基于分段拟合的致密气藏递减分析方法

Arps递减模型的适用条件之一是气井生产达到边界控制流阶段,应用Arps递减模型对苏里格致密砂岩气藏压裂气井产量进行递减分析时,存在以下难点:如何确定气井到达边界控制流的时间;达到边界控制流阶段的气井,如何进一步判断其递减类型。为此,根据苏里格气田气井生产特征,结合试井理论及数值模拟方法,建立不同类型气井数值模型,确定气井到达边界控制流时间,以此为分界点,分段拟合,研究不同阶段气井产量变化规律。结果表明:已进入边界控制流的气井,递减指数介于(0,1),为0.5左右,属于双曲递减的一种特殊形式-衰竭递减。利用研究成果能够合理有效的预测气井不同生产阶段的生产指标及变化规律,对致密砂岩气藏压裂气井的产量递减分析及指标预测有一定的指导意义。     

非常规气井产量递减与EUR预测方法评述

针对非常规气井产量递减与EUR(预测最终采收率)结果差别大、准确率不高的问题,对Wattenbarger线性流法、PLE幂指数递减模型法、SEPD扩展指数递减模型法等各种方法的理论基础和优缺点进行对比分析,评价各种方法的使用对象、所需数据和适用条件。同时,通过对PLE、SEPD、Duong、LGM 4种模型在线性流阶段和拟边界流阶段的预测结果与数值模拟井的预测结果进行对比,并进行实际应用。结果表明:各种常用的非常规气井产量递减方法均适用于不同的地层流态;Wattenbarger线性流、拟恒定流动压力、水平井多级压裂模型3种方法更适用于变产量、变井底流压的流动状况;PLE和Duong模型在生产时间为2 a内预测比较准确。该研究为非常规气井产量预测提供了借鉴。     

致密砂岩气井递减参数的合理取值

致密砂岩气藏的特征导致气井需要多年才能进入拟稳定流动阶段,可用于做递减分析的生产数据通常包含或仅有处于不稳定流动阶段的生产数据,不同产层渗透率的差异可能引起层间不同流动阶段共存,导致拟合求得的递减指数异常（b〉1）,预测的储量过于乐观。总结了致密砂岩气藏的主要特征,阐述了递减参数选择存在的误区,引入改进的Arps递减参数取值新方法。利用一口有代表性的老井的历史生产数据,展示了如何利用新方法选择递减参数及最终预测效果。新方法预测的生产动态与真实生产情况高度吻合,预测储量与真实值的相对误差仅-2．97％。研究显示,改进的递减参数取值方法能较好地利用早期的生产数据,有效降低不稳定流动阶段生产数据对合理递减参数取值的影响,从而有效提高了致密砂岩气井的储量预测的可靠性。     

线性递减类型的建立、对比与应用

产量递减阶段是油气田开发的主要阶段。产量递减法是预测油气田产量和可采储量的重要方法。该方法的有效应用与储层类型、驱动类型和开采方式无关,只要油气田的产量已进入递减阶段,即可应用产量递减法进行有效预测。Arps提出的指数递减、双曲线递减和调和递减,尤其是指数递减和双曲线递减,在国内外的产量预测和可采储量评价中得到了广泛的应用。然而,Arps的3种递减类型,只适用于产量随时间呈曲线递减,而不适用于呈直线递减。实际油田生产资料表明,对于致密低渗砂岩油气藏,压裂投产后的产量与时间之间往往不是曲线递减关系,而是直线递减。因而,Arps的3种递减类型,已不适用于直线递减的产量和可采储量的预测。经过推导建立了线性递减类型,该类型既是一种新的递减类型,又是对Arps递减类型的补充。经应用实例表明,线性递减类型是实用有效的,所提出的预测产量、累积产量和可采储量的方法,具有很好的实用价值和理论意义。     

气井产量曲线递减趋势影响因素及产量预测

油气田产量的变化要经过产量上升一产量稳定一产量下降的全过程.常规气井经过投产以后,产量稳定到一定时期就进入到递减阶段,预测此阶段的产量,对开发方案的调整、地面工程建设、气井的经济评价、增产措施的决策等具有重要意义.在近年来油气井产量递减研究成果的基础之上,研究了不同Arps产量递减曲线的关系,得出了常规气井产量递减符合双曲线递减,总结了影响气井产量递减的主要因素,分析了这些因素的改变对产量递减曲线趋势变化的影响,并通过气井递减曲线变化的趋势来指导气井递减阶段的产量预测.     

致密气藏不对称裂缝偏心直井半解析模型及其渗流特征

针对致密气藏不对称裂缝偏心直井渗流问题,根据质量守恒方程建立了不对称裂缝偏心直井数学模型。采用拉普拉斯变换和数值离散方法,得到拉普拉斯空间偏心直井的井底拟压力;利用Stehfest数值反演方法,获得压力和产量分布,并讨论了裂缝角度、裂缝无因次导流能力和偏心距对井底拟压力和产量的影响。借助Saphir试井分析软件,建立了气井的数值模型并进行数值离散计算,将计算结果与半解析解进行对比,验证了数学模型的正确性。同时,根据无因次井底拟压力变化特征,将偏心直井流体流动划分为储集层与裂缝双线性流阶段、储集层线性流阶段、裂缝椭圆流阶段、平面径向流阶段、距离裂缝较近边界控制流阶段和圆形封闭边界控制流阶段。     

幂函数递减模型的建立、对比与应用

Arps基于矿场油井产量递减数据的统计分析和理论研究,提出了指数、双曲线和调和三种经典的递减模型,受到世人的高度重视,至今被广泛地应用于全球油气工业的产量和可采储量的评价。应当指出,Arps的指数递减是递减率为常数且产量递减较快的一种递减模型。由于其预测的指标比较稳妥,被上市评估公司普遍采用。Arps的双曲线递减和调和递减是两种产量递减较慢的模型,在实际中应用得并不多。陈元千等于2015年建立的线性递减模型,仅适用于产量随时间呈直线下降,而且递减率随时间的增加而增加。本文建立的幂函数递减模型,它的递减率随时间的增加而降低。根据Arps提出的递减指数n划分的不同递减模型:n=-1时为线性递减,n=0时为指数递减,0n1时为双曲线递减,n=1时为调和递减,1n≤2时为幂函数递减。由于呈幂函数递减的产量与时间之间存在双对数直线关系,因此,该递减又可称为双对数递减。利用幂函数递减模型,对两口美国页岩水平气井的产气量、累积产气量、经济可采储量、采出程度和递减率进行预测。预测结果表明,两口井的递减指数基本相同,接近于2。     

Arps递减微分方程的推导及应用

Arps递减模型作为油藏开发递减阶段产量及可采储量的预测工具,被广泛应用于油气田生产动态分析。然而,由于原文中建立模型所用的基础微分方程是以不明确的叙述方式提出的,缺乏严格的理论推导,很少被文献引用。为深入阐述该微分方程的理论意义,发挥其应用价值,在前期研究所得递减率与时间关系式的基础上,推导得出与Arps相同的微分方程。在此基础上,通过设定递减指数的取值,求解相应的微分方程,分别得到Arps的指数、双曲和调和递减模型原式。     

基于压力产量耦合的致密气藏动态分析新方法

对于致密气藏而言,常规的Arps分析方法受到应用条件的限制,不适用于该类气藏。为此,考虑生产过程中气体PVT随压力变化和变流压生产的情况,提出了一种基于产量和压力相耦合的动态分析新方法。其步骤为:(1)根据产量和压力历史数据计算出拟压力标准化产量;(2)基于产量历史计算出物质平衡时间;(3)根据拟压力标准化产量和物质平衡时间得出标准化递减率;(4)由拟压力标准化递减率进一步计算出标准化递减指数。通过理论分析发现:(1)拟压力标准化的递减率与物质平衡时间呈幂指数关系;(2)由标准化递减指数的变化规律可以得出致密气藏气井的流动存在井筒储集及裂缝线性流(n=1左右)、线性流到拟径向流的过渡流(1n2)、拟径向流向边界控制流的过渡流(0.5n2.0)、边界控制流(n0.5)等4个阶段。实例应用结果表明,分析结果与理论结果符合程度高,能够提高递减规律预测的准确性,表明新方法适用于致密气藏的动态分析,可为致密气藏开发提供可靠的分析手段。     

几种产量递减模型的分析和比较

油气田开发过程大体可以划分为三个阶段：产量上升阶段、稳定阶段、产量递减阶段。在递减阶段可以用产量递减模型预测储量和产量。一般分析模型都是基于Arps经验公式：指数、双曲线与调和模型（其中对于采收率,指数模型和调和模型分别有低估和高估两个相反的趋势）。Li和Horne经理论和实验研究,得出一个基于流体流动机理的模型——Li—Horne模型。该模型得出采收速度与采收率的倒数呈线性关系,同时考虑两相流体特性,如相对渗透率和毛细管压力值,增加了递减模型的通用性。本文的主要目的是从理论上分析这几种递减模型,并用现场油气田的开采数据验证它们的可行性,比较分析各个模型结果之间的差别。     

非常规天然气产量递减分析新方法及其应用

对以裂缝流动为主的低渗、超低渗致密气井或页岩气井,传统的递减方法,如Arps产量递减及其变形,不再适用。这些井的大多数产量数据呈现出裂缝流动为主的流态,即使生产几年后也很难达到晚期流动状态。如果没有拟径向流和边界控制流动存在的话,不论是岩石基质渗透率或泄油面积都很难确定。这表明,与裂缝贡献相比,基质贡献微不足道,且预期最终采收率(EUR)不能建立在泄油面积的传统概念基础上。介绍了一种对低渗、超低渗气井或页岩气井适用的产量递减方式,用以估算以裂缝流动为主、基质贡献可忽略井的预期最终采收率,以低渗、超低渗致密气井的例子来验证这种新的递减模型。所有显示预测了直线的趋势,其斜率和截距与裂缝流态类型有关。证实此方法能得到可靠的预期最终采收率,用来代替非常规气藏传统的递减方法,分析资源远景带的产量预测和储量估计。     

一种低渗气藏单井产量递减计算方法及分析——以大牛地盒三气藏为例

低孔、低渗气藏关井压力恢复需要时间较长,不适宜采用试井的方法获取地层参数,因此,采用一种传统与现代相结合的方法来研究大牛地气田盒三气藏的产量递减规律。该产量递减分析方法以Arps产量递减方法为基础,引入Blasingame归一化产量、物质平衡时间和拟时间概念,将变产量/变压降生产数据转变为等效恒定压力系统,运用Fetkovich产量递减标准图版进行拟合,所得匹配点数值分别进行地层参数计算和用于Arps产量预测。该方法提高了产量递减分析的可靠性,具有操作简单的优点,同时可有效求取地层参数。     

Gas well production analysis with non-Darcy flow and real-gas PVT behavior

A rigorous semi-analytical model is developed to study the production rate behavior of wells in gas reservoirs with Forchheimer's non-Darcy flow under constant or varying bottomhole pressure conditions. Rigorous modeling of gas property variation in reservoirs is integrated in this model.Three dimensionless parameters, normalized gas viscosity and compressibility product, Forchheimer number, and normalized viscosity, are introduced to quantify their effects on non-Darcy flow in the reservoir. The variation of viscosity and compressibility product in the gas reservoir depletion process leads to a smaller production decline rate than that of exponential decline. The parameter b in Arps' decline equation under Darcy flow is defined as the base value, b, that helps identify the production decline caused by reservoir non-Darcy flow. Under the condition of constant pressure drop the more severe the non-Darcy flow, the larger the Forchheimer number. Generally, non-Darcy results in a smaller production rate, a larger decline rate in the boundary-dominated period, and a longer transition period between these two periods. The viscosity variation enhances non-Darcy flow, which lowers the initial production rate but has very little effect on the production decline rate. A larger production decline rate during the boundary-dominated period may help petroleum engineers identify the non-Darcy flow effect from the production data.Analyses show that the traditional quadratic equation is a good approximation only if non-Darcy flow is not severe and that for non-Darcy flow in the reservoir, the traditional Fetkovich's type curves may underestimate reservoir permeability, overestimate well skin factor, and misinterpret reservoir drainage area. A method of using the proposed model to identify the non-Darcy flow from production data is presented. Two examples from the literature are analyzed, and good type curve matches and more reliable results are obtained.     

页岩气产量递减规律研究

页岩气藏的渗透率极低,储层流体流动性较差,气井产能较低,其产量递减规律有别于常规气藏。研究页岩气产量递减规律,对预测气田未来产量变化与最终开发指标及指导开发措施调整等均有重要意义。以美国德克萨斯州 Haynesville 与 Barnett 页岩气田单井生产动态为例,研究了层状硅质-钙质页岩与层状硅质页岩两大类页岩气田的产量递减规律,分析了复合递减模型以及广义双曲型曲线用于页岩气研究时参数发生的变化及其影响因素。通过 Arps 广义双曲递减法与复合递减模型法应用的对比表明,层状硅质-钙质页岩与层状硅质页岩两大类页岩气田产量变化规律有较大差异。     

苏里格气田东区气井产量递减规律

以苏里格气田东区为例,采用Arps分析方法计算产量递减,详细解释了指数、双曲和调和3种产能递减方式。研究认为,苏里格气田东区低产、低渗、低丰度,气井压降快,稳产期短或无稳产期,Arps分析结果为双曲递减;递减率受初期配产影响大,可通过调整初期配产来控制递减率;研究区2008年投产井平均在2 a后进入递减期,月递减率为1.7%~2.4%;苏里格气田东区Ⅰ类井、Ⅱ类井和Ⅲ类井配产都在合理范围之内,分析方法准确可靠。依据衰竭式递减公式,研究区已投产井的有效开采时间为15~30 a