双碳背景下中国天然气供需形势预测

引入能源综合利用效率及终端有效能源消费量等新参数对LEAP(Long-range Energy Alternatives Planning System)模型进行了改进,并提出BP(Back Propagation)神经网络-LEAP组合模型对未来中国一次能源消费总量、能源消费结构、能源消费碳排放量、天然气消费量等关键数据进行了预测,同时应用产量构成法对中国天然气产量进行了预测,并基于天然气供需预测结果,对“双碳”背景下中国天然气行业发展提出了建议。研究表明,“双碳”背景下中国一次能源消费总量将于2035年前后达峰,峰值约为59.4×10⁸ t标准煤;能源消费碳排放量将于2025年达峰,峰值约为103.4×10⁸ t;天然气消费量将于2040年前后达峰,峰值约为6 100×10⁸ m³,天然气消费增幅最大的部门为电力生产部门与工业部门。中国天然气产量峰值为(2 800～3 400)×10⁸ m³,其中常规气(含致密气)产量峰值为(2 100～2 300)×...     

常规天然气藏均衡开发理论与关键核心技术

常规天然气藏（含致密气藏）是天然气产量的主力军和“压舱石”。为了推动我国气田开发水平的整体提升,基于气藏开发实践认识,剖析了常规天然气藏开发面临的非均衡动用与非均匀水侵两个核心问题,提出了常规气均衡开发理论,建立了天然气采收率数学评价模型,并依据模型关键参数确定了气藏均衡开发关键核心技术。研究结果表明：(1)气藏均衡开发理论内涵是通过打开压降通道或控制气水关系,降低气藏废弃压力,实现地层能量利用效率和采收率最大化;(2)气藏压降波及系数、压力衰竭效率、水侵波及系数及宏观水驱气效率是影响天然气采收率的4个关键参数,4个关键参数的乘积与叠加组合影响相应水侵与非水侵气藏的采收率;(3)气藏均衡开发基本原理包括储量均衡动用和气藏均衡压降2个方面,储量均衡动用核心技术包括开发单元精细划分、井型井网优化、储层改造与地面增压,气藏均衡压降核心技术包括水侵优势通道刻画、生产制度优化、水侵动态预警与综合治水等;(4)常规天然气藏开发始终要围绕提高4个关键参数开展工作,进而实现气藏的均衡开发,实现气藏开发效益最大化。结论认为,均衡开发理论的提出和实践有效支撑了鄂尔多斯盆地苏里格致密砂岩气藏和四川盆地安岳气...     

Rate decline analysis of multiple fractured horizontal well in shale reservoir with triple continuum

Multiple fractured horizontal well（MFHW） is widely applied in the development of shale gas. To investigate the gas flow characteristics in shale, based on a new dual mechanism triple continuum model, an analytical solution for MFHW surrounded by stimulated reservoir volume（SRV） was presented. Pressure and pressure derivative curves were used to identify the characteristics of flow regimes in shale. Blasingame type curves were established to evaluate the effects of sensitive parameters on rate decline curves, which indicates that the whole flow regimes could be divided into transient flow, feeding flow, and pseudo steady state flow. In feeding flow regime, the production of gas well is gradually fed by adsorbed gases in sub matrix, and free gases in matrix. The proportion of different gas sources to well production is determined by such parameters as storability ratios of triple continuum, transmissibility coefficients controlled by dual flow mechanism and fracture conductivity.     

中国页岩气勘探开发进展及发展展望

中国页岩气进入了快速发展的黄金时期,随着天然气在能源消费结构中的比重不断攀升,以及在川南地区页岩气商业化开发的成功,页岩气成为中国未来最可靠的能源接替类型。文章系统梳理了近10年来中国页岩气在勘探开发实践中的理论认识和开发技术进展,总结了中国页岩气商业开发的成功经验,明确了页岩气在中国未来天然气发展中的前景与地位。中国页岩气资源潜力巨大,是未来天然气产量增长的现实领域;获得工业性页岩气资源的条件包括“两高”(含气量高、孔隙度高)、“两大”(高TOC集中段厚度大、分布面积大)、“两适中”(热演化程度适中、埋藏深度适中)和“两好”(保存条件好、可压裂性好);中国海相页岩气最具勘探开发潜力,是目前页岩气上产的主体,已形成适用于四川盆地及周缘奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩气开发的六大主体技术系列(地质综合评价技术、开发优化技术、水平井优快钻井技术、水平井体积压裂技术、工厂化作业技术、高效清洁开采技术)。中国页岩气商业开发的成功经验可总结为四点:①选准最佳水平井靶体层位;②配套优快钻进和高效体积改造技术;③促进地质工程一体化数据融合;④探索先进组织管理模式。对中国页岩气未来发展的三点建议:①加强非海相及深层海相页岩气低成本开发关键技术与装备攻关;②重视提高区块页岩气采收率问题,实现整体规模效益开发;③重视非资源因素对页岩气上产节奏的影响。     

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。     

苏里格气田致密气开发井网效果评价与调整对策

鄂尔多斯盆地致密气资源丰富,其天然气资源量占全国致密气总资源量的60%以上,已发现苏里格、神木、大牛地、延安、米脂等多个致密气田。其中苏里格气田引领中国致密气开发已20年,由于气田开发井网复杂多样,其结构特征与开发效果缺乏系统评价,因此未来天然气井网优化调整对策尚不明确。为此,充分利用区内1.8×10⁴余口气井的动、静态生产资料,系统梳理了开发进程中井网的持续优化过程,将其划分为直井规则、混合、水平井整体、加密试验与欠完善等5种类型,并采用加密井增产气量评价方法,评价了不同井网的特征和开发效果,提出了高效调整对策。研究结果表明：(1) 500 m×650 m、600 m×600 m井网下,天然气的采收率较高,但优化调整面临较大风险;(2) 600 m×800 m井网较优,既可达到较高的天然气采收率,又具备优化调整空间;(3)混合开发井网占比高,但储量碎片化严重,优化调整潜力有限;(4)水平井整体井网的优化调整可能性较低。结论认为,针对成熟天然气开发区需加强剩余气精细挖潜与井网精准调整技术攻关,针对未开发区应强化储层结构精准描述与可视化部署、差异化井网实施与储量极致...     

苏里格气田气井合理配产方法研究

苏里格气田规模开发对单井稳产提出了要求,而该气田特殊的地质特征和低成本开发思路限制了常规配产方法的使用,迫切需要一种简单实用的气田开发方法指导合理配产。本文首先对常规产能评价方法在实际应用中存在的问题进行了深入分析,指出常规“单点法”无阻流量用于指导配产存在一定的局限性;在充分分析试采井动静态资料的基础上,提出利用测井资料初步评价气井生产能力,进行初期配产;从理论和实际生产动态上分析了气井压降动态与单井控制储量的关系,指出归一化后的套压降能够定性反映单井控制动态储量,可以指导配产调整。     

扇三角洲露头层序演化特征及其对砂岩储集层的控制作用

在对河北省滦平扇三角洲露头储集层砂体类型和分布规律的详细解剖和层序地层学研究中发现,基准面的旋回演化对砂体类型分布和砂体规模的变化有较明显的控制作用,即使对于同一种沉积微相类型的砂体,其厚度和宽厚比也会随着基准面的旋回发生有规律的变化,远岸水道砂体在高可容纳空间时期宽厚比变大,在低可容纳空间时期宽厚比变小,厚度增大。在地质建模中引入层序地层学规律和认识作为限制条件,可以更加有效地控制对砂体类型和砂体规模的随机实现,使模拟结果更加符合地质规律和客观实际情况。图5表2参4     

油气勘探开发中的沉积学创新与挑战

根据沉积学研究进展及在实践中的应用成效,梳理未来油气勘探开发对沉积储集层研究的需求,并提出未来研究的重点方向和领域。近年来,中国沉积学研究取得多项重要成果:建立跨重大构造期沉积盆地岩相古地理与浅水三角洲砂体发育新模式,扩展了油气勘探领域;深水沉积砂体分布规律的新认识促使深水—超深水区与湖盆中心持续获得重大油气发现;深层—超深层储集层发育机理的新认识拓展油气勘探开发深度;富有机质页岩发育模式与非常规储集层研究新进展,促进非常规油气勘探开发取得重大突破;多尺度开发地质建模有效预测剩余油分布。沉积储集层研究的新技术与新方法为沉积学理论发展及其工业化应用提供了基础。未来沉积学研究中,应发展传统沉积学、创新细粒沉积学和非常规储集层地质学,为沉积原型盆地恢复、富有机质页岩富集区评价、有利储集层预测和有利目标区优选提供依据,推动沉积学不断创新。     

基于拟时间函数的气井不稳定生产数据分析

将气井不稳定流动阶段的产量、压力等生产数据处理为产量修正的拟压力差与拟时间,利用两者间的线性关系可以确定出裂缝长度、地层渗透率等参数,据此评价气井压裂效果、预测气井生产动态。为了准确计算拟时间值,通过引入动边界概念,将探测边界视为压力扰动的外边缘,利用积分方法求解渗流偏微分方程,得到由气井生产引起的探测边界传播规律,结合物质平衡方程获得探测范围内的平均地层压力,并借助迭代算法确定不同生产时刻对应的气体拟时间。结果表明:与拟时间相比,直接使用真实时间分析生产数据,定压生产时引起直线斜率偏小,且生产压差越大偏差程度越明显,定产生产时导致数据线性相关性变差,气井产量越高相关系数越低;在变产量生产时,利用物质平衡拟时间能够消除气体高压物性和变产量带来的非线性影响,明确生产数据间的线性关系,压裂参数的计算结果更为合理。