低/特低渗透油藏非达西渗流有效动用计算方法

依据渗流力学基础理论,及考虑启动压力梯度存在的非达西运动方程,建立了低/特低渗透油藏流体非达西流动的数学模型。通过积分变换得出解析解,建立了单井未压裂情况下的合理动用半径的计算方法,并绘制了不同生产压差下的基质动用半径与启动压力梯度的双对数关系图版。结合压裂椭圆渗流理论,给出了不同面积井网压裂情况下动用系数的计算方法,用于定量表征不同井网条件下储层的动用程度,为低渗透储层的油藏评价和开发设计提供了理论依据。     

基于低速非达西渗流的单井压力分布特征

由于启动压力梯度存在,低速非达西渗流与达西渗流在压力传播规律等方面存在不同。运用稳态逐次逼近非稳态解的方法,建立了定流量和定流压条件下的非达西渗流模型,研究了两种情况下低速非达西渗流中的压力传播特征。定义了导压阻滞系数,导压阻滞系数,用于表征启动压力梯度对压力传播速度的影响。导压阻滞系数越大,压力传播到某一给定范围所需时间越长,但产液量的增加可使压力传播速度加快。不同于达西渗流,低渗透储层存在一个极限半径,当压力传播半径达到该值后,不再向外传播。     

低渗储层特殊渗流机理和低渗透气井动态特征探讨

本文针对低渗储层气体低速非达西渗流机理这一前沿课题,介绍了开展实际低渗岩样特殊渗流实验的结果和认识,探讨了低渗岩石气体低速非达西渗流的物理实质和一般规律,认识到了含水状态下岩样渗流偏离达西定律的现象并可以用"启动压差"和"临界压力梯度"两个参数来描述.在实验研究基础上建立了描述气体低速非达西渗流的数学模型,采用幂级数解法求得低渗储层气体低速非达西渗流模型繁荣通解.在此基础上通过大量的计算和分析理论曲线,提出了低渗气井不稳定试井曲线的后期段连续上翘的原因在于气体低速非达西渗流的新观点.文章最后介绍了上述研究成果在四川低渗气井试井分析中的应用实例,对低渗气井的试井分析具有一定指导作用.     

低渗透气藏中气体低速非达西渗流特征实验研究

近年来，随着低渗透油气藏的不断开发，对低渗透油气藏中流体渗流规律的研究越来越引起人们关注。本文针对低渗气藏中气体低速非达西渗流进行了大量的实验研究。通过对实验现象的探讨认识到：低渗储层岩石中单相气体低速渗流具有非达西渗流特征，表现为渗流曲线直线段的延伸与流速轴相交，即存在一个“拟初始流速”；低渗储层岩石在一定含水饱和度下，气体低速非达西渗流特征更为明显。残余水饱和度存在所产生的毛管阻力，使气体渗流曲线低速段的形态与单相气体渗流时相反，呈现上凹形态。在相应的克氏回归曲线上，存在着明确的临界点。临界点以下，气体渗流受毛管阻力影响，表现为气体(视)有效渗透率随压力增大而增大；临界点以上，气体渗流受滑脱效应影响，表现为气体(视)有效渗透率随压力增大而减小。气体低速渗流曲线特征与储层岩石渗透率和残余水饱和度密切相关，随渗透率增大和残余水饱和度的降低，气体低速非达西型渗流逐渐向达西型渗流过渡。     

特低渗油藏有效驱动半径研究

特低渗油藏中流体的流动存在较大的渗流阻力,注采井间压力损耗大,同时启动压力的存在进一步造成了部分低渗透层动用较差甚至未能动用,这种低速非达西渗流特征对特低渗透油田开发有很大影响,增大了特低渗透油田有效开发的难度。考虑启动压力存在的影响,确定了典型特低渗油藏江苏油田H17断块的启动压力梯度,并推导出注采井间有效驱动半径公式,研究了该断块不同井距和不同注呆压差下渗透率与有效驱动半径的关系,对实现特低渗油藏注采井间的有效动用和进一步改善水驱开发效果具有一定的指导意义。     

含水低渗气藏低速非达西渗流数学模型及产能方程研究

在低速非达西渗流实验研究基础上,对含水低渗气藏气体流动特性进行了分析,并建立了含可动水、不动水和束缚水影响下的3类低速非达西渗流数学模型,推导出了气体滑脱效应和启动压力梯度分别存在和同时存在条件下的系列气井产能公式。通过实例计算证明数学模型符合现场实际,气井产能公式可为确定不同含水条件下低渗气藏气井合理的产能提供必要的理论依据。     

储层压力条件下低渗砂岩气藏气体渗流特征

针对低渗砂岩气藏开展了储层压力条件下的气体渗流特征理论和实验研究,包括研究滑脱效应的定压差高压渗流实验和研究高速非达西流现象的定回压高压渗流实验.研究结果表明:低渗砂岩气藏储层中气体渗流的滑脱效应可以忽略不计;实验气测岩样绝对渗透率时,应用加回压提高平均压力的实验方法测得的绝对渗透率更为准确;压力梯度达到一定的临界值后...     

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章利用低速渗流实验装置，在残余水状态下，对亲水低渗储层岩石中气体低速渗流机理进行了大量的实验研究。研究成果表明：在残余水状态下，亲水低渗储层岩石中的气体低速渗流具有明显的非达西渗流特征；在克氏回归曲线上，存在着界定不同渗流机理影响的临界点。在临界点以下，气体渗流受毛细管阻力影响，表现为气体有效渗透率随净压力增大而递增；临界点以上，气体渗流受气体分子滑脱效应影响，表现为气体有效渗透率随净压力增大而递减。临界压力的高低反映了毛细管阻力和气体分子滑脱效应作用力这两种不同作用机理对气体低速渗流的影响程度。     

低渗气藏特殊渗流机理及稳定产能预测方法

不同于常规气藏,低渗气藏由于其储层物性差、含水饱和度高的特点,其渗流机理更为复杂。以低渗储层为基础,对低渗气藏特殊渗流机理进行详细阐述;同时针对目前低渗气藏产能预测考虑因素不全、产能评价结果不够准确的问题,在拟启动压力梯度模型的基础上,依据稳态渗流条件下的气藏产能方程,综合考虑气体滑脱效应、低速非达西、高速非达西、压敏效应等多重非线性效应,结合渗流力学基本原理,推导了通用气体稳定产能预测方程,并进行参数敏感性分析。结果表明:低渗气藏的低速非达西效应、高速非达西效应、压敏效应都会使气藏产能变小;如果忽略其影响,将会造成对产能的乐观评价;其中启动压力梯度和压敏系数(尤其是异常高压储层)对气井产能影响显著,滑脱因子次之,高速非达西效应影响较小。通过实例验证了产能模型的正确性,可以用于指导现场实际开发。     

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在致密飞藏中,由于吸附水膜的影响、岩石孔隙道喉道狭窄、连通性差、渗透率极低,加之气液固相间表面吸附力的作用等原因,在低渗油藏、气藏中均存在妄动压力梯度问题,即流体在多孔介质中的流动不再符合达西定律,而是遵从低速非达西渗流规律,四川石油管理局勘探开发研究院的开发研究院的室内实验已证明了这一点。在等温、单相、层流及忽略气体９骨脱效益的的条件下,气体低速达西渗流与液体低速非达西渗汉无因次渗流无因次渗流方     

考虑非达西渗流的底水锥进临界产量计算模型

底水锥进是底水气藏开发的重要问题。有关临界产量计算模型的物理模型一般假设地层流体为达西渗流,忽略非达西渗流压降。对于高产气井,近井地带流体渗流速度很大,非达西渗流阻力不可忽略。笔者在临界产量计算模型中考虑高速非达西渗流对底水锥进的影响,引入拟表皮系数,建立了考虑非达西渗流的底水锥进临界产量计算模型,计算中避免了非达西渗流半径的复杂计算过程。为量化非达西渗流的影响,应用数值模拟方法,通过建立高渗、中渗、低渗底水气藏数值模型,模拟产能试井过程并建立产能方程,计算了考虑非达西渗流的底水锥进临界产量。结果表明：低渗气藏非达西渗流对临界产量计算结果的影响可以忽略;当渗透率为30 mD、射孔厚度为208.3m、避水高度为31 m时,未考虑非达西渗流的临界产量误差为14.46%,非达西渗流影响不可忽略。因此当渗透率大于30 mD时,应选用考虑非达西渗流的底水锥进临界产量计算模型,更符合实际储层流体渗流规律。     

考虑变渗透率模量的异常高压气藏产能计算新方法

在异常高压气藏开发过程中,储层岩石常常表现出应力敏感特征。由于压敏储层在有效应力变化范围较大时,渗透率模量将随着有效应力的变化而变化,这样基于常渗透率模量的产能方程很难准确评价异常高压气藏的产能特征。为此,针对异常高压气藏的渗流规律,建立了考虑变渗透率模量和高速非达西效应的产能计算模型,并用Newton Raphson方法对模型进行求解。研究及实例分析结果表明：应力敏感作用会使异常高压气藏气井的产量降低,尤其是在井底流压较低时,其产量降低得更为严重;在井底流压较小时,用传统的常渗透率模量计算的产量可能会错误评价应力敏感作用对气井产量的影响;而高速非达西效应将会使异常高压气藏气井的产量降低,随着井底流压的减小,高速非达西效应使气井产量降低的程度更为严重。结论认为：在开发异常高压气藏的过程中应考虑变渗透率模量和高速非达西效应对气井产能的影响。     

考虑井筒附近高速非达西渗流的井底压力特征

通常情况下,高速非达西流动只出现在井筒附近。目前,在气井渗流模型建立及求解过程中,现有文献是将整个供气半径范围内的流动均考虑为高速非达西渗流,这与实际流动规律不符。文中将供气半径分为2个区,建立了考虑近井筒区高速非达西渗流和远井筒区达西渗流的数学模型,给出了相应的有限差分数值模型,通过编程求解,模拟了不同流态、紊流系数及分区半径下的井底压力响应,为高速非达西渗流气井试井分析提供了新的途径。     

致密低渗透气藏气井产能预测新方法

具有启动压力梯度和应力敏感特征的致密低渗透气藏气井产能的预测与生产压差的确定,对气井的生产能力评估、合理工作制度的制订具有重要意义,目前还没有能同时考虑启动压力梯度、应力敏感、非达西流动的产能预测方法。在建立同时考虑启动压力梯度、应力敏感、非达西流动的稳态产能预测模型基础上,分析了具用这类特征的致密低渗透气藏中稳态压力分布、渗透率分布和气井IPR曲线特征,计算了气井合理生产压差。研究结果表明：①要达到相同的产量,对存在启动压力梯度、应力敏感效应的气藏而言就需要具有更大的压差来生产;②应力敏感效应越强,气井生产压差就应越小。     

川西低渗透气藏气体钻井井壁稳定性评价方法

川西低渗透气藏采用气体钻井技术钻进时,致密砂岩井段井下垮塌频繁,为给制定防塌技术措施提供依据,在分析非达西渗流、储层敏感性对孔隙压力影响,计算气层产气时径向拖曳力的基础上,分析了径向拖曳力影响下井周的有效应力场,利用川西X3井实钻数据分析了气体钻井井壁垮塌的机理,并与摩尔库伦准则和拉伸破坏模型相结合,提出了适用于川西低渗透气藏气体钻井的井壁稳定性评价方法。川西低渗透气藏气体钻井井壁垮塌机理为:低渗透储层中高速非达西渗流和气体产出时产生的径向拖曳力使坍塌压力升高,井壁稳定性变差,同时在径向拖曳力作用下先发生拉伸破坏,随后地层压力降低进而发生剪切破坏,出现垮塌。利用低渗透气藏气体钻井井壁稳定性评价方法评价了X3井低渗透储层的井壁稳定性,评价结果与实钻情况相符,说明采用该评价方法可以评价川西低渗透气藏气体钻井时的井壁稳定性,能够为川西低渗透气藏气体钻井制定防塌技术措施提供指导。      

低渗致密砂岩气藏井筒流态判识及积液井措施管理

低渗致密砂岩气藏由于其"三低"特性,产水对该类气藏生产影响十分严重,准确判识气井积液是气田气井精细管理的重要内容。通过对产水气井井筒内气液两相分布状态的深入剖析,结合实际积液井压力测试数据,建立了井筒流态与气井流压、产气量之间的关系,并根据积液井井筒流态及排水采气措施适用性对积液井管理提出了优化建议,有效支撑了低渗致密砂岩气藏气井精细化管理,进一步促进了气田高效、可持续开发。     

高速非达西流动时元素硫沉积模型研究

元素硫沉积是含硫气藏开发过程中广泛存在而又必须解决的难题之一。高含硫气藏一旦投入开发，地层压力会逐步下降，使得元素硫溶解度下降而沉积下来，沉积的元素硫会堵塞地层孔隙，降低渗流通道，影响气井产能。考虑了高含硫气体在近井地带作高速非达西流动，建立了硫的沉积模型，并利用该模型对实际气藏进行预测和对比研究，再通过实例计算发现，硫非瞬时平衡沉积比瞬时平衡沉积对地层的伤害更严重，高速非达西流动沉积比达西流动时对地层伤害更严重，认为在开发高含硫气藏时，必须合理选择开发速度，有效防止元素硫沉积。     

考虑应力敏感性的煤层气稳定流动气井产能方程

国内外大量实验研究表明,煤储层应力敏感性是存在的,而且对煤层气井生产有重大影响。在前人实验研究的基础上,建立了煤层渗透率与有效压力或地层压力之间的数学关系式,二者之间满足相关性非常高的指数变化关系;建立了考虑煤储层应力敏感性的达西流动和非达西流动气井产能方程。研究表明,煤储层的应力敏感性对煤层气井的产能有很大影响,随着生产压差的增加,气井的产量增加幅度较小,并逐渐趋向稳定,因此需要制定合理的生产压差进行生产。     

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为了解决低渗透油气藏开发中投入与产出的矛盾,满足油气田开发过程中合理开采速度和稳产期的要求,取得最大的经济开发效果,区块整体改造技术在各油气田得到了越来越广泛的应用,文章综合运用油藏工程方法,数值模拟理论,渗流力学理论,采油工程,数值计算方法等理论知识,结合采油工程的实际情况,从区块整体改造的角度出发,全面考虑低渗致密气藏低速非达西型渗流和人工压裂裂缝中高速非达西型渗流的影响,首次提出了一个新型的较完善的低渗致密气藏整体压裂模拟数学模型,并推导出数值模拟,编制了低渗致密气藏整体压裂模拟软件,为低渗致密气藏整体压裂改造方案的编制提供了强有力的工具。     

考虑高速非达西效应的油水相对渗透率计算模型

油水相对渗透率是描述储层多孔介质油水渗流的重要参数,高产的高孔高渗油藏在近井地带可能会发生单相或两相的非达西渗流,以致于在常规条件下得出的相渗曲线并不能准确地表达该类油藏的渗流特征,导致产能评价及预测不合理。通过考虑高孔高渗储层多孔介质的油水渗流特征,建立了考虑高速非达西效应的高孔高渗油藏非稳态油水相对渗透率计算模型,进行了非稳态油水相对渗透率实验,计算了不同油相或水相非达西系数对油水相对渗透率曲线的影响,最后数模分析了高速非达西效应对高孔高渗油藏的影响。研究表明,水相对油水相对渗透率曲线的影响较为显著,非达西效应的影响在油水相渗曲线的两端更为明显。两相高速非达西效应虽然降低了油藏的总体产液量,但是抑制了产水,增加了产油量,与单相高速非达西效应相比,两相高速非达西效应对油田生产并不一定具有负面作用。