基于低渗气藏渗流机理实验的水平井产能评价研究

开展低渗气藏渗流机理研究,通过应力敏感实验获得渗透率随有效应力变化规律,并结合启动压力梯度模拟研究确定了合理的启动压力梯度取值。在渗流机理研究基础上,对Joshi模型进行扩充和改进,建立了低渗气藏的水平井稳态产能预测模型。通过实例计算,分析应力敏感、启动压力梯度和非达西效应对水平气井产能的影响。结果表明:低渗气藏应考虑应力敏感对产能的影响,启动压力梯度和非达西效应对产能影响较小,在计算时可做适当考虑。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

姬塬油田长8段低渗透储层分类评价研究

基于低渗透储层评价和油藏开发经验,从低渗储层孔隙结构和渗流能力方面出发,引进主流喉道半径、可动流体百分数、启动压力梯度、黏土含量和原油黏度作为评价参数,建立了姬塬油田延长组长8段储层评价体系,采用模糊数学理论分析方法,对研究区储层进行综合分类评价,并研究了储层的平面分布特征。     

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。     

延长油田低渗致密储层分类研究

应用延长油田368块密闭取芯样品,以渗透率为主线,开展储层启动压力梯度、覆压敏感性、孔喉中值半径、可动流体饱和度、水驱油效率等实验研究,研究结果表明:把延长油田特低渗储层渗透率上线定为4.5×10-3μm2,致密储层渗透率上线定为0.5×10-3μm2是合理的;延长油田致密油储层渗透率小于0.1×10-3μm2,启动压力梯度1.5MPa/m,无法实现有效注水开发,水平井分段体积压裂天然能量开发是实现此类油藏有效开发的科学手段,最终采收率可得到6.4%。应用静态和动态指标把特低渗致密储层划分为4类,建立低渗致密储层评价标准,更能揭示其本质特征,符合延长油田异常低压中浅层油藏实际,对延长油田特低渗及致密油开发具有重要意义。     

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。     

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。     

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。     

砾岩储层砾缘缝应力敏感性实验评价研究

砾岩油藏储层砾石含量高,具有复模态和拟双重孔隙结构特征,在开发监测和水驱开发过程中,显示出明显的非线性渗流特征,初步研究认为,砾缘缝的存在是导致这一规律的主要原因。本文设计并制作了一维和三维典型砾岩物理模型,开展了多级流量水驱实验,通过与砂岩岩芯实验结果对比,验证了砾缘缝的存在是导致砾岩应力敏感非线性渗流的主控因素,在压力梯度达到特定值时具有明显作用,且当物理模型几何形状具有层状特征时,多向受力不均匀是砾缘缝张开的另一必要条件。实验结果很好地解释了现场开发过程中非线性渗流的显示时机,揭示了层状砾岩中该现象普遍存在的油藏地质和渗流力学基础,为砾岩二次采油、三次采油优化设计提供科学指导和理论依据。     

正交裂缝网络中渗流特征实验研究

为研究正交裂缝网络模型中渗流特征和模型结构对渗透率的影响,利用大理石和不锈钢垫片组建了不同结构的正交裂缝网络模型,并在自行研制的物理模拟实验装置上进行了一系列单相和两相流动实验。研究表明：低渗流速度下裂缝网络模型中渗流服从线性渗流规律,随着渗流速度不断增大,渗流曲线向压力梯度轴弯曲,呈现非线性渗流特征;平行于渗流方向的裂缝数越多,模型渗透率越大;平行于渗流方向的裂缝数越少,最终采出率和注采压差越大,含水上升较缓;裂缝网络中水驱油主要靠注水驱动压力梯度和重力作用进行,平行于渗流方向的裂缝中流动满足达西定律,竖直裂缝中重力起重要作用。     

注水水质对低渗油藏注采井开发指标的影响

基于水质对低渗透油藏储层渗流物性影响实验的研究,结合渗流力学理论,建立了注水水质与相对渗透率的关系.在此基础上,采用油藏工程的理论和方法,分析了水质对低渗油藏注采井开发指标的影响,包括水质对采油井采液、采油指数和注水井吸水指数等指标的影响.     

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。     

煤矸石非Darcy渗流的渗透特性试验研究

利用自行设计的岩石渗透试验系统,采用稳态渗透法测试了10件标准煤矸石试样非Darcy渗流时的渗透特性。通过最小二乘法对渗流速度和压力梯度进行回归分析,得到煤矸石的Darcy流渗透率、非Darcy流渗透率和非Darcy流β因子。研究结果可为工程中煤矸石做充填材料提供参考。     

考虑渗流作用的锚杆支护巷道围岩稳定性分析

为研究渗流作用下锚杆支护巷道的稳定性,应用等效分析方法,将锚杆的支护效果考虑成作用于锚固体两侧的1组夹紧力和强化围岩参数作用,并将渗流场转化为1组均匀分布在围岩中的一维径向体积力,同时考虑锚杆支护作用与渗流作用对围岩的影响,应用弹塑性理论,推导出了巷道围岩应力分布,得出了渗流作用下锚固体与围岩协调变形的塑性区半径方程,最后提出了围岩稳定性评价方法。结果表明:通过算例,对比分析了不考虑渗流作用和考虑渗流作用下,锚杆支护参数对围岩稳定性的影响;在相同的条件下,考虑渗流作用时需要锚杆提供更大的支护力。     

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.     

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。