板毛细管压力曲线测量,并不能准确获取岩心束缚水饱和度,隔板阈压值需要达到3MPa;致密砂岩岩样在离心机上用0.690MPa离心力甩出的自由水并不充分,最佳离心力应为1.379MPa,结合核磁共振饱和T2谱与1.379MPa离心力下测量的离心T2谱可以有效地确定致密岩样的束缚水饱和度;半渗透隔板毛细管压力曲线与压汞毛细管压力曲线在形态上存在差异,压汞法采用毛细管压力为1.379MPa(转换为气—水系统)时所对应的束缚水饱和度更为可靠。     

考虑岩石变形的页岩气藏双重介质数值模拟

为了准确预测页岩气产能,指导实际生产,通过考虑岩石变形所造成的渗透率变化以及页岩气黏性流、表面扩散、Knudsen扩散等渗流机理,将地质力学效应与流体流动进行耦合,建立综合考虑应力敏感和页岩气多种渗流机理的数学模型,采用离散裂缝模型对地层微裂缝和水力裂缝进行描述,利用有限元方法进行求解。结果表明,在表面扩散与Knudsen扩散的作用下,页岩基质渗透率增加,使页岩气累积产气量增加,而应力敏感效应使得基质渗透率降低,从而导致累积产气量降低。表面扩散系数和Langmuir体积越大或井底压力越低,页岩气累积产气量越高。对于Langmuir体积越高的页岩气藏,通过降低井底压力进行开采,更有开发潜力。新建模型的模拟结果与实际历史生产数据拟合效果较好,验证了所建模型的准确性。     

考虑微观渗流机理的致密气藏产量预测方法

致密气藏存在启动压力和应力敏感等特殊渗流机理,对气井产量有较大影响,由于现有产量预测模型大多未同时考虑两者影响,且启动压力梯度等关键参数难以准确获取,导致其不适用于致密气藏气井的产量预测。在顶底封闭的均质无限大致密气藏渗流模型基础上,建立了考虑启动压力梯度和应力敏感的致密气藏直井产量预测模型,绘制了产量递减理论图版,提出了基于产量历史数据获取模型关键参数来修正产量预测模型、提高产量预测精度的图版拟合方法。由敏感性因素分析可知,气井产量前期主要受应力敏感影响,应力敏感性越强则产量递减越快;后期主要受启动压力影响,启动压力梯度越大则气井生命周期越短;当无因次渗透率模量大于0. 000 1或无因次拟启动压力梯度大于0. 001时,气井产量快速递减,若不考虑启动压力和应力敏感将导致产量预测误差较大。苏里格致密气藏实例验证表明,该模型预测精度较高,应用效果较好。     

考虑应力敏感的致密气藏水平井产能计算方法

除启动压力梯度外致密气藏还存在应力敏感,在实验确定应力敏感参数的基础上,引入虚拟裂缝概念,利用保角变换方法,考虑应力敏感和启动压力梯度建立了气藏水平井产能方程,同时分析了应力敏感、启动压力梯度、水平井长度等对产能的影响。结果表明:产能方程与试采产能的误差小于7%,验证了产能方程的可靠性;应力敏感和启动压力梯度均使产能降低,其中应力敏感占主要作用;应力敏感在低井底流压时对产能影响严重,启动压力梯度在高井底流压时对产能影响较大;水平井长度是影响产能的主控因素。该研究丰富了致密气藏水平井产能计算方法,并为水平井长度和生产压差的优化提供了理论指导。     

考虑非达西效应的致密气藏裂缝参数优化设计

为了实现致密气藏裂缝参数优化设计,考虑非达西效应对裂缝渗透率的影响,引入有效渗透率,对传统的支撑剂指数进行了修正;然后,利用边界元法,作出表征无因次采气指数、支撑剂指数和裂缝有效导流能力之间关系的图版,拟合出f函数;最后,通过迭代获得最优裂缝参数和裂缝导流能力,形成了以采气指数为目标函数、考虑非达西效应的致密气藏裂缝参数优化设计方法.利用苏里格气田某致密气藏的数据,对比分析了是否考虑非达西效应对裂缝参数优化设计的影响.结果表明,考虑非达西效应后,支撑剂指数为不考虑非达西效应时的1/5,有效导流能力为不考虑非达西效应时的1/3,最优缝长缩短了1/5,最优缝宽增大了1/4.研究结果表明,利用修正支撑剂指数可以进行致密气藏裂缝参数的优化设计,利用该方法优化的缝长和缝宽与修正前相比分别缩短和增宽,设计结果更加准确.      

致密气藏产能分析方法研究

对致密气藏进行常规产能分析时,由于渗透率极低,要达到稳定通常需要很长的测试时间.对此提出了致密气藏的产能分析方法,建立了气井产能分析的最优化模型,并讨论了该模型的求解方法,还建立了地层压力不确定时的气藏产能分析模型.通过实例分析发现,运用提出的致密气藏产能分析方法求出的结果与实测数据非常吻合.     

考虑渗流参数时变效应的高渗透油藏数值模拟技术

水驱开发油田进入中高含水期后储层物性时变效应愈发显著,传统数值模拟软件无法精确表征储层物性的动态变化过程.考虑高渗透油藏的渗流参数时变效应,在传统的黑油数值模拟软件中增加了统一的物性时变模拟框架,即以面积加权的达西流速计算瞬时面通量、用曲面插值算法计算任意面通量和饱和度下对应的各相相渗,以模拟任意的物性随冲刷时长的变化过程.将时变数值模拟技术应用于自研模拟器中,对某海上高渗疏松砂岩油藏进行了分析.结果表明,时变数值模拟比常规数模模拟对水驱效率和最终采收率预测更为精确.时变数值模拟技术为油田剩余油研究和挖潜提供了依据,对水驱油藏后期开发预测具有重要意义.     

页岩气藏数值模拟研究现状

从页岩气藏气体赋存方式和流动机理、气藏建模方法及数值模拟理论研究和实际应用3个方面阐述了国内外页岩气藏数值模拟技术的研究进展,为该技术的深入研究提供参考。最后,对页岩气藏数值模拟研究进展进行总结,认为存在4个有待于改进和研究的问题：①完善储层模型以考虑有机质的影响;②需要阐明单相气体解吸附、扩散和渗流过程的运移规律和主控因素,并建立气、水两相流动数学模型和数值模型;③天然裂缝和压裂诱导裂缝的准确建模是页岩气藏数值模拟的关键,实际应用中应综合考虑其他监测技术的结果;④针对页岩气藏数值模拟,还需要形成相应的标准和规范,以便更好地指导该类气藏开发。     

考虑应力敏感的致密气藏动态产能方程及应用

致密气藏生产过程中储层应力敏感性强,地层压力下降快,流体物性差异大,是目前致密气井产能分析和稳产预测的关键.基于高速非达西渗流Forchheimier二项式方程,引入了储层应力敏感性和生产压降导致气体高压物性变化2个因素,形成了气井生产任意时间点产能方程建立的方法.利用该方法获得气井稳产期末产能方程及地层压力,再通过物...     

致密气藏试井

随着技术的进步、能源价格的提高以及常规气藏储量的下降,油气公司开始开发致密(低渗透)气藏中大储量圈闭的可行性.对这些低渗透气层进行常规试井所获得的重要油藏参数通常都会有偏差,例如原始油藏压力、渗透率、有效裂缝长度、裂缝导流能力和产能.本文的目的是评价应用于不同类型致密气层的特殊测试方法,讨论传统的测试方法很少成功的原因,并找到适合于致密气藏的测试和分析方法.我们将考虑短时测试,主要是为了获得原始气藏压力,其次是确定渗透率和表皮系数.将考虑流入动态测试、裂缝校正测试和地层流动测试,并通过实验和现场实例对这些测试的应用性进行了展示.     

致密气藏水平井参数优选研究

为了解决靖边气田致密低渗区已投产水平井开发效果普遍较差的问题,有必要确定水平段长度、渗透率等产能影响参数的范围,提高其开发的效果和经济效益。通过水平井产能影响因素的敏感性分析,初步确定了产能的主要影响因素;综合利用气藏工程、数值模拟和经济评价等方法,确定了渗透率、水平段长度等影响水平井产能的主要参数范围,建立了适合靖边气田的水平井参数优选流程。以优选的水平井参数为基础,预测了试验区水平井的无阻流量。结果表明:不同因素对水平井产能的影响程度存在差异,但渗透率、水平段长度等参数对水平井产能影响较大。确定了影响致密气藏水平井产能的地层压力、渗透率、水平段长度、储量丰度等参数的范围。产能预测结果表明:参数优选后的水平井井网开发效果良好,说明建立的水平井参数优选流程有效。所以,水平井参数的优选,对致密气藏的水平井选井及设计十分重要。     

致密气藏储层参数生产动态影响模拟分析

致密气藏开发主要依托区域筛选、钻完井优化、井网优化和生产管理等手段通过提高单井日产量和最终采气量及提高气藏最终采收率实现致密气藏的经济有效开发。因此为实现致密气藏的经济有效开发,有必要分析致密气藏储层参数(渗透率、有效厚度、孔隙度、泄气面积)对生产动态的影响,达到认识储层参数的目的,并对致密气藏的开发提出建议。