裂缝性页岩气藏考虑应力敏感的产量递减模型构建

 页岩气藏广泛采用常规气藏产量递减模型进行动态分析,而页岩气在储层中的赋存方式具有一定的特殊性,主要以吸附态和游离态为主,所以常规气藏递减分析方法已不再适应。本文在传统裂缝-基质双重介质模型基础上,引入无因次应力敏感系数,定义两个无因次吸附参数——无因次Langmuir体积和无因次Langmuir压力,建立了考虑应力敏感和吸附效应影响的裂缝性页岩气藏产量递减数学模型。利用隐式差分和牛顿迭代方法,进行数值离散,获得产量的数值解,并绘制了Blasingame型产量递减曲线。分析表明,裂缝性页岩气藏应力敏感越大,无因次产量、产量积分及产量积分导数越小;页岩气基质吸附量越大,无因次产量递减积分导数曲线出现下凹的时间越晚;同时结合页岩气井生产数据,页岩气藏的吸附常数和其他地层参数,以及应力敏感效应引起的产量下降都可以通过典型曲线得到。     

物质平衡方法在气藏开发中的应用

物质平衡方法在气藏开发中占有重要位置。对于水驱气藏来说,水侵主要维持地层压力,直到水突破之后,将会直接影响到气藏的采收率。因此如何在早期识别气藏的类型,从而进行开发的部署显得相当重要;另外气藏地质储量、采收率的确定已经动态指标的预测也贯穿了整个开发历程。目前不少学者对于气藏物质平衡进行了大量的基础性研究工作,为了更深入的了解物质平衡方法在实际气藏开发中有哪些应用,从水驱气藏的早期识别、水驱气藏水侵量的计算、地质储量的确定、采收率的确定、动态指标的预测等五个方面进行详细综述。针对水侵气藏早期识别时,综合对比了视地层压力法、采出程度法和视地质储量法,并给出不同方法的优缺点和使用范围。对于地质储量的确定,以异常压力气藏为例,说明了单单利用p/Z-Gp外推法得到的储量是不准确的,从物质平衡角度出发,给出了新的计算异常压力气藏地质储量的方法,并用实例进行了验证。     

基于水侵预警的边水气藏动态预测模型

对于水驱气藏,水侵可以起到维持地层压力、保持气井产量的正面作用。但当水锥突破至井底后,受气水两
相渗流的影响,气相渗透率急剧降低,严重影响气井生产。如何准确预测边水推进距离,做到水侵的提早预警,对于气
藏开发技术对策调整具有重要的意义。基于体积平衡原理、以边水气藏水侵圆环为研究对象,建立的边水气藏水侵预
警方程能预测气藏的可能见水井及其见水时间,可实现水侵气藏的早预警、早调整;并结合产量预测、压力预测和水侵
量预测模型,建立了一种新的基于水侵预警的边水气藏动态预测模型,应用于PG 气田水侵气藏的见水井、见水时间和
相关开发指标的动态预测,与实际生产对比表明,该模型预测结果基本吻合,能够指导气藏的水侵预警与及时调整。     

修正衰减曲线法在低渗气藏动态分析中的应用

摘要：压力是气井和气藏生产动态分析的灵魂,很多动态分析方法都与压力有着直接的联系。然而,由于致密低渗透气藏产量低、压力下降快、关井压力恢复缓慢等生产特征,以及生产方式的限制,在生产过程中很难获得气井或气藏地层压力资料。压降法、产量不稳定分析法和产量递减曲线分析方法是气藏常用的气井生产动态分析方法,但由于地层压力资料缺乏,压降法和产量不稳定分析法也都受到了很大的限制,在衰减递减曲线分析方法的基础上对其进行修正,摆脱了压力资料的限制,通过和压降法对比分析,验证了修正衰减曲线分析方法在生产动态分析中的可靠性。     

不稳定渗流理论在水驱气藏水侵识别中的应用

提出了利用不稳定渗流理论及应用技术进行水驱气藏水侵识别的新方法,将水驱气藏视为复合地层,建立了渗流数学模型,在获得数学模型的解后,利用Stehfest算法计算出水驱气藏中气井的压力及压力导数特征曲线,压力导数曲线具有4个明显特征:纯井筒储存阶段表现为单位斜率直线;气区的径向流动阶段,表现为斜率是0其值为0.5的水平线;边水向气区推进过程中的流动阶段,其压力导数曲线上翘;复合地层总系统的径向流动阶段,表现为斜率是0的水平线,其值为气水流度比之半.由压力导数曲线看出,随着边水向气区的推进,即随着无因次气区半径的减小,气区的径向流动阶段持续的时间变短,边水向气区推进过程中的流动阶段出现更早,即其压力导数曲线上翘的时间变短.利用压力导数曲线这一特征提出了识别水侵的图版拟合分析方法及常规半对数分析方法,最后进行了实例应用,验证了本方法的可靠性和正确性.     

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。     

二项式物质平衡方程预测异常高压气藏储量

针对异常高压气藏开发过程中预测地质储量难的问题,利用异常高压气藏pD-GpD曲线与无因次IPR曲线形状的相似性,提出了预测异常高压气藏储量的二项式物质平衡方程新模型。以美国Louisiana North Ossun"NS2B"、Louisiana Offshore Cajun、Gulf Coast Anderson"L"和South Louisiana Miocene异常高压气藏为例,新模型计算出的地质储量相对误差分别为-2.88%,0.26%,1.57%和-2.81%。对比文献预测结果发现,新模型的预测精度优于其他方法,且能较准确地预测水侵量,从而论证了该方法的有效性、准确性和可靠性,为异常高压气藏动态分析提供了一种有效方法。     

页岩气压裂水平井生产数据分析方法

气井生产数据分析是评价气井动态储量、储层物性、水力裂缝等参数的有效方法,但在页岩气藏中,气体解吸、多段压裂、体积压裂区(SRV)的存在使得常规的评价模型不能满足现场需要。笔者在充分考虑了气体解吸、裂缝干扰、边界影响的基础上,利用Laplace变换和压力叠加原理求解压裂水平井的不稳定产能动态,并利用渐进分析给出新的无量纲物质平衡时间和产量,绘制页岩气压裂水平井Agarwal-Gardner型产量递减图版。图版可分为两大阶段：在不稳定递减阶段,页岩气的吸附特性会对发散的曲线产生显著影响;在拟稳态递减阶段,递减曲线归一,呈现Arps调和递减规律。矿场实例表明,通过拟合实际的生产数据,可以得到气藏有效泄流面积、天然裂缝渗透率及水力裂缝长度等参数,以此评价页岩气藏地质储量和水力压裂效果。     

存在水锁时水驱气藏的动态储量计算新方法①

在研究水体比较活跃的水驱气藏动态时,首先关心的是有多少气量被水封锁,即水锁,水锁气量的水有多少,所以应研究气藏中被水锁气量、未被水锁气量以及侵入的水量。其中未被水锁气量的多少决定了该气藏在将来采取强排水时的采收率,而水侵量决定了为采出被水锁气量的排水强度。通过对物质平衡方程的分析,提出了利用地层压力及产量等数据建立目标函数,利用最小二乘法进行自动拟合,直接计算水驱气藏动态储量、被水锁气量及水侵量的方法,通过对HB1井的计算,证明该方法比以往方法计算结果更准确、可靠,计算方法简单、实用。     

硫沉积气藏产量递减模型研究

以往对高含硫气藏开发技术研究所需录取的资料在实际操作过程中难以得到.因此,针对井筒附近发生硫沉积的高含硫气藏,建立了硫沉积复合气藏产量递减数学模型,运用Stefest数值反演绘制了Blasingame产量递减曲线,并分析了硫沉积对气井产量递减规律的影响.结果表明:产量递减中期,硫沉积区含硫饱和度越高,无因次递减产量积分...     

特低渗透油藏产量递减及水驱特征规律

 特低渗透油藏具有低孔隙度、低渗透率等特点,且存在启动压力梯度,且普遍发育微裂缝,常规产量递减规律和水驱特征曲线不能很好地反映特低渗透油藏的生产特征。本文从渗流理论出发,结合生产数据,研究了特低渗透油藏的产量递减和含水上升规律。研究表明,进行特低渗透油藏的产量递减和水驱特征曲线分析时,必须考虑启动压力的影响;并且特低渗透油藏产量递减分为两个递减阶段,用两条递减曲线拟合能得到较好效果;而用水驱特征曲线法时,对高含水已关井进行含水恢复,能够真实反映油藏含水水平,并可以进行最终采收率预测。本研究成果对特低渗透油田实施挖潜措施和调整提供决策依据和技术支持。     

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。     

页岩气产能评价方法及模型研究

非常规气藏渗流机理复杂,具有独特的渗流机理和生产动态特征,难以用常规的气井产能方法评价产能,预测可采储量。从渗流力学出发,根据页岩气藏压裂后储层特征,建立了页岩气藏复合模型,确定了页岩气井稳产时间,分析了内外区渗透率、内区半径、启动压力梯度、解吸压缩系数和储层厚度等影响规律;并参照Vogel方程建立了页岩气井产能方程。结果表明:内区渗透率、外区渗透率、内区半径、储层厚度和解吸压缩系数是影响页岩气井产能的敏感因素;表皮因子和启动压力梯度不是敏感因素。通过可靠性分析,参照Vogel方程建立的页岩气井产能公式能够快速、准确的判断页岩气井的产能。     

页岩气藏压裂水平井物质平衡模型的建立

针对页岩气藏压裂水平井中裂缝、基质、游离气和解吸气等对产气量贡献比例定量计算的难点问题,开展了动态渗流分区的物质平衡模型的建立与分析研究,研究中采用了不同渗流区域内压力降传播速度及平均地层压力的计算方法,进行了动态渗流分区设计,给出了压裂液返排后储层受渗吸作用的含水饱和度计算方法,建立了由12项构成的综合物质平衡方程。通过模型的实例应用与分析,获得了气井生产的7个渗流阶段,揭示了不同生产时间的供气结构比例变化规律,认识到基质储层的游离气是气井长期生产的主要供给气来源,其次是解吸气。模型的建立简化了多尺度渗流方程的描述和复杂求解过程,为理论分析和现场应用提供了一种新的方法,也为深入理解和研究页岩气藏渗流特征提供了依据。     

东胜气田致密砂岩储层渗流机理

致密砂岩气藏渗流阻力大,废弃压力高,采收率低,含水饱和度影响显著,明确致密砂岩储层气体的渗流机理对于气藏的有效开发具有重要意义。选取东胜气田致密砂岩储层样品100余块,开展了孔渗测试及其相互关系与分布特征分析;进行了致密砂岩储层在不同含水饱和度下的气体渗流特征实验,计算了单相气体及不同含水饱和度下气体渗流的滑脱因子;测试了样品在不同驱替压力下的气水两相相对渗透率曲线。实验研究结果表明：东胜气田致密砂岩储层覆压渗透率约为常压下测得的标准渗透率的1/10,且普遍低于0.1mD,孔隙度偏低;滑脱效应受渗透率、孔隙压力、含水饱和度影响明显;干岩心气体临界流态特征明显,小于0.1mD岩样渗流特征曲线为线性,大于0.1mD岩样非线性特征明显;含水饱和度对于渗流特征曲线影响显著,随着含水饱和度增加,气体渗流由气态渗流过渡到液态渗流,气相渗流滑脱效应逐渐变弱;驱替压差对残余水饱和度影响大,控制气藏生产压差,防止大压差驱动储层水,导致气井大量产水。渗流机理研究对于东胜致密砂岩含水气藏的合理、有效开发具有重要的基础理论支撑作用。     

页岩气藏部分压开压裂井压力动态分析

 压裂井因为能够提高单井产量和降低成本在页岩气藏的开发过程中得到了广泛应用,然而在实际生产过程中由于页岩储层普遍厚度较大,难以被完全压开。为此,综合考虑页岩气的解吸、扩散和渗流特征,建立了页岩气藏部分压开压裂井的渗流模型,应用Laplace变换、Fourier变换和Duhamel原理,结合Stehfest数值反演对模型进行求解,绘制了相应的压力特征曲线并对其进行了流动阶段的划分,讨论了相关参数对压力动态的影响。研究表明,页岩气藏部分压开压裂井的压力特征曲线存在7个主要流动阶段;裂缝的压开程度主要影响球形流阶段表现的明显程度及压力导数曲线前期位置的高低,解吸系数主要影响压力导数曲线下凹的深度,无因次储容系数主要影响压力导数曲线下凹的宽度和深度,无因次窜流系数主要影响解吸扩散阶段出现的早晚。所获得的结果可为利用压裂井合理高效地开发页岩气藏提供理论支持。     

改进的低渗透底水气藏压裂井见水时间预测公式

 低渗透底水气藏中的气井在实际生产中需通过压裂改造获得工业产能, 预测压裂井见水时间对合理开发该类气藏具有重要指导意义。针对低渗透底水气藏压裂井的渗流特征, 将渗流场划分为射孔段及其下部两个部分, 以稳态渗流理论为基础, 分别建立了符合各区渗流状态的产能方程, 结合水锥顶点的运动方程建立了低渗透底水气藏压裂井见水时间预测公式。实例计算表明, 压裂井能显著延缓气井见水时间, 利用本方法计算的见水时间更接近实际。敏感性分析表明, 随气藏打开程度增加, 气井见水时间先增大后减小; 增大裂缝半长及裂缝导流能力都将延缓气井见水, 但增加幅度逐渐降低, 存在最优值。     

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。     

考虑氧化作用的富有机质页岩吸附水量

页岩气井大型水力压裂后压裂液返排率普遍较低,滞留压裂液可能诱发页岩产生裂缝,但在水力裂缝与天然裂缝中占据有效气体传输通道,影响压裂效果。选取四川盆地龙马溪组典型富有机质页岩,采用填砂管与粒状页岩模拟体积改造的页岩气层,开展了蒸馏水与氧化液体积改造后页岩气层吸附水量的对比实验,明确了氧化对压裂液渗吸分散到裂缝附近基块孔隙的作用与机理。结果表明,与蒸馏水相比,氧化作用可以增强页岩渗吸分散水相作用,降低页岩孔隙空间内的自由水量,增加页岩吸附水量;富有机质页岩氧化作用消耗有机质,分解有机黏土复合体,裂缝与孔喉壁面更多的黏土矿物接触压裂液,增加黏土矿物吸附水量,降低裂缝面及基块孔隙含水饱和度,释放渗流空间。建议根据具体工程地质特征,优选氧化性流体的加入时间及用量,充分发挥滞留氧化性压裂液的造缝能力,促进压裂液渗吸分散,实现压裂液少返排或零返排,增大气体在裂缝中有效渗流通道。