考虑变启动压降的低渗气藏压裂井产能分析

低渗气藏进行压裂改造才具有工业产能.气体在低渗透储层中渗流时一般受到启动压力梯度的影响,基于保角变换原理,将低渗气藏压裂并的复杂渗流问题转化为简单的单向流问题,从考虑启动压力梯度影响的低渗气藏非达西稳定渗流微分方程出发,推导了启动压降的表达式,分析得出启动压降并非常数,而与地层压力的分布有关,最终利用定积分的近似解法解出启动压降,从而得到考虑变启动压降的低渗气藏压裂井的产能方程,利用该方程分析认为启动压力梯度对产能的影响不可忽略.经现场实例应用表明,提出的新产能方程具有使用价值.图5表1参10     

考虑启动压力梯度的新的低渗气藏指数式产能方程

基于对低渗气藏渗流机理的研究,在Rawlines和Schellhardt指数式产能方程的基础上,分析了启动压力梯度的影响,推导出了适合低渗气井的产能预测公式及地层压力计算公式。产能测试数据分析表明,启动压力梯度Gps增大,气井绝对无阻流量qaof增大,同时,地层压力p与波及半径r在半对数曲线p-lgr上其形态也越呈现出S形。对于地层压力梯度而言,启动压力梯度Gps越小,井眼附近的地层压力梯度变化越快;启动压力梯度Gps越大,井眼附近地层压力梯度变化相对平缓,在井壁附近很小的区域以外,地层压力梯度几乎等于启动压力梯度。     

考虑变启动压降的异常高压气藏新产能方程

在异常高压气藏中,传统的二项式产能方程不能准确地表达气井流体渗流状况,需采用考虑气井非达西流动效应和脉动效应的三项式产能方程.当储层具有低孔低渗、非均质性强和含水饱和度高等特征时,气体渗流类似液体渗流,具有显著的“启动压力梯度效应”.因此,在三项式产能方程中添加了启动压力梯度项,并通过推导分析由启动压力梯度引起的启动压降是一个与产量相关的变量,而非常数.由此建立了考虑变启动压降的异常高压气藏新产能方程,为异常高压气藏气井合理产量的确定提供了理论依据.     

考虑非线性流的低渗气藏水平裂缝井产能分析

针对低渗气藏压裂后形成水平裂缝,基于稳定流理论,推导建立了气井压裂后产生水平裂缝条件下,考虑启动压力梯度、滑脱效应和应力敏感共同影响的低渗气藏无限导流水平裂缝井产能预测模型。通过实例分析各因素对产能特征的影响。研究结果表明:启动压力梯度对气井产能的影响呈近似线性下降趋势,应力敏感对气井产能的影响呈"凹型"下降趋势,而滑脱效应对气井产能的影响呈近似线性上升趋势;在高流压阶段,启动压力梯度对气井产能影响显著,而在低流压阶段,对气井产能影响更大。     

考虑变启动压降和高速非达西渗流的产能计算新方法

为了研究启动压力梯度引起的与产量有关的变启动压力降和近井地带高速非达西渗流引起的高速非达西附加压力降对气井产能的影响,基于气体稳定渗流微分方程,对启动压力降和高速非达西附加压降进行修正,推导了既考虑变启动压降又考虑井筒附近高速非达西渗流的产能方程。实际情况表明,常规的产能方程只是该方程的简化,并模拟了启动压力梯度和高速非达西渗流区域的变化对产能的影响。随着启动压力梯度和高速非达西渗流区域的变化 ,地层渗流分为3个阶段:启动压力梯度控制阶段、启动压力梯度和高速非达西渗流共同控制阶段和高速非达西渗流控制阶段。分析了3个阶段的产能方程系数变化和产能变化,得到了气井无阻流量的范围和产能方程系数与产能的变化规律。      

低渗气藏水平井产能修正公式

根据水平井稳定渗流理论,将水平井的渗流场分解为水平面和垂直面2个渗流场,然后分别通过茹科夫斯基变换和保角变换,利用水电相似原理的等值渗流阻力法,推导出考虑启动压力梯度、应力敏感、偏心距的低渗气藏水平井产能计算公式.以某低渗气藏为例,分析以上3个因素对低渗气藏水平井产能的影响.结果表明:应力敏感的存在使低渗气藏水平井产能...     

考虑启动压力梯度和压敏效应的超深层气藏产能方程的建立

超深层气藏一般具有低渗的特征,因而存在启动压力梯度;与此同时,储层岩石渗透率亦随气藏压力或有效覆压的变化而改变.以达西公式为基础,并综合考虑启动压力梯度和压敏效应对超深层气藏渗流规律的影响,建立了新的产能方程.应用于实际气藏计算,结果表明:仅考虑压敏效应或启动压力梯度时气井产能有所下降;当综合考虑这2种因素时,气井产量...     

低渗气藏三项式产能方程求解新方法

低渗气藏一般具有低孔低渗的地质特点,气体在气藏中渗流时存在启动压力,采用常规的二项式产能方程进行测试资料处理,有时得到的二项式方程系数A或B值是负值,难以有效预测气井产能,因而目前常用考虑启动压力的三项式产能方程解释低渗气藏单井产能。三项式产能方程多了常数项C,系数确定方法不同于二项式方程。稳定可靠的地层压力是常规方法得到准确气井产能方程的前提,但低渗透气井一般关井测试压力恢复时间较长,且可能有一定误差,影响三项式产能方程的使用质量。把(p_e~2-C)看成整体,提出了两种不需要测试地层压力和计算常数项C就可以利用低渗气藏三项式产能方程预测低渗气藏气井无阻流量的方法,并通过实例验证两种方法的可靠性。另外还可以通过该方法计算无阻流量与测试了地层压力的气井解释的无阻流量对比,检验所测地层压力的准确性。     

低渗气藏水平裂缝井产能特征研究

针对低渗气藏经压裂后形成水平裂缝,基于稳定流理论,利用等值渗流阻力法,推导建立了气井压裂后产生水平裂缝条件下,综合考虑启动压力梯度、滑脱效应、应力敏感共同影响下低渗气藏有限导流水平裂缝井产能预测模型,通过实例分析其产能特征。研究结果表明:启动压力梯度和应力敏感使气井产能下降,且启动压力梯度和应力敏感系数越大,气井产能下降幅度越大,而滑脱效应使气井产能增大,且滑脱因子越大,气井产能增加幅度越大;在一定的裂缝导流能力下,水平裂缝的长度对气井压裂后产能影响呈上升趋势,而在一定水平裂缝的长度下,裂缝导流能力中存在一个最佳值,且增加水平裂缝的长度比增加裂缝导流能力更易实现;在高流压阶段,启动压力梯度对气井产能影响显著;而在低流压阶段,应力敏感效应对气井产能影响更大。     

非线性渗流低渗气藏压裂井的产能方程

大量研究表明,气体渗流特征受到启动压力梯度、滑脱效应、应力敏感等因素影响,针对低渗气藏特征,基于椭圆流模型,根据稳态流理论,引入新的拟压力形式,推导建立了低渗气藏有限导流能力垂直裂缝井产能预测方程。结果表明：启动压力梯度和应力敏感使气井产能下降,随着启动压力梯度和应力敏感系数增大,气井产能不断降低,而滑脱效应使气井产能增大,随着滑脱因子增大,气井产能不断增加;低渗气藏压裂设计中,增加裂缝长度比增加裂缝导流能力更重要,且一定裂缝长度下,存在一个最佳的裂缝导流能力。通过实例计算说明推导的产能预测方程具有可靠性。     

考虑变启动压降的低渗透气藏产能方程的建立

低渗透气藏渗流中启动压力梯度的存在已经被证实并得到认可。目前低渗透气藏的产能方程,均将由启动压力梯度引起的启动压降视为一个与产量无关的常数,实践表明,现有方程在应用中存在较大误差。为此,基于低渗透气藏非达西低速稳定渗流微分方程,推导出了启动压降的表达式,分析得知启动压降并非为绝对常数,而是与测试产量有关,并以修正等时试井为例,分析了现有产能方程的误差;最后通过对启动压降进行定积分近似求解,得出了考虑变启动压降低渗透气藏的新产能方程,提出了相应的修正等时试井资料处理方法,并证明了产能试井分析新方法的实用价值。      

低渗透气藏拟稳态三项式产能方程及应用

低渗透气藏具有常规气藏不具备的诸多特征,其低孔低渗、非均质性强和含水饱和度高等导致了气体渗流类似液体渗流的“启动压力梯度效应”显著,用常规二项式渗流方程难以描述气体在低渗透气藏中的真实渗流特征,用常规的二项式产能方程不能分析低渗透气藏气井的产能。因此,在常规二项式渗流方程中添加了启动压力梯度项,并结合气井在正常生产期内的生产状态,建立了考虑启动压力梯度的拟稳态三项式产能方程,给出了低渗透气藏气井无阻流量的计算公式,为低渗透气藏气井合理产量的确定提供了理论依据。     

低渗透气藏垂直裂缝井产能计算

低渗透气藏储层往往存在着渗透率应力敏感性,且地层中气体流动时具有启动压力梯度。考虑以上因素对气井产能的影响,根据扰动椭圆的概念和等价的发展矩形的思想,推导出适合低渗透气藏的气井压裂后产能预测公式,绘制并分析了产能理论曲线。研究表明,渗透率模数、拟启动压力梯度以及裂缝的长度均对气井产能有较大影响。该研究结果对低渗气藏垂直裂缝井合理产能的求取具有较好的指导意义。     

复杂低渗气藏压裂井测试产能特征分析

低渗气藏压裂气井产能测试中，常常出现利用测试数据计算的气井无阻流量值小于实际测试产量的现象。以河流相沉积低渗储层为例，通过单井模拟方法，探讨分析了造成上述现象的原因。研究结果表明：不渗透岩性边界是造成计算的气井无阻流量小于实际产量的主要原因，且河道砂的宽度越小，测试中气井产量越高，这种现象出现的可能越大。对低渗裂缝性储层中的压裂气井，当储层渗透率各向异性特别明显时，也可出现类似狭窄条带边界影响的现象。     

一个新的考虑启动压力梯度的三项式产能方程

在Forchheimer提出的二项式非达西渗流方程的基础上,考虑启动压力梯度对低渗气藏气井渗流规律的影响,建立了考虑启动压力梯度的三项式非达西渗流方程。结合常规二项式产能方程,建立了考虑启动压力梯度的三项式产能方程。由于启动压力校正系数与启动压力梯度有关,而启动压力梯度很难确定,需采用试算法求取校正系数和产能方程。实例分析表明:对于存在启动压力梯度的修正等时试井数据,用常规产能分析方法得到的(p2e-p2wf)/qsc与qsc直线的斜率小于0;用本文的产能分析方法得到的(p2e-p2wf-c)/qsc与qsc关系直线的相关系数为0.9975,可用于分析气井的产能。这一新的产能分析方法可用于分析存在启动压力梯度的低渗气井产能,由此确定单井合理产量。     

考虑启动压力梯度的低渗底水气藏见水时间预测

由于存在启动压力梯度,低渗透底水气藏中的水锥动态不同于常规底水气藏,因而利用常规预测公式计算气井见水时间,其计算结果肯定与真实情况有偏差。建立了底水气藏的水锥过程模型:气井钻开部分气层,射孔段为平面径向流,射孔段以下为平面径向流和半球面向心流的组合。依照该模型,假设储层水平、均质、等厚且具有各向同性,水以活塞方式驱气,气、水的密度和黏度均为常数,气水界面内外的压力梯度相同,忽略重力和毛管力。在此假设条件下,推导出了考虑启动压力梯度的低渗透底水气藏气井见水时间预测公式。将该公式与Sobocinski-Cornelius方法进行了实例计算对比,发现该公式计算的见水时间更接近于实测值;且利用推导出的预测公式计算的见水时间随着启动压力梯度的增加不断缩短,这符合定产量生产条件下,启动压力梯度越大则井底压力越小,底水与井底之间的压差越大,从而更容易发生底水锥进的实际情况。      

低渗透油藏调剖用井口压降测试仪

长庆低渗透油田调剖井逐年上升,选井决策工作量不断增大。针对井下压降测试耗时长、测试仪器易损坏等问题,以低渗透油藏IPI调剖选井决策为基础,研制了调剖用井口压降测试仪。该仪器外径19 mm,长度430 mm,测压量程0~80 MPa,采样时间间隔1 s~18 h可调,可存储点数120万组,具有体积小、测试精度高以及数据自动存储等特点。仪器直接安装在注水井井口,关井后实现无人值守测试,与人工测试相比,其能显著降低劳动强度,提高测试精度。现场试验结果表明:低渗透油藏关井5~10 h可完成主要的井口压降测试,压降幅度0.7~1.4 MPa,压降速率为0.07~0.28 MPa/h。该井口压降测试仪的应用有效提升了调剖效果。     

注入／压降工艺在低渗透油藏中的应用

单相注入／压降工艺主要用于煤层气测试,在油气井中很少应用,采用目前常规的压降或恢复法对低渗透油藏进行测试,由于油层渗透性差、产量低、恢复时间长等诸多因素限制,很难收集到理想的数据进行分析评价。而在低渗透油藏中采用注入／压降工艺进行测试,可在较少投入和较短的时间内取全取准各项数据,并能求得准确的地层参数。     

低渗透气藏水平井井底压力动态

从渗流理论出发,建立适用于低渗气藏水平井的渗流数学模型,运用考虑＂启动压力梯度＂影响的Lord Kelvin点源修正解、杜哈美叠加原理修正公式和泊松叠加公式等方法,求解低渗气藏水平井的点源解,通过计算得到无因次压力和压力导数双对数理论图版,并在其基础上分析了低渗气藏水平井渗流特征及其影响因素。     

低渗透气藏非达西渗流三项式产能方程的建立

低渗透气藏由于存在启动压力梯度,气体的渗流不再符合达西定律。考虑启动压力梯度影响,从气体多孔介质渗流力学理论出发,基于低渗透气藏非达西低速稳定渗流微分方程,建立了考虑启动压力梯度影响的低渗透气藏三项式产能方程,并提出了求解方法。通过某气藏的实际资料计算结果表明提出的方法切实可行,计算结果可靠。