考虑流动边界影响的低速非达西渗流试井解释模型

流体流动边界不断向外扩展是低速非达西渗流压力波传播的特点。针对这种情况,建立了考虑井筒储存和表皮效应影响的低速非达西渗流定产量生产的固定边界数学模型,用格林函数法求出井底压力的拉普拉斯空间解,根据流体从静止到流动所需的启动压差确定不同时刻的流动边界半径,用固定边界模型计算井底压力与时间的关系,以此作为流动边界模型的一种数值逼近。用Stehfest数值反演算法绘制了井底无因次压力与无因次时间关系曲线,讨论了流动边界、启动压力梯度、井筒储集和表皮效应的影响及非达西渗流与达西渗流井底压力动态的差别。     

非线性渗流地层水平气井二项式产能方程

水平井是开发低渗透气藏最有效的方法之一,而低渗透气藏存在着启动压力梯度效应以及高速非达西渗流时的紊流效应。通过建立和求解包含水平气井井身结构参数、近井区高速非达西渗流条件下气体紊流因素以及启动压力梯度效应的水平气井渗流模型,推导出描述水平气井产能的二项式产能方程。在此基础上,依据理论推导和计算,对水平气井和直井的产能进行对比,研究启动压力梯度以及非达西渗流对水平气井产能的影响。结果表明启动压力梯度对水平气井产量影响呈一线性下降关系,非达西流动引起水平气井产能的降低,并且非达西流动对水平井的影响小于对直井的影响。     

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。     

低渗透气藏水平井产能动态预测模型研究

气藏生产过程一般分为两个阶段：定产降压和定压降产,且真实气体的ＰＶＴ参数随压力变化。针对气藏的生产特征,基于稳定渗流理论,以气体高速非达西渗流为基础,考虑真实气体的ＰＶＴ随压力的变化,结合气 藏物质平衡方程,推导建立同时考虑滑脱效应、启动压力梯度、应力敏感等因素共同影响的低渗气藏水平井产能动态预测模型,并通过实例分析了各因素对气井产能变化规律的影响。结果表明,启动压力梯度和渗透率变形系数越大,气井稳产期减小幅度越大,而滑脱因子越大,气井稳产期增加幅度越大,同时考虑高度非达西效应时,气井稳产期减小;气藏非均质性越强,气井稳产期减小幅度越大,而水平井长度越大,气井稳产期增加幅度越大;采气速度和 井底压力越大,气井稳产期减小幅度越大,前者产量递减速度越快。     

考虑变启动压降和高速非达西渗流的产能计算新方法

为了研究启动压力梯度引起的与产量有关的变启动压力降和近井地带高速非达西渗流引起的高速非达西附加压力降对气井产能的影响,基于气体稳定渗流微分方程,对启动压力降和高速非达西附加压降进行修正,推导了既考虑变启动压降又考虑井筒附近高速非达西渗流的产能方程。实际情况表明,常规的产能方程只是该方程的简化,并模拟了启动压力梯度和高速非达西渗流区域的变化对产能的影响。随着启动压力梯度和高速非达西渗流区域的变化 ,地层渗流分为3个阶段:启动压力梯度控制阶段、启动压力梯度和高速非达西渗流共同控制阶段和高速非达西渗流控制阶段。分析了3个阶段的产能方程系数变化和产能变化,得到了气井无阻流量的范围和产能方程系数与产能的变化规律。      

考虑井筒附近高速非达西渗流的井底压力特征

通常情况下,高速非达西流动只出现在井筒附近。目前,在气井渗流模型建立及求解过程中,现有文献是将整个供气半径范围内的流动均考虑为高速非达西渗流,这与实际流动规律不符。文中将供气半径分为2个区,建立了考虑近井筒区高速非达西渗流和远井筒区达西渗流的数学模型,给出了相应的有限差分数值模型,通过编程求解,模拟了不同流态、紊流系数及分区半径下的井底压力响应,为高速非达西渗流气井试井分析提供了新的途径。     

考虑水锁损害的致密砂岩气藏产能分析

致密砂岩气藏在钻井、完井和储层改造过程中容易受到水锁损害,影响气井产能。基于对流扩散模型,分析了液相侵入深度随时间的变化。基于Forchheimer渗流方程,建立了考虑水锁损害的致密砂岩气藏直井二项式稳态产能模型。分析了紊流效应、启动压力梯度、渗透率应力敏感和水锁损害范围及其程度对气井产能的影响。结果表明水锁损害造成液相侵入区气相渗透率减小,导致井周压降梯度和启动压力梯度显著增加。水锁损害造成的产气量降低远大于非达西效应、启动压力和应力敏感的影响。液相侵入初期造成的气井产量降低最为明显,随液相侵入深度的增加,产气量先急剧降低,然后趋于平缓。水锁损害范围和损害程度越大,气井产量降低越多。     

压力敏感复合气藏气井产能分析

针对应力敏感气藏的特征,推导建立了气井产能预测模型,包括远井区考虑压力敏感和启动压力梯度的气井产能方程以及近井区考虑应力敏感的气井非达西渗流产能方程。计算结果表明：启动压力梯度和高速非达西效应使气井产能下降,且随着启动压力梯度的增大,气井产能不断的降低;激活区和未激活区渗透率变形系数都对气井产能有很大的影响,随着渗透率变形系数的增加,气井产能不断降低;在高压阶段,启动压力梯度对气井产能的影响显著;而在低压阶段,压力敏感引起的应力污染更严重,对气井产能的影响更大。     

低渗透致密储层气体低速非达西渗流地层压力分布及产能分析

低渗致密储层中含水条件下气体流动呈现低速非达西渗流特征。基于此认识,建立了低渗致密储层气体低速非达西渗流压力特征方程,推导了定压力边界和定产量边界条件下的径向流解析解,给出了低速非达西渗流条件下产能公式。计算分析表明:低渗致密储层气体低速非达西流动不同于有激励即有响应的达西流动,低速非达西流动必须克服启动压力梯度后才能流动;低渗致密储层气体低速非达西流动时,近井地带能量递减远快于达西流动的情况,储层波及范围小,存在合理的动用半径;给定不同配产情况下,可以确定井筒压力以及对应的有效动用半径;在给定压力条件下,不同的渗透率和气藏储量丰度对应不同的气井产能。     

非线性渗流复合气藏气井产能新方程分析

针对低渗透气藏的特征,推导建立了低渗透气藏气井产能预测模型,包括远井区考虑启动压力梯度和滑脱效应的气井产能方程,以及近井区考虑高速非达西效应的气井产能方程。研究结果表明:启动压力梯度和高速非达西效应使气井产能下降,启动压力梯度对气井产量的影响呈近似下降的趋势;增产措施和滑脱效应都使气井产能增加,滑脱效应对气井产量的影响呈近似上升的趋势,而增产措施中,某种意义上说明,相比增加缝宽,增加缝长更重要;在高流压阶段,启动压力梯度对气井产能的影响显著,而在低流压阶段,高速非达西效应和滑脱效应对气井产能的影响明显增强。     

基于低速非达西渗流的单井压力分布特征

由于启动压力梯度存在,低速非达西渗流与达西渗流在压力传播规律等方面存在不同。运用稳态逐次逼近非稳态解的方法,建立了定流量和定流压条件下的非达西渗流模型,研究了两种情况下低速非达西渗流中的压力传播特征。定义了导压阻滞系数,导压阻滞系数,用于表征启动压力梯度对压力传播速度的影响。导压阻滞系数越大,压力传播到某一给定范围所需时间越长,但产液量的增加可使压力传播速度加快。不同于达西渗流,低渗透储层存在一个极限半径,当压力传播半径达到该值后,不再向外传播。     

低渗透水平气井产能分析三项式的推导和应用

低渗透气藏由于应力敏感与启动压力梯度影响,采用常规二项式产能方程已难以描述其真实的渗流特征。从渗流力学理论出发,基于保角变换和等值渗流阻力原理建立了考虑应力敏感、启动压力梯度和高速非达西效应的水平气井三项式产能方程,并对考虑应力敏感的拟压力进行了新设定,给出了低压、较高压力以及中间压力状态下的拟压力计算方法,导出了无阻流量计算公式。分析了应力敏感与启动压力校正系数C和不同应力敏感系数对无阻流量的影响。水平气井三项式产能方程解决了使用常规二项式产能方程分析气井产能中当斜率为负时不能分析此气井产能的问题。     

考虑动边界影响的低速非达西渗流数值试井

低渗透油藏往往出现低速非达西渗流,表现出启动压力梯度以及流体流动边界不断向外扩展等特殊现象。充分考虑启动压力梯度与动边界的影响,建立了低速非达西渗流有效井径试井的数学模型,对时间和空间变量进行离散化,求出其数值解,进一步分析了压力动态特征及影响因素,绘制了特征曲线,得到了动边界的传播规律。结果表明,启动压力梯度越大,动边界传播越慢。     

考虑变启动压降的异常高压气藏新产能方程

在异常高压气藏中,传统的二项式产能方程不能准确地表达气井流体渗流状况,需采用考虑气井非达西流动效应和脉动效应的三项式产能方程.当储层具有低孔低渗、非均质性强和含水饱和度高等特征时,气体渗流类似液体渗流,具有显著的“启动压力梯度效应”.因此,在三项式产能方程中添加了启动压力梯度项,并通过推导分析由启动压力梯度引起的启动压降是一个与产量相关的变量,而非常数.由此建立了考虑变启动压降的异常高压气藏新产能方程,为异常高压气藏气井合理产量的确定提供了理论依据.     

一个新的考虑启动压力梯度的三项式产能方程

在Forchheimer提出的二项式非达西渗流方程的基础上,考虑启动压力梯度对低渗气藏气井渗流规律的影响,建立了考虑启动压力梯度的三项式非达西渗流方程。结合常规二项式产能方程,建立了考虑启动压力梯度的三项式产能方程。由于启动压力校正系数与启动压力梯度有关,而启动压力梯度很难确定,需采用试算法求取校正系数和产能方程。实例分析表明:对于存在启动压力梯度的修正等时试井数据,用常规产能分析方法得到的(p2e-p2wf)/qsc与qsc直线的斜率小于0;用本文的产能分析方法得到的(p2e-p2wf-c)/qsc与qsc关系直线的相关系数为0.9975,可用于分析气井的产能。这一新的产能分析方法可用于分析存在启动压力梯度的低渗气井产能,由此确定单井合理产量。     

致密油藏长缝压裂直井基质-裂缝耦合流动模型

致密油藏长缝压裂压力动态和产量变化规律目前尚未明确,开发方案设计缺少理论模型指导。针对长缝压裂基质-裂缝复合流动问题,建立了考虑储层启动压力梯度、裂缝内高速非达西渗流影响的长缝压裂直井基质-裂缝复合流动模型,并运用Laplace变换、点源函数、Stehest数值反演等方法进行求解,明确了致密油藏长缝压裂井压力响应特征和影响因素。研究结果表明,无因次压力及压力导数随启动压力梯度的增加而增大,但启动压力梯度对无因次压力及压力导数的前期影响较小,后期影响较大;非达西渗流系数对无因次压力及压力导数曲线的前期影响较大,随着非达西渗流系数的增大,无因次压力及压力导数增大;裂缝中非达西渗流系数越大,压裂井的产量越低,且压裂井的最佳裂缝半长越小。研究成果为致密油藏长缝压裂方案设计、试井分析等工作提供理论指导。     

考虑多因素影响的致密气藏压裂井产能预测方法

当前,致密气藏产能预测方法多数只考虑单因素或双因素影响,且未考虑致密气藏双重渗流特征,存在产能评价结果不够准确等问题.文中以稳定渗流理论为基础,通过引入雷诺数判断高速非达西流动边界,同时考虑压裂措施区和非措施区存在不同的启动压力梯度、滑脱效应以及高速非达西流动效应等多因素影响,建立了致密气藏压裂井产能预测方法.研究结果...     

考虑多因素致密双重介质气藏产能计算新模型

目前对于气藏滑脱效应和启动压力梯度的研究,主要集中在低压的情况下,这与气藏的实际情况不符。气藏的废弃压力一般都比较高,研究高压下的启动压力梯度和滑脱效应对致密气藏的开发非常重要。通过室内高压试验,来评价气藏开发过程中这两种效应,结果发现双重介质岩心在高压下存在滑脱效应和启动压力梯度,滑脱效应随着压力降低和渗透率的减小而变大;同时,启动压力梯度会随着气藏压力的降低而增加,孔隙度增大,启动压力梯度减小。建立同时考虑高速非达西、启动压力梯度和滑脱效应这三种效应的产能方程。计算表明,启动压力梯度对气藏的渗流起到了阻碍的作用,而滑脱效应使渗流速度变大,但是启动压力梯度的影响程度更大,考虑滑脱效应与启动压力的产能公式对孔隙-裂缝性双重介质致密气藏的开发具有一定的实用价值。     

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。