考虑变渗透率模量的异常高压气藏产能计算新方法

在异常高压气藏开发过程中,储层岩石常常表现出应力敏感特征。由于压敏储层在有效应力变化范围较大时,渗透率模量将随着有效应力的变化而变化,这样基于常渗透率模量的产能方程很难准确评价异常高压气藏的产能特征。为此,针对异常高压气藏的渗流规律,建立了考虑变渗透率模量和高速非达西效应的产能计算模型,并用Newton Raphson方法对模型进行求解。研究及实例分析结果表明：应力敏感作用会使异常高压气藏气井的产量降低,尤其是在井底流压较低时,其产量降低得更为严重;在井底流压较小时,用传统的常渗透率模量计算的产量可能会错误评价应力敏感作用对气井产量的影响;而高速非达西效应将会使异常高压气藏气井的产量降低,随着井底流压的减小,高速非达西效应使气井产量降低的程度更为严重。结论认为：在开发异常高压气藏的过程中应考虑变渗透率模量和高速非达西效应对气井产能的影响。     

一种新的考虑应力敏感影响的三项式产能方程

低渗透气藏存在较强的应力敏感性,对大量岩石实验数据回归研究表明,幂函数渗透率应力敏感性经验方程相关性相对较好,但是利用该关系式来研究低渗透气藏气井产能的报道还较少。利用幂函数渗透率应力敏感性经验公式,综合考虑渗透率应力敏感效应、启动压力梯度、紊流效应和表皮系数,建立了一个新的适用于低渗透异常高压气井的三项式产能方程。不同参数组合情况下的气井流入动态曲线对比研究结果表明,应力敏感性、启动压力梯度和紊流效应对低渗透气藏气井产能的影响较大,在产能评价研究时必须予以考虑。     

缝洞型碳酸盐岩储层产能方程及其影响因素分析

缝洞型碳酸盐岩气藏储层基质孔隙度、渗透率低,孔洞缝发育,非均质性严重,渗流规律复杂,气体流态特征及其关键影响因素是建立合理有效的缝洞型碳酸盐岩气藏气体渗流模型的重要基础。为此,开展了基岩孔隙型、裂缝型、溶蚀孔洞型3种不同储层特征岩样的渗流特征与应力敏感物理模拟实验,得到了不同储层特征岩样对应的流态特征与应力敏感特征;通过研究其影响程度,获取了碳酸盐岩储层应力敏感模型和高速非达西渗流系数模型,最终建立起了考虑应力敏感与高速非达西系数的二项式气体渗流模型和产能方程。数值计算结果表明:①碳酸盐岩气藏产能计算时孔隙型储层若只考虑应力敏感,由此引起的产能损失幅度在30%左右;②溶蚀孔洞型储层若只考虑高速非达西效应,由此引起的产能损失幅度在20%左右;③裂缝型储层需要综合考虑应力敏感和高速非达西效应,两者共同作用导致的产能损失在40%左右。上述规律性认识对生产实践具有重要的指导意义。     

部分气藏新的气井产能计算方法

目前矿场常用三项式平方法进行高压气藏单井产能预测。这种方法虽然考虑了高压气藏高速非达西流的特点,却忽略了气藏储层介质应力敏感变形对产能的影响。因此从研究应力敏感入手,对该类气藏气井的产能计算方法进行研究,推导出了同时考虑孔隙度、渗透率应力敏感和高速非达西流的产能计算方程,并进行了实例应用和检验,证实了该方法的准确性。     

考虑压敏效应的气井产能预测新方法

在气藏开发过程中,随着储层压力的下降,有效应力随之增加,引起气藏渗透率和产能的降低。基于岩石本体有效应力理论,对源于Terzaghi有效应力的渗透率应力敏感状态方程进行修正,在达西渗流理论基础上,结合岩心应力敏感实验,推导出考虑渗透率应力敏感的气井产能方程,提出了一种新的产能预测思路。通过实例分析了压敏效应对气井产能的影响,结果表明:渗透率应力敏感伤害对气井产能影响明显,压敏效应越强,气井产量降低越严重。     

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。     

应力敏感性低渗透气藏垂直裂缝井非达西渗流产能分析

由于前人对低渗透气藏压裂井的产能研究均没有同时考虑应力敏感和高速非达西效应的影响,导致预测的产能与实际产能存在一定差异。因此,采用保角变换方法,将低渗透气藏垂直裂缝井的复杂渗流问题转化为相对简单的单向渗流问题,根据Forchheimer非达西流动方程,推导了同时考虑应力敏感和高速非达西效应的低渗透气藏无限导流垂直裂缝井的产能公式,根据所得公式绘制了不同应力敏感系数影响下的理论产能曲线,并结合现场实例进行了验证。研究表明:应力敏感对低渗透气藏压裂井的产能影响较大,并且随着应力敏感系数的增加,产能逐渐减小。该计算方法便于现场应用,具有较强的实用价值。     

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。     

一种新型气井产能方程的研究

针对气体在地层压力较高或低渗透率气藏中渗流时表现出显著的渗透率应力敏感性,以及气藏渗流时受到启动压力梯度和滑脱效应影响的问题,从气藏非达西渗流方程出发,建立了考虑启动压力梯度、滑脱效应和渗透率应力敏感气井产能方程,介绍了该方程系数的计算方法,并通过某气藏实例分析讨论了启动压力梯度、滑脱效应、渗透率应力敏感三因素分别对气井产能计算的影响。研究结果表明:考虑渗透率应力敏感、启动压力梯度后,气井产量表现为减小趋势,且启动压力梯度对产能的影响小于渗透率应力敏感的影响;考虑滑脱效应后,气井产量表现为增大趋势;综合考虑启动压力梯度、渗透率应力敏感和滑脱效应预测的气井绝对无阻流量值,比渗透率为常数且不存在启动压力梯度时预测的结果低。该研究对深入了解应力敏感气藏的产能及预测其开发动态具有一定的实际意义。     

致密低渗气藏储层应力敏感性及其对单井产能的影响

采用变出口端回压应力敏感实验方法,具体实测了大牛地致密低渗气藏储集层岩样不同驱替压差下的渗透率,根据实测的结果回归出大牛地致密低渗气藏储集层应力敏感性的幂函数关系式,总结了储层渗透率随气藏压力的变化规律。在考虑储集层应力敏感影响的情况下,推导出新的产能方程,计算了渗透率变化对单井产能的影响。研究表明：大牛地致密低渗气藏储集层应力敏感性在30％-70％之间,在考虑储集层应力敏感性的条件下,气藏单井产能降低,平均绝对无阻流量是渗透率为常数时的76．49％。     

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     

致密砂岩气藏气水同产水平井产能公式推导及应用

致密砂岩气是具有较大潜力的非常规天然气资源,但由于其具有低孔、低渗特征以及受气井产水的影响,其储层流体的渗流不满足传统达西渗流规律。 基于 Joshi 水平井产能分析理论,考虑气井产水、应力敏感、滑脱效应以及气体高速非达西渗流对产能的影响,定义了气水两相广义拟压力,并根据气水两相渗流理论,推导了致密砂岩气藏气水同产水平井产能计算新公式。 通过实例计算与对比发现,利用新公式计算的无阻流量与试气无阻流量相对误差仅为 6.60% ,验证了该公式的准确性。 敏感性分析结果表明,随着生产水气比以及应力敏感指数的逐渐增大,气井无阻流量逐渐减小,而随着滑脱因子的逐渐增大,气井无阻流量逐渐增大。     

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。     

确定气水同产水平井流入动态关系的新方法

气水两相渗流过程中,气体从水中逸出,或水从气体中析出会改变气藏渗流特征。针对这一现象,基于渗流力学的基本理论,结合保角变换数学方法,将水平井三维流动简化成水平面和垂直面的两个平面流动,同时考虑地层中气水相互溶解和挥发的过程,推导出水平井气水两相渗流的数学模型,建立了水平井气水两相产能方程,并结合相对渗透率辅助方程及水驱气藏的物质平衡压降方程,建立了气水同产水平井综合渗流模型。利用自动拟合方法,通过对气井产气量、产水量、油套压的自动拟合分析,求取气水同产水平井综合渗流模型参数,同时得到气水两相产能方程、气水相渗曲线、单井控制储量与水侵强度。该方法摆脱了确定气井产能必须依靠现场试井的局限,为气水两相流井的产能及动态分析提供了一种新的理论方法。     

低渗致密气藏产能预测方法

与常规气藏相比,低渗致密气藏具有低孔、低渗、含水饱和度高等特点,其产能评价方法与常规气藏有很大不同。影响低渗气井产能的因素主要有启动压力梯度、应力敏感性和滑脱效应。文中针对低渗致密气藏的渗流特点,推导了考虑启动压力梯度、应力敏感性、滑脱效应的气井产能方程,只需对该产能方程两端求极限,即可得到其他形式的产能方程;结合具体实例,对产能测试资料进行分析,结果表明,所推导的低渗致密气藏产能方程及产能测试资料处理方法准确可靠,可广泛应用于低渗致密气藏的产能评价。     

生产水气比对气井产能影响规律研究

气藏开采过程中,地层水的侵入以及凝析水在井底的聚集,会导致近井地带含水饱和度的增加,降低气相渗透率,严重影响气井产量和产能。从气井生产水气比的变化角度出发,将气井拟稳定流动状态产能方程与气水相渗曲线结合,利用等效表皮系数对不同生产水气比时的产能方程进行修正,得出了生产水气比对气井产能的影响规律,并通过实例计算验证其准确性与可靠性。     

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。     

龙岗礁滩气藏气井产能预测新方法

龙岗礁滩气藏具有高温、高压、高含硫、非均质性强和气水关系复杂等特征,其测试成本高、安全风险大,很难全面开展正规产能测试,而常规“一点法”计算的气井产能（无阻流量）误差较大。为此,通过分析α值对该气藏气井无阻流量计算结果的敏感性,利用部分气井正规产能测试资料和地层参数,绘制了α值与地层有效渗透率和有效储层厚度的关系图版,建立了适合于求取该气藏各气井“一点法”产能公式的新方法。通过实例计算,该方法能够较为准确地预测气井产能,从而实现在气藏产能测试不全面的情况下对气井产能进行准确简便评价的目的。      

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．