压裂后气井的产能评价方法分析

将国外压后气井非达西流动规律研究相关文献的学习分析,与气井压后不稳定渗流理论相结合,对压裂井有限传导垂直裂缝线性流及地层径向流状态下的不稳定产能二项式方程进行推导,结合实际生产井有关资料,对两种流动状态下的产能方程和无阻流量的变化规律进行分析。相关理论与实际气井产能资料分析证明,流体渗流状态不同,产能方程的变化规律也迥然不同,无阻流量的变化规律也不一样。只有达到一定生产时间,才能得到地层径向流情况下的产能资料,进而求取气井真实产能方程。     

地层产水影响气井产能的定量分析

基于气井渗流特征及稳定产能方程，提出采用复合模型确定地层产水时气井的稳定产能方程及无阻流量，从而定量分析了地层出水后气井产能方程发生的较大变化，即二项式系数均增大，无阻流量均降低；若发生水锥，无阻流量比产水前降低得更多。     

一种确定水平气井二项式产能方程的新方法

以往确定水平气井二项式产能方程所需的测试资料在实际操作过程中难以取得,导致常规产能试井和"一点法"应用受限。从水平气井渗流机理出发,结合气藏物质平衡方程,提出了一种计算水平气井二项式产能方程系数的新方法。该方法利用储层和气体基本参数计算二项式产能方程系数A值,结合气藏生产动态资料,通过对井底流压的拟合求取二项式产能方程系数B值。采用该方法计算了四川盆地黄龙场飞仙关组气藏某水平气井的二项式产能方程系数和绝对无阻流量,与压力恢复试井资料计算结果相比,该方法所计算绝对无阻流量的相对误差仅为-4.4%,表明该方法计算的绝对无阻流量具有较高的精度。实例研究证明,该方法在缺乏产能试井资料的气藏中具有较好的应用前景。     

致密气藏水平井产能图版及应用

水平井分段压裂技术是提高苏里格气田单井控制储量和采收率、实现规模有效开发的关键技术。根据一点法产能方程绘制了水平井产能图版,利用初期生产数据可快速获取水平气井的绝对无阻流量,作为气井合理产量的参考指标。通过分析６３ 口气井的实际生产数据,回归得到平均日产气量与无阻流量之间的关系式,可用于指导气井初期配产。研究结果显示：利用水平井产能图版,仅需初期生产数据即可快速、直观地估算苏里格气田水平井的绝对无阻流量,误差范围在１０％以内;水平气井的绝对无阻流量越大,其配产系数越小,二者呈负指数关系。该方法对评价压裂水平井产能、指导致密气藏产能建设有积极意义。     

致密砂岩气藏拟稳态流动阶段气井产能分析

为研究致密砂岩气藏应力敏感对拟稳态流动阶段气井产量及无阻流量的影响,基于气体非达西渗流特性,考虑渗透率幂函数式应力敏感,推导了致密砂岩气藏在拟稳态流动阶段的气井产能方程,并得到了气井无阻流量计算公式。实例计算结果表明:渗透率幂函数式应力敏感使拟稳态流动阶段气井产量及无阻流量减少;受到渗透率幂函数式应力敏感影响,生产井产能曲线向压力轴弯曲,在相同的生产压差下,气井产量比不考虑渗透率幂函数式应力敏感的产量低;渗透率幂函数式应力敏感系数越大,产能方程曲线弯曲越早、弯曲度越大,气井产量越低,产量下降率越大;地层压力下降后,生产井受渗透率幂函数式应力敏感影响减弱,在平均地层压力较低时,可适当放大生产压差进行生产。     

求取压裂后气井产能的椭圆流方法

气井的绝对无阻流量是确定气井产量的主要指标。通常在确定压裂后气井的产能从而求取无阻流量时，采用近似的流动模式来表征压裂后流体渗流规律的变化，而没有考虑其真实流动形态。文章根据气藏的渗流机理，对于有对称双翼人工裂缝的均质等厚气藏，地层中的真实渗流情形是拟径向非达西渗流，流动等势线为以井眼为中心的椭圆族，流线为垂直椭圆族的放射线。根据椭圆族的特征与渗流规律，从广义的达西定律出发，可推导出裂缝区域外椭圆族内的流动公式。而对于c椭圆内区域的渗流，由于存在两种渗流介质，认为压裂裂缝内和垂直裂缝附近区域的流动为非达西单向渗流，从而推导出裂缝区域附近的流动公式。综合裂缝区域内外的渗流，可以推导出稳态情况下的气藏产能公式，根据该公式便可求取无阻流量，其中c可根据协调条件求出，给出的计算实例结果与试井数据相吻合。     

采用可变系数α值确定气井产能方程分析

目前,各油田在计算井的绝对无阻流量和产能方程时,均把α值看为一统计均值常数。因此,各油气田在建立本地区一点法绝对无阻流量公式时都各自采用本地区的α值。如果把。值看为一个可变系数,建立可变系数α值的绝对无阻流量和产能方程,就可适应每口产能的计算。文中从气井二项式、指数式产能方程出发,建立起气井二项式产能方程和指数产能方程,并在实例中对气井动态进行预测,得以论证其合理性、精确性。     

超高压应力敏感性气藏产能评价方法

考虑了高压和储集层岩石应力敏感性对超高压气藏产能的影响,推导了新的产能方程,基于该方程研究了产能方程系数及绝对无阻流量的确定方法。结合几口超高压气井的实际产能测试数据,进行了实例应用并对产能评价结果进行了分析。研究表明:考虑应力敏感性时所获得的气井绝对无阻流量要比不考虑应力敏感性时减小10%～25%,并与不考虑应力敏感性时压力平方方法所获得的绝对无阻流量相当。     

东海低孔低渗气田气井压裂投产后“一点法”产能方程

东海西湖凹陷气田为典型的低孔、低渗砂岩气田,通常需实施压裂增产措施。由于海上低渗气井压裂测试难度大、测试费用高,致使气井压裂测试资料有限,快速评价单井产能难度大。针对东海不同低渗区块实施压裂测试的探井或生产井资料,回归得到了不同区块气井的二项式产能方程,获得了区块的值范围和平均值,推导出了适合于东海不同低渗区块气井压裂投产后的"一点法"产能方程。实例分析表明,采用推导的"一点法"产能方程,可以只由一个稳定产量点及流压计算无阻流量,且其计算的气井无阻流量与二项式产能方程和陈元千α公式计算的无阻流量非常吻合,表明了本文"一点法"产能方程的有效性。     

井底污染对气井产能方程及无阻流量的影响分析

基于气井稳定产能方程，本文提出应用表皮系数与产能方程系数的关系，结合实例计算，定量分析气井不同表皮系数对产能方程及无阻流量，对稳定试井结果的影响。建议对污染严重的气井，首先采取措施改善渗流条件，再进行稳定试井，为确定合理的开发技术政策提供依据。     

大牛地气田气井无阻流量的确定方法研究

大牛地气田气井试井大多采用一点法，由于气层渗透性差，测试时间短，流压很难达到稳定，计算的无阻流量往往偏高，且无法获得正确的产能方程。通过气田多口井修正等时试井数据进行统计分析，获得了一点法试井在不同生产时间下计算无阻流量的经验公式；利用气田修正等时试井的二项式方程系数曰，计算惯性阻力系数并经过曲线回归处理获得了经验关系式，很好地解决了一点法试井计算产能方程的问题。     

气井压裂后稳态产能模型

针对均质等厚气藏中的一口压裂气井，文章从广义达西定律出发，并考虑近井地带的非达西渗流、压裂裂缝壁面污染以及支撑裂缝限制性入口对渗流的影响。依据气井压裂后的渗流规律，假定气井压裂后，气体渗流流量可以近似看作是两部分的叠加：一是远裂缝区域气体的流动为径向流，裂缝左右两端的径向流合为一个完整的径向流，气体径向流入缝端；二是支撑裂缝壁面区域气体的流动为线性流，气体沿垂直裂缝壁面方向线性流入裂缝。两部分气体最终汇流在裂缝内，而裂缝内气体的流动为线性流，流量逐渐增加。根据此原理，文章推导出稳态情况下和拟稳态情况下的压裂气井产能模型，由此求得无阻流量。为了现场应用的方便，考虑压裂后气井渗流能力的变化，一点法α值与裂缝的无因次导流能力有关，故利用榆林气田多口压裂气井测试资料，拟合了变系数的压裂气井一点法无阻流量公式，可用于预测该气田的各气井压裂后的无阻流量，其它气藏也可以借鉴推广。     

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应用保角变换原理，将求带垂直裂缝的气井产量问题，转化为一简单的单向渗流问题，保教变换方法的特点是；（1）能将z平面上特别复杂的渗流问题转化为ω平面上相对简单和易于求解的渗流问题，经过变换后，只是改变了流线的型态和尺寸，而等势线上的势及井的产量不变；（2）变换后，可以恰如期分地描述井筒附近较为复杂的流动型态对压后产能的贡献，而以往的许我献往往假设裂缝井的产能主要来自裂缝内的流体流动；（3）变换后假设的缝端封闭边界条件更符合实际，然后，根据微元体流动分析，综合应用物质守衡原理和非达西运动方程，同时利用压力耦合原理导出了裂缝内变质量流动时压力满足的二阶微分方程，进而推导出不同缝长和导流能力裂缝井的产能公式，所得结果与现场某气井压裂后产量相比，吻合程度较发，且简单易行，便于现场应用。     

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文章首先利用先进的激光刻蚀技术，将岩石的真实裂缝结构刻蚀在光学玻璃板上，制作成可供摄像用的透明微观物理模型, 并加压让气水两相流过微裂缝，观察到气水两相在裂缝性地层中的流动分为三种现象，即水窜、绕流、和卡断现象。在此基础上，建立了气水两相裂缝渗流模型，将气水两相流动分为四个流动阶段，即静止、运动、卡住和卡断阶段。从微观渗流角度出发，利用能量守恒原理详细地分析了裂缝性地层中气水两相渗流机理，证明裂缝性地层中气水两相流动具有不连续性。该过程不能用Vogel方程进行分析计算，同时也说明裂缝性地层中的气水分布与压力分布无关，只与构造形态、水侵特征和产水历史有关。由此我们知道有水气井井底产水具有波动性，不能用井口产水来描述井底产水，从而提高了对裂缝性地层中气水两相渗流特征的认识，可以更好地指导裂缝性地层中有水气井的生产。     

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。     

低渗透气藏压裂井三项式方程推导及应用

低渗透气藏压裂前自然产能很低或基本无产能，压裂是低渗透气藏增产和保持经济开采的重要措施。传统的二项式产能方程只能描述高速非达西渗流，对于这种低渗压裂井，地层的低渗透性和裂缝的高导流能力使得其渗流规律已经和压裂前大不一样，二项式产能方程已无法描述气井的生产状况，必须建立新的产能方程。文章从渗流力学基本理论出发，建立了低渗透气藏压裂井三项式产能方程。该模型全面考虑低渗透气藏压裂井的低速非达西渗流和高速非达西渗流的影响，得出了低渗透气藏压裂井渗流阻力由三部分组成，即启动压力阻力、粘滞阻力、惯性阻力，三者同时存在使得渗流阻力加大，并提出了低渗压裂井产能预测方法，能够更精确地确定渗流阻力系数和合理产量等重要参数，为科学合理开发低渗透气藏提供了理论依据。     

计算气井压后产能新方法的应用研究

一点法由于其简单实用性而在榆林气田得到了广泛的应用,但一点法的推导是在二项式的基础上对产能方程无因次化得到的,主要适用于径向渗流的气井,而对于压后的气井利用一点法计算出的无阻流量偏差较大。且一点法试井对低渗透或致密气藏测定一个稳定测点仍然历时太长或根本不可能测到。在文献[2]的基础上,利用气井压后产能公式,计算了榆林气田16口压后气井的无阻流量,并在此基础上对气井进行了配产。经过一段时间的生产实践检验,所求得的结果符合实际生产情况的要求,从而为确定气井压后产能提供了一种新的理论依据。     

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文章对水平压裂气井的渗流过程进行了分析，将气体从地层流入水平井底的压降分为三部分：一是气体从地层基质流入到裂缝，通过复位势理论和势的叠加原理得出了有关产能的压降方程；二是从裂缝流入到水平井段，通过对裂缝微元体的分析，得出有关裂缝参数的产能压降方程；三是气体从水平井段指端流入水平井段跟端，通过动量定理得出考虑井筒摩擦等影响因素的产能压降方程。根据得出的这三部分压降方程，考虑各部分间的连接条件，得出了含多条垂直裂缝的水平压裂气井的产能预测模型，通过编程求解了该模型，并分析了裂缝半长、裂缝条数以及裂缝在水平井筒中的位置对水平压裂气井产能的影响，从而为压裂后的产能评价及压裂井的优化设计提供了可靠的理论基础。     

碳酸盐岩裂缝性油藏建储气库气井产能评价

利用华北油田碳酸盐岩潜山油藏改建地下储气库,具有构造较为完整、圈闭规模大以及裂缝系统渗流条件较好的优势,对保障京、津、冀等地区安全平稳供气,具有非常重要的意义。虽然前期针对华北油田某裂缝性碳酸盐岩块状底水油藏改建地下储气库的可行性开展了相关的研究工作,但都是基于油井采油指数类比气井采气指数方法进行评价的,存在一定的局限性和偏差。为此,以可压缩气体地层稳定渗流理论为基础,根据潜山储层裂缝系统的地质特点,引入了气体半球渗流和等效气井打开半径的概念,最终推导出了碳酸盐岩裂缝性油藏建库气井稳定渗流产能方程。通过对华北油田某潜山油藏的实例计算表明：由于该油藏裂缝系统物性条件很好,无论气库运行在高压还是低压条件,稳定渗流计算得到的地层产气能力都很高,可以认为地层气体基本为无限供流条件。