控压生产页岩气井早期产能评价方法研究

目前国内页岩气示范区经过几年的现场试验后也逐步在推广控压限产的生产方式[3-4],在北美地区页岩气藏实际开发实践证明该方式较放压生产方式,单井EUR可普遍提高28%[2]。但气井控压生产初期无法用测试求产来评价气井真实产能情况,目前又缺少可靠的评价方法。而气田管理决策者又希望能尽早了解气井的产能情况,便于投资决策和产能规划参考。本文依托K区块页岩气资料,从理论上分析页岩气井产能指数,研究分析放压生产井测试产量与产能指数的线性相关性,采用统计拟合技术建立多元线性回归预测模型,提出了控压生产井早期产能评价方法。通过实例应用表明,该方法是实用、有效的。     

考虑应力敏感性的页岩气产能预测模型

根据页岩气储层中气体的成藏机制及流动机理,综合考虑了解吸—吸附作用和应力敏感性对页岩气藏产能的影响,建立了考虑解吸、扩散及渗流综合作用的页岩气稳态流动模型,在不同边界条件下对控制方程进行求解,得到页岩气储层的压力分布及产能方程,分析了不同解吸量对地层压力和产量的影响,解吸量越大,地层压力下降越慢,产量和压力平方差呈线性关系.在此基础上建立了考虑应力敏感性的产能方程,分析结果表明随着渗透率变异系数的增大,储层的应力敏感性越强,产量逐渐减小,要合理控制压差,以防对储层造成损害.此模型对页岩气生产和后续研究具有重要指导意义.     

考虑滑脱效应的页岩气压裂水平井产能评价理论模型

水平井多级压裂和储层低孔低渗特性使页岩气呈现长期的瞬态线性流,吸附气的解吸和纳米级基质孔隙中气体的滑脱效应使页岩气藏的产气规律不同于常规气藏.基于瞬态线性流和吸附气解吸的特点,考虑基质孔隙中气体的滑脱效应,建立并求解页岩气多级压裂水平井产能评价模型.在此基础上,通过数值反演和计算机编程绘制页岩气多级压裂水平井产量典型曲线,总结出页岩气多级压裂水平井包含裂缝线性流、双线性流、基质线性流和边界效应4个流动阶段.参数敏感性分析发现储容比、窜流系数、气藏尺寸对典型曲线的影响较大.通过分析滑脱效应对产能的影响,得到滑脱效应考虑与否的判定图版,对页岩气产能模型的选择具有指导意义.     

页岩气藏水平压裂井产能模型研究现状

页岩储层产量预测是页岩气开发的热点问题之一.基于页岩气渗流机理和裂缝表征建立的产能模型是预测产能的有效途径.系统总结了页岩气井产能理论模型,比较分析了各种产能模型的特点以及适用范围,进一步调研了立体开发的研究进展,并系统归纳了体积压裂水平井产能主要影响因素,最后提出了页岩气藏水平压裂井产能模型研究现状的认识和展望.通过...     

页岩气气藏产能评价方法研究进展

从递减曲线方法、产能解析公式以及数值模拟方法等三方面阐述国内外页岩气藏产能评价方法的研究进展,通过总结对比指出各方法亟待发展与改进的问题:递减曲线方法应考虑分阶段研究,即考虑组合模型;产能解析公式应考虑中国页岩气藏地质条件进行模型研究;数值模拟方法应主要发展复杂裂缝网络的地质建模等技术,实际开采中综合考虑其他监测技术。     

页岩气井渗流机理及产能递减分析

在研究页岩气藏特征及渗流规律的基础上,建立了考虑解析作用的页岩气井渗流微分方程,求解了定生产压力圆形封闭地层中心一口垂直页岩气井的无因次Laplace空间流量解,并通过Stehfest数值反演绘制了页岩气井无因次的产能递减曲线。研究表明,页岩气井达到拟稳态流动时间比常规气井晚,其生产周期长;Langmuir体积对产能递减的影响是线性的,而Langmuir压力的影响是非线性的。     

老君庙油田M油藏压裂井产能递减规律研究

通过对玉门老君庙油田M油藏20多口井的生产数据进行统计分析和产能递减研究,以便为M油藏的合理开发,最优压裂,经济评价提供可靠的数据。结果表明：M油藏在单采M3层时,压裂井产能递减规律呈直线递减;当合采M2,M3或合采M1,M2,M3层时,压裂井产能递减规律呈调和递减。     

重复压裂井产能评价方法研究

由于对重复压裂井原有裂缝失效程度的难以评价，重复压裂井的产能预测常常有很大的误差。为此，根据重复压裂井的压前产量和含水率，拟合了原有裂缝的有效率，在考虑新裂缝和原有裂缝的部分作用情况下，建立了油水两相平面二维的裂缝-油藏数学模型，通过对模型的数值求解，对重复压裂井进行了产能评价。研究表明，在考虑新、老裂缝共同作用下的产能评价方法，能更为准确地预测重复压裂后的生产动态情况，为压裂时机的确定、压后经济效益的预测都具有重要的指导意义。     

页岩气产能影响因素及动态分析

页岩气藏是具有超低渗透率、无圈闭的特点,且有一部分气吸附于储层岩石表面的特殊气藏。页岩气藏中的天然裂缝在成藏过程中通常由于地层水的作用都被方解石充填,在形成产能之前一般都需要进行压裂。因此页岩气藏产能与常规气藏相比有其特殊复杂的影响因素,表现出其独特的渗流机理和生产动态。分析了页岩气产能的影响因素,阐述页岩气的渗流机理,介绍页岩气产能动态分析方法,并利用实例分析证明随水锁启动压力的增大,气井产能逐渐减小。     

重复压裂井产能评价方法研究

由于对重复压裂井原有裂缝失效程度的难以评价,重复压裂井的产能预测常常有很大的误差。为此,根据重复压裂井的压前产量和含水率,拟合了原有裂缝的有效率,在考虑新裂缝和原有裂缝的部分作用情况下,建立了油水两相平面二维的裂缝-油藏数学模型,通过对模型的数值求解,对重复压裂井进行了产能评价。研究表明,在考虑新、老裂缝共同作用下的产能评价方法,能更为准确地预测重复压裂后的生产动态情况,为压裂时机的确定、压后经济效益的预测都具有重要的指导意义。     

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。     

泥页岩裂缝性油藏非稳态产能影响因素

针对裂缝性泥页岩油藏开发的特殊性,基于质量守恒定律,在同时考虑裂缝及压力敏感性的情况下,建立了双孔单渗油藏中多分支垂直裂缝压裂井的数学模型,对其进行无量纲化后,采用隐式差分方法对无因次模型进行求解。根据油藏实际特点．建立地质模型。通过数值模拟计算研究了裂缝分支数、无因次裂缝半长、无因次窜流系数及无因次压敏系数等因素对不稳态产能的影响。研究结果表明．除人为可控的裂缝参数对产能的影响较大外,油藏自身的压敏系数也具有较显著的影响。为此,在该类油藏开发过程中,应在进行压裂方案优选以获取最大产能的同时,合理控制地层压降,以达到良好的开发效果．     

页岩气井产能影响因素分析

以室内实验为基础,运用数值模拟方法,研究了页岩储层性质和压裂后裂缝性质对页岩气产能的影响规律,得到了各影响因素与页岩气产能之间的关系。研究表明,单翼裂缝并不能达到页岩气增产的目的,页岩气压裂后改造体积的大小是影响产能的关键,压裂过程中支裂缝条数越多,改造体积越大,增产效果越明显。     

页岩气渗流机理与产能研究

页岩气储存和运移的特殊性导致了其渗流过程描述的复杂性。很多学者按照双重介质渗流研究页岩气渗流．认为吸附气解吸后直接扩散到裂缝中;但由于其忽略了基质颗粒间存在的游离气,使得渗流过程的描述不完整。在前人研究的基础上,文中引入了一个新的流动过程——基质孔隙系统中的流动,建立了相应的页岩气渗流方程;通过空间变换及数值求解,得出了圆形封闭地层中页岩气井定压生产时无因次拟压力的Laplace空间解：在此基础上绘制了产能随时间的变化关系图,分析了吸附系数、封闭边界半径、弹性储容系数等页岩气特征参数对产能曲线的影响。研究结果表明：页岩气井的产能曲线呈初期产能快速下降-稳产-产能缓慢下降的“三段式”特征;封闭边界半径越大,稳产时间越长;吸附系数越大,初期产能下降越慢,稳产时间越长;裂缝弹性储容系数越大。初期产能下降越快。     

低渗透气藏多级压裂水平井稳态产能模型

致密砂岩气藏储层物性差,需要采用水平井配合多级水力压裂技术进行开发,为此,对低渗透气藏多级压裂水平井稳态产能模型进行了研究.首先,由渗流力学基本原理,建立单条裂缝水平井等效井径模型;然后,运用叠加原理,建立了耦合水平井段管流动态的多级压裂水平井稳态产能模型,在Visual Studio 2008 C#编程环境下,对模型进行了求解,获得了多级压裂水平井产量及压力分布.在此基础上,对多级压裂水平井稳态产能的相关影响因素进行了分析,认为缝长是影响低渗透气藏产能的主要因素,而裂缝导流能力对其影响不大.通过矿场实例,计算得到西部某气藏压裂水平井单井产能为11.357× 104 m3/d,与实测产能误差为15.7％,验证了计算结果的准确性.该井在压裂施工中应尽可能提高缝长,以获得更好的增产效果.     

页岩气藏压裂水平井Blasingame产量递减分析方法建立与应用

根据常规油气藏压裂直井Blasingame产量递减样板曲线建立方法，使用渐近法建立了拟稳态流动阶段无因次压力与无因次时间的线性关系获取方法，重新定义无因次参数，形成了考虑气体吸附和溶解的页岩气藏压裂水平井Blasingame典型样板曲线。结合页岩气藏物质平衡理论，将实例数据与样板曲线进行拟合，验证了Blasingame产量递减分析方法在页岩气藏压裂水平井生产数据解释中的有效性。研究结果表明：①基于新无因次变量，吸附、溶解影响下页岩气藏压裂水平井Blasingame样板曲线边界控制流阶段再次归结为一条斜率为-1的直线，结合吸附等实验数据，可有效降低拟稳态阶段的多解性；②页岩气藏压裂水平井Blasingame样板曲线受储量相关参数和裂缝参数的双重影响，储量相关参数越大，样板曲线位置越低，裂缝参数越大，样板曲线位置越高。③长期动态资料分析可有效获取储层物性参数、改造情况以及单井控制动态储量参数，基于拟合结果，为未来生产动态预测奠定了基础。     

页岩气藏压裂水平井Blasingame产量递减分析方法建立与应用

根据常规油气藏压裂直井Blasingame产量递减样板曲线建立方法,使用渐近法建立了拟稳态流动阶段无因次压力与无因次时间的线性关系获取方法,重新定义无因次参数,形成了考虑气体吸附和溶解的页岩气藏压裂水平井Blasingame典型样板曲线。结合页岩气藏物质平衡理论,将实例数据与样板曲线进行拟合,验证了Blasingame产量递减分析方法在页岩气藏压裂水平井生产数据解释中的有效性。研究结果表明：①基于新无因次变量,吸附、溶解影响下页岩气藏压裂水平井Blasingame样板曲线边界控制流阶段再次归结为一条斜率为-1的直线,结合吸附等实验数据,可有效降低拟稳态阶段的多解性;②页岩气藏压裂水平井Blasingame样板曲线受储量相关参数和裂缝参数的双重影响,储量相关参数越大,样板曲线位置越低,裂缝参数越大,样板曲线位置越高。③长期动态资料分析可有效获取储层物性参数、改造情况以及单井控制动态储量参数,基于拟合结果,为未来生产动态预测奠定了基础。     

基于物质平衡修正的页岩气藏压裂水平井产量递减分析方法

基于压裂水平井非结构PEBI网格,引入尘气模型建立了综合考虑页岩气藏吸附/解吸、扩散和达西流的运移数学模型,结合控制体有限差分法和全隐式法推导了页岩气藏无限导流压裂水平井产量递减数学模型,并考虑了页岩吸附/解吸作用修正Blasingame现代产量递减分析方法中的物质平衡拟时间,将该方法扩展到页岩气藏,计算获得了页岩气藏无限导流压裂水平井Blasingame产量递减典型曲线。结果表明:与物质平衡修正后的产量递减曲线相比,修正前的页岩气藏无限导流压裂水平井产量递减曲线值偏小,并且边界拟稳定流出现的时间更早,计算出的单井控制储量偏小;页岩气藏无限导流压裂水平井Blasingame产量递减典型曲线可划分为早期裂缝线性流、早期径向流、复合线性流以及拟稳定流4个流动阶段;页岩吸附/解吸作用对产量递减典型曲线有显著影响,其中Langmuir压力对其影响是非线性的,而Langmuir体积对其影响为线性的。     

考虑启动压力梯度的压裂气井产能数值模拟

压裂是低渗透气藏保持经济开采和增产的重要措施,压后产能是进行压裂方案优化设计的重要依据。考虑低渗透气藏中普遍存在的启动压力梯度对气体渗流的影响,建立了压裂气井产能模拟模型,给出了数值计算模型,编制出考虑启动压力梯度的压裂气井产能模拟软件。计算表明,启动压力梯度对压裂气井产能影响很大,在产能模拟时应考虑启动压力梯度的影响。     

滑脱效应对页岩气井产能影响的分析

页岩气具有极低的渗透率且气井产能小,搞清滑脱效应存在条件及滑脱效应对气井产能的影响大小尤为重要。在物理模拟研究滑脱效应的基础上,根据页岩气开发特征,建立了考虑人工压裂和气体滑脱效应的气井产能公式,研究了不同储层压力条件下滑脱系数对于气井产能和生产压差的影响程度。结果表明：页岩储层在孔隙压力较低（小于10 MPa）的情况下,气体渗流存在较强的滑脱效应,而在孔隙压力较高的情况下气体滑脱效应不明显;浅层页岩气储层滑脱效应对气井产能和生产压差影响很大;中深层页岩气储层滑脱效应对于气井产能和生产压差存在一定程度的影响;深层页岩气储层滑脱效应对于气井产能和生产压差的影响可以忽略不计;压裂井无阻流量约是直井无阻流量的5.5倍。该研究成果对于页岩气储层的合理、有效开发具有一定的指导意义。