低速非达西渗流气井单井控制储量的确定方法

气井单井控制储量的确定在气藏的开发过程中占有重要地位，而低渗透气藏的渗流特点是非达西流动，即存在启动压力。以往计算单井控制储量的方法均未考虑启动压力梯度的影响。但是在现场实际运用中，常常需要考虑启动压力梯度，因而提出了在低速非达西流动情况下，考虑启动压力梯度时的单井控制储量的确定方法。从基本数学模型出发，推导出了相应公式。利用该公式对某井进行了单井控制储量的计算，并且同用常规动态方法计算的单井控制储量相比较，证明所提出的方法是实用有效的。     

含硫气井非达西渗流下的产能预测方法

含硫气藏在开发过程中,固态硫沉积将降低储层岩石孔隙度和渗透率,极大地破坏气井产能,此时常规气井产能计算模型已经不再适用,因此建立含硫气井产能预测模型十分重要。本文考虑硫元素在近井地带沉积引起的储层渗透率变化,将储层分为沉积区和非沉积区。基于渗流力学理论,建立了含硫气藏直井、水平井在平面径向非达西稳定渗流条件下的二次三项式产能方程。通过分析硫沉积、启动压力梯度、水平段长度对气井产能的影响,认为气井产能随硫沉积饱和度的增大而减小,无阻流量与启动压力梯度呈负相关关系,水平井段长度越长,产能越大。     

低渗非均质储层水驱数值模拟研究

为进一步研究低渗非均质储层启动压力梯度非均匀分布的实际渗流特征,建立了二维二相考虑启动压力梯度的渗流数学模型,对比研究了启动压力梯度为常数和启动压力梯度非均匀分布情况下的渗流场和各项开发指标,结果表明二者差异较大,因此,在研究低渗透油藏时,必须考虑启动压力梯度非均匀分布对开发指标的影响.同时,对比研究了中部存在低渗带和高渗带情况下的开发指标,中部存在低渗带更有利于提高水驱波及效率.     

渗透率应力敏感性对煤层气井产能的影响

为了得到煤层气井产能方程,并对其敏感参数进行分析,基于煤层流体渗流规律,推导了在达西渗流和非达西渗流下考虑渗透率应力敏感性的产能方程,研究了韩城WLl井某煤层的煤层气井流入动态。结果表明：不管是达西渗流还是非达西渗流,考虑应力敏感性后煤层气井的产能明显减少,无阻流量最多可以减少12．4％;当改变渗透率应力敏感系数后,发现敏感系数越大,煤层气井的产能下降越多;如果生产压差较小,虽然应力敏感性影响不明显,但是产气量较低,生产压差过大又会浪费地层能量。因此,开发时制定合理生产压差是非常重要的。     

海相碳酸盐岩异常高压气藏产能特征分析

运用二项式产能方程计算异常高压气藏气井产能和实际产能偏差较大,而采用考虑了气井非达西流动效应和脉动效应的三项式产能方程计算的气井产能和实际产能比较接近,因为三项式产能方程能较准确描述异常高压气藏中天然气渗流的情况。运用三项式产能方程计算××井产能,和用实际生产数据求得产能比较贴近。     

变形介质低渗透油藏的产能影响因素分析及合理压差的确定

实验表明低渗透油藏在渗流时存在启动压力梯度,有些低渗透油藏还具有介质变形的性质。因此在开发低渗透变形介质油藏过程中,启动压力梯度和岩石的强应力敏感性是必须考虑的基本特征。结合具有变形特性的低渗透油藏的产能公式分析产能的影响因素,并为高效地开发低渗油藏确定合理的生产压差。     

含瓦斯煤Forchheimer型非达西渗流实验研究

针对目前非达西渗流在含瓦斯煤三轴应力状态下研究较少的问题,基于Forchheimer型非达西渗流理论,采用自行研制的含瓦斯煤准三轴渗流试验装置,研究了2个煤矿的贫煤煤样在不同围压、轴压条件下Forchheimer型非达西渗流特性并计算了相关参数。研究结果表明,三轴应力状态下煤样中瓦斯气体流速随瓦斯压力梯度的变化而出现明显的Forchheimer型效应。相同介质和流体下,瓦斯压力和三轴应力状态成为煤体瓦斯渗透规律的主要影响因素。不同围压、轴压条件下,瓦斯渗透速度会随瓦斯压力的增大而增大,但其渗透速度的增大速率最终会趋于恒定。相同围压下,非达西渗流因子β随轴压的增大而增大,且β越大,压力梯度与渗流速度之间的非线性关系越明显,而非达西渗透系数K值会有减小的趋势。     

煤层应力变化对瓦斯渗流和封存影响的理论分析

从巷道和钻孔两种尺度分析了煤层应力变化对瓦斯渗流和封存的影响机理。结果表明,煤层应力变化对瓦斯渗流存在明显的"挤出"和"封存"效应;煤层应力变化对瓦斯渗流的影响主要通过低速条件下瓦斯流动启动压力梯度变化而作用,对瓦斯封存的影响主要通过3个方面,即煤体的弹性自调节综合效应、应力场对煤层天然孔隙裂隙开合程度的影响、低速条件下瓦斯渗流启动压力梯度等进行作用的。研究结论对于瓦斯流动研究具有重要的理论意义。     

低渗透非达西渗流研究

达西定律是渗流的基本规律,但是在低渗透油藏中,渗流表现出对达西定律的偏离,这就使我们有必要对非达西渗流进行深入的研究,从低渗透非达西渗流特征、低渗透非达西渗流模型、造成非达西渗流的原因、低渗非达西渗流的判据以及非达西渗流的计算方法等几个方面的研究进展进行了总结,并对非达西渗流的发展提出展望,为从事相关工作的研究人员提供参考。     

考虑基质收缩效应的矩形煤层气藏有限导流裂缝井产能评价

为了弥补煤层气藏产能评价模型的不足,提出针对基质收缩特性的产能评价模型。阐述了基质收缩效应在煤层气藏产能评价中的影响,通过结合稳态扩散定律、达西渗流定律、Duhamel褶积以及裂缝导流能力转换因子,引入新的拟时间函数,实现了在煤层气藏产能评价中考虑基质收缩效应、有限导流裂缝以及矩形边界,研究了准确高效计算产能评价模型的方法,通过对算法的优化和验证,表明评价方法达到了商业软件化的强度。拟合结果表明,新的评价模型能够较好的拟合现场生产数据,评价结果符合储层及气藏基本认识,误差较小。     

基于CT三维重建的煤层气非达西渗流数值模拟

为了探究煤层气非达西渗流中各参数对渗流的影响,通过CT三维重建技术,建立了从现场采集到的6种煤样的真实模型。基于建立的真实模型,进行了在30种不同压力梯度下的煤层气渗流数值模拟试验。模拟试验结果表明：（1）在微观尺度下(<100 μm),模拟得到的渗流速度与压力梯度符合Forchheimer高速非线性渗流规律;（2）渗透率随有效孔隙率的增长并不是绝对的,在有效孔隙率较大时会出现局部波折的情况,在相同压力梯度下,渗流速度总的趋势随有效孔隙率、渗透率、非达西系数的增大而增大;（3）非达西系数随着有效孔隙率和渗透率的增大而减小。幂函数拟合和多元回归分析结果表明有效孔隙率对非达西系数的影响最为显著,仅考虑有效孔隙率的经验公式可更加精确的估算非达西系数。由数值模拟结果得到的非达西经验常数为0.003 171,有效孔隙率幂次为-5.387 45。     

低渗透介质非达西渗流研究进展

在低渗介质中,流体渗流往往表现出对达西定律的一定偏离。该文对低渗透介质非达西渗流的研究进展进行了总结,内容包括:1)低渗透介质非达西渗流存在的模型;2)低渗非达西渗流是否存在;3)低渗非达西渗流的成因;4)低渗非达西渗流出现的判据;5)低渗非达西渗流的应用。并对其发展提出展望,这些工作可以为从事相关工作的科研、工程应用人员提供参考。     

考虑启动压力梯度的低渗透煤层瓦斯渗流耦合模型及应用

低透气性煤层瓦斯低速渗流时具有非Darcy渗流的特征,为揭示非Darcy渗流现象的渗流机理,开展了包含非Darcy渗流现象的瓦斯渗流与煤岩变形耦合作用规律研究。根据低透气性煤层瓦斯渗流特征,考虑启动压力梯度作用下的非Darcy渗流规律,研究游离瓦斯渗流、吸附瓦斯扩散流动机理和煤岩变形等过程,建立含启动压力梯度的渗流耦合模型,并利用该模型开展本煤层预抽钻孔数值模拟研究,结果表明,考虑启动压力梯度的模拟结果更符合低渗透煤层瓦斯运移规律,依据模拟结果布置井下钻孔,工作面预抽钻孔抽采瓦斯量为1.09 m3/t,抽采效果理想。     

气藏含束缚水储层岩石应力敏感性与产能物性下限研究

在低渗透油气田的勘探开发过程中,储层岩石的应力敏感性得到了极大的重视,应力敏感的作用与常规的速敏、酸敏、水敏、盐敏和碱敏作用一样对储层的物性变化起着重要的作用;并且直接影响了产能的物性下限.以四川盆地蜀南河包场地区气藏含束缚水储层的岩石实验分析资料为例,分析了应力敏感性研究机理、应力敏感性与物性下限的关系.通过模拟了气藏衰竭的开发过程,获知地层孔隙压力下降,即储层有效应力增加对储层有效渗透率的影响.研究表明,对于包界地区须家河组低渗气藏,其衰竭开发过程中,地层压力下降造成的应力敏感损害不超过50%,即应力敏感性为弱-中等偏弱.低渗透储层的产能界限确定必须考虑固液耦合的影响,当岩样渗透率高于0.3×10-3μm2后,渗透率损害率呈平缓下降趋势,应力敏感损害弱.     

低渗透均质油藏地层压力的计算方法

利用物质守恒原理，建立地层压力线性变化趋势下考虑启动压力梯度和注水强度影响的渗流数学模型。给出了考虑注采比和启动压力梯度的平均地层压力和边界压力的确定方法。通过实例计算对比表明，在低渗透均质油藏的地层压力计算中，应该考虑注采比和启动压力梯度因素的影响，以提高地层压力评价的可靠性。     

启动压力梯度对致密油藏水平井裂缝参数的影响

致密油藏流动能力差,水平井压裂后形成基质与裂缝两种差异明显的介质,流体在两种介质中的渗流规律不同,在基质中存在很高的启动压力梯度,不同渗流规律的耦合对致密油藏压裂水平井开发产能及开发动态规律的研究提出了新的难度。本文建立了考虑不同基质低速非线性渗流规律的致密油藏压裂水平井产能模型,并在此基础上研究了启动压力梯度对致密油藏压裂水平井开发动态的影响,将整个生产周期分成了第一线性流、裂缝干扰流、第二线性流和边界控制流四个阶段,并认为启动压力梯度具有缩短第一线性流与第二线性流的稳产阶段的作用,不利于致密油藏的有效开发;同时,启动压力梯度对裂缝参数的优化具有重要的影响,越高的启动压力梯度需要更长、更密、更多的裂缝才能进行有效的开发。     

基于启动压力梯度的煤层瓦斯流动状态快速判识方法

为探讨低渗煤层瓦斯流动的非达西特征,基于GSI煤体分类体系与砂岩启动压力梯度测试方法,进行了不同煤体结构煤样的启动压力梯度测试,建立了启动压力梯度与煤体结构的回归关系,实现了煤层瓦斯流动状态的快速判识。研究表明:在煤矿井下采集煤样或直接观测煤壁,获取其煤体结构,并与GSI煤体分类体系进行比对,确定煤样GSI值后,通过启动压力梯度测试并建立其与GSI的关系,即可实现不同煤体结构煤层启动压力梯度的快速获取与瓦斯流动状态的快速判识。     

低渗欠饱和煤层气井产能分析新方法研究

为准确获取煤层气井物理性能参数,提出了一种简便的基于生产初期排水数据的产能分析新方法,首先,考虑煤层普遍具有的低渗特征,引入调查半径公式,计算各个时刻煤层气井压力波前缘位置,然后,基于连续稳态方法,推导各个时刻考虑应力敏感与压力波扩展的稳态渗流方程;最后,对渗流方程进行线性化处理,得到适用于低渗欠饱和煤层气井的产能分析新方法,该方法的可靠性与应用性通过与数值模拟以及现场实例对比进行研究。研究结果表明:新方法预测的渗透率与实际渗透率间的误差为2.38%,表皮因子的误差为6.59%,满足现场工程应用需求,新方法能够准确获取储层物性参数,为气井后期产能预测,生产制度调整提供有效理论依据。     

基于瓦斯流态的抽放半径确定方法

根据雷诺数把瓦斯从煤层中产出的流态划分为4类：扩散、低速非线性渗流、线性渗流和高速非线性渗流.在线性渗流区可采用达西定律计算抽放半径;在低速非线性渗流区可根据储层压力和启动压力梯度确定抽放半径.采用该方法对安阳红岭煤矿抽放半径进行了计算,计算结果与现场实测结果一致.     

注浆-钢衬联合堵水立井围岩非达西渗流场与有效应力场分析

高水压条件下采矿深立井围岩的饱和渗流一般处于非达西渗流状态，以此状态下深立井注浆防水与钢衬联合支护方案为研究对象，基于Izbash非达西渗流模型、厚壁圆筒理论以及连续介质弹性力学理论，借助计算机符号运算软件，对注浆-钢衬支护作用下的井周位移场和应力场完成解析求解，通过有限元软件ABAQUS将解析解和数值解进行了对比，两者结果基本一致；基于所得解析解进一步研究了非达西渗流系数变化和注浆-钢衬联合支护参数变化对支护效果的影响；提出了以控制涌水量来对注浆-钢衬联合支护优化设计方法并进行了算例计算。研究结果表明：非达西渗流系数越大，钢材井壁处环向应力随着钢衬厚度、注浆半径增大而减小的幅度也越大，增大非达西渗流系数对与提升注浆-钢衬联合支护的支护效果具有积极作用。