储层条件下CO_2相态与应用研究

阐述了CO2物理性质和实验方法,并在实验的基础上,对不同于烃类天然气的CO2气藏的特殊性质进行了探索性研究,分析了CO2性质在不同温度、压力下的变化特征,确定了储层条件下CO2的压力与密度、温度的关系,并绘制了等温密度—压力图及偏差系数Z图。同时,指出了本文提供的偏差系数求解方法的特点,说明利用该图能够准确计算CO2气藏储量。本文还探讨了不同于体积法的CO2气藏储量计算方法即质量—密度法,该方法适用于不同相态的CO2储量计算。     

不同凝析气井米无阻流量预测方法

凝析气藏开发过程中,气井的绝对无阻流量会随着地层压力的降低而降低。当地层压力降至露点压力以下时,凝析气体的组成将会发生变化,不仅导致凝析气的黏度、密度和偏差系数发生变化,同时凝析油的析出也会降低储层的气相渗透率。考虑凝析气藏的相态变化对凝析气高压物性、气相相对渗透率的影响,以及不同气井间产气厚度、井点渗透率、泄气半径等参数的差异性,基于二项式气井产能方程的系数变化,建立了不同凝析气井在不同地层压力下的米无阻流量预测方法。应用实例表明,与不考虑相态变化影响的预测方法对比,该方法得到的米无阻流量更接近实际产能试井结果;而且考虑相态变化影响时得到的不同地层压力下的气井米无阻流量偏低。同时绘制出了不同渗透率条件下气井米无阻流量与地层压力的关系图版。     

多层气藏地层压力理论求解方法

地层压力是一个重要的地质参数,准确的求取地层压力为气藏地质研究和评价、动态分析、储量计算等提供依据。在多层气藏开发过程中,层间压力的变化不同。随着开采年限的增加,层间压力差异显著,会出现层间窜流。因此有必要对多层气藏地层压力求解进行研究分析。通过建立多层气藏理论模型,求出分层平均压力的变化,并根据气层间压力平衡计算当前地层压力。实例计算表明,该方法适用性强、计算精度较高,可以减少压力测试工作量。     

高含硫气藏硫沉积预测热力学模型

在高含硫气藏开发过程中,伴有元素硫的析出、沉积、气相组成变化和沉积硫堆积在孔隙喉道污染地层等特殊现象.其中硫微粒的沉积将降低地层孔隙度和渗透率,影响气藏的产能,严重的硫沉积甚至会导致气井报废.为了能够提高含硫气藏开发的预见性,建立安全开发模式,运用化学热力学理论建立了气液固三相相平衡硫沉积预测热力学模型预测硫的沉积,在此模型基础上对比计算、分析了硫化氢含量对硫沉积的影响.得出以下结论:在压力和温度一定的条件下硫的沉积量与硫化氢的含量成反比,在组成和温度一定的条件下压力越低硫的析出量越大.     

高温高压高含二氧化碳气藏岩石物理参数研究

岩电参数是分析储层物性和计算储层饱和度的重要参数,其数值与岩石孔隙结构及内部两相流体的分布密切相关,且随温度和压力的变化而变化.而在高温高压或孔隙流体中含有二氧化碳的条件下,岩电参数的变化与一般规律的符合程度依旧存疑.针对上述问题,通过测量与统计二氧化碳、甲烷等流体的密度、纵波速度和电阻率等参数的变化,研究并讨论了溶解二氧化碳对地层水导电性的影响,分析了不同温度、压强及二氧化碳含量条件下岩电参数的变化规律,为含二氧化碳气藏含气饱和度的计算及二氧化碳定性识别和定量评价提供了新的思路.     

气井合理产量的实验模拟研究

在模拟地层上覆压力、地层压力、地层温度和地层含水饱和度的长岩心上,模拟不同生产压差下的气体流速实验,确定了川西蓬莱镇组气藏的单井合理产量为压裂前922m3/d至3072m3/d,按平均增产5倍计算,蓬莱镇组气藏压裂后的单井合理产量为4600m3/d至15400m3/d,反推的单井无阻流量为18400～118300m3/d,与气藏实际值基本一致.     

库车坳陷克拉2气藏异常压力成因分析

异常地层压力的成因是油气成藏过程研究的重要内容.通过分析气层气体压力-温度-比容(P-T-C)状态以及应力的分配机制对库车坳陷克拉2气藏的异常地层压力成因进行了分析,并使用R-K-S真实气体方程计算了克拉2气藏气体聚集造成的压力.结果表明,克拉2气藏气体聚集(充注)形成了气藏现今约59.54 MPa的流体压力,占整个地层压力异常的57.12%.气体和岩石压缩系数的巨大差异导致应力分配机制不符合线性关系,而与应力变化范围内的岩石和气体压缩系数积分比有关.计算了喜山中、晚期以来构造应力在克拉2气藏的分配,其中约10.6 MPa的剩余压力来源于构造挤压,为不足气藏剩余压力的42.4%.克拉2气藏超压的主要成因为充气作用,其次为构造挤压作用.     

考虑天然气高压物性变化的气藏平均压力计算方法

地层平均压力是气藏分析的重要参数,虽然目前计算方法较多,但大多需要通过关井来实现。针对定容气驱气藏,在考虑天然气高压物性随压力变化的基础上,结合物质平衡原理及气藏渗流机理,建立了地层压力与生产数据的关系等式,提出了在不关井的前提下,利用生产数据计算地层平均压力的方法。同时依据该方法,给出了地层平均压力的计算图版,进一步提高了该方法的实用性。通过验证,利用该方法确定的地层平均压力误差在2%以内,具有较高的精度。     

考虑地层水存在的高温高压凝析气藏相态研究

高温高压凝析气藏地层水的存在对相态和开发动态的影响不容忽略.基于活度系数模型并结合PR状态方程,建立了考虑地层水的烃水体系气-液-液三相相平衡计算模型.针对实例凝析气藏,通过实验和理论模拟手段研究了地层水存在时温度和压力对凝析气中水含量、油气水三相相体积、饱和压力、p-T相图以及反凝析液量的影响规律.研究结果显示,温度越高气中凝析水含量越高,而且随压力降低呈指数增加.地层水存在使凝析气藏露点压力和最大反凝析液量均增加,这说明地层水存在加剧了反凝析.考虑地层水存在的烃水体系p-T相图更能反映油气水三相相态特征.由此可见,高温高压凝析气藏必须考虑地层水存在对相态及开发过程可能带来的影响.     

高温高压气藏地层水结垢规律实验研究

针对目前国内外缺乏直接检测高温高压地层水离子含量设备的问题,设计了测试高温、高压条件下实际气藏流体中地层水离子含量及结垢量的静态实验。采用实际气藏流体进行了高温高压PVT 分析及离子含量检测实验,测试不同条件下水中气、气中水含量及地层水离子组成,确定地层流体结垢量,综合研究了高温高压地层水相态变化和离子含量的变化规律及其内在联系。结果表明：随地层压力降低,天然气在水中的溶解度降低,水的蒸发加剧,地层水矿化度升高,结垢趋势增加。一定的低压高温条件下,地层流体中的无机盐结垢且结垢量随压力降低而增加,随温度降低而减小;实际地层流体结垢量比脱气地层水低且结垢量随温度压力的变化趋势更为明显。     

巨厚气藏气井井筒压力计算模型及应用——以普光气田为例

针对目前常用定质量流井筒压力计算模型不适用于产层段井筒长、从底部至顶部质量流量变化大的巨厚气藏气井的问题,通过耦合气井流入状态和井筒管流,建立了巨厚气藏气井产层段变质量流井筒压力计算模型,并通过实例气井进行验证,同时将该模型应用于气井产能评价。结果表明：变质量流模型计算的井筒压力值比定质量流模型小,两者之间差异随产气量和产层段长度增加而增大;在产层段不同深度处,变质量流模型计算误差均小于2%,计算精度较高。该变质量流模型能较精确地计算井筒压力值,进而可以有效解决气井产能测试遇阻无法获得井筒压力、井筒压力折算值不准确易导致产能指示曲线负异常等问题。该研究对巨厚气藏气井井筒压力分布计算和产能评价能够提供强有力技术支撑。     

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。     

水驱气藏生产数据分析方法研究及应用

水驱气藏动态储量核算和水体大小的研究一直是此类气藏动态分析的重要内容。常规生产数据分析技术主要针对定容封闭气藏,而对于水驱气藏适应性差。为此,以气藏不稳定渗流理论为基础,考虑气藏水侵特征建立了水驱气藏渗流模型,利用Laplace变换法推导获得了水驱气藏不稳定产量响应解,计算并绘制了现代产量递减典型曲线。根据曲线特征将产量递减过程划分成4个典型流动阶段,讨论了无因次水侵量和无因次水侵时间对产量递减典型曲线的影响。结合现代生产数据分析技术,利用气井产量与压力的相互关系,提出了定量评价水侵强度和水侵开始时间,求取动储量、渗透率等气藏参数的方法。现场实际生产数据分析结果表明,该方法满足水驱气藏动态分析的工程实际要求,对于指导此类气藏的开发具有重要意义。     

压力衰竭下疏松砂岩出砂临界生产压差预测方法

海上油气藏多采取衰竭式开发,开发后期储层压力衰竭导致岩石应力状况变化,致使弱胶结疏松砂岩储层严重出砂可能性增加。为了有效做好出砂预测,针对衰竭式开采弱胶结疏松砂岩油气藏,同时考虑储层压力衰竭对地应力影响,基于井壁处岩石应力状态分析,引入岩石骨架破坏Mogi-Coulomb准则,建立出砂临界生产压差CDP模型,给出一种适用于海上储层压力衰竭开采生产井全生产周期出砂预测方法,并结合油田实例,计算并绘制出F-1井全生产周期出砂临界生产压差图版。研究表明,初期出砂临界生产压差较大,随着地层压力逐渐衰减,临界生产压差逐渐降低,至临界储层压力时,由于地层出砂不能生产,需要补充地层能量或者采取防砂措施,预测结果与现场出砂情况相符合,研究成果能为易出砂井配产提供指导意义。     

致密砂岩气藏动态水锁定量评价新方法

致密砂岩气藏开发过程中普遍存在水锁现象,其严重影响气相渗透率及采收率,极大制约了气藏的高效开发,因此水锁程度的准确评价对于气藏精细开发尤为重要。本文通过致密砂岩储层微观孔喉结构分析及基本渗流原理,结合动态生产参数,建立了孔隙度、生产压力梯度与水锁效应之间的数学联系,创新性的提出了动态水锁指数的概念,从而对生产中的水锁程度进行定量化的表征。进而将微观下的表征结论推广到宏观,从微观尺度到宏观尺度对水锁状况进行定量化的分析,明确了不同生产压力梯度与孔隙度对水锁效应的影响程度,建立了一套动态水锁程度定量评价新方法。通过对研究区实际生产资料进行对比分析,进一步验证了该评价方法的准确性与可行性,运用该方法能够对致密砂岩气藏中的水锁程度进行定量化的分析和监测,从而为剩余气分布状况的明确及下一步增产工艺措施的设计提供指导。     

基于模糊数学的凝析气藏开发效果评价方法

目前凝析气藏普遍采用衰竭式开发，但适用于凝析气藏衰竭开发效果评价方法较少，针对这一问题，开展了凝析气藏开发效果评价方法研究，选取影响凝析气藏开发效果的关键参数，建立了反映开发效果的生产指标体系，采用了模糊数学理论方法分析了关键参数对开发效果的影响权重，绘制了评价开发效果的理论图版，以实际数据与理论图版曲线的吻合度为评分标准，构建了适用于凝析气藏衰竭开发效果评价的新方法。实例分析表明，该方法能从产能、地层能量、水驱程度、采出程度、井流物组分5个方面全面评价凝析气藏衰竭开发效果，评价结果全面、准确可靠，能够为现场生产提供指导。     

有水气藏开发早期动态储量计算方法研究

某地区须家河组有水气藏开发早期气水关系复杂,气井普遍产水,动态储量一直难以确定。根据低渗有水气藏生产动态及渗流特征,分析应用弹性二相法、压降法不能计算其动态储量。气井产水使气藏供气能力不足,气井生产制度不合理,造成用弹性二相法计算的动态储量偏低;产水气井和水淹井测得地层压力值偏低,导致压降法计算的动态储量必然误差较大。针对两种方法的缺点,建立了更适合产水特征的物质平衡方程,提出了计算有水气藏动态储量新方法——产量不稳定分析法,在计算过程中避免了"假拟稳态"的出现和实时测量井底流压的困难。通过实例分析研究表明,该方法计算简单、实用、准确,为气井的合理配产提供依据,对有水气藏的开发具有重要意义。     

低渗气藏压裂水平井渗流与井筒管流耦合模型

目前国内外压裂水平井已成为开发低渗透油气藏的重要手段,正确预测压裂水平井的产能对水平井的开发方案设计、地层及裂缝参数等敏感性分析具有重要的指导意义。应用复位势理论和势的叠加原理,考虑气体在地层中渗流和井筒内管流的耦合,根据流体力学理论和动量定理,结合气体的性质和实际气体的状态方程,建立低渗透气藏压裂水平井地层渗流与水平井筒管流耦合的渗流模型及其求解方法。结合长庆低渗气藏实际进行对比计算,结果表明：（1）水平井筒内的压力损失对压裂水平气井的生产动态有一定的影响;（2）井筒内的压力呈不均匀分布;（3）每条裂缝的产量并不相等。在此基础上还分析了井筒半径、水平段长度、裂缝条数以及管壁粗糙度等参数对井筒压力损失和压裂水平气井产能的影响,得出一些有用的结论。     

东坪基岩气藏气水相对渗透率的确定方法

东坪基岩气藏储层岩性差异大,非均质性强。孔缝发育区岩石松散,无法钻取完整的岩芯,而致密带几乎不渗透,无法通过驱替实验获取相对渗透率曲线,这成为困扰气藏动态分析和开发指标计算的难题。基于水驱气藏物质平衡原理,建立了不依赖水侵量的储层含水饱和度计算方法,避免了水侵量计算方法中的不确定因素,提高了含水饱和度计算的准确性。建立了基于储层孔隙结构分形维数和生产水气比历史拟合相结合的气水相对渗透率计算方法。根据该气藏毛管压力曲线的分类确定孔隙结构分形维数的界限,通过生产水气比拟合确定具有代表性的储层孔隙结构分形维数,进而计算气水相对渗透率曲线。该方法克服了因毛管压力曲线多样化而导致分形维数难以确定的难题,所获得的相渗曲线更能代表气藏的整体渗流特征。该方法为无法通过岩芯驱替获取相渗曲线的气藏提供了有效途径,对于其他基岩气藏及严重非均质气藏具有借鉴意义。     

页岩气藏水力压裂渗吸机理数值模拟研究

针对页岩储层在水力压裂作业和生产中渗吸机理及作用规律不清的问题,开展了渗吸机理及其引起的地层伤害评估的研究。建立了考虑不同影响因素的页岩水力压裂渗吸数学模型,包括基质和裂缝流动,气体扩散和解吸,应力敏感效应和毛细管压力,然后,讨论了在压裂气藏和后续生产期间如何通过量化裂缝面表皮演变来评估由于渗吸机制导致的储层伤害现象。结果表明,（1）在试井以及生产阶段渗吸对储层特性有较大影响,极大的毛细管压力是导致渗吸现象和水力裂缝附近水封的主要原因;（2）对于实施了水力压裂增产措施的新井通过探测裂缝压力可以获得原始气体压力;（3）润湿相阻塞导致的储层伤害是影响致密气藏水力压裂井生产能力的主要来源之一。研究结果对于页岩气藏的渗流特性能够提供深刻的理解,尤其是为早期生产阶段降低由渗吸作用可能造成的储层伤害来优化生产提供理论依据。