预测页岩气产量递减组合模型的研究

页岩气由于微-纳米尺度流动机理和多尺度渗流规律的复杂性,给其产能评价和递减规律的预测带来很大挑战。针对Arps模型在页岩气产量递减预测中存在的局限性,学者们先后提出了SEPD模型、Duong模型和YM-SEPD模型,对页岩气产量预测起到了一定的指导作用。文中通过数值模拟对比了这3种模型的适用性,结果表明,在生产后期SEPD模型和YM-SEPD模型预测一般较生产数据偏低,Duong模型预测一般偏高。综合考虑这些模型的优缺点,提出了优化组合模型。根据组合模型的思路,生产20 a末的预测误差可控制在10%左右,较之前单一模型预测50%左右的误差,准确度大幅提高,并由实例应用进行了验证。     

页岩气井产量递减分析经验法优化应用研究

页岩气井产量递减规律的分析方法,特别是准确预测页岩气单井产量及估算最终可采储量(Expected Ultimate Recovery,缩写为EUR)是页岩气开发十分重要的技术工作。预测方法主要有数值模拟法、解析法和经验法三大类,其中经验法因为只需生产数据、操作简单且有效而被广泛使用。目前主要有SEPD模型、Duong模型和YM-SEPD模型等单一模型,鉴于页岩气藏压裂水平井复杂的流动机理和渗流规律,单一递减模型难以适应现场需要。在详细分析了目前适用于页岩气藏单井产量预测最常用的两种经验方法-SEPD和Duong模型的基础上,提出了以此为基础的产量递减经验法分析新组合模型,并以四川盆地页岩气井生产数据为例,分析对比了新方法与SEPD法和Duong法的预测结果,印证了新方法更具优势、预测更为准确。     

3种常用页岩气井经验递减方法——以四川盆地威远区块为例

页岩气井的递减规律与常规气井有一定的区别,分析页岩气井递减规律对准确评价页岩气井储量至关重要。经验递减法因为操作简单、有效而被广泛使用,但每种方法都有自身的缺陷及适用性,笼统的使用难免会造成很大的误差。分析了页岩气井的递减规律及SEPD法、Duong法及WK法这3种最为常用方法的特点,发现SEPD法是Arps指数递减的延伸,WK法是Duong法的延伸;并详细地给出了这些方法的应用步骤,结合四川威远区块的大量页岩气井得到了这3种方法的适用条件：①SEPD法不适用于页岩气井;②只有当气井进入边界流后,才可使用Duong法或WK法准确预测估算最终储量(EUR);③数据波动对传统Duong法、WK法影响非常大。最后改进了Duong法中参数q1的获取途径,消除了数据波动对Duong法的影响,避免了Duong法多解性的问题;与WK法的对比,改进Duong法要优于WK法。     

非常规气井产量递减与EUR预测方法评述

针对非常规气井产量递减与EUR(预测最终采收率)结果差别大、准确率不高的问题,对Wattenbarger线性流法、PLE幂指数递减模型法、SEPD扩展指数递减模型法等各种方法的理论基础和优缺点进行对比分析,评价各种方法的使用对象、所需数据和适用条件。同时,通过对PLE、SEPD、Duong、LGM 4种模型在线性流阶段和拟边界流阶段的预测结果与数值模拟井的预测结果进行对比,并进行实际应用。结果表明:各种常用的非常规气井产量递减方法均适用于不同的地层流态;Wattenbarger线性流、拟恒定流动压力、水平井多级压裂模型3种方法更适用于变产量、变井底流压的流动状况;PLE和Duong模型在生产时间为2 a内预测比较准确。该研究为非常规气井产量预测提供了借鉴。     

页岩储层产量曲线分析

产量递减曲线分析在预测产量和提高储层采收率方面具有重要作用,其目的是确立产量与时间之间的关系,从而预测产能走势。Arps方程法和Arps方程改良后的产量曲线分析法目前在常规储层方面得到了广泛应用,但这些传统的方法并不适用于页岩储层之类的非常规储层。着重介绍了双曲线方法、Gentry方法、经验延伸法和Duong方法等非常规油气层产量曲线的分析方法。基于对几种产量曲线分析法进行概述的同时,借助Duong方法易比较和产量曲线易拟合的优势,论证了该方法对页岩储层生产预测的适用性;通过对瞬变流体和边界控制流体2种流态下产量曲线的分析计算,建立了经验方程式。最后,利用实际数据验证了Duong产量曲线分析方法的可行性。     

一种气藏产量递减复合模型研究

产量递减规律的研究对搞好气藏开发后期调整、产量预测及可采储量复核都有重要意义，目前现场上主要运用Arps递减曲线来研究气藏的递减规律。此外，国内外很多学者还提出了其它的预测方法，都不同程度地完善了Arps递减曲线法使得应用范围更广泛，预测精度更高。文章结合Arps指数递减和翁氏模型导出了一个复合递减模型，并在实际应用中得到了很好的验证。     

一种新的油田产量递减阶段预测模型

油田产量递减规律研究是进行产量递减预测的一项重要任务。目前,Arps递减曲线是一种非常重要而又常用的预测油田产量递减规律的方法,此外,国内提出了很多预测方法,使产量递减预测方法更齐全、使用范围更广泛、预测精度更高。基于Arps递减规律推导过程得到一种新的产量递减模型,可简化为Arps指数递减形式,经实例计算,可以用来预测油田产量,以此指导油田开发和管理。     

页岩气藏经验产量递减分析方法研究现状

为深入研究和推动经验产量递减分析方法在页岩气藏中的应用,对国内外现有经验产量递减分析方法进行了深入广泛调研。从方法来源、基本模型、典型图版、适用条件、局限性及改进方法等方面,对Arps递减、幂指数递减、扩展指数递减和Duong递减等分析方法进行了详细阐述,同时还给出了今后页岩气藏经验产量递减分析方法的研究重点。研究表明:经验产量递减分析方法都具备产量预测和最终可采储量预测功能,只能对井底流动压力恒定或近似恒定条件下的生产数据进行分析,且要求生产数据连续稳定避免长时间关井。不同经验递减分析方法之间最主要的差异是适用流态不同,其中Arps递减和改进双曲递减仅适用于边界主导流,扩展指数递减和Duong递减适用于线性流,改进Duong递减、幂指数递减和改进幂指数递减适用于线性流和边界主导流。准确识别和划分页岩气井流态是经验产量递减分析方法推广应用的关键。国内页岩气井难以实现井底流动压力恒定或近似恒定的生产方式,如何准确将生产数据校正为定压生产条件下的生产数据是下一步经验产量递减分析方法的研究重点。     

新型油田产量递减模型的建立与应用

迄今为止,对于递减阶段的油田产量预测来说,国内外主要使用的是经典的Arps递减模型,尤其是Arps指数递减模型。但是,Arps递减模型对俄罗斯萨马特洛尔和罗马什金油田并不适用,这两个油田的产量和生产时间数据在半对数坐标系上并不是直线关系,而是曲线关系。基于对概率统计中正态分布的研究,建立了新型的油田产量递减模型。通过萨马特洛尔和罗马什金油田的实际应用,表明本文提出的新型递减模型是正确的,而且要比Arps递减模型更具有代表性。     

苏里格气田井下节流气井产量递减规律研究

在分析气井递减规律时,只有确定了与实际生产数据相匹配的预测模型,才能基于所选模型计算不同类型的单井产量递减率,并进行气井产量递减规律分析。苏里格气田气井是以井下节流的开采方式生产且绝大多数气井井口无产量计量,因此以苏里格气田有节流器气井为研究对象,根据节流器嘴流原理,从理论上模拟计算井下节流气井井口产量,利用Arps不同递减模型进行拟合来研究单井递减规律,通过实例分析和矿场验证,分析方法的可靠性,最后得到苏里格气田井下节流气井产量递减规律。     

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气田进入产量递减期后,一般通过Ａrps递减方程,应用典型曲线拟合或坐标变换法来研究递减规律。这些分析方法必须首先给定Ａrps进行了研究递减方程的形式,然后再求取有关的递减参数,因而不仅计算工作量大,而且带有很大的人为误差,以的递减参数一般不是最优的,预测结果往往偏差较大,分析认为,根据已获得的生产历史数据,经过一定的加工处理来预测气田产量,其准程度既取决于所使用的数学模型,又取决于所使用的数据处理方法,为此提出了用模拟退火算法求取递减以数的新方法,该方法应用于全局优化理论,依据通用递减方程,将递减参数的求解总是为最优化总是,然后再根据求取的递减判别递减类型,因此该方法通用性强。两个实际算例说明预测结果优于常规Ａrps递减分析方法,和实际数据吻合程度很高,适合于现场的推广应用。     

榆林气田南区气井产量递减规律研究

榆林气田南区经过9年多的滚动开发,部分井进入了产量递减期。气藏开采过程中,气井的产量递减规律通常采用Arps法、改进衰减法、HZC模型法和CH-Weibull模型法进行描述,最典型的产量递减曲线形式有指数递减、双曲线递减和调和递减3种。上述几种方法的联合对比使用,可以获得更符合实际的产量递减规律曲线,从而推导出气井产量预测方程,得到较准确的产量预测数据。     

产量递减规律的诊断方法

传统的Arps产量递减分析方法要求事先选定递减规律的初始时间、初始产量及初始递减率,事实上这些参数是很难确定的。实际应用时不得不人为地加以臆断而使得此方法带有不确定性.为此提出了产量递减规律的诊断方法。应用诊断曲线很容易确定递减规律的模型参数,克服常规方法的不足。通过选用参考时间、参考产量和参考递减率,使得递减分析方法具有一定的灵活性和优越性、该方法简便、实用。     

致密砂岩气井产量递减组合模型的建立及应用

苏里格气田二叠系河流相砂岩气藏储集层致密,有效砂体多呈孤立状或条带状分布。气井投产后,储集层内流体长期处于不稳定流动状态,进入边界控制流时间晚,传统Arps递减方法适应性差,难以满足现场应用要求。通过分析Arps递减方法适应性差的原因,应用数值模拟方法研究了致密气藏气井递减指数变化规律,明确了递减指数与气井流体流动阶段的关系,提出在气井不稳定流动阶段采用河道线性流模型预测,进入边界控制流阶段采用Arps模型预测。气井处于不稳定流动阶段时,进入边界控制流的临界点时间由理论公式确定;已进入边界控制流阶段时,以偏离线性流的拐点为临界点时间。实例应用效果表明,采用递减组合模型预测气井递减特征及指标准确有效。     

致密油藏压裂水平井产量预测

针对致密油藏压裂水平井流态复杂及全生命周期产量预测误差大的问题,在对前人经验递减模型适用性研究的基础上,选取以不稳定流和过渡流为主导的产量指数递减（SEPD）模型及以边界控制流为主导的指数模型进行组合,通过结合节点处的产量相等和递减率相等,构建了以边界控制流时间为节点的全生命周期新型分段产量预测模型,同时建立了广义回归神经网络算法下的边界控制流时间预测方法及分段函数的最小二乘法拟合参数求取方法。结果表明,不论是否到达边界控制流,新模型普遍比单一SEPD模型和指数模型的拟合度高,其预测结果更接近于生产后期的指数评估结果,误差小于5%。