低渗透气藏水平井产能分析

近年来随着低渗透油气田的开发,有关启动压力梯度渗流问题逐渐得到广泛的关注。水平井作为提高油气井产能的一项开发技术,以其在技术和经济效益方面具有常规直井无法比拟的优越性已成为高效开发油气的重要技术支撑。通过大量调研发现,低渗透气藏中水平井的产能预测均没有考虑启动压力梯度的影响,导致预测的产能与实际产能存在一定差异。为此,通过对低渗透气藏气体渗流速度运动方程的变形,得到气体渗流产生的压降等于达西流动产生的压降、考虑启动压力梯度影响产生的压降及高速非达西效应影响产生的压降三项之和的结论。鉴于此,基于椭圆柱模型提出了描述含启动压力梯度及高速非达西效应的产能公式,并分析了启动压力梯度对低渗透气藏水平井产能的影响。研究表明:启动压力梯度影响水平气井的整个渗流过程,且它对气井产量的影响较大;随着启动压力梯度增加,导致地层中的压力损失增大,同时水平气井产量也呈直线下降。     

低渗透气藏多级压裂水平井稳态产能模型

致密砂岩气藏储层物性差,需要采用水平井配合多级水力压裂技术进行开发,为此,对低渗透气藏多级压裂水平井稳态产能模型进行了研究.首先,由渗流力学基本原理,建立单条裂缝水平井等效井径模型;然后,运用叠加原理,建立了耦合水平井段管流动态的多级压裂水平井稳态产能模型,在Visual Studio 2008 C#编程环境下,对模型进行了求解,获得了多级压裂水平井产量及压力分布.在此基础上,对多级压裂水平井稳态产能的相关影响因素进行了分析,认为缝长是影响低渗透气藏产能的主要因素,而裂缝导流能力对其影响不大.通过矿场实例,计算得到西部某气藏压裂水平井单井产能为11.357× 104 m3/d,与实测产能误差为15.7％,验证了计算结果的准确性.该井在压裂施工中应尽可能提高缝长,以获得更好的增产效果.     

低渗气藏中分支水平井的产能预测公式

本文采用齐成伟的环形裂缝群复势通式,重复陈小凡等人的推导过程,得出了低渗气藏中分支水平井的产能预测公式。结果证明,该预测公式可以严格退化为陈小凡等人的低渗气藏水平井产能修正公式。     

水平井技术在苏里格气田低渗气藏中的应用

苏里格气田是典型的低渗、低压、低丰度岩性气藏,单井产量低,建井数量多,直井开发经济效益较差。为进一步提高开发效益,长庆油田转换开发方式,开展"三低"气田水平井开发技术攻关。2008-2009年,苏里格气田加大水平井开发试验力度,完钻10口水平井,投产8口,初步形成了水平井井位优选和随钻地质导向、钻井提速及储层改造等技术,取得了显著的效果为苏里格气田水平井规模开发提供了有利的借鉴和指导作用。     

低渗透气藏产水压裂水平井产能评价

低渗气藏自然产能低,通常需要水力压裂等有效的储层改造手段才能正常见产,同时地层水的产出对气井产量的影响也不容忽视。基于对压裂水平井影响下流体的渗流规律分析,充分考虑流体渗流时产生的达西效应和非达西效应,划分流体的流动为地层内椭圆流以及裂缝到井筒间的线性流和径向流。引入椭圆坐标系下的标度因子和两相拟压力函数,对椭圆坐标系和直角坐标系进行换算,并利用当量井径理论和势的叠加原理,推导出地层内和裂缝内流动的综合产能方程。实例计算表明,该方程能较为准确地计算气井的无阻流量,具有较强的矿场实用性。从敏感性分析可知,裂缝的应力敏感和裂缝的技术参数对产能影响较大,其中裂缝参数存在一个最优设计值,在发挥气井产能同时也能带来最优的经济性;气井产水会严重影响气井产能,需要做好防水及治水措施。     

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．     

低渗透气藏水平井产能计算新公式

低渗透气藏由于储层的特殊性,常出现应力敏感、启动压力梯度、高速非达西效应等现象。因此,在低渗透气藏水平井产能分析时,应该考虑这些因素的影响。通过保角变换方法,推导得到同时考虑高速非达西效应、应力敏感和启动压力梯度的低渗透气藏水平井产能新公式。研究结果表明:高速非达西效应、应力敏感、启动压力梯度将使低渗透气藏水平井产量减小;在同一井底压力下,随着应力敏感系数、启动压力梯度的增加,水平井产量降低。该公式对应力敏感性较强的低渗透气藏的开发具有重要的指导意义。     

页岩气水平井压裂对井筒完整性的影响

以弹塑性力学为基础,借助复变函数与应力场分解,对页岩气压裂过程中水平段套管-水泥环-地层系统的力学行为进行分析研究,通过接触面上位移连续条件得到了系统各接触表面的受力表达式;以Drucker-Prager岩土屈服条件为破坏准则,得到了水泥环达到屈服时的最大套管内压力,并讨论了套管及水泥环参数变化对系统受力行为的影响规律。计算结果表明:水泥环内表面比套管更容易达到屈服极限,水泥环厚度对水泥环内壁受力影响较小;增加套管壁厚,有利于保护井筒的完整性;套管内径和水泥环弹性模量对水泥环内壁受力影响较大,套管内径和水泥弹性模量越小,则水泥环越安全。研究结果对于页岩气压裂过程中井筒完整性设计控制具有一定的参考价值。     

低渗气藏水平井产能影响因素敏感性分析

为了提高吉林油田水平井开发深层天然气的产能和经济效益,研究了低渗透率气藏水平井产能影响因素。所考虑的影响因素包括储层渗透率、储层厚度、水平段长度、纵向位置、表皮系数、压裂裂缝条数。研究表明:在相同渗透率下,随着水平井段长度、气层厚度和压裂缝条数的增加,水平井采气指数增加,而且三者对水平井采气指数的影响显著;水平井采气指数随表皮系数的增加而降低幅度逐渐减缓;纵向位置影响甚微;水平井采气指数随着储层渗透率的增大而逐渐增大。     

非达西渗流对低渗透气藏气水同产水平井产能的影响

水驱气藏开采到一定程度就会产水,此时出现的气水两相流动会增大气体渗流阻力,使气井产量急 剧下降。 气井产能的确定是科学合理开发气田的基础,对气井的配产具有重要的指导意义。 根据气水两 相渗流规律的变化,基于稳定渗流理论,引入了气水两相拟压力以及两相拟启动压力梯度,建立了启动压 力梯度、滑脱效应、应力敏感、地层伤害以及近井地带高速非达西影响的低渗透气藏气水同产水平井产能 方程。 研究表明：生产水气比对气井产能影响最大,在气井生产过程中应尽量控制气井见水;随着启动压 力梯度、应力敏感和生产水气比的增大,气井产能不断降低;随着滑脱因子增大,气井产能不断增加;在启 动压力梯度对气井产能的影响中,气相启动压力梯度比水相启动压力梯度所占的权重更大     

水侵对低渗水驱气藏水平井产量的影响

在低渗水驱气藏开发过程中,即使水平井井底未见水,但水体局部推进仍是影响水平井产量的重要因素。 基于 Joshi 方法,将水平井三维渗流场简化为远井地带与近井地带 2 个二维渗流场,考虑远井地带局部水体推进以及低渗储层渗流特征,利用保角变换方法建立了求解低渗水驱气藏局部水侵时水平井产量变化规律的新模型。 敏感性分析表明,随着水侵体积比、水体推进距离以及应力敏感指数的逐渐增大,水平井产量逐渐减小,而随着储层原始渗透率以及滑脱因子的逐渐增大,水平井产量逐渐增大,但对于高压气藏、产水气藏以及生产压差较小的气井,滑脱效应以及应力敏感对产量的影响可以忽略不计。此项研究可为低渗水驱气藏水侵过程中水平井产量变化规律研究提供新的思路。     

吸附性气体对煤岩基质变形和渗透率的影响

为了研究吸附性气体对煤岩基质变形和渗透率的影响,利用CT扫描技术刻画了煤岩吸附CO2后煤岩裂隙空间尺寸的展布特征;采用煤层气吸附/解吸系统,测试了CO2、N2和CH4的吸附/解吸参数;基于煤岩三轴渗流测试系统,测试了不同应力条件下气体渗流特征.研究结果表明:基于CT图像直接观察了煤岩吸附CO2后煤岩裂隙受到基质膨胀而压...     

低孔低渗气田长水平段水平井钻井技术

通过理论研究和现场试验,以国内现有钻井装备条件为基础,形成了包括井眼轨迹控制技术、电磁波随钻测量技术、无固相钻井液技术和欠平衡钻井技术的长水平段水平井钻井配套技术,并在大牛地气田DP4、DP5、DP6等3口井进行了应用.实践表明,充气全过程欠平衡钻井技术提高了大牛地气田机械钻速,达到了在钻井过程中保护油气层、及时发现油气层和提高单井产量的目的.总结了长水平段水平井井眼轨迹控制的基本方法,提出了其他相关技术的发展建议,对于高效开发低孔低渗油气田具有重要的指导作用.     

低渗透油气藏压裂水平井产能计算方法

在前人研究的基础上,应用复位势理论、叠加原理和矩阵方程的数值分析求解方法,并考虑裂缝内的渗流阻力及压力损失,对压裂水平井产能预测公式进行了重新推导和修正,使计算结果更加合理和符合实际;利用所推导的计算公式,结合我国一实际的低渗透气田,对影响压裂水平井产能的几个重要因素进行了对比和分析,并得出有益的结论,其结果对实际低渗透油气田压裂水平井的设计具有一定的指导意义.     

双孔双渗火山岩气藏裸眼压裂水平井产能预测方法

基于火山岩气藏双孔双渗储集层压裂水平井渗流的特殊性,引入新的拟压力函数,以等值渗流阻力法及叠加原理为基础,综合考虑气体滑脱效应、启动压力梯度、应力敏感效应及裂缝内紊流效应的影响,构建了火山岩气藏裸眼水平井压裂多条横向裂缝时的产能预测方法。结果表明:气井全生命周期中,启动压力梯度对气井产能影响最大,其次是应力敏感效应、紊流效应,滑脱效应影响最小,应力敏感效应较强的气藏,应减小气井生产压差;随着裂缝半长增加,气井产量增大;随裂缝条数增多,产量增加幅度减缓,存在一个最优裂缝条数;裂缝导流能力变化对气井产量影响最明显,导流能力越大,气井累计产量越高,裂缝导流能力增加到一定程度时,气井产量随着导流能力增加幅度减小,不同类型储层集对应不同的最优裂缝导流能力。图6参15     

低渗透气藏压裂水平井产能预测模型及其应用

水平井技术和压裂技术都是针对低渗透气藏的有效增产手段,经常用于提高单井产能。压裂水平井由于裂缝的存在,气体经由裂缝向井筒汇聚时气量大、流速高,会造成附加的紊流压降,因此低渗透气藏压裂水平井的产能方程应该考虑裂缝中非达西流动的影响。应用复势理论和叠加原理推导了压裂水平井渗流方程,考虑了裂缝中气体紊流造成的附加压降,最终得到低渗透气藏压裂水平井的二项式产能方程,采用现场数据进行验证,并分析了气藏压裂水平井产能的影响因素。结果表明,不同位置裂缝产能贡献大小不同,压裂裂缝导流能力存在最优值; 代入现场数据计算,误差小于10%,符合实际生产要求,可以在油田生产中参考使用。     

非均质性对水平井产能的影响

基于Joshi等的假设，将水平井的三维流动问题变换为2个相互联系的二维流动问题，通过保角变换求解。将非均质储集层的水平渗透率和垂直渗透率按几何平均、算术平均和调和平均方法分别处理，根据电模拟原理，建立了9种非均质储集层水平井产能计算模型．评价非均质性对水平井产能的影响。评价结果，非均质性越强、储集层厚度越大产能越低，但厚度超过一定界限时产能降低不再明显；用算术平均方法处理渗透率建立的模型会低估非均质性对产能的影响；用几何平均和调和平均方法处理渗透率建立的模型评价，薄油层非均质性越强，产能越高。图1参9     

中高渗透油藏水平井整体开发水平段设计方法

为了描述水平段长度与井网密度的关系和在水平段井筒中水力阻力与水平段长度及产油量的关系,建立了数学方程组,可用于研究从油藏流入到水平段流出过程中各参数对水平段长度及产油量的影响,并可用于优化水平段长度,计算单井控制面积和产油量。由于该方法在考虑供给半径影响因素的同时还考虑了水平井开发对采收率的影响,因此,相对更加合理。提出了以流入、流出一体化主方程的导数方程为0,求解原方程的极大值,是水平段长度计算的较好方法。利用生产压差与水平段长度成反比关系,确定合理生产压差,进而设计出合理的水平段长度。用该方法进行了实例计算。     

低渗透气藏气水同产压裂水平井产能计算方法

水平井辅以压裂措施开发低渗透气藏已成为全球范围内的趋势,但是气井产水严重地制约了其产能。基于储层和裂缝中气水两相渗流理论,考虑储层应力敏感、气体滑脱效应以及裂缝中气体高速非达西渗流,定义气水两相广义拟压力,利用势的叠加原理,建立了低渗透气藏中气水同产压裂水平井产能新模型。实例应用表明,理论流入动态曲线与实际产能测试数据拟合较好,且计算无阻流量与产能测试结果相对误差较小,仅为5.4%,说明新模型具有较高的准确性。敏感性分析表明,随着裂缝条数、裂缝半长的逐渐增大以及裂缝导流能力的逐渐增强,无阻流量也逐渐增大,但是增大的趋势均越来越平缓;随着水气体积比的逐渐增大,无阻流量明显减小。该项研究可为低渗透气藏气水同产压裂水平井产能预测以及压裂优化设计提供一定的借鉴。     

洛带Jsn气藏水平井地质设计优化研究

针对洛带Jsn气藏的基本地质特征,分别从水平井的部署区优选以及水平段参数的优化设计等方面,提出了该区水平井地质优化设计的方法。从设计实施的实例来看,水平井具有比直井开发更大的优势,水平井产能是直井的4～7倍,可以明显改善低孔低渗非均质气藏的开发效果。