非达西效应对低渗气藏气井产能影响研究

针对低渗气藏的渗流特征,以高速非达西渗流理论为依据,考虑应力敏感、启动压力梯度及滑脱效应等因素,推导出相应气井产能方程,以此为基础对低渗气藏气井的产能规律进行研究。研究结果表明:低渗气藏地层压力、渗透率分布曲线的形状均呈"漏斗"状;启动压力梯度和渗透率变形系数越大,地层压力下降越快,滑脱因子越大,地层压力升高越快;气藏渗透率主要受滑脱效应和应力敏感交互影响,滑脱效应使气井产能增大,且随着滑脱因子增大,气井产能不断增加,井底附近的压力敏感导致的"应力污染"现象最明显。     

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...     

低渗气藏特殊渗流机理及稳定产能预测方法

不同于常规气藏,低渗气藏由于其储层物性差、含水饱和度高的特点,其渗流机理更为复杂。以低渗储层为基础,对低渗气藏特殊渗流机理进行详细阐述;同时针对目前低渗气藏产能预测考虑因素不全、产能评价结果不够准确的问题,在拟启动压力梯度模型的基础上,依据稳态渗流条件下的气藏产能方程,综合考虑气体滑脱效应、低速非达西、高速非达西、压敏效应等多重非线性效应,结合渗流力学基本原理,推导了通用气体稳定产能预测方程,并进行参数敏感性分析。结果表明:低渗气藏的低速非达西效应、高速非达西效应、压敏效应都会使气藏产能变小;如果忽略其影响,将会造成对产能的乐观评价;其中启动压力梯度和压敏系数(尤其是异常高压储层)对气井产能影响显著,滑脱因子次之,高速非达西效应影响较小。通过实例验证了产能模型的正确性,可以用于指导现场实际开发。     

低渗透气藏非达西渗流研究

达西定律是渗流的基本规律,但低渗透致密气藏的渗流还有其特殊性,启动压力和气体的"滑脱效应"同时存在,两种现象的研究又似乎相互矛盾.基于对低渗气藏渗流机理分析,利用渗流理论进行研究和推导,考虑启动压力和"滑脱效应"的双重影响,探讨和研究了二者对渗流规律的影响,得出当滑脱效应和启动压力影响相当时,低渗透气藏中非达西效应消失的现象.为进一步开展低渗透气藏渗流理论研究,油藏工程研究和动态分析建立了基础.     

致密砂岩油气储层压敏渗流特征实验

通过实验对安塞油田致密砂岩储层压敏渗流特征进行研究.运用室内实验和理论分析相结合的方法,通过敛密砂岩储层压力敏感性机理分析,将非达西渗流、岩石形变干有效应力的变化作为一个整体来研究压敏渗流持征,主要研究不同将围压下的孔渗关系及渗流曲线特征,实验研究表明在净围压小于某一值时,岩石形变特别是致密介质中裂隙的变化导敏了渗流曲线特征的不同.当有效压力较低时,渗流曲线为非直线;但当有效压力超过某一值时,渗流曲线却为一条直线.这种渗流特征与岩石裂隙形变有关,在致密砂岩油气藏储集层近井区范围内,除孔隙尺寸原因以外,岩石形变是导致压敏渗流非达西特征的主要原因.该结论为致密砂岩油藏启动压力研究开辟了一条新途径.     

基于启动压力梯度与应力敏感的致密气藏多层多级渗流模型

致密砂岩气藏具有储层物性差、非均质性强、渗流规律复杂以及开发难度大的特征,因此基于非均质层多级渗流实验,建立多层多级渗流模型,弄清各层渗流规律对该类气藏气井合理压裂设计与压力保持至关重要。首先,进行了滑脱效应、启动压力梯度以及应力敏感3类实验,实验结果表明:储层有效渗透率介于(0.01~1.0)×10-3μm2之间,当气藏压力高于10MPa时,滑脱效应对生产影响程度在3%以内,可忽略;致密气藏单相气体渗流不存在启动压力梯度现象,而两相渗流则存在;对于高含水饱和度储层,为气水两相渗流,由于毛管力作用,宏观表现为启动压力现象;与基质岩心相比,微裂缝岩心的渗透率应力敏感性更强,应力敏感滞后程度也更强。然后,考虑启动压力梯度与应力敏感效应,建立了多层多级渗流模型。最后,利用无因次拟压力和无因次时间的关系曲线进行了模型参数敏感性分析。研究认为,层间参数主要影响晚期阶段,裂缝地层系数之比k越大,晚期压力降越大;另外层内参数中变形介质拟渗透率模数、介质弹性储容比和启动拟压力梯度均影响过渡与晚期阶段,因此合理保持压力对致密气藏开发后期尤为重要。     

启动压力梯度和应力敏感效应对低渗透气藏水平井产能的影响

由于低渗透气藏具有低孔、低渗特征,导致其气水渗流特征较为复杂,传统意义上的经典渗流规律不再适用于低渗透气藏。大量实验研究和现场应用证实低渗透气藏中存在渗流的非线性和流态的多变性,流体渗流不仅需要克服启动压力梯度,同时气体渗流还要受制于应力敏感效应影响。由于水平井是开发低渗透气藏最有效的方法之一,目前低渗透气藏水平井产能研究大多局限于传统意义上的经典渗流理论,通常忽略了应力敏感效应和启动压力梯度作用。针对低渗透气藏渗流特征,引入变换方法建立了低渗透气藏水平井产能模型,模型考虑了应力敏感效应和启动压力梯度的影响。并以某低渗透气藏为例,研究了应力敏感效应和启动压力梯度对低渗透气藏水平井产能的影响。结果表明:1)启动压力梯度和压力敏感对水平气井产量影响分别呈线性下降关系和幂函数下降关系;2)压力敏感效应比启动压力梯度对水平气井产量影响更为强烈;3)启动压力梯度达到0.00025 MPa/m,水平气井产量将降低77%;当介质变形系数达到0.15 MPa^-1,水平气井将停产;4)建议低渗透气藏水平井产能预测时必须考虑启动压力梯度和应力敏感效应的影响。     

致密低渗透气藏压裂水平井产能计算与分析

为准确预测致密低渗透气藏压裂水平井产能,利用保角变换对渗流场变换,建立考虑压敏效应和启动压力梯度的渗流方程,积分得到压力函数降,并利用叠加原理建立压裂水平井产能模型。结果表明：产能模型与试采产能的误差为8.26%,产能模型准确可靠;压敏效应对产能的影响大于启动压力梯度对产能的影响;裂缝多于3条时,产能增加幅度变缓;增加裂缝长度和中间裂缝间距有利于提高产能。该模型为致密低渗透气藏压裂水平井产能预测和压裂参数优化提供了借鉴。     

深层火山岩油气藏滑脱效应及启动压力梯度研究

以不同深层火山岩气藏岩心渗流特征实验为基础,在不同温度、不同气体的情况下,测定压力平方差与流量的关系。实验表明,深层火山岩气藏气体渗流存在滑脱效应和启动压力梯度现象;气体的滑脱效应与气体的性质有关,气体的分子质量越小,滑脱效应越严重;测定了不同岩心类型的气体启动压力梯度值,认为岩心的渗透率大小、温度以及气体的性质是影响气体启动压力梯度值的主要因素。     

莺歌海盆地深层高含CO2高含水气藏气相渗流机理

南海莺歌海盆地深层气藏具有高温、高压、高含水和高含CO₂等典型特征,其渗流机理十分特殊。为揭示该类气藏渗流特征,剖析产气能力的影响因素,通过搭建超高温高压长岩心驱替实验系统来模拟实际储层的温压条件,开展不同含水条件及不同CO₂含量下的气相渗流实验。研究表明:该类气藏渗流特征可划分为产生启动压力、低速非达西渗流、达西渗流和偏离达西渗流4个阶段;束缚水会引起低速非达西渗流,可动水会导致启动压力产生,且束缚水在高压差下会转为可动水,导致气相渗流偏离达西渗流,形成或加剧气水两相流动,降低高压差下气相渗流能力;气组分中CO₂不仅会导致低速非达西渗流阶段时间延长,高含量下还会促进束缚水转为可动水,形成启动压力,并使高压差下偏离达西渗流阶段提前到来。因此,此类气藏含水饱和度和CO₂含量的增加均会抑制产气能力,应严格控制气藏生产压差,避免低速非达西渗流和高压差下偏离达西渗流产生。研究结果可为该类气藏的高效开发提供理论依据。     

川西新场大型气田地质特征与预测关键技术

川西新场大气田由浅层构造-岩性气藏、中层构造-成岩气藏、深层构造-裂缝气藏叠置而成,纵向跨度4000多米,具多层、多类气藏叠合型大气田特征。该气田纵向上以浅层上侏罗统蓬莱镇组、中层中侏罗统上沙溪庙组、深层上三叠统须家河组二段为主力气藏。蓬莱镇组气藏的主控因素为鼻状背斜上的河道砂岩亚相,上沙溪庙组气藏的主控因素为古隆起上的河口坝与分支河道叠加微相砂岩中的有利成岩相,须家河组气藏的主控因素为大型古隆构造带上的裂缝发育系统。针对浅层气藏天然气富集带预测的关键技术是“低频强振幅”地震响应亮点识别技术;针对中层气藏天然气富集带预测的关键技术是多学科结合的储层综合建模预测评价技术;针对深层气藏天然气富集带预测的关键技术是地质-地震-测井多学科相结合的裂缝综合预测技术和含气性检测技术。     

非达西渗流效应对低渗气藏水平井产能的影响

低渗气藏普遍具有低孔、低渗、高含水的特征,气体渗流时表现出明显的非达西渗流效应．如启动压力梯度、应力敏感及滑脱效应。目前已有的考虑应力敏感的低渗气藏产能模型均基于Terzaghi有效应力理论．但该理论并不适用于描述岩石的应力敏感性,引入新的拟压力函数,综合考虑启动压力梯度、滑脱效应及基于本体有效应力理论的应力敏感的影响．推导出了修正的低渗气藏水平井产能方程。以某低渗气藏为例,分别研究这些效应对产能的影响程度,结果表明：基于Teizaghi有效应力理论的应力敏感使得水平井产气量平均降幅为13．28％,而基于本体有效应力理论（实际）的平均降幅仅为I．80％,因此．在低渗气藏开发中应采用基于岩石本体有效应力理论的关系式．     

徐深气田火山岩储层储集空间特征及渗流机理

火山岩储层与碎屑岩和碳酸盐岩储层相比,其储集空间更复杂、非均质性更强、渗流机理尤其不清楚。为有效开发这类气田,针对松辽盆地徐深气田的特点,通过一系列大直径岩心特殊分析手段筛选,找到了适合火山岩储层特性的分析方法,从储层基本特征、渗流机理、储层敏感性评价等方面开展的实验研究,揭示出了火山岩储层储集空间特征与渗流机理。研究结果表明：火山岩储层储集空间是孔隙与裂缝的不同组合体;孔隙大小分布不均,孔隙中大孔隙被小喉道控制;储层表现出亲水特征,束缚水饱和度高,两相渗流范围小,气相渗流具有明显的低速非达西渗流特征,气相渗流存在启动压力梯度。     

四川盆地水化学特征标准剖面的建立及其与天然气成藏的关系

为了深入研究气田的气水关系特征,根据斯蒂夫水化学相图理论方法,以判别不同地层水化学特征差异为理论基础,基于四川盆地各含油气构造4 000余件地层水水质全分析资料,建立了该区上白垩统灌口组-中三叠统雷口坡组的地层水斯蒂夫相图标准剖面,解决了各构造流体的归属性问题。研究发现：新场、洛带地区上侏罗统蓬莱镇组气藏的地层水水化学相图与其他区域同组地层水的化学相图不能对比,却与下伏上三叠统须家河组水化学相图相似,从油气成藏角度推断认为川西地区蓬莱镇组气藏的聚集形成,存在受下伏深源气沿裂缝垂向上升补给气源的可能;地层水的演化特征与油气成藏具有极为密切的关系,在今后的油气勘探开发过程中,可利用水化学相图作为寻找天然气矿藏的指示标志之一;该区某些蓬莱镇组气藏开发气井的地层水呈现深部碳酸盐岩地层（雷口坡组）水化学相图特征,可视为深部碳酸盐岩地层作为烃源岩参与浅层气藏形成的证据之一。     

海上异常高压气藏应力敏感特征及产能方程——以莺歌海盆地为例

目前国内外推导的异常高压气藏考虑应力敏感效应的产能方程中混淆了有效应力与生产压差的概念。为此,在前人研究的基础上,通过对实验和产能测试资料的分析,探讨了应力敏感对储层物性和气井产量的影响问题,并基于修正的应力敏感方程,结合气藏渗流特征,重新建立了符合油气藏地质特征的新的二项式气井产能方程,从理论上阐述了莺歌海盆地异常高压气藏产能特征,并用实际测试资料检验了该方程的实效性。结果表明,莺歌海盆地异常高压气藏开发中不应忽视应力敏感效应,在同一储层特征条件下,应力敏感效应特征越显著,开发过程中表现出的应力敏感效应越严重,气井产能损失就越大。因此,在异常高压气藏生产管理中,应采取合理的开发技术手段和工作制度,防止井筒附近地层压力迅速下降导致储层渗透能力及气井产能的下降。所取得的成果、认识可推广应用于其他类似探区。     

储层压力条件下低渗砂岩气藏气体渗流特征

针对低渗砂岩气藏开展了储层压力条件下的气体渗流特征理论和实验研究,包括研究滑脱效应的定压差高压渗流实验和研究高速非达西流现象的定回压高压渗流实验.研究结果表明:低渗砂岩气藏储层中气体渗流的滑脱效应可以忽略不计;实验气测岩样绝对渗透率时,应用加回压提高平均压力的实验方法测得的绝对渗透率更为准确;压力梯度达到一定的临界值后...     

修正的低渗透气藏产能方程

在低渗透气藏开发过程中,由于启动压力梯度、应力敏感的存在,使得气体的渗流不符合经典的达西定律。在考虑启动压力梯度、应力敏感和滑脱效应的综合影响基础上,对气体的流速方程进行了修正,并结合渗流力学基本原理得到修正的低渗透气井产能方程。应用修正产能公式对某气田的实际数据进行了计算,得到如下结论：应力敏感的存在将使气井的产能大幅度下降,最大可下降14%;启动压力梯度的存在将使气井的产能下降,不过下降幅度较小;由于气体黏度远小于油,故低渗透气井中应力敏感对产能的影响比启动压力梯度的影响要大;黏度越大启动压力梯度对产能的影响越大。建议低渗透气藏开发中必须充分考虑应力敏感的影响。     

新场气田致密碎屑岩气田水赋存分布规律研究

应用非稳定流理论求参的方法和思路，对新场气田蓬莱镇（J₃p）沙溪庙组（J₂s）气藏致密碎屑岩气田水的赋存与分布规律进行探索。引用美国水文地质教授Tempples从测井曲线上求参数的技术方法，系统求取了气田导水系数（T）、弹性释水系数-储水系数（S）等流体动力参数。结合沉积微相叠加圈定了沙溪庙组（J₂s）气藏产水预测区，认为新场气田沙溪庙组气藏地层水的产出，不仅受静态的地质环境制约，同时也受控于岩石颗粒骨架对上覆地层荷重的支撑强度等物性条件引起的弹性释出能力影响。指出气田沙溪庙组（J₂s）T值和S值与所获工业性天然气气流呈正相关关系。     

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川西侏罗系蓬莱镇组气藏属于浅层低渗砂岩气藏，其储层特征和损害机理在国内同类气藏中具有典型性和代表性。文章通过现代岩心分析手段和系列模拟实验较为系统地探讨和评价了其储层损害机理和损害程度。研究结果表明，蓬莱镇组气藏主要损害机理为水锁损害，同时还具有较强的碱敏性、水敏性和裂缝应力敏感性，钻井完井过程中主要表现为工作液滤液水锁和固相侵入损害。文章最后提出了相应的储层保护建议。