页岩气水平井试井模型及井间干扰特征

页岩气田采用水平井井网大规模开发后,井间干扰造成的“压力下降快、气井过早废弃”的问题日益严重,亟须认识页岩气井的井间干扰特征。为此,先将水平井多段压裂改造后的页岩储层划分为压裂裂缝、SRV和未改造基质3个区域,然后根据各区域的孔缝特征和流动机制建立了多区域耦合的渗流模型,并采用PEBI网格和有限体积法进行数值求解。利用数值模拟,分析了连通渗透率和激动量等因素对于干扰试井测试结果及压力场分布特征的影响,并以焦页7井组中的JY7-1 HF井和JY7-2 HF井为例,采用干扰测试压力拟合法计算了两井之间连通段的平均渗透率为18.5 mD,说明两井之间连通性较好,建议后期生产过程中控制本井与邻井的产气量,同时避免邻井频繁更换工作制度。未来井网部署时应根据单井设计产能,对于与邻井水平段距离较近层段应控制压裂规模,并适时开展干扰试井测试。     

乳化和润湿反转现象的耗散粒子动力学研究

利用耗散粒子动力学方法,研究了化学驱过程中乳化和润湿反转两个重要的物理化学现象。通过合理划分流体粒子和定义粒子之间相互作用参数,模拟了十二烷基苯磺酸钠、正十二烷和水三组分体系的自发乳化现象;通过附加固壁条件,模拟了在水动力作用下吸附在岩石表面的油珠发生破裂的非自发乳化过程,以及由于表面活性剂在岩石表面吸附而引起的润湿反转现象,比较了润湿反转前后残余油珠的运动情况。模拟结果表明:作为介观力学的离散粒子动力学方法,耗散粒子动力学方法可作为研究包含物理化学现象的化学驱渗流问题的重要手段。     

复杂断块油藏边界确定方法

单纯地利用静态地质资料,很难对复杂断块油藏的形状及大小和断层的分布作出准确判断。本文对边界问题不同层次的方法作了简单介绍,提出利用边界元方法解决复杂断块油藏不同形状边界的计算方法,给出了基本物理模型及数学模型,并结合实际井例详细介绍了分析方法及步骤。     

两井条件下圆形封闭煤层中压力场分布研究

煤层气开采方式的本质是排水降压采气,了解煤层的降压效果对排采制度的确定有着积极的意义。通过建立圆形封闭煤层中考虑煤层气解吸作用的两井不定常渗流模型,利用有限元方法求得了其数值解,分析解吸作用对理论特征曲线的影响。计算结果表明,煤层气解吸具有减缓压力传播的作用;分析不同性质邻井对理论曲线特征的影响,给出存在邻井影响时的压力场发展规律。提出压力场的4种描述方法,分析邻井性质、邻井流量变化,以及外边界性质对煤层压力场分布的影响,得到不同条件下煤层气压力场的变化规律。     

多井条件下煤层气不定常渗流问题的数值研究

建立了在多井条件下考虑井筒储存和表皮效应的煤层气不定常渗流模型。对于不同外边界如圆形、矩形以及任意四边形煤层中存在不同源汇情况下的不稳定渗流问题进行了求解,得到了该问题在不同时间下的压力场分布,并对压力扩展过程进行了分析讨论,认为压力传播过程在早期是不受边界形状和边界性质影响的,在压力传播到边界之前源汇性质对压力传播过程有明显影响,在汇与汇之间不存在等压线,相当于封闭边界的情况;在源与源之间存在等压线,相当于定压边界的情况。     

为什么说煤层气是一种清洁高效安全的新型能源

随着低碳经济时代的到来,煤层气作为一种清洁优质能源逐渐受到世界的重视。通过煤层气与煤炭、石油和常规天然气等常用化石能源的组成对比,建立了煤层气是一种清洁高效安全新型能源的分析基础。从能源开发历史和能源类型角度说明了煤层气是一种新型能源;从能源燃烧产物角度解释了煤层气是一种更加清洁的能源;从能源热值和能源利用率角度证实了煤层气是一种更加高效的能源;从大气环境保护和煤矿环境安全角度阐明了煤层气是一种更加安全的能源。提出了化石能源优劣程度的主要判别标准,即对于元素组成以C和H为主的化石能源,C/H原子比是决定该能源优劣的主要因素,C/H原子比越小,能源的清洁性、高效性和安全性越好。最后通过对煤层气能源清洁、高效和安全性等特点的研究,揭示了煤层气在能源与环境两方面的重要价值,表明了煤层气开发利用的重要意义。     

评价煤层吸附气解吸能力的生产数据系统分析新方法

主要考虑了煤层气开发过程中吸附气非稳态解吸的关键因素作用,建立了考虑吸附气非稳态解吸的煤层气直井的线性渗流模型,并通过全隐式有限差分方法求得了内边界定流量、外边界封闭渗流模型的数值解。通过数值结果分析主要表明了非稳态解吸系数会使得无因次瞬时井底压力与压力导数的双对数特征曲线在封闭边界控制的拟稳态流动段均出现下落趋势,两曲线间距离变宽,不再急剧上翘收敛为一条直线;这是由于吸附气解吸能及时补充到气藏,减缓了地层压力的降落;而井筒储集系数不影响由封闭边界控制、受吸附气解吸作用影响的拟稳态流动段;表皮因子影响拟稳态流动段无因次井底压力的变化,但不影响拟稳态流动段无因次井底压力导数的变化。该线性渗流模型仍满足Duhamel原理,生产数据分析时可利用反褶积技术手段,首先将按照拟压力定义线性化的变流量生产数据转化为单位流量下瞬时井底拟压力数据,然后基于所建渗流模型的数值解以及主要参数的敏感性影响分析结果,通过瞬时井底压力特征曲线拟合方法对反褶积处理后的归一化生产数据进行分析,可解释出表征煤层吸附气解吸能力的非稳态解吸系数、煤层渗透率、表皮因子、外边界半径等重要参数。由此建立了煤层气直井生产数据的特征曲线系统分析方法。最后,通过一口煤层气直井的实际生产数据分析验证了所提出的煤层气直井生产数据特征曲线分析方法的有效性和实用性;并采用解释参数数据进行模型计算,分析了吸附气解吸作用对煤层气井流量贡献的瞬时变化规律;还通过公式推导表明了当煤层中渗流到达稳态时,整个煤层吸附气解吸速度将等于煤层气井生产的流量。     

煤层气井试井研究的意义

从国内外对煤层气井试井的主要认识的分析出发,对煤层气试井技术研究的基本观点进行了介绍;从了解煤层储层特征、煤层动态变化、措施效果评价、合理工作制度制定等方面,论述了煤层气井试井技术的研究意义。