页岩气产量递减典型曲线模型及对比研究

为提高利用典型曲线方法预测页岩气产量的准确性,指导和优化开发方案设计,进行了页岩气产量递减典型曲线模型的总结和分析。页岩气产量递减典型曲线模型主要包括:基于Arps典型曲线双曲递减曲线、指数递减曲线和调和递减曲线模型、修改的双曲递减模型、幂律指数模型、混合典型曲线模型和Duong模型等,在阐述每种模型的原理、优缺点基础上,以实际页岩气井为研究对象,对比分析不同典型模型预测结果差异,提出典型曲线模型存在的问题及其发展建议。研究表明,就预测同样生产时间段内的最终可采储量而言,双曲递减模型的预测结果最高,其他模型预测结果需根据流体及储层情况进一步论证。典型曲线模型理论及应用仍旧存在一些问题,需要加强典型曲线基础理论研究。建议采用概率分析方法,给出典型曲线的概率分布范围,正确评价产量风险。     

产量递减曲线参数最优化分析方法

认为拟合油气井产量递减规律的指数递减和调和递减是双曲递减的特例。但双曲递减曲线表达式无法变换成线性形式,常用方法（试凑法,曲线移位法,典型曲线分析法）既费时,又难以达到较高的拟合精度。对于实际油气井或油气藏产量递减分析来说,如果确定了递减阶段的初始产量、初始递减率和递减指数,就唯一地确定了其双曲递减曲线表达式。提出采用最优化理论优化求解这３项参数的计算方法,编制了应用程序。用该方法拟合某气井递减阶段的生产数据,拟合值的最大相对误差约为０．３３１％,平均相对误差约为０．０３９％。用该方法求解产量递减曲线参数,不受人为因素干扰,计算速度快,对指数递减、调和递减和双曲递减曲线都能精确地拟合。表１参２（陈志宏摘）     

页岩气井扩展指数递减模型研究

页岩气藏渗透率极低,用传统产量递减模型对页岩气井进行预测,结果过于乐观。为寻求适用于页岩气井的产能评价方法,以Arps递减分析方法为基础,对扩展指数递减模型展开研究。在模型应用过程中,将传统的递减曲线分析方法与概率预测框架相结合,根据单井初始递减率进行同类井的划分,在计算单井递减曲线参数的基础上,利用P指数概率准则求取具有代表性的井组递减曲线参数值,据此对单井进行概率性预测,从而规避了页岩气藏复杂性及上产措施对产量递减分析的影响,提高了页岩气藏产量动态预测的准确性。利用美国多口页岩气井的实际生产资料,进一步验证了该方法在页岩储层应用的准确性与可行性。     

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。     

低渗透储层产量递减模型的渗流机理及应用

从相对渗透率曲线和物质平衡原理出发,根据不同的相对渗透率形态推导出注采平衡条件下Arps广义递减模型,即指数型、双曲型和调和型产量递减方程,分析了广义模型简化为常规模型的条件,指出油相相对渗透率曲线特性对产量递减类型和递减模型参数的重要影响。实际应用结果表明,Arps广义模型能有效描述低渗透油田的产量递减规律。油相相对渗透率曲线形态决定产量递减类型,油相相对渗透率递减越快,产量递减率越大。     

一种新的产量递减阶段产量预测模型

油田产量递减阶段的产量预测模型可用于预测油田的开发年限和储量估计。推出了一种新的产量递减阶段产量预测模型,该模型为指数递减、双曲线递减结合模型。包括一个具体确定双曲型模型与指数模型问转换点的方法,在该点上必须从指数递减模型外推到双曲线递减模型,从这点之后衰减符合指数衰减模型。使用离散双曲型模型、指数衰减结合模型,很容易估计出油藏的剩余储量。     

一种确定低渗透气藏储量的简单方法

在Blasingame和Rushing提出的半解析方法(产量—累计产量模型)与Ilk等人提出产量递减模型的基础上,推导出适合低渗透气藏地质储量计算模型——无因次产量—累计产量关系和无因次指数递减典型曲线。通过实例分析得知,计算出的地质储量与产量累积法计算出的地质储量很接近,说明该方法具有一定的适用性与可靠性。     

油气田进入递减阶段开发指标预测

油气田进入递减阶段后，丙型水驱特征曲线不能预测开发指标与开发时间的关系，指数递减预测模型在动态预测中不能预测油气田的含水率、产水量、产液量、累积产水量和累积产液量等。针对该阶段含水率的变化特点，对丙型水驱特征曲线进行了改进，将丙型水驱特征曲线与指数递减预测模型相结合，提出了一种预测油气田进入递减阶段开发指标的联解法。把水驱开发成熟油气田的生产数据与该方法预测结果进行对比分析，结果表明该方法有效且实用。此外，大庆油气田开发的实践表明多数油气田在生产后期的产量递减规律比较符合指数递减，在今后的开发过程中可以利用该方法对开发指标进行预测，以指导实际的开发生产。     

水平井幂律递减规律预测方法

通过对大港油田中高渗油藏174口水平井生产递减规律分析,水平井的生产曲线表现出典型的"L"形曲线特征,即产量在投产早期下降十分迅速,而中后期递减趋缓,采用常规的Arps产量递减模型预测准确度低,水平井递减更符合幂律递减规律。同时在研究过程中发现幂律指数N与原油粘度μo之间存在极为密切的反相关关系,因此采用SPSS软件建立了幂律指数回归公式,结合幂律递减与幂律指数回归两个公式即建立成完整的幂律递减模型。新建立的幂律递减模型可有效拟合水平井单井的生产历史,同时也为预测新井的产量变化提供了依据,与常规的Arps递减模型相比,幂律递减模型对水平井产量曲线拟合精度提高了15%。     

基于Arps产量递减模型的页岩损失气量计算方法

含气量是页岩气储层评价的关键参数,其准确测试是计算地质储量和确定开发方案的基础。为了准确计算页岩含气量测试中的损失气量,引入经典的Arps产量递减分析方法进行了页岩含气量的分析,建立了一种基于Arps产量递减模型的页岩损失气量计算新方法。气体解析速率递减曲线与气井产量递减曲线较为类似,应用双曲递减模型、指数递减模型及调和递减模型对其进行非线性拟合,分析表明调和递减模型的拟合效果较差,双曲递减和指数递减模型拟合效果均较好。并与常用的USBM直线法和多项式法进行了对比,发现Arps指数递减模型的计算结果均介于直线法和多项式法计算结果之间,计算结果更为准确、合理。在取心方式和计算方法确定的情况下,损失时间的确定是含气量计算中最重要的影响因素,分析认为目前的损失时间确定方法是不准确的,需结合现场实际情况进一步研究。     

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现代产量递减曲线分析方法是研究油、气田动态规律的重要方法之一，推广运用中无法回避曲线拟合中的多解性问题，而克服曲线拟合中多解性问题的办法是利用计算机自动分析技术。目前，用理论模型自动拟合实测数据的自动分析是建立在最小平方非线性回归方法基础之上的，在解决多解性问题上尚存在三个弊端：①最后收敛值不一定代表的是最小值；②在控制参数相关性较好或者受某些参数的影响的实测数据不足时，其Hessian矩阵呈病态，最终导致计算结果不收敛，且其初值 的影响因素不大；③问题本身的复杂性（模型、数据精度、干扰等）和求解方法优劣，都关系到求解参数估计问题的成败。文章运用人工神经网络模式实现现代产量递减曲线自动分析，采用BP 网络模型对现代产量递减理论曲线进行训练学习。采用Pi-Sigma网络模型对实际产量曲线进行异联想恢复，解决曲线拟合的多解性问题。结合压力恢复曲线分析来检验现代产量递减曲线自动分析的人工神经网络方法的计算结果表明：现代产量递减曲线自动分析方法及其所运用的人工神经网络方法对解决多解性问题都能取得很好的效果，为油气藏工程中自动分析问题提供了新的现代途径。     

Arps递减曲线与甲型水驱曲线的相关性及参数计算

Ａｒｐｓ产量递减曲线和甲型水驱曲线表达了大部分水驱油藏的基本规律。确定Ａｒｐｓ产量递减曲线的两个参数（产量递减率和递减指数）的传统方法是通过拟合生产历史（产量）获取,但存在拟合历史应取多长、预测范围应多大这两个问题。从甲型水驱曲线出发,提出了甲型水驱油藏的产量、递减率、含油率的预测模型,确定了Ａｒｐｓ产量递减曲线的两个参数与含水率、产油量、动态地质储量之间的关系。对不同的开发阶段,甲型水驱曲线可用几条含油率与累计产液量之间的双曲递减曲线分段描述。在产液量基本稳定的情况下,产油量与时间之间的关系也满足双曲递减规律,其递减率与年产油量、含水率成正比,与地质储量系数成反比;而递减指数取决于水油比。给出了Ａｒｐｓ曲线与油田生产历史能够吻合的范围和预测区间的大小,以及Ａｒｐｓ曲线与甲型水驱曲线的相关性。针对产液量基本稳定的生产过程,还给出了产油量的预测模型,用该模型预测产油量可到产油量初值的１／４～１／２,生产历史可拟合到产油量初值的１．２～１．５倍。在拟合预测区间内,甲型水驱曲线上的直线段与相应的Ａｒｐｓ递减曲线具有相同的开发特征。图３表２参３（裴连君摘     

一种直线型产量递减分析图版及应用

提出了一种新的直线型产量递减分析图版绘制方法,给出了利用新型图版进行递减分析图版拟合的步骤及参数计算。通过与传统的曲线型图版对比,直线型递减分析图版更容易拟合,便于准确求解递减指数从而判断递减类型。通过实际数据验证了这种新型图版的实用性。     

对广义递减曲线图版的补充

针对生产实际中产量递减类型的判别问题,从产量递减基本理论出发, 对图解法的广义递减曲线图版做了有益的补充,建立了新的广义递减曲线方程和标准递减曲线类型图版,并给出了一种利用标准图版确定初始递减率的简易方法。通过对油田生产实例的分析拟合,认为其更适用于油田开发中的产量递减分析,而且易为一般油藏工程技术人员所掌握。     

不关井试井分析在桑南西生产动态分析中的应用

阐述了不关井试井分析和现代产量递减分析技术的基本原理以及相关递减曲线图版的适用条件和主要功能,解决了桑南西奥陶系油藏在试井设计和资料处理上存在的问题。充分利用油气井日常生产数据,进行储渗参数计算和生产动态分析预测,取得了比较满意的结果。     

一种判别油气田产量递减类型的水驱特征曲线的新方法

产量递减曲线是油田进入递减期动态分析的重要方法,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;水驱曲线是水驱开发油田固有的特征曲线,用于预测水驱开发油田的开采储量和采收率,水驱曲线法是预测油田开发未来动态和采收率的重要方法之一。本方法是将水驱曲线法和产量递减法相结合,得到了在水驱油藏进入递减阶段之后,判断递减类型的新方法。     

基于甲型水驱规律曲线的表征方法改进

甲型水驱曲线可以用泰勒展开方法近似成双曲递减曲线来研究油藏产量递减规律,该方法仅在含油率初值邻域内具有二阶精度,导致在产量预测后期误差较大。为了更加精确地建立甲型水驱曲线与Arps递减规律之间的联系,提高甲型水驱曲线预测油田分年产量的计算精度,通过对常用的水驱曲线递减率公式进行对比、分析,提出了甲型水驱曲线递减率的幂函数拟合表征方法,利用方差函数最小值分析方法得到了甲型水驱曲线在不同含水阶段含油率幂函数拟合的误差。结果表明：含水率越高,含油率幂函数拟合方法的误差越小;当含水率大于70%时,甲型水驱曲线含油率幂函数拟合方法不仅在含油率初值邻域内拟合较好,且在全局内拟合最优。改进的含油率幂函数拟合方法可以用来快速预测甲型水驱曲线的产量剖面,实例应用表明该方法计算精度较高,适用于符合甲型水驱特征且含水率大于70%的油藏的产量预测。     

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通过对J.J.Arps方程的推导,提出了油气藏产量递减曲线分析的最佳拟合法。用该法可直接求出递减指数N、初始递减率D1及油气递减前的稳定产量Qi,避免了使用试差法的大量运算过程,大大提高了油气藏工程中指标预测的精度。     

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。