致密气藏平面非均质储层压裂水平井渗流及产剖特征分析

随着致密气藏的开发,压裂水平井被广泛应用,结果表明压裂水平井是提高单井产能和采收率的有效手段.在其应用过程中,致密气藏储层非均质性耦合压裂水平井复杂的水平段井身结构后,近井地带气井渗流特征更加复杂,储层非均质性对气井产剖影响程度等都需进一步开展研究,进而为气井产能预测和压裂工艺实施提供指导.文章采用数值模拟方法开展平面...     

致密气藏不稳定渗流的两段渗流模型研究

根据致密气藏的实际渗流特征,将致密气藏低速非达西渗流段和线性渗流段简化为两直线段,并用达西渗流方程描述低速非达西段的渗流特征,这样既简化了问题的处理,又考虑了临界流速、临界压力梯度和启动压力梯度对致密气藏压降动态的影响;然后,根据该渗流模型建立了致密气藏不稳定渗流的数学模型,并运用Laplace变换和Green函数方法求出了该数学模型的Laplace空间解.     

长庆油田致密气藏气井动态储量计算方法研究

长庆气区气井普遍面临储层低渗致密、压力测试数据缺乏、生产制度不稳定、井数多等难题,传统评价方法难以及时准确评价气井动态储量。针对长庆气区渗流及生产特征,提出了一种便于现场应用的产量不稳定分析方法,结果表明,引入叠加时间函数的致密气井动态储量评价方法,计算结果较为准确,可有效处理变产量,且不依赖于传统图版拟合,同时计算相对简单,方便现场应用,为快速、准确评价长庆气区致密气井动态储量提供了技术支持。     

致密气藏储量评价新方法

针对致密气藏圈闭界限不明显及采收率无法确定的问题,通过致密气藏的渗流特征和面积外推法来标定生产井的控制面积,利用产量递减曲线标定生产井的产能,结合PRMS储量划分标准,提出了适合致密气藏储量评价的新方法。实例表明,该评价方法计算的西加盆地某致密气藏可采储量与国外专业储量评估公司评估结果基本相同,相对误差小于1%。为国内外致密气田的储量评价提供了依据。     

完井方式对致密气藏压裂水平井产能的影响

针对致密气藏储层特征,考虑了常规水平井、垂直压裂水平井在采用射孔和裸眼2种不同完井方式时水平井筒与裂缝的相互干扰情况,运用Green函数Newman积分法,分别推导出各向异性致密气藏压裂水平井在不同完井方式下井筒与储层耦合的非稳态渗流模型,并给出求解方法。实例计算结果表明,在相同储层与施工工艺条件下,常规水平井产能较低,压裂水平井采用裸眼完井方式所获得的产气量仅在生产初期高于射孔完井方式,生产稳定后两者基本一致;产气量随裂缝条数的增加而增加,在非稳态阶段,裂缝产气量相近;在拟稳态渗流阶段,由于裂缝间干扰明显,各裂缝中的产气量沿井筒呈"U"型分布。综合考虑生产技术与经济因素,推荐油田现场采用射孔完井的压裂水平井进行生产,压裂设计时应考虑裂缝干扰影响,适当扩大水平段两端的压裂规模。     

一种研究致密气藏物质平衡的新方法

定容封闭气藏确定原始地质储量一般通过压降图的外推法或线性回归分析法。但致密性气藏呈地层压力系数p/Z与累积产量G_p非线性趋势,不能用常规物质平衡法计算。非线性受两个参数的影响:气井测试时间和气藏自身特性。由于在实际应用中致密气藏测试时间达不到气藏平均压力,也不可能关井恢复气藏压力。因此,本文提出用关键交叉点和斜率方法来确定地质储量,更好了解气藏特性。     

确定低渗致密气藏气井无阻流量的方法

用稳定回压法或一点法求取低渗致密气藏的无阻流量时,不仅很难测得稳定的数据点,而且计算所采用的储层渗透率也偏大.为了解决上述问题,提出了针对低渗致密气藏的无阻流量确定方法--压裂稳态法.该法是基于稳定状态下的一种方法,考虑了低渗致密气藏的应力敏感特性,计算所需的参数都是在稳定状态下获得的,且地层渗透率采用的是储层裂缝闭合后的稳定地层渗透率.通过应用压裂稳态产能公式,采用迭代法就能计算出气井的无阻流量.压裂稳态法很好地解决了多点稳定试井耗时长,以及一点法计算结果偏高的问题.给出了实例计算,并与一点法计算的结果进行了对比分析.结果表明,压裂稳态法结果更准确.     

低渗致密气藏低速非线性渗流产能研究

依据地层水的赋存状态将低渗致密气藏划分为3类储层,根据不同类型储层渗流的主控因素,建立考虑滑脱效应、应力敏感性和启动压力梯度同时存在和各自组合存在时的渗流数学模型,推导出低渗致密气藏低速非线性渗流3类储层产能公式.计算表明,低渗致密气藏低速非线性渗流不同流态下,气井计算产量都明显区别于传统达西流动情况,且生产压差较大时...     

致密气藏压裂效果评价支持系统研究

压裂水平井已经成为目前开采致密气资源的主要手段。如何评价和分析油气藏压裂后的效果是油气藏工程中一个亟待解决的问题。压裂效果评价需要存储的数据种类越来越多、数据量也越来越大,为此,通过裂缝监测、产能评价、经济评价和区块综合评价等效果评价方法,结合计算机和软件技术,建立了水平井压裂效果评价数据支持系统。系统可以对井的基础数据、地层参数、压裂施工参数等数据进行录入与查询,通过等值线输出线性回归得出影响压裂效果的因素,从而评价致密气水平井的压裂效果。最后,利用大牛地气田某口水平井进行实例分析,检验了软件的稳定性以及压裂效果评价方法的可行性。     

考虑非达西效应的致密气藏裂缝参数优化设计

为了实现致密气藏裂缝参数优化设计,考虑非达西效应对裂缝渗透率的影响,引入有效渗透率,对传统的支撑剂指数进行了修正;然后,利用边界元法,作出表征无因次采气指数、支撑剂指数和裂缝有效导流能力之间关系的图版,拟合出f函数;最后,通过迭代获得最优裂缝参数和裂缝导流能力,形成了以采气指数为目标函数、考虑非达西效应的致密气藏裂缝参数优化设计方法.利用苏里格气田某致密气藏的数据,对比分析了是否考虑非达西效应对裂缝参数优化设计的影响.结果表明,考虑非达西效应后,支撑剂指数为不考虑非达西效应时的1/5,有效导流能力为不考虑非达西效应时的1/3,最优缝长缩短了1/5,最优缝宽增大了1/4.研究结果表明,利用修正支撑剂指数可以进行致密气藏裂缝参数的优化设计,利用该方法优化的缝长和缝宽与修正前相比分别缩短和增宽,设计结果更加准确.      

气井携液临界流量计算新方法

气井最小携液临界流量是气藏开发方案编制中的一个重要参数.目前现场主要应用Turner和李闵公式进行气井携液临界流量的计算.但这2个公式具有一定的局限性,都没有考虑界面张力对携液临界流量的影响,在计算时将气水界面张力简化为常数进行计算,而实际上界面张力是温度与压力的函数.因此,文中对现有计算公式进行了修正,并根据实际气井情况进行了计算,结果表明,在计算气井携液流量时应该考虑界面张力,其计算结果更为客观、实际.     

基于三参数非线性渗流的致密气藏数值试井分析

目前在低渗透储层的试井模型中,常采用具有平均启动压力梯度的拟线性渗流方程,然而拟线性渗流方程只能反映低渗透流动的启动压力梯度特征,不能描述流动的非线性特征。三参数非线性渗流方程既反映了启动压力梯度特征,也描述了非线性凹形曲线。为了提高致密气藏试井资料的解释精度,完善低渗透非线性试井理论,建立了一种基于三参数非线性渗流方程的致密气藏数值试井模型。利用有限差分方法求解模型,获得了井底压力响应曲线及储层压力分布。分析了压力响应曲线和压力分布特征,对比了三参数非线性模型与拟线性模型的结果,并研究了最小启动压力梯度和平均启动压力梯度的影响。研究结果表明：系统径向流阶段的压力导数曲线偏离0.5线,压降曲线的上翘幅度取决于平均启动压力梯度,压力恢复曲线的上翘幅度取决于平均启动压力梯度与最小启动压力梯度的差值。外边界响应的早晚和动边界扩展速度取决于最小启动压力梯度。     

孔喉结构对致密气微尺度渗流特征的影响

目前,关于孔喉结构对致密气微尺度渗流特征影响的研究较少,并且传统的数值模拟方法在研究微尺度流动时面临着诸多不适应。为此,从致密气藏实际的温度、压力及储层孔喉特征尺寸出发,研究致密气的流态及采用格子Boltzmann方法模拟致密气流动的合理性,在考虑微尺度效应、滑脱效应等因素影响的基础上,基于LBGK-D2Q9模型建立了致密气流动模型,并将该模型计算的结果同解析解及文献中数值解的计算结果进行对比,进而探讨了孔喉结构对致密气微尺度渗流特征的影响规律。研究结果表明:①当压力介于3～70 MPa、温度介于293.15～373.15 K时,克努森数(Kn)小于0.1,气体流态为滑脱流和弱连续流,采用LBGK-D2Q9模型模拟致密气流动是合理的;②流动通道的特征尺寸对Kn的影响远大于压力变化对其产生的影响,当孔喉比一定时,Kn沿喉道呈缓慢上升的趋势,且孔喉比越大,Kn上升的趋势越明显;③喉道的存在使得孔喉中压力的非线性分布特征显著,压力降主要处于喉道内,并且孔喉比越大喉道内的压降幅度越大;④压力的非线性分布使得气体的流动速度显著降低,从而降低了流动通道内气体的质量流量。结论认为,所建模型的模拟结果与解析解以及文献中DSMC、IP方法等数值解的计算结果吻合程度较高,证实了其可靠性;该研究成果揭示了致密气藏开发工程实践中"通缝扩喉"的重要性。     

致密砂岩气藏气水流动规律及储层干化作用机理

致密砂岩气藏储层渗透率低，在地面条件下开展真实岩心的驱替流动实验很困难，因而无法研究其微观流动机理。为此，基于格子Boltzmann方法（以下简称LBM），模拟地层高温高压条件下致密气驱替地层水的流动过程，得到了地层中束缚水的分布状况；然后采用激光刻蚀模型，进行储层干化实验，并借鉴该实验的可视化结果对储层干化数值模拟进行简化；在此基础上利用数值模拟手段研究储层干化对致密气渗流能力的影响。研究结果表明：①所采用的格子Boltzmann模型在地层高温高压条件下满足Laplace定律，由该模型计算得到的两相Poiseuille流速度数值解与解析解结果基本一致，表明该模型可以用于地层条件下气水非混相驱替的模拟；②致密气在多孔介质连通的大孔道中优先突破，并且在突破后驱替地层水的速度显著下降；③地层水与岩石壁面的接触角显著影响气水两相流动，岩石亲水性越强驱替速度越慢；④致密砂岩气藏中束缚水可分为吸附水膜、盲端孔隙水、死孔隙水和卡断水4类，在多孔介质中大量连通的微小通道被卡断水和吸附水膜占据，存在着明显的“水锁”现象，严重影响致密气在储层多孔介质中的渗流能力；⑤干化剂可与束缚水反应并且产生大量气泡，将吸附水膜、卡断水和盲端孔隙水消耗掉，从而提高气体的渗流能力；⑥对于由卡断水形成的“水锁”区域，增大干化强度可以有效改善气体渗流能力，整体上随着干化强度的增大，致密气渗透率也增大，但干化强度超过一定的限度后，致密气渗透率的增幅逐渐减小。     

基于分段拟合的致密气藏递减分析方法

Arps递减模型的适用条件之一是气井生产达到边界控制流阶段,应用Arps递减模型对苏里格致密砂岩气藏压裂气井产量进行递减分析时,存在以下难点:如何确定气井到达边界控制流的时间;达到边界控制流阶段的气井,如何进一步判断其递减类型。为此,根据苏里格气田气井生产特征,结合试井理论及数值模拟方法,建立不同类型气井数值模型,确定气井到达边界控制流时间,以此为分界点,分段拟合,研究不同阶段气井产量变化规律。结果表明:已进入边界控制流的气井,递减指数介于(0,1),为0.5左右,属于双曲递减的一种特殊形式-衰竭递减。利用研究成果能够合理有效的预测气井不同生产阶段的生产指标及变化规律,对致密砂岩气藏压裂气井的产量递减分析及指标预测有一定的指导意义。     

致密砂岩气藏井网密度优化与采收率评价新方法

为了解决目前致密砂岩气藏井网密度优化方法可靠性较低、缺乏井网密度与采收率关系的有效论证等问题,通过建立井间干扰概率的计算方法,绘制出鄂尔多斯盆地苏里格气田目标研究区井间干扰概率曲线,进而建立了一套适用于致密砂岩气藏的井网密度优化与采收率评价新方法,并将该新方法应用于苏里格气田3个加密试验区的井网优化与采收率评价。研究结果表明:①致密砂岩气藏井间干扰概率与井网密度密切相关,随着井网密度的增加井间干扰概率呈现逐渐增加的趋势,直至井网密度达到一个相对大的值后,井间干扰概率才达到或接近于1;②苏里格气田3个加密试验区的经济最佳井网密度介于2.6～3.1口/km2,对应采收率介于36.6%～39.8%,井间干扰概率介于28%～33%,而经济极限井网密度介于5.2～6.6口/km2,对应采收率介于46.8%～49.8%,井间干扰概率介于83%～89%;③苏里格气田致密砂岩气藏经济最佳井网密度对应的井间干扰概率约为30%,经济极限井网密度对应的井间干扰概率约为85%。结论认为,采用新方法可以计算得到经济最佳、经济极限井网密度与对应的采收率,实现致密砂岩气藏的井网优化与采收率评价;该研究成果既可以为苏里格气田的经济高效开发提供理论支撑,也可以为同类型气藏的效益开发提供借鉴。     

基于压力产量耦合的致密气藏动态分析新方法

对于致密气藏而言,常规的Arps分析方法受到应用条件的限制,不适用于该类气藏。为此,考虑生产过程中气体PVT随压力变化和变流压生产的情况,提出了一种基于产量和压力相耦合的动态分析新方法。其步骤为:(1)根据产量和压力历史数据计算出拟压力标准化产量;(2)基于产量历史计算出物质平衡时间;(3)根据拟压力标准化产量和物质平衡时间得出标准化递减率;(4)由拟压力标准化递减率进一步计算出标准化递减指数。通过理论分析发现:(1)拟压力标准化的递减率与物质平衡时间呈幂指数关系;(2)由标准化递减指数的变化规律可以得出致密气藏气井的流动存在井筒储集及裂缝线性流(n=1左右)、线性流到拟径向流的过渡流(1n2)、拟径向流向边界控制流的过渡流(0.5n2.0)、边界控制流(n0.5)等4个阶段。实例应用结果表明,分析结果与理论结果符合程度高,能够提高递减规律预测的准确性,表明新方法适用于致密气藏的动态分析,可为致密气藏开发提供可靠的分析手段。     

LX气田上古生界致密砂岩储层成岩作用分析

LX气田致密气勘探已取得了一系列进展,拥有较大的勘探潜力。主要目的层为上古生界地层。LX气田储层整体上为低孔低渗的致密储层,但局部发育高孔高渗层段,因此,成岩作用为影响该区储层物性的主控因素,对储层储集空间的形成、保存及破坏都有着极为重要的作用,最终决定储层物性好坏,搞清成岩作用类型对气田下一步勘探开发至关重要。本文基于普通薄片资料,系统分析了LX气田储层成岩作用类型及对储层物性的影响。     

致密气藏压裂水平井产能计算方法

致密气藏开发普遍采用多段压裂水平井的开发模式。为了准确评价致密气藏压裂水平井产能并确定气井的合理配产,实现气井高效开发,基于保角变换理论和气水两相渗流理论,同时将基质有效渗透率作为变量来考虑压裂施工和气井产水对储层有效渗透率的影响,建立了压裂水平井气液两相产能方程。通过实际生产数据验证,结果表明：无因次泄气边界大于0.55时,气井生产压差随配产增加呈下凹型快速增长;相同气井产能条件下,水气比越大气井所需生产压差越大;水平段方向与K_y方向平行时,渗透率各向异性程度K_y/K_x越大,相同产气量时的生产压差越小;水平段与渗透率主值方向的夹角θ < 30°时,相同产气量条件下的气井生产压差几乎不变。因此,从降低压裂水平井储层压力损失的角度来考虑,布井时必须充分考虑渗透率各向异性程度和水平井水平段方向的影响,同时注意控制气井配产和采取必要的控水排水措施,以便达到更好的开发效果。     

致密气储层流体赋存与气水共渗规律实验

致密气储层气水关系复杂,气井产能会随着气井见水而迅速降低。为明确致密气储层流体赋存与气水共渗规律,以定北区块和大牛地区块致密气储层为研究对象,采用渗吸、离心、核磁共振和气水驱替等实验方法,研究压裂过程中流体含量变化、动态分布以及生产过程中气水两相共渗规律。结果表明：在压裂过程中,致密气储层岩心对压裂液的自发渗吸先快后慢,流体先进入较小孔隙中,流体分布随渗吸时间增大而更加集中。在返排过程中,较大孔隙中的流体在返排时优先排出,存在可动流体向束缚流体的转变。同时还分析了储层物性参数与流体赋存的关系,渗吸量、返排率与岩石物性存在正相关关系。定北区块气水相渗曲线束缚水饱和度大,共渗区小,在生产过程中储层内气水两相干扰严重,见水后气相相对渗透率迅速降低。