复杂渗流条件下致密气藏压裂气井分区产能计算方法

致密气藏压裂气井渗流机理复杂,压裂改造区内外渗流机理和影响因素也截然不同,常规的产能计算模型不能准确描述这种存在区域差异的渗流特征,造成最终产能计算误差较大.以气体渗流理论为基础,分析了在致密气藏压裂气井分区域渗流机理,明确了压裂气井不同区域的渗流特征及影响因素.在此基础上建立了复杂渗流条件下的致密气藏压裂气井分区产能计算方法并开展了实例验证.计算结果表明,分区产能计算模型计算产能更加接近气井实际,较现有模型更加准确可靠.     

致密砂岩气藏渗流机理研究现状及展望

致密砂岩气藏渗流机理是开发致密气的理论基础。通过对致密砂岩气藏渗流机理研究进展进行调研,总结了目前致密气渗流机理的研究现状。并对苏里格致密砂岩气田的岩样进行应力敏感性实验研究。结合目前低渗砂岩气藏的研究现状,提出了致密砂岩气藏渗流机理研究的展望。致密气的有效应力表达式、压裂气井的高速非达西渗流、含水致密气藏的启动压力梯度和水膜厚度对气藏开采的影响,致密气的储层物性分析是今后研究的方向。     

考虑非达西流效应的致密气藏压裂优化设计方法研究

本文基于无因次支撑剂系数的方法,探讨了如何在考虑非达西效应的情况下,优化致密气藏气井压裂设计的方法,同时该方法可以考虑聚合物残渣的伤害。模拟发现,考虑非达西流效应以及残渣伤害设计的最优裂缝尺寸所需裂缝长度较短,缝宽较宽。在压裂规模确定的情况下为了获得最大的采油指数,造缝越长,需要的裂缝导流能力也越高。研究认为,不论从裂缝导流能力方面,还是从有效裂缝长度方面,在低渗或致密气藏压裂优化设计过程中,在追求缝长的同时应当更多的关注裂缝导流能力,以减小非达西流效应对气井产能的影响。     

考虑差异化相渗的致密气藏开发效果分析

压裂改造是低渗致密气藏增产的重要措施，而考虑地质—工程一体化的气藏开发动态预测是致密气藏开发的热点问题。大规模水力压裂也会造成改造区相渗与未改造区相渗出现差异，并且不同储集层类型也对应着不同的相渗关系。因此，基于差异化相渗的致密气藏一体化模拟研究具有重要意义。从工程—地质一体化建模流程入手，考虑基质和裂缝的相渗差异，并结合3种储层地质及相渗关系形成了考虑差异化相渗的模拟流程，该模拟方法能有效解决前期返排阶段产水量拟合效果较差的问题。通过考虑差异化相渗的一体化模拟对低渗致密气藏3种储层类型的开发特征和开发效果进行了分析，并建立无因次压降与采出程度的关系图版，用于评价气藏不同时期的开发效果。研究表明，残余气饱和度的高低决定了气井开始产气的滞后时间，残余气饱和度越低，气井返排期越长；在考虑差异化相渗的情况下，含水饱和度对采收率影响最为显著、渗透率次之，孔隙度与有效厚度影响较小。通过本文的研究揭示了不同储集层物性对开发效果的影响规律，对指导致密气藏高效开发具有重要的理论及实践意义。     

苏东气田压裂水平井分类新方法与泄气面积评价

苏东区致密气田部分水平井压裂改造后仍产量低、增产效果差。研究对苏东气田20口投产井分类评价,提出适用气田实际的静态分类新指标,并利用物质平衡法、Blasingame递减曲线图版拟合法及数值模拟法评价投产井目前泄气面积,分析井控条件及裂缝参数与目前泄气面积的匹配关系。研究表明：研究区I类井25%,II类井20%,Ⅲ类井55%,确定加权气层厚度符合苏东气田气井分类的静态指标;随投产井水平段长度、缝高、缝宽、缝长的增加及裂缝间距的减小,气井泄气面积变大;储层条件越差,气井泄气面积受压裂改造参数的影响越敏感。研究结果为气田开发制定合理工作制度和生产措施提供一定理论依据。     

盒8致密气储层水平井体积压裂增产影响因素

 体积压裂技术形成以主裂缝为主干的纵横“网状缝”,适合低孔、低渗油气藏的储层改造。基于盒8致密气储层特征,建立应力敏感和井筒摩阻条件下的水平井体积压裂模型,数值模拟不同储层特点,分析地质条件及缝网特征对体积压裂改造效果影响。结果表明,体积压裂水平井可明显改善致密气藏渗流环境,提高单井产能;压力系数、储层渗透率主要影响体积压裂改造效果;储层有效改造体积越大,压后增产越明显;缝网宽长、裂缝导流、裂缝排布等对体积压裂改造增产效果影响依次增大。研究结果为致密气藏体积压裂优化设计和效果评价提供一定的理论依据。     

变导流能力压裂气井非达西产能研究

当前致密气藏开发中,压裂已成为一种重要的增产措施。大量室内实验及现场数据表明裂缝的导流能力并非定值,而是沿裂缝延伸方向逐渐减小。因此,引入裂缝导流能力与位置的关系函数,采用无因次采气指数的方法,建立了压裂气井变导流能力产能模型。同时,该模型也考虑了压裂过程中裂缝壁面储层污染效应;裂缝内气体高速流动引起的非达西效应。研究表明:与定导流能力相比,变导流能力时气井产量降低,且裂缝导流能力较低时影响严重。裂缝内气体的高速非达西流动,会降低支撑剂的有效渗透率。可采用雷诺数对支撑剂渗透率进行修正,进而计算产能;考虑非达西效应时,气井产量也将降低。水力裂缝不仅提供了气体流动通道,也减缓了裂缝内气体非达西效应。支撑剂渗透率和裂缝宽度对气井产量有显著影响,施工中应选用高渗透率支撑剂、造宽缝,提高裂缝导流能力。     

致密气藏多级压裂水平井生产动态机理分析

为准确预测致密气藏多级压裂水平井在非线性渗流和复杂裂缝下的生产动态特征,通过双重连续介质-离散裂缝耦合模型对原始致密储层和水力压裂裂缝系统流动特征进行刻画并构建综合渗流数学模型,采用非结构三维四面体网格和控制体积-有限元方法建立全隐式数值模型,并通过修正Peaceman方法建立复杂压裂水平井数值井模型,从而获得准确的数值解。开展含水饱和度、应力敏感系数、压裂裂缝压开程度和空间非对称分布等关键参数对X致密气藏某区块压裂水平井生产动态的影响因素分析。研究表明,该模拟方法能准确预测致密气藏压裂水平井生产动态特征,为致密气藏的高效开发提供理论支撑和计算工具。     

应力敏感对致密压裂气井生产的影响

以苏里格气田为例,通过室内实验、气井生产动态分析、气藏数值模拟方法,综合研究了基质和人工压裂裂缝的应力敏感性对致密压裂气井生产造成的影响.研究表明:充填/加砂裂缝具有较强的应力敏感性,气井压裂裂缝的有效缝长和导流能力在生产早期(一年左右)会下降50%以上;随着气井配产提高,应力敏感对生产的影响增强,最大能使气井的最终采气量降低18%,这其中压裂裂缝的应力敏感性起着重要作用.     

致密压裂气井裂缝动态评价新方法

压裂是致密气开发的重要技术手段,致密气只有经过压裂才能获得工业气流。而对压裂裂缝的深入认识则是气田高效开发的重要基础。目前关于裂缝评价的技术诸如微裂缝检测等多为静态描述,且大部分技术成本昂贵,实施难度大。提出了一种裂缝动态评价方法,该方法通过将成熟的不稳定试井技术和生产动态分析方法相结合,可以准确获得裂缝的参数,并通过生产数据分段拟合则可获知裂缝的动态变化状况。同时以苏里格致密气井为例,并且调研分析前人的研究成果,回归出了裂缝与地层压力的关系式。     

燃爆诱导酸化压裂在川西气井中的先导试验

针对在川西深层致密气藏压裂过程中出现的破裂压力异常高、措施效果不明显、有效期短等问题,提出了燃爆诱导酸化压裂技术.为确定燃爆压裂合理火药量,通过理论分析建立了燃爆压裂设计中高加压速率下岩层破坏强度分析模型和非均匀地应力条件下套管极限抗内压计算模型,并对川高561井进行了燃爆诱导酸化压裂的方案设计和现场试验.结果表明:燃爆诱导压裂可有效降低地层破裂压力,酸预处理可进一步改善近井地带渗流通道;燃爆诱导酸化压裂复合技术可有效解决深层致密气藏无法压裂投产的问题,并能大幅度提高此类气藏的单井产能.     

基于灰色关联法的低渗气藏压裂效果影响因素分析

针对延长气田气井压裂效果的影响因素,依据延长气田山2段地质、压裂及试井资料,通过定性及灰色关联分析方法,综合分析延长气田山2段25口气井压裂后对无阻流量的影响程度。研究结果表明,影响延长气田山2段气井压裂效果的主要因素依次为渗透率、生产层厚度、储层中部压力、加砂量、压裂液返排率和孔隙度。在其他条件相同的情况下,优选气层厚度大、渗透率高的井进行压裂,能够获得较高的产能。基于灰色关联法的分析结果,确定了压裂效果影响因素的优先顺序及影响程度大小,并优选3口典型井进行压裂,取得了良好的压裂效果。     

考虑动态滤失系数的压裂井裂缝闭合及返排优化

依据渗流力学理论,借助岩心滤失试验,引入动态滤失系数,建立致密气井压裂后强制裂缝闭合理论模型和动态滤失系数模型,对加砂压裂及压后关井过程中的压裂液滤失量、滤液侵入机制、近缝地层压力剖面进行动态分析。结果表明:动态滤失系数模型可更好地描述压裂液滤失的动态过程,前期滤失速率大,后期滤失速率变小并趋于定值;压裂液滤失由缝口至缝端逐渐降低,侵入伤害带主要集中在缝口处,侵入深度与储层的物性参数、压裂液流体参数及施工规模有关;气井中压降主要集中在原状地层区,返排的主要能量来源于压裂及关井过程中地层气体压缩产生的附加能量。     

基于神经网络模型的致密气藏分段压裂井产能预测

致密气藏储层致密,开采难度较大,应用分段压裂水平井技术可以更高效的开采致密气藏,如何准确预测水平井分段压裂井的产能也成为气藏实际生产开发的关注重点。本文通过对前人致密气藏分段压裂水平井解析模型的探究确定影响产能因素;运用灰色关联分析法可视化分析影响压裂水平井无阻流量的主要因素;选取不同输入层个数影响因素利用python编程程序建立神经网络模型,对比选取高精度的训练模型结构;利用训练好的神经网络模型对实际气田待压裂井进行产能预测。结果表明,利用神经网络模型建立的压裂水平井产能预测方法具有误差小、简便高效的优点,对实际气田生产开发制度有一定指导意义。     

压裂气井支撑剂回流及出砂控制研究及其应用

加砂压裂是低渗气藏开发评价和增储上产必不可少的技术措施,然而经过大量的现场施工发现,如果压裂后气井排液控制不当或生产过程中配产不合理,将导致支撑剂回流或出砂,引起气井产能严重下降,从而影响最终的压裂效果.分析了支撑剂回流机理,建立了压裂液返排过程中临界返排流量、支撑剂返排速度和沉降速度计算模型,提出了控制支撑剂回流的放喷油嘴选择原则.在考虑气井生产过程中既要返排注入地层中的压裂液,同时又不将地层砂(包括支撑剂)带入井筒的前提下,推导出了压裂气井的临界产量计算公式.结合实际的压裂施工资料进行了实例计算分析,为指导压裂液返排和确定气井合理产能提供依据.     

致密气藏压裂气井产能计算新方法

超低渗致密储层孔喉细小,属于微纳米孔,物性差,属于微纳米级流动,气体普遍存在复杂的非线性渗流效应,如滑脱效应、启动压力梯度及应力敏感效应。本文将超低渗致密气井的生产划分为三个阶段,早期段大裂缝的高速非达西流动,中期段反映裂缝边界控制椭圆达西渗流,晚期段反映基质的低渗非达西渗流。根据扰动椭圆的概念和等价的发展矩形的思想,引入新的拟压力函数,建立综合考虑气体滑脱效应、启动压力梯度、应力敏感效应共同影响下的气井压裂后产能预测模型,为超低渗致密气藏合理产能的求取提供理论依据。研究结果表明：在气井生产过程中,压敏效应对气井产能影响最大,其次是阈压效应,而滑脱效应仅在低压阶段起作用,并且影响较小;压敏效应较强的气藏,应减小气井生产压差。     

致密砂岩气井的应力敏感效应渗流模型

 常规气藏的压裂气井生产时一般包括线性流动和径向流动阶段,椭圆流动被认为是过渡阶段而往往被忽略.致密砂岩气藏的渗透率极低,具有较强的应力敏感性,压力传播速度较慢,各个流动阶段在时间尺度上被延长,椭圆流动将持续很长一段时间,成为致密砂岩气井的重要流动阶段.目前试井分析中,常规模型与实际压力双对数曲线往往有较大差距.为精确描述致密砂岩气井的流动特征,运用保角变换方法建立椭圆系坐标下的渗流模型,采用应力敏感系数表示储层的应力敏感特征,通过摄动方法和变量分离,将拉普拉斯空间下的控制方程转换为马丢方程和变型马丢方程从而求解.通过分析理论曲线发现:应力敏感效应增加了拟井底流压降,并使得拟压力导数曲线末端上翘,产生假边界现象.该模型能够更加准确表达致密砂岩气井的渗流特征,对致密气试井具有较好的研究意义.     

醇处理在减少致密气层伤害中的应用

在钻井过程中,致密气层会受到伤害,醇处理可以减少这种伤害。这是因为醇可以减小表面张力,与水或水和烃形成低沸点共沸物,将侵入的水排出。当有粘土存在时,还可使膨胀的粘土收缩,从而提高气体的有效渗透率,恢复气井生产能力。本文提出了在不同地层条件下选择醇浓度的方法,为实际应用创造了条件。还提出了一种研究岩心伤害后渗透率在岩心中分布的方法,研究结果证明,离岩心入口端1～3mm的区域是主要伤害区。醇处理可以减小伤害区的含水饱和度,并使压裂液产生的滤膜收缩,因此可有效地改善压裂措施的增产效果。醇处理既可以作为致密气层的一种单独处理措施,也可以作为其它措施(如压裂、酸化)的预处理或后处理步骤,以减少气层的伤害。     

临兴致密砂岩气井积液时间预判方法

临兴致密气田属于典型"低孔、低渗、低产"气田,气井投产后普遍产水,且压力下降较快,气井积液现象较为普遍.为了提高临兴致密气井无积液开采期,提高气田采收率,通过修正"平均温度及平均偏差系数法"井筒压力模型,优选符合临兴区块的临界携液模型,利用现代产量不稳定分析法Blasingame和Log-Log特征曲线对LX-X1井积...     

苏里格东区致密气藏压裂水平井产能影响因素及其优化设计

对苏里格东区某实际致密气藏进行了压裂水平井产能影响因素分析,得到主控因素,并据此完成不同储层条件下压裂水平井参数设计的优化图版.结果表明:地层渗透率越低、各向异性越强,则水平井段和裂缝的最优长度越大,最优压裂裂缝间距越小,且各影响因素对增产效果影响具有相关性.