产水气井有效开采的工艺技术

四川气田气藏大部分都是有水气藏 ,在 30多年的有水气藏开发实践中 ,研究总结了许多产水气井的开采技术和管理经验。文中介绍了四川气井出水造成的危害 ,对提高产水气井产气量 ,增加可采储量取得的成果和技术发展进行了总结 ,并对今后的技术发展提出了建议     

泡排评价产水气井生产特征

靖边气田部分气井在投产初期或者投产不久后便会产水,如果气井不能够及时排液,则会影响气井的正常生产,严重情况下甚至会导致气井"淹死";而泡沫排水采气是开发产水气井一项重要的增产措施,主要运用动态分析方法,利用气井泡排前后动态综合对比的手段,对不同水气比类型的产水气井进行泡排评价;经研究认为不同水气比类型的产水气井对应的生产特征也不相同,且两者之间能够相互验证;对气井的继续生产有重要指导意义。     

产水气井产量预测方法研究

产水气井在开发过程中,随着压力的降低,析出的凝析水与地层水会逐渐向井底聚集,一方面引起气井生产过程中水气比的上升,同时还会破坏地下油气渗流环境,影响气井产量.文章利用气体非达西稳定渗流基本原理,同时结合气井生产水气比与气水相渗曲线,通过等效表皮系数,对产能方程进行修正,最终获得预测产水气井(藏)产能预测的方法.实例计算...     

分层开采气井动态优化配产方法

针对分层开采井生产特点,建立考虑层间干扰的分层优化配产模型。该模型的特点为:将天然气从地层到井底的流动看作多压力系统(相当于多井生产),从井底到井口的流动认为是单压力系统(相当于单井生产),通过优化井下气嘴和考虑合理产量影响因素配产使各分采层段的产能达到最大。对该模型求解并编制软件,利用该软件可确定分层开采气井的合理产量,优化相关工艺参数,从而使分层开采时各层达到最优的产能贡献。     

考虑紊流与不完善性的气井动态预测模型

通过将气藏分成三个流动区域,即层流区、过渡区与紊流区,推导出考虑紊流与不完善性影响的气井产能的新关系式。研究表明,完井与射孔不完善性是影响气井产能的最重要因素之一,其次依次为产气量、有效厚度及供气半径,渗透率对气井产能的影响最小。对于高产气井,产能论证及方案设计中必须考虑紊流对气井产能的影响,否则会产生很大的误差,并根据计算给出了应该考虑紊流影响的渗透率与气井产量的界限,研究成果对提高气井动态分析水平具有现实意义。     

产水气井的产能确定方法

气藏在开发过程中,由于地层水的侵入和凝析水在井底的聚集将极大地影响气藏的产量和产能。采用井周渗透性变差对气井产能的影响公式,推导出在不同液相伤害程度、伤害范围内,以及不同地层压力条件下的气井产能方程。利用此方程,可分析产水气井产能。实例证明,该方法简单,实用性强。     

确定产水气井流入动态关系的新方法

当地层为单相气体渗流时,气井二项式产能方程系数A、B中的渗透率为地层渗透率;当地层为气水两相流动时,则系数A、B中的渗透率为气相渗透率。为确定产水气井的产能方程,基于气体地下稳态渗流理论建立的产能方程,在没有产能试井资料的情况下,提出了利用产水气井生产动态参数确定产水气井流入动态关系的新方法。该新方法主要包括：首先根据垂直管气水两相流压力计算方法,结合产水气井动态参数,确定对应的井底流压;进而利用初期不产水时的不稳定试井解释成果,结合目前的生产动态资料及压力资料,确定对应的气相渗透率;最后,根据确定的气相渗透率,结合产水气井气相二项式产能方程,确定产水气井流入动态关系。利用该新方法对产水气井进行了实例计算,分别获得了不产水及产水情况下的二项式产能方程。计算结果表明,气井产水使得二项式产能方程系数A、B变大,气井无阻流量大大降低。     

大牛地低渗透气藏产水气井动态优化配产方法

传统气井配产方法应用于大牛地低压、低渗、低产致密砂岩气藏产水气井时,气井的携液潜能得不到充分发挥,累计排水采气量大,最终采收率低。基于产水气藏物质平衡原理、气井产能、井筒压力温度分布预测理论,应用节点系统分析方法建立了产水气井生产动态预测方法,该方法能动态预测地层压力、井底流压、井口油压、产量、采收率随时间的变化;结合连续携液理论提出了产水气井配产新方法,该方法所配气量高于井口临界携液气量,且随时间动态递减,而不是保持不变。大牛地DK3井实例计算表明,新方法能更长时间维持气井连续携液生产,降低了累计排水采气量,提高了最终采收率。     

凝析气井动态优化配产研究

凝析气藏开发过程中,地层和井筒的油气体系会出现相间传质的物理化学变化。根据气井动态优化配产方法,结合凝析油气体系相态理论及闪蒸计算方法,对常规优化配产模型进行改进,改进后的模型不仅考虑了＂地层-井筒-井口-地面定点＂的连续流动,而且考虑了凝析气流动过程中地层和井筒内流体组分的变化,模型计算结果更接近实际气井产能,对凝析气井的生产具有指导意义。     

产水气藏气液两相管流动态规律研究

由于气液两相流流型的多变性和流动机理的复杂性,需要建立适用于任何流动条件的压降模型。目前工程常用的两相流压降模型主要是基于圆管流动实验数据得到的,其适用条件均具有一定的局限性。对于含水气井,其气水比一般比油井高得多,而且水和油物性差异大,气水两相流液体滑脱严重。现有的两相流压降模型用于气井压降预测时误差较大。因此对其进行了修正,给出了修正曲线。依据气水两相流实验,深入研究了气水两相上升流流动机理及特性参数变化规律,在现有气液两相流压降模型基础上探讨了适用于产水气井的H-B修正模型,应用现场资料对该模型进行的评价和验证表明,提高了预测产水气井压降分布的准确性,更符合实际情况。     

压后水平气井生产动态预测模型

通常压裂后气井产能的计算模型都是针对稳态渗流过程的,倾向于计算无阻流量和稳态产量,而对于整个动态生产过程的模拟则较少被提及。为此,根据复位势理论和势的叠加原理,再结合压裂后水平气井的裂缝形态和气体的流动过程,用严格的渗流力学方法推导出了具有较广泛适应性的压裂水平气井生产动态预测公式。该预测公式既能用于存在缝间干扰的情况,又能够在压裂水平气井裂缝两翼非对称、间距不相等、方位角任意的情况下使用。应用该公式对吉林油田某水平气井进行了实例计算,计算值和实际值的误差为2.6％,并且通过预测公式能够很好地模拟分析裂缝方位、裂缝条数、裂缝长度、裂缝导流能力、裂缝间距等裂缝参数对压裂水平气井的产量影响,能够满足现场预测产量的需求。     

气井携液临界流速多模型辨析

围绕气井携液临界流速的计算,有很多理论推导或实践回归模型。因为模型之间的差异很大,在模型选择与应用方面一直没有定论。通过多模型对比与辩证分析发现,模型之间存在基本恒定的比例关系,对井筒两相流动中液相存在形态认定的不同是模型之间的主要区别,没有一种模型可以对井筒连续携液工况作出一个全面合理的解释。依据流体力学基本原理和两相垂直管流流态基本理论,结合实验观察和现场实测流压梯度分析,对井筒携液工况开展了进一步的探讨,认为环雾流同样具有连续稳定的携液能力,液滴雾流并非唯一的连续携液流态,把深究液滴的具体形状作为求解携液临界参数的唯一途径,存在明显的局限性。结合两相携液流态特征,提出了便于现场操作的模型选择与应用意见。     

非环状流气井两相流机理模型

针对目前气井两相流模型难以正确预测非环状流气井井筒压降和微观流动参数的问题,建立了非环状流气井两相流机理模型.首先基于液滴受力平衡和液膜桥接原理,提出了气井非环状流流型判别方法;其次根据非环状流中泰勒泡和液塞交替上升的流动特征,建立了单元体压降模型,封闭关系式中泰勒泡上升速度基于漂移模型得到,液塞含气率由Schmidt实验数据得到.38口非环状流气井数据评价表明,非环状流模型预测压降的相对误差仅为-1.464％.该模型能够精细描述非环状流气井多个微观参数,且计算简单.     

气井气水两相节流温降模型

准确预测气液两相节流温降是井下节流天然气水合物防治和携液分析的前题。基于能量守恒原理和Peng Robinson状态方程,结合Huron和Vida1提出的含强极性物质体系的G^E（超额吉布斯能量）混合规则和UNIFAC活度系数模型,建立了气-水两相节流温降数学模型。利用天然气-水节流压降温降实验数据验证了该模型的正确性,平均误差为-0.49 ℃（-2.55%）,平均绝对误差为0.76 ℃（3.80%）,标准差为1.13 ℃（5.40%）,明显优于Perkins的热力学模型。以广安002 38有水气井气体组分数据为例,进行了不同气水比下的节流温降计算,当GWR＜800 m³/m³时,地面节流不会生成天然气水合物,由此无需将嘴子安装在井下。     

定向气井临界携液流量预测新模型

针对定向井气体携液机理不清、临界携液流量预测误差较大等问题,基于定向井筒中液膜的受力状况,考虑气芯与液膜之间的剪切力、液膜与管壁之间的剪切力、流体重力和液膜前后的压差等作用,建立了定向气井临界携液流量预测模型,并推导了该预测模型相对于Turner模型的修正系数。敏感性分析结果表明,修正系数主要与油管内径和井斜角有关,受管壁摩擦系数的影响较小;同时还给出了修正系数速查表,以便于实际中使用。现场实例计算分析结果表明:1所建立的预测模型计算误差小于5%,与定向气井临界携液流量常用计算模型相比,计算精度提高10.03%~48.72%;2计算结果与现场生产实际更加吻合,可准确地预测定向气井的临界携液流量。该研究成果对定向气井合理配产、携液动态预测具有指导意义和实用价值。     

页岩气压裂水平井控压生产动态预测模型及其应用

为了理清页岩气压裂水平井采取控压生产制度延缓裂缝闭合与提高页岩气最终可采量(EUR)的内在联系,明确控压生产的气藏工程意义,以有限导流裂缝为基本流动单元,引入变应力敏感系数,建立地层—裂缝耦合的压裂水平井生产动态预测模型并求解,然后将所建立的模型与经典模型、Saphir软件数值模型的计算结果进行对比,分析应力敏感性特征参数、控压生产制度等因素对压裂水平井生产动态的影响,并在两口井进行了实例应用。研究结果表明:①所建立的模型与经典模型、Saphir软件数值模型计算的结果基本吻合;②应力敏感性的存在使得裂缝导流能力随着气井生产的持续进行而递减,进而导致气井累计产气量降低,并且应力敏感性越强,累计产气量降低的幅度就越大;③与放压生产方式相比,采用控压方式生产的页岩气压裂水平井的初期产气量及累计产气量虽然偏低,但最终累计产气量却更高,页岩气压裂水平井采取长期控压生产的方式更具合理性。结论认为,该研究成果可以为页岩气井控压生产制度的推广提供理论支撑。     

高气液比气井管流压降计算实用方法

阻力系数法是气井两相流压降计算模型中最简单实用的一种方法,然而传统的阻力系数图版多是针对油井条件提出的,仅适用于较低的气液比范围,而且多数图版坐标为英制单位量纲,使用不便。为此,以四川盆地南部和鄂尔多斯盆地66口气液比范围在480～344 360 m³/m³的气井数据为基础,绘制出了适用于高气液比气井的无因次阻力系数图版。首先,基于多相流压力梯度方程,采用无滑脱持液率,根据现场测压数据反算各测点的阻力系数;随后,引入无因次两相雷诺数,绘制阻力系数与两相雷诺数关系图,其中两相雷诺数是关于气、液雷诺数和气液质量比的函数;最后,对上述关系图中的两相雷诺数进行多次回归试算,并将其修正为包含３个修正系数的函数,从而得到了具有较佳拟合关系的新阻力系数图版。利用公开文献的50口气井压降测试数据进行评价,结果表明,该阻力系数法的流压平均相对误差仅为2.48%,流压平均绝对误差仅为5.37%,满足了工程需要。     

一种预测聚合物驱开发动态的新模型

为建立聚合物驱产油量预测模型,对比了Weibull预测模型、广义翁氏预测模型、瑞利预测模型及HCZ预测模型的特点及其对聚合物驱产油量预测的适用性.分析影响聚合物驱产油量的因素,将聚合物驱注入量、开发时间及聚合物浓度等主要参数引入预测模型,建立了聚合物驱产油量预测的新模型.应用该模型成功预测了大庆4个聚合物驱区块的产油量.结果表明:预测曲线与实际产油量曲线的相关系数均高于0.985,预测的产量峰值及其对应的聚合物注入量的误差均小干3%,预测结果可靠.该预测模型可用于分析聚合物驱注入量、聚合物浓度、注入速度等因素对聚合物驱产量的影响;所需参数少,计算快,应用方便.图6表2参13     

具有补给的气藏物质平衡方程及动态预测

传统的物质平衡方法将整个气藏当作一个容器,忽略了地层的非均质性以及渗流阻力,在使用二项式产能方程和物质平衡方程对非均质低渗透气藏进行早期动态预测时,指标总是偏向乐观。针对该问题,假设气藏被一低渗透条带分为两个相互联系的相对均质区块,根据质量守恒原理,利用半透壁模型建立了具有补给的非均质气藏物质平衡方程及动态预测理论模型。该模型不但考虑了气田区域性非均质变化因素以及流动阻力,使物质平衡模型更加接近实际,又可简单快捷地预测气井动态变化趋势,揭示了两区内压力、产量随时间变化规律。实例计算结果表明：该模型能够改善早期动态预测结果,各项指标接近生产实际。