考虑油环带影响的凝析气藏试井模型研究

凝析气藏在井筒压力低于露点压力生产时,井筒附近出现两相流区,使得地层中析出的液体大大影响开发过程中的流动特性。本文在前人研究的基础上,针对传统凝析气藏渗流存在的主要问题,从微元法入手,建立了一种新的考虑油环带影响的凝析气藏渗流数学模型。通过拉氏变换并求解,获得考虑油环带影响的气藏气井井底压力响应数学模型,对凝析气藏气井井底压力响应的流动阶段和影响因素展开分析和讨论,并对某凝析气井的实际压力恢复资料进行了精细解释。     

油藏多层合采动态特征分析

针对目前单井多层合采动态分析未充分考虑单层参数影响的情况,以单井为研究对象,在分析多层油藏渗流机理的基础上,建立了多层油藏渗流数学模型;基于半解析求解方法,绘制了多层合采井井底压力动态响应曲线和分层流量曲线;进一步开展了地层系数比β、储容能力比ω和表皮因数S的敏感性分析。研究表明多层合采过程中,地层系数比β是影响层间采出程度均匀性的主要因素。     

马西凝析气藏试井解释方法研究

由于凝析和反凝析现象的存在,凝析气藏流体在渗流过程中极易出现两相渗流,增加渗流阻力,压力恢复曲线呈现内区差、外区好的现象。针对传统凝析气藏渗流存在的主要问题,从渗流力学的微元法思想入手,建立了新的凝析气藏两区复合渗流数学模型;通过拉普拉斯变换方法和根据贝塞尔函数的基本性质,结合内外边界条件进行求解,获得了两区复合气藏气井井底压力响应数学模型;通过Stephest数值反演技术,获得了井底压力响应曲线,并对凝析气藏气井井底压力响应的影响因素展开分析和讨论;同时利用建立的数学模型对某凝析气井的实际压力资料进行了精细解释。研究结果表明,两区复合渗流数学模型与实际的试井测试资料吻合度高,对凝析气藏试井资料的精细解释具有一定的指导意义。     

CHART BOARD METHOD OF THE TECHNICAL LIMIT FOR THE COMMINGLED PRODUCTION OF LOW-PERMEABILITY GASFIELD

中国西部的气藏大多为低渗致密的多层气藏,由于其自身复杂的地质特征,采用单层开采效果差,而采用多层合采开采方式能有效地提高气井产能,延长稳产期.但多层合采使得气藏及井底渗流特征复杂化,层间干扰现象将影响气井的开采效果,而对于气井多层合采的技术界限目前却鲜有研究.在建立层间无窜流的单井多层气藏双孔介质模型基础上,利用数值模拟方法,从气藏压力和储层物性参数方面进行大量的计算分析,获得了低渗气藏多层合采的技术界限图版.分析表明多层合采的有利区域为近似菱形的狭窄区域,合采产层的压力系数比和渗透率比必须处于合采有利区域才能进行合层开采,并通过实例应用表明该方法是合理可行的,对开发层系划分与组合、单井采气方式的确定以及气井开采后期实施调转层措施都具有重要的指导意义.     

考虑相分离影响的低渗透有水气藏试井解释方法

部分低渗透气藏在关井过程中产生凝析水,由于气体上升、液体下沉,导致压力恢复曲线异常;受启动压力梯度影响,低渗透气藏不易出现径向流动段,导致低渗透有水气藏试井资料的解释较困难。为此,从渗流基本理论出发,采用Laplace变换等数学手段建立低渗透有水气藏渗流数学模型,获得其在拉氏空间中的无因次井底压力响应。通过计算得到了无因次压力和压力导数双对数理论图版,分析了低渗透有水气藏渗流特征及其影响因素。此研究成果对低渗透有水气藏试井资料的正确解释有一定的指导作用。     

多层窜流油气藏模型及井底压力动态

建立了考虑井筒储存和各层不同表皮情况下的具有层间窜流的三层定压外边界油气藏试井模型,求得拉氏空间下的解析解,由Stehfest数值反演得到了实空间的解,并绘制了双对数曲线.对曲线形态从物理渗流机理上进行了分析,该模型正确地描述了具有层间窜流的三层油气藏井底压力的动态特征,所获得的结果可用于研究多层油气藏的渗流机理及试井分析.     

多段压裂水平井试井曲线特征分析

考虑井筒储集和表皮效应,建立均质气藏多段压裂水平井试井解释模型,通过拉氏变换法求解模型,获得井底压力动态响应表达式。最后利用数值反演,绘制压力和压力导数双对数样板曲线;基于渗流机理分析曲线形态特征,并划分流动阶段。此外,分析了多段压裂水平井裂缝条数、裂缝半长、裂缝高度、裂缝间距、裂缝倾角对曲线形态的影响。     

低渗透气藏应力敏感与气井产量分析

低渗透气藏生产井产量及递减规律受生产压差、地层压力变化和储层开发地质条件等多种因素影响。通过试验和分析实际生产动态资料,探讨了应力敏感对储层物性和单井产量的影响,建立了考虑应力作用的数学模型,并获得其无因次产量拉氏空间解,从理论上阐述了应力敏感对气井产量的影响程度。研究表明,低渗透气藏应力敏感对地层渗透能力影响大,进而影响产量及其递减规律。在生产管理中要采取合理的开发技术方案,防止井底地层压力迅速下降导致渗透能力的降低。     

多层气藏一井多层开采技术界限研究

在气藏开发中，所遇到的气藏基本上都为多层气藏，而在气藏开发方案的决策中，多层气藏的开发层系的划分主要基于开发油井时的层系划分原则，并没有对多层气藏开采中的分层采气和多层合采的划分方法进行系统、定量的研究。而研究多层气藏合采和分采的技术界限对划分多层气藏的开发层系和单井采气方式的确定具有明显的工程意义。文章在建立层间无串流双层模型的基础上，利用数值模拟的方法，从气藏压力、储层物性方面采用单因素和正交因素分析方法入手，获得了多层气藏开发单井合采（分采）技术界限和界限方程，并通过实例应用说明了图版解释方法。实例应用研究表明，该方法可为多层气藏开发层系划分提供正确的理论工具。     

启动压力梯度对低渗气藏不稳定渗流特征的影响

为了准确描述启动压力梯度对低渗气藏不稳定渗流特征的影响,在广义达西定律基础上,通过考虑启动压力梯度的非达西渗流特征,分别建立了无限大、圆形封闭及圆形定压外边界低渗气藏的不稳定渗流数学模型。采用格林函数法获得各渗流模型的拉普拉斯空间解析解,利用Stehfest数值反演算法,将拉普拉斯空间解反演变换得到实空间解,通过实例绘制了不同启动压力梯度下的无限大低渗气藏井底压力与时间的双对数曲线。研究发现,气井定产量生产时,当启动压力梯度分别为0、0.001MPa/m、0.003MPa/m及0.005MPa/m,生产97h后,井底压力分别下降16.6%、19.6%、26.3%、33.4%,表明启动压力梯度越大,对井底压力影响越显著,井底压力下降越快,地层能量衰竭越严重,低渗储层动用越困难,单井有效动用范围越有限。该特征分析对加深启动压力梯度对低渗气藏不稳定渗流机理的研究与认识有一定的借鉴。     

水平井不稳定试井与产量递减分析新方法

针对水平井负表皮问题,在传统分析方法的基础上,建立了水平井不稳定试井与产量递减分析理论模型。利用拉普拉斯变换、分离变量及特征函数与特征值法等现代数学分析方法对模型进行了求解,获得了拉普拉斯空间中井底压力动态响应表达式和递减产量表达式。最后利用数值反演,得到了典型的试井分析和Blasingame产量递减分析样版曲线,并划分了流动阶段,分析了流动特征。此外,得到了受负表皮影响的样版曲线,样版曲线不再振荡,成功地解决了水平井负表皮问题。     

利用不稳定试井资料确定气井动态产能方法研究

在详细研究前人有关气井产能的计算方法基础上，从气体不稳定渗流方程入手，根据Laplace变换原理，得出了气井在不同生产阶段和不同地层压力条件下的产能计算方法。这不仅可以得到定井底流压条件下的气体产量变化关系，同时还可得到定产量条件下的气井井底压力变化关系。用现场试井资料进行了验证，取得了满意的结果。     

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。     

优化气井配产的多因素耦合分析方法及其应用

分析预测气井的稳产能力是优化气井配产的关键之一,传统上主要依靠气藏数值模拟来实现,需要充分的静、动态资料支撑。针对复杂气藏开发早期开展上述工作的难点,研究提出了基于测试资料和早期生产数据的分析方法,即通过流入流出曲线图版确定气井产量调节的可行区域,在此基础上进一步计算井控储量,建立和求解流入、流出及物质平衡联立方程,绘制产量与无阻流量比值、井底流压与地层压力比值以及井口油压随生产时间变化的关系曲线图版。这样不但掌握了井口输气压力约束条件下不同配产的稳产时间,而且掌握了产量与无阻流量比值等经验性参考指标随生产时间的变化情况,认识了不同时期气井维持稳产的潜力,为优化气井配产提供了实用的定量化分析手段。     

在有补给的河道型气藏中气井产量递减规律

河道型气藏是我国气藏中的一种典型类型，研究这类气藏中气井的产量递减规律具有现实意义。通过不稳定渗流理论首先给出了该类气井的定产条件下压力分布公式，然后利用Laplace变换空间中定产解式和定压解式的关系给出了井底定压条件下的气井产量曲线，再通过渐近分析得到了晚期产量递减的两种渐近公式；还计算了不同河道宽度和不同补给系数下的无量纲产量递减曲线。分析表明，若存在边界补给，则河道型气藏中气井的产量在晚期将保持一定程度的稳定，其稳定幅度与补给系数无关；若无边界补给，则气井无量纲产量和无量纲时间平方根近似成反比关系。研究结果能够直接应用于矿场气井产能评价和预测。     

多层合采凝析气藏小层产量分配规律

由于凝析气井在生产过程中反凝析出的凝析油的影响,目前对气井多层合采提高多层气藏和气井开发效率的研究主要针对干气藏多层合采。建立了地层无水体条件下按层储量比例多层合采凝析气藏的室内物理模拟实验方法,研究了定产衰竭条件下的小层产量分配规律;采用数值模拟方法研究了多层合采时小层的产出分配规律。从试井、室内物理模拟实验以及数值模拟3个不同的角度出发研究了多层合采的产出分配规律。结果表明,封闭边界的常规气井或气藏在多层合采的生产初期,产量按各小层的地层系数进行分配;当压力波到达边界之后,经过一段生产过渡期,逐渐过渡为按地层储量比进行分配。研究结果对中高渗气藏中后期合层生产的产量劈分研究提供了新的理论依据。     

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我国存在大量的水驱气藏,其压力及产量动态特征不同于气驱气藏,这已经被气藏开发的实践证实。目前对于水驱气藏气井产量递减分析理论与方法的研究,都是基于复合油藏中单相油流动时的产量递减分析理论与方法,没有涉及到水驱气藏中气井的产量递减分析问题。文章针对水驱气藏中气井的产量递减分析问题,在建立递减分析数学模型并采用拉普拉斯变换方法获得解的基础上,利用数值反演方法计算了气井产量递减分析的典型曲线,从理论上分析了气井产量递减主要受到内外区半径、气水传导系数比及气水流度比的影响,获得了产量递减的三个阶段,即第一阶段为压力波只在气区中传播的产量递减特征;第二段为压力波传播到气区边界时的产量递减特征;第三段为压力波传到水区的产量递减特征,同时用实例验证了该理论与方法的正确性。文章所研究的内容为水驱气藏气井的产量递减分析提供了理论基础。     

页岩气藏应力敏感效应实验研究

页岩气藏降压开采过程中,地层压力和井底压力的变化导致气藏产生应力敏感效应,使气藏流体的流动动态和气藏产能受到影响。为了明确开采压力的下降对气藏渗透率变化的影响,实验通过改变内压与围压这2种方式,对页岩气藏的应力敏感效应进行了研究。研究结果表明:页岩的渗透率随着内压的降低而下降,随着上覆岩层压力的增加而下降;页岩渗透率与内压的变化存在明显的指数关系;页岩对外压的敏感效应远远大于对内压的敏感效应。该研究对确定页岩气藏产能及制订气井合理生产制度具有一定意义。     

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涩北气田的砂岩气层多而薄，生产过程中地层易出砂。统计表明，涩北气田在试气或试采阶段，虽然大部分气井控制产量生产，但已经有相当数量的井有出砂现象，出砂井占气田试采井总数一半以上。文章从储层特征、岩性特征、气体渗流速度、作业液浸泡等多个角度对气田地层出砂的机理进行了较为全面的分析。结果表明，气田的储层特征是地层出砂的内因，地层中天然气渗流速度是是否出砂的决定性因素，作业液浸泡和井筒内的动态响应会降低地层出砂临界速度，使地层更易出砂。在此基础上，基于降低单一气层天然气渗流速度的思路，从气藏工程角度提出了高孔密、大孔径射孔以及逐层叠加开采和多层压力平衡合采两种多层合采的开采方式和技术路线。实践表明，两种方式均能达到提高涩北气田气井产量、防止地层出砂的目的，其中，多层合采方式更能兼顾到防止出砂、提高气井产量和气田采收率，进而实现提高气田高效开发的目的。     

页岩气藏多重介质耦合流动模型

为准确掌握页岩气流动规律以及精准评价水力压裂效果, 需要建立页岩气藏多重介质耦合流动模型。为此,基于页岩气 藏干酪根、无机基质及裂缝物性特征,综合考虑微纳米尺度气体黏性滑脱、努森扩散、吸附解吸、表面扩散等运移规律,通过表观 渗透率来综合表征页岩气藏多尺度介质渗流机理。在此基础上,考虑储层压裂改造特征及跨尺度流体传质机理,建立页岩气藏多重 介质耦合流动模型,应用Laplace 变换和Stehfest 数值反演,得到了定产和定压情况下封闭边界单裂缝井底无因次拟压力和产量半解 析解。在模型正确性验证的基础上,结合矿场参数对模型进行实例分析。结果表明：①干酪根是页岩气藏重要的烃源介质,干酪根 含量每增加10%,对页岩气累积产量的贡献度增加12% 左右;②无机基质滑脱效应及努森扩散在对生产中期气体流速产生较大影响 的同时也增大了孔隙压力衰竭速度。基于所建流动模型研究了页岩气藏分段压裂水平井流动规律,结果表明：不考虑井筒存储及表 皮效应时,储层有线性流、双线性流、“双窜流”、无机基质稳态流、拟边界流、“三线性”流、封闭边界流7 个流动阶段。