考虑气体滑脱效应的低渗透气藏非达西渗流数学模型

对室内物理模拟气体驱替岩心实验数据进行处理，研究了一种确定低渗气藏气体渗流克林肯贝尔常数和非达西系数的新方法。通过回归分析实验数据，得到克林肯贝尔常数与地层平均渗透率关系式，并绘制了求解其大小的理论图版，由此建立了气、水两相非达西渗流数学模型。     

低渗透气藏渗流研究现状

低渗气藏的开发已成为我国气藏开发所面临的一个技术挑战。由于低渗气藏一般具有低孔低渗的特点，所以其渗流机理与普通气藏相差很大。影响低渗气藏渗流特征的主要因素有应力作用、启动压力梯度、滑脱效应和水锁效应等因素，并且这些因素对渗流影响各有不同，但最终均引起低渗气藏渗流的非线性化。认识到这些因素对低渗气藏渗流的影响，对此类型气藏开发具有十分重要的意义。     

考虑滑脱效应的低渗透气藏产能公式分析

研究低渗透气藏中岩石的气体渗透性不能忽略滑脱效应的影响,通过对滑脱效应、二项武渗流效应以及地层损害因素的综合分析,从渗流力学的基本原理出发,建立稳定渗流条件下考虑气体滑脱效应的气体单相及气水两相流井的产能公式。应用该模型．对不同程度滑脱效应影响下的各流入动态曲线进行对比分析。从而揭示相同井底流压下,随着滑脱系数的增大,气井的产量越大。在低流压阶段,考虑滑脱效应产能比不考虑滑脱效应的产能高,滑脱效应在其开发后期会有利于气井生产。     

低渗透砂岩气藏气体渗流特征

以鄂尔多斯盆地大牛地气田低渗透砂岩气藏为研究对象,对同一岩心在不同含水饱和度下的渗流机理进行了实验和理论分析,认为低渗透含水岩心气体在低速、低压下渗流先受气体滑脱效应的影响,随着压力梯度的增大,启动压力梯度作用逐渐增强;当含水率增大到20%左右时,低速、低压阶段岩心受到滑脱效应和启动压力梯度的综合作用.这为低渗透气藏渗流机理研究提供了新思路.     

低渗透气藏渗流的影响因素研究

在调研有关低渗透渗流影响因素的基础上,对影响低渗气藏渗流的主要因素进行了归纳与总结。结果表明影响低渗气藏的主要因素有应力作用、启动压力梯度、渗透率、滑脱效应、水锁效应等。并在此基础上分析了造成这些主要影响因素的原因。这些因素对低渗气藏渗流影响各有不同,但最终均引起低渗气藏渗流的非线性化。     

考虑滑脱效应的低渗透气藏气-水两相渗流数值模拟器

低渗透气藏普遍具有低孔、低渗、高含水饱和度的特点,气体渗流存在明显的滑脱效应.Klinkenberg在1941年提出了气体在不含束缚水多孔介质中渗流时出现滑脱现象,而且岩石越致密,渗透率越低,滑脱效应越明显.目前对低渗透气藏的数值模拟研究仍采用常规气藏模型,导致预测开发指标与实际存在较大的差异.通过对低渗透气藏渗流机理的分析,建立了低渗透气藏气-水两相流动非线性渗流数学模型,同时引入考虑滑脱效应的气相相对渗透率概念,建立了相应的数值模型和模拟模型,并根据所建数学模型及其数值解法,编制了考虑气体滑脱效应的低渗透气藏气-水两相渗流数值模拟器.     

考虑滑脱效应的低渗透气藏压裂井产能分析

大量渗流实验证实,在一定的条件下,气体在低渗透气藏中渗流时会受到滑脱效应的影响.针对均质等厚低渗透气藏的一口压裂气井,应用保角变换原理,将求解垂直裂缝气井产量问题转化为简单的单向渗流问题.考虑二项式渗流效应、滑脱效应的影响,推导出低渗透气藏压裂井产能方程.对不同程度滑脱效应影响下的各流入动态曲线进行对比分析.结果表明:在低流压阶段,随着滑脱系数的增大,压裂气并的产量越来越大.该研究对低渗透气藏低压生产阶段压裂气井的产能计算及动态分析具有现实意义.     

低渗气藏气体渗流滑脱效应影响研究

低渗透气藏储层致密、渗透率极低、以微孔道为主，当气体在低渗孔隙介质中低速渗流时，气体渗流的主要物理特征是具有“滑脱效应”。为此，研究了具有滑脱效应的储层渗透率界限以及孔隙压力条件。通过对苏里格气田32块低渗岩心样品所进行的实验，探讨了低渗气藏天然气渗流规律。研究表明，当努森数介于0.1~1时，气体渗流不遵从克氏方程。实验结果还表明：克氏系数随储层渗透率的增大而减小，当储层渗透率大于0.1×10^-3μm²时，气体滑脱效应可以忽略不计；克氏系数随平均孔隙压力的增大而减小，当孔隙压力大于1.5 MPa时，气体滑脱效应也可以忽略不计。     

考虑气体滑脱效应的低渗透气藏试井典型曲线

在低渗低压气藏渗流过程中,滑脱效应的影响非常明显.为此,引入滑脱因子参数,建立了考虑井筒储集和表皮效应的低渗透气藏试井数学模型,给出相应的有限差分解法,绘制了新的含滑脱压力参数的试井典型曲线图版.通过试井曲线分析表明,存在滑脱效应的试井导数曲线位于无滑脱效应的曲线的下方,相应的导数值变小,不同滑脱压力比径向流动期曲线基本平行,滑脱压力比越大,出现径向流的时间越早,压力导数越小.半对数曲线斜率变小,表明滑脱效应改善了气藏绝对渗透率,气井出现径向流的时间也变短.研制的图版为低渗透气藏试井解释提供了新的手段.     

考虑滑脱效应的低渗透气藏气-水两相渗流数值模拟器

我国大多数气藏属于低渗透气藏。低渗透气藏普遍具有低孔、低渗、高含水饱和度的特点，气体渗流存在明显的滑脱效应。Klinkenberg在1941年提出了气体在不含束缚水多孔介质中渗流时出现的滑脱现象。而且岩石越致密，渗透率越低，滑脱效应越明显。目前对低渗透气藏的数值模拟研究仍采用常规气藏模型，导致预测开发指标与实际存在较大的差异。为此基于对低渗气藏渗流机理的分析，建立了相应的数值模型和模拟模型。并根据所建数学模型及其数值解法，编制了考虑气体滑脱效应的低渗透气藏气-水两相渗流数值模拟器。     

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低渗透气藏在我国分布极其广泛,据不完全的统计,其储量已占所有气藏的80％,显而易见开发此类气藏具有重要的现实意义,然而,到目前为止,一般都采用常规气藏的理论来解释低渗透的数据,但往往得不到理想的效果。这是因为低渗透气藏具有常规气藏不具备的特殊性,岩层致密、渗透率极低,气体渗流具有滑脱效应等。针对这种现状,文章在大量的国内外文献调研和实际计算的基础上,从研究氏渗透储层气体渗流的特性出发,建立相应的数学模型,对议程中的系数,内外边界条件进行特殊的处理,得到非线性的差分方程,采用牛顿迭代法求解。通过对川中1口井数据的处理,文中模型及其算法都能较好拟合气井的实测数据,这项工作为解决此类问题找到了一种之行有效的方法,而且,该成果容易推广到多维多相模型中去。     

高含硫裂缝性气藏流体渗流规律研究进展

针对高含硫裂缝性气藏存在硫沉积、相态变化、吸附、扩散、非达西流动效应等复杂渗流特征以及H2S具有高腐蚀性、剧毒性的特点，从吸附和扩散理论、非达西渗流、耦合流动规律、相态理论研究、硫物化沉积规律、酸性气藏模拟发展等研究方面对国内外研究现状进行了分析和评价。提出了高含硫裂缝性气藏渗流规律研究发展方向和研究热点：采用物模和数模相结合的方法，实验研究确定高含硫裂缝气藏气-液-固运移机制、硫沉积地层伤害机理、以及测试H₂S及天然气混合物吸附特征和流体相态变化规律；理论研究建立双重介质流体相变与气-液-固耦合综合模型，研究分析硫物化沉积、非达西流动效应、气体吸附和扩散等因素对流体流动的影响。     

徐深气田营四段低渗透巨厚砾岩储层渗流特征

大庆徐深气田重要储层之一是营四段低渗透巨厚砾岩储层,其成分主要为火山岩,储集空间类型及渗流特征复杂.通过多种分析测试手段,对研究区及重点井进行了综合研究,揭示了低渗透火山岩巨厚砾岩储层的储集性受岩相、成岩作用和构造运动等因素控制,储集空间包括原生孔隙和裂缝及次生溶孔和裂缝,主要发生了压实、胶结和溶蚀等成岩作用,储层致密、连通性差,为低孔低渗喉道不均匀型储层,具有可动流体饱和度、孔隙度低,束缚水饱和度较高的特点.     

低渗透油田开发与压敏效应

在实验研究的基础上,分析了渗透率的压力敏感性特征以及低渗透油田开发中存在的压敏效应.随着油田开发过程的进行,地层压力逐渐下降,进而因油藏压力的降低所诱发的渗透率损失对地层的伤害将不可避免,最终导致的渗透率损失对低渗透油田开发的影响是巨大的.研究表明,因压敏效应的存在,在井壁附近地层渗透率值只占供液边界处渗透率值的5%左右;当地层压力下降5MPa时,产量下降可达13%左右.     

低渗凝析气藏凝析油临界流动饱和度实验研究

凝析油临界流动饱和度是近年研究的热点问题，但目前国内外还没有采用真实岩样和流体研究低渗凝析气藏凝析油临界流动饱和度的成果报道。文章介绍了采用超声波测试技术研究低渗凝析气藏凝析油临界流动饱和度的方法，选取Q75井的真实岩样和流体，通过长岩心衰竭实验测试了凝析油临界流动饱和度。将测试结果与国内外其它中高渗凝析气藏的凝析油临界流动饱和度进行了对比研究，分析了低渗凝析气藏凝析油饱和度较低的原因。研究结果表明：①超声波测试技术对研究深层高温高压低渗凝析气藏的凝析油临界流动饱和度具有较好的适应性；②桥口低渗凝析气藏的凝析油临界流动饱和度要比国内外其它中高渗凝析气藏的低得多；③较高的束缚水饱和度是导致低渗凝析气藏凝析油临界流动饱和度较低的主要原因，而高温高压低渗凝析气藏更低的油气界面张力也是重要的影响因素。此外，实验所用岩心的长度对凝析油临界流动饱和度的大小也会产生一定的影响。     

低渗透油藏有效驱动半径研究

由于流体在低渗透油藏中渗流存在启动压力梯度,如何考虑启动压力梯度的影响来确定低渗透油藏的有效驱动半径,是提高低渗透油藏开发效果的主要研究内容之一.考虑启动压力梯度的影响,应用一源一汇的产量公式推导出低渗透油藏的有效驱动半径计算公式,可以确定在一定的注采条件下有效驱动半径与地层物性的变化关系.实例应用结果表明:低渗透油藏的有效驱动半径与压差、油藏厚度成正比,与启动压力梯度成反比.     

凝析气藏微观渗流实验研究

认清近井地带凝析油形成、分布及流动规律，可以为凝析气藏的开采提供重要的理论依据。文章给出了一种通过微观渗流实验研究近井地带凝析油分布及流动规律的实验方法，用具有与真实储层相似的孔隙结构微观仿真玻璃模型模拟地层孔隙介质，并在高温高压条件下观测凝析气液在模型中分布与流动规律。微观实验研究结果表明，凝析油容易聚集在小孔道、喉道、部分死孔隙以及孔壁表面，并逐渐演化形成段塞，而大孔道中凝析油不容易聚集。凝析油主要有携带、贴壁爬行、段塞流等3种流动方式。     

RESEARCHES ON IRREDUCIBLE WATER SATURATION OF LOW-PERMEABILITY SANDSTONE GAS RESERVOIR IN SULIGE GASFIELD

束缚水饱和度是低渗透砂岩气藏储层评价的重要指标参数.利用非稳态恒压气驱法结合核磁共振T2谱技术,研究了苏里格盒8段低渗透砂岩气藏岩心在不同气驱条件下含水饱和度的变化情况及束缚水饱和度建立过程.研究结果表明:在平均驱替压差下气驱驱替孔隙体积倍数达到50左右时岩心内含水分布状态趋于稳定,达到束缚水状态;气驱不同阶段的含水饱和度与平均驱替压差下驱替体积倍数、驱替时间之间存在极好的相关性;岩心达到束缚水状态所用的驱替时间是随着驱替压差和渗透率差异而改变的,不能作为衡量是否达到束缚水状态的依据;随着气驱压差的增大,气驱不同阶段的含水饱和度和束缚水饱和度都趋于减小,但减小幅度较小.气驱法建立的束缚水饱和度与离心法束缚水饱和度吻合较好,综合两种实验方法可较准确地给出苏里格低渗透砂岩气藏岩心的束缚水饱和度.     

低渗非均质气藏增压开采合理生产规模研究

为提高类似靖边气田的低渗非均质气藏在稳产中后期的增压稳产能力和气田的最终采收率,近5年靖边气田开展了增压开采先导试验,认为增压气井处于低压低产阶段产能较低,增压初期配产偏高将导致气井增压稳产期较短、产量递减快,甚至产量和压力双递减而无稳产期,因此,确定合理的增压生产规模至关重要。在增压试验气井生产动态特征分析基础上,通过精细数值模拟方法预测气井增压生产动态及开采效果,并综合考虑气井生产能力、配套压缩机额定能力以及供求关系来确定气井及增压开采单元的合理生产规模,从而确保增压开采系统平稳、高效地运行。     

火烧山低渗裂缝性油藏开采技术研究

火烧山油田是一个低渗裂缝性砂岩油藏,开采难度大,水淹水窜严重,采出程度不到5%时,含水比就已达到52 2%。多年来,为了寻找与油田配套的开采技术,开展了3种开采方式的试验,打密闭取芯井2口,进行了10多种堵剂的调、堵水实验,2种压裂液,2种分注管柱,3种酸化技术以及高能气体压裂,复合射孔等现场实验,实施压、挤、堵、酸化等措施281井次,累积年度措施增产量7 28×104t,综合含水比由治理前的64 5%下降到40 3%,目前稳定在53 4%,水驱控制程度由51 1%提高到68 2%。经过几年来的综合治理,基本上扭转了开采被动的局面,改善了开发效果,取得了良好的经济效益。