低渗气井水锁伤害半径研究

水锁伤害是一个长期而持续的过程,评价水锁伤害对低渗气井产能影响时主要通过岩心水锁伤害实验实现。由于实验时间短、岩心长度小等限制,因此无法准确描述作业周期长的低渗气井水锁伤害半径。通过对水锁伤害机理分析,确定影响水锁伤害半径主要因素。结合渗流力学理论将水锁伤害过程近似为毛管束模型的活塞式运动,推导出水锁伤害半径的计算方法;并结合实际井的钻完井和测试资料,进一步验证了计算方法的准确性。运用该方法可以准确计算作业周期长的低渗气井水锁伤害的半径,准确评价其对产能的影响。     

致密砂岩气藏水锁伤害及对产能的影响

为了评价致密砂岩气藏水锁伤害对储层的影响程度,设计了适于测定致密砂岩水锁伤害的试验方法,开展了室内试验研究,并分析了水锁伤害对气藏产能的影响。研究表明:致密砂岩束缚水饱和度较高,平均为47.67%,水锁伤害率平均为76.49%,水锁伤害严重。渗透率越低的岩心,水锁伤害越严重。水锁伤害主要发生在含水上升的初期阶段,水锁伤害率随含水饱和度的增加而增加的幅度越来越小;水锁伤害对产能的影响较为显著。水锁发生后,气体产能下降幅度超过了60%;水锁伤害半径越大,对产能的影响也越大,影响程度达到17.78%。致密砂岩储层水锁伤害要以预防为主,因此,油气田现场要适时地采取措施防止水锁伤害的发生,并建立合理的气井生产制度。     

大牛地气田致密砂岩气藏水锁伤害特征分析

大牛地气田致密砂岩气藏具有非均性强、开发难度大的特点,储集层沉积环境变化快,沉积微相类型多,岩石胶结成分种类多、含量差异大、致密化成岩作用强;孔隙小、喉道窄,储集层渗透率低;气、水两相流动的通道小,渗流阻力大,水、气界面的表面张力大,水锁效应明显。特别是水平井压裂液规模大,一般是3 000~5 000 m~3。大量的压裂液在较高的工作压力下进入地层中,进一步加大了水锁伤害程度。通过对致密砂岩储层的伤害实验、理论计算及实际压后特征的统计分析,明确了致密砂岩气藏的孔隙度、渗透率及压裂液侵入时间对压裂水平井水锁伤害的影响,分析了3种不同的水锁伤害类型特征,并提出了降低水锁伤害的建议。     

自吸条件下火山岩气藏水锁伤害效应实验

 水锁效应广泛存在于火山岩气藏中,是火山岩气藏的损害类型之一,严重影响着火山岩气藏的开发效果.本文结合核磁共振技术通过室内实验研究,探讨低渗透火山岩气藏自吸作用下的水锁伤害机制及伤害程度,通过气驱反排实验模拟了火山岩气藏水锁解除过程.研究表明:各渗透率级别的火山岩岩心自吸吸入水饱和度与吸水时间并非呈线性关系,自吸开始的2h之内,岩心含水饱和度急剧增加,随着自吸时间的增加,岩心含水饱和度增加幅度越来越小,自吸16h后岩心吸入水量已基本保持不变;应用核磁共振技术研究了吸入水量与孔隙结构的关系,发现孔隙结构越复杂,岩心吸水量越大;通过反排实验发现,岩心含水饱和度以及水锁伤害率随反排孔隙体积(PV)数的增加而减小并趋于平缓,反排25PV后水锁伤害基本得到解除;针对目前水锁伤害评价存在的不足,结合储层中水锁伤害的产生和解除,提出一种改进的水锁伤害评价方法——动态水锁评价方法.     

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。     

高含硫气井元素硫溶解度与硫沉积预测模型研究

为了正确评估高含硫气井的储层硫堵伤害,通过收集整理大量酸性气体硫溶解度实验数据,建立了考虑溶质压力特性的典型高含硫气藏条件下元素硫溶解度预测模型。在此基础上,根据气水渗流理论与硫溶解度随压力变化量函数,推导了元素硫沉积量化表征数学模型;采用四川盆地某高含硫边水气藏与典型硫堵气井的基础静态与动态资料等,定量分析了影响气井硫堵状况的因素与储层硫饱和度的变化规律,探讨了缓解储层硫堵状况的技术思路与对策。研究结果表明：(1)通过验证,证明了本文建立的硫溶解度预测模型具有更好的预测性能,预测结果也更可靠;(2)气井硫堵程度受制于多种因素的综合影响,在相同的生产时间下,较大的气井日产气量、储层(初始)含水饱和度、非达西流常数,较小的储层有效厚度、储层(初始)孔隙度与渗透率、井底流压,能够造成更严重的气井硫沉积堵塞状况;(3)随着气井生产时间的增加,气井硫堵区域逐渐向井筒外围地层扩展。在气藏不同开发阶段,应该采取不同的硫沉积治理思路。开发初期,建议采用“控速为先,治理为辅”的治硫思路;开发中期,采取“控治并重”的思路;开发后期,应以经济效益为先,维持气井带液生产是该阶段的重点工作。     

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。     

基于低场核磁共振技术的致密砂岩气藏防水锁作用机理研究

致密砂岩气藏孔隙度、渗透率较低,微观孔喉尺度细小,在生产及压裂过程中极易产生水锁伤害。为开展致密储层防水锁作用机理研究,本文将常规岩心自吸实验、防水锁剂抑制水锁伤害实验与低场核磁共振技术相结合,从微观角度揭示致密砂岩储层微纳米级孔喉中的防水锁作用机理,为致密砂岩气藏防水锁相关研究提供理论依据。研究结果显示,加入防水锁添加剂后,流体表面张力下降,接触角增大,自吸速率变慢,渗透率有一定程度恢复;在此基础上,通过核磁共振T2谱从微观角度评价缓慢自吸阶段液体在不同孔喉尺度范围内的液相水锁滞留现象,其中加入防水锁添加剂后在自吸20h时在较小孔喉处自吸液相平均占比为38.61%,整体孔喉平均液相占比为35.79%。而在未加入防水锁试剂的样品中在自吸20h时在较小孔喉处液相占比为67.48%,整体孔喉占比为54.52%;通过防水锁剂抑制水锁伤害实验得出,加入防水锁剂后渗透率恢复程度在15.38%～20.19%,整体液相滞留占比平均下降幅度在10.73%。研究发现防水锁剂有效地降低了较小孔候处液相滞留占比,降低流体表面张力以及增大岩心疏水性能,揭示了致密砂岩气藏防水锁作用机理,为致密砂岩气藏降低水锁伤害程度、提高返排效率,为实现高效开发提供理论支撑。     

广安气田须四段低渗砂岩气藏渗流机理研究

在对储层特征进行详细分析的基础上,从毛管压力、储层结构特征、两相渗流特征、气体单相低速渗流特征和水锁、油锁损害等方面,深入研究了广安气田须四段低渗砂岩气藏渗流机理。研究结表明:须四段低渗砂岩气藏孔隙度集中在3%～7%之间,渗透率集中在0.001×10-3μm2～16.2×10-3μm2之间,属典型的低孔、低渗气藏。毛管压力曲线具有双峰态特征,属于中等偏差储层,孔喉中值半径0.1μm可作为划分储层与非储层的界限。低渗储层气水共存时,气体渗流受到滑脱效应和毛管力影响,低速渗流阶段,毛管力影响较为明显,使气体渗流产生低速非达西渗流现象。由于储层初始含水饱和度较高,随着部分可动水能够采出,水锁损害将得到改善,但凝析油析出量的增加,在喉道处易形成的"贾敏效应",增大气相渗流阻力,影响气井产能,造成油锁损害。     

徐深气田气井多因素动态配产方法研究*

火山岩气藏储层岩性岩相变化快,气水关系复杂,若配产不合理,会造成能量损失、储层伤害、井底积液甚至水淹等问题,严重影响气井产能和气藏采收率。徐深气田单井控制储量小,产能低,开采过程中压力下降快,产量递减快,产水现象普遍。传统的单因素配产方法已不能满足生产需要。根据系统试井产能分析、节点系统分析、出水动态分析、单井动态储量分析以及携液临界流量和底水锥进临界产量的计算,以能量合理利用、压降均衡、采气速度均衡、有效控水、携液安全为原则,综合考虑地层压力、井底流压、生产水气比等对配产界限的动态影响,对气井配产进行优化,形成了一套适合火山岩气藏气井开采的多因素动态配产方法。     

气井产能递减分析与预测研究

在分析气藏压力变化后气井储层渗流参数和流体参数变化特征的基础上,利用实例井测试和实验分析数据,分别提出了不同类型气井产能变化规律,对其递减规律进行了理论预测,并使用矿场数据进行了定量分析,且对比了常规研究方法,着重于对产能方程系数的变化分析,尝试利用先前获取的稳定试井资料分析储层压力大幅下降后的产能动态。结果表明,常规气井产能变化主要受流体状态参数的影响;储层压力低于露点压力后,凝析气井组分变化和凝析液析出控制着气井产能的递减;变形储层开采期间储层渗流参数的变化会加快气井产能的递减速度,用修正的勘探阶段测试数据来预测产能递减能够满足工程需要。研究可为优化不同类型气井工作制度提供参考。     

低渗气藏单井非稳态产能分析及控制储量评价

针对气井的常规系统分析存在“用二项式等方法预测流入动态而不考虑气藏渗流特征”问题,提出了采用不稳态气藏渗流与井筒流动的耦合机制进行动态分析,充分考虑气藏的渗流特性、供给范围及开采过程中的地层压力递减情况。通过常规生产动态资料,确定气井的控制储量、地层参数,预测不同开采方式和不同时间情况下的气井产能和压力变化,评价可采储量及增压效果,从而优化气井的工作制度。     

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。     

低渗气藏产水气井一点法产能试井研究

推导了低渗气藏考虑启动压力梯度的产水气井产能方程,并在此基础上推导了适合低渗气藏产水气井的一点法产能预测公式。与常规低渗气藏气井一点法公式相比,该公式中的经验数α和δ不仅与启动压力梯度有关还与生产气水质量比有关,并且系数α随气水质量比的增大而减小,系数δ随着气水质量比的增大而增大。并且根据单相渗流与两相渗流的关系,建立产水气井一点法经验数与常规单相气井一点法经验数的关系式。最后,通过某井的实例发现,考虑产水影响的无阻流量比常规低渗一点法产能试井得到无阻流量偏小,所以在气井产水时,常规低渗气藏一点法产能评价方法会高估气井的产能。同时,该实例证明了该方法是切实可行的。     

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。     

低渗储层液锁伤害的精确测量与评价

针对现有液锁伤害测量方法操作复杂、测定数据精度低的问题,设计了高精度注入装置和对应的液锁伤害测定方法,并形成了低渗储层液锁伤害评价方法。研究表明:所设计的注入装置更加精确、实用;液锁伤害主要发生在含水饱和度相对较高的区间上,渗透率伤害率随着含水饱和度的增加而逐渐增加,整体都在50%以上,呈现出"S"形曲线形态,且渗透率越低其曲线的"S"形态越明显;液锁伤害率曲线随渗透率的增加以渗透率为2.2×10~(-3)μm~2和15.5×10~(-3)μm~2为拐点而呈现三段式降低,渗透率越高,伤害程度越小;液锁阻塞半径随产量的增加而增加,在产量一定时,阻塞半径随液锁伤害率的增加而增加,并依照阻塞半径变化曲线建立了液锁伤害评价标准,将液锁伤害率在0～27%、27%～43%、43%以上三个区间上的伤害程度分别定义为低伤害、中等伤害和高伤害三个等次,其对应的阻塞半径分别为0～1.5、1.5～6、6 m以上;液锁伤害应以预防为主,适时地采取措施防止液锁伤害的发生,并要建立合理的气井生产制度。所设计的实验装置和实验方法操作性强、数据可靠,为深入研究储层伤害提供了重要依据,为油气田开发及储层保护提供重要的技术参考。     

产水气井稳定点二项式产能方程及其应用

对于存在底水、边水、层间水的气藏,在开发过程中,易出现气水两相流动。准确评价气井产能对于合理开发气藏具有重要意义。从渗流力学的基本原理出发,结合质量守恒方程,引入水气比参数,建立气水两相拟稳定渗流的数学模型,推导出气水两相渗流的稳定点二项式产能方程。根据此方程,结合不稳定试井解释资料,以及一个稳定点的数据,能够确定气井开始产水时的无阻流量以及生产过程中不同时间段的无阻流量。作出对应的流入动态关系曲线图,只需在生产过程中测得一个稳定点资料即可,无需单独做产能试井,为准确认识产水气井的产能提供了理论基础。     

低渗气藏气水两相非达西渗流及产能影响因素分析

气水两相渗流是气藏开发过程中遇到的一个重要的问题。准确地研究气水两相渗流,对气井产能的影响有着非常重要的意义。针对开始产水的低渗透气藏,基于流体在地层中的多相渗流理论,建立数学模型,并对气水两相的渗流微分方程进行求解,推导出考虑非达西效应和表皮因子的气水两相产能公式。分析了不同水气比条件下,压力与拟压力的关系。实例计算结果表明,随着水气比的增大,气井的无阻流量不断减小,降低水气比对气藏开发有着重要意义。关于气水两相渗流机理及产能的分析,可以为产水气井的生产动态的分析提供指导。     

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。     

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。