低渗气藏中气体非线性渗流的特征分析

为了对低渗气藏中气体渗流特征有一个清楚和较为准确的认识,采用实验研究的方法,分析了低渗透储层中气体渗流特征。结果表明:在低渗透储层中,气体渗流表现出明显的非线性渗流特征,并且受多种因素影响;有效应力的增加,会导致岩石渗透率降低,气体在地层中渗流越困难;启动压力梯度增大,气体非线性渗流愈明显;滑脱作用越强,越有利于气体的渗流,提高气藏的产能;相同的压力梯度下含水率越高,渗流速度就越低,储层岩石的初始气测渗透率越低。该成果对天然气开采工程具有一定的参考价值和指导意义。     

海上低渗透油藏非线性渗流渗透率下限实验研究

应力敏感对储层的损害具有不可逆性,启动压力梯度导致油藏中出现不流动区;因此,界定海上低渗透油藏非线性渗流的渗透率下限对制定高效开发技术政策至关重要。分别选取珠江口盆地东部10块和17块典型低渗透岩芯开展应力敏感实验和启动压力梯度实验研究。通过实验结果分析,分别建立了应力敏感、启动压力梯度与油藏岩石渗透率的关系模型,定量表征了海上低渗透油藏非线性渗流特征。选用油藏实际参数,模拟计算应力敏感和启动压力梯度对产能的影响,界定了珠江口盆地东部低渗透油藏应力敏感渗透率下限为10×10-3μm2,启动压力梯度下限38×10-3μm2,以此指导南海东部低渗透油藏合理开发技术政策制定,从而为提高油田开发效果奠定了基础。     

特低渗油藏渗流阻力梯度的非线性特征

根据边界层理论,运用三次函数形式对特低渗岩心试验曲线进行拟合分析,在此基础上,运用微分线性描述方法,建立考虑边界层及启动压力梯度影响的特低渗储层渗流阻力梯度的数学模型,得到渗流阻力梯度与驱替压力梯度及渗透率的关系图版.结果表明,渗流阻力梯度随驱替压力梯度增加而降低,随渗透率减小而增大,且渗透率越小,渗流阻力梯度增幅越大,其非线性变化特征越明显.     

特低渗透储层渗流特征和影响因素

为了研究特低渗透储层渗流特征及影响因素,以鄂尔多斯盆地白豹油田为例,对特低渗透岩心的单相和两相渗流特征进行分析.结果表明,特低渗岩心单相渗流具有拟启动压力梯度,渗透率越小,拟启动压力梯度越大;其渗流曲线不再为一条直线,而为下凹型曲线,呈现非达西渗流特征;其流变曲线不是直线,而为上凸型曲线,流体为非牛顿假塑性流体,在较小外力作用下不发生流动,只产生弹性变形,只有当外力大于某值时,流体才发生流动,且具有明显的屈服应力;动极限剪切应力与渗透率的关系表明,动极限剪切应力随渗透率减小而急剧增大;随着剪切速率的增大,视黏度逐渐降低,在剪切作用之后,流体浓度具有变小的特性;油水两相渗流曲线说明束缚水饱和度和残余油饱和度偏高,共渗区较窄,且随着含水饱和度增大,油相渗透率快速下降,水相渗透率缓慢增长.岩心的渗透率大小、润湿性、水锁等因素均对渗流特征有影响.     

非达西效应对低渗气藏见水时间的影响

大量实验研究证实低渗透气藏中存在渗流的非线性和流态的多变性,流体渗流不仅需要克服启动压力梯度,同时气体渗流还要受制于应力敏感效应的影响.针对这种气藏的非达西渗流特征,推导了同时考虑启动压力梯度和应力敏感效应的低渗透底水气藏见水时间预测公式,并以某低渗透底水气藏为例,研究了启动压力梯度和应力敏感效应对见水时间的影响.研究结果表明,启动压力梯度和应力敏感效应对低渗透底水气藏的见水时间有显著影响,考虑启动压力梯度和应力敏感效应的低渗透底水气藏见水时间预测公式对此类气藏见水时间的研究具有一定的指导意义.     

特低渗透油藏渗流特征实验研究

目前,国内外对启动压力梯度的研究基本都集中在理论研究层面,实验研究很少.用胜利油田某特低渗透油藏的天然岩心,通过实验研究了水在特低渗岩心中的启动压力梯度及流速—压差关系,束缚水饱和度下油在特低渗岩心中的启动压力梯度及流速—压差关系.通过对实验数据回归,得出了最小启动压力梯度、拟启动压力梯度、最大启动压力梯度及描述流速—压差曲线参数与岩石气测渗透率、流体黏度的经验公式,建立了确定最小、最大启动压力梯度的图版.研究表明,特低渗地层启动压力梯度及描述流速压差曲线的参数与岩石气测渗透率/流体黏度比值有很好的相关性,拟绝对渗透率与岩石气测渗透率有很好的相关性.     

低渗气藏水平井二项式产能方程修正

低渗气藏普遍存在启动压力梯度和应力敏感现象,而目前低渗气藏水平井二项式产能方程却未完全考虑这两个因素的影响,导致计算出的无阻流量出现较大偏差,单井合理产能认识不准。从低渗气藏渗流理论出发,在 Forchheimer 渗流方程中引入启动压力梯度和应力敏感系数,推导了含启动压力梯度和应力敏感的低渗气藏水平井产能修正方程。以川西某气藏岩芯实验数据和某水平井试井资料为基础,在考虑启动压力梯度时,采用修正方程计算出的无阻流量较常规二项式产能方程降低了9.44%;而在考虑应力敏感时,其无阻流量降低了35.08%;同时考虑两个因素影响时,无阻流量更是降低了43.41%;计算结果表明,运用修正后的方程计算的无阻流量与常规方法计算结果存在一定的差异性,建议使用修正的方法进行无阻流量计算与产能预测。     

非线性渗流条件的低渗油藏产能计算方法

为了准确评价低渗透油藏的产能动态规律,针对低渗透油藏的渗流特点,建立了考虑非线性渗流特征的产能计算模型,并用Newton-Raphson方法对模型进行求解.结果表明:用启动压力梯度方法计算的产量将比用非线性渗流方法计算的产量低,特别是在井底流压较大时;而用达西方法计算的产量比用非线性渗流方法计算的产量高,特别是在井底流压较小时.非线性渗流方法比传统的启动压力梯度方法更能够反映低渗透油藏的渗流规律.     

低渗碳酸盐岩气藏提高采收率技术对策

系统的提高采收率技术对策是改善低渗碳酸盐岩气藏进入开发中后期效果的重要技术手段。针对该类气藏进入开发中后期地质、生产动态以及开发方式上相对于早期的变化,围绕气田挖潜与提高采收率,梳理了该类气藏在面临侵蚀沟槽发育、储层低渗非均质性强、低压低产井多等特征时,剩余储量挖潜、提高储量动用程度和井网完整性评价中的关键技术问题。并在复杂岩溶储层描述、低渗气藏精细动态评价技术的基础上,提出以"沟槽挖潜、井网优化、增压开采、排水采气"为核心的提高采收率技术思路与对策,并将研究成果应用于鄂尔多斯盆地M气田。结果表明:M气田可新增动用储量220.3×10~8 m~3,增产气量303.4×10~8 m~3,提高气田采收率6.8%。研究结果对国内同类气藏的开发与实践具有指导意义。     

低渗透气藏低速非线性渗流数值模拟研究

大量实验表明,低渗气藏流体在低速渗流时不仅要克服启动压力梯度,而且还受到气体滑脱效应的影响。基于低渗气藏的这一渗流特征,建立了考虑启动压力梯度和气体滑脱效应的低渗低速非线性渗流数学模型及其有限差分方程,并编制数值模拟软件,对比研究了四种情况：(1) 不考虑启动压力梯度和气体滑脱效应;(2) 仅考虑启动压力梯度;(3) 仅考虑气体滑脱效应;(4) 考虑启动压力梯度和气体滑脱效应。数值模拟结果表明：情形(3)的累计产量最高,情形(4)次之,情形(1)第三,情形(2)最低。这一结果说明启动压力梯度和气体滑脱效应对低渗气藏的生产影响很大,由此证明了模型的正确性和适用性。     

低渗储层中气体非达西渗流机理

通过对低渗透岩心气体的渗流实验研究,探讨了低渗透储层气体渗流机理。结果表明:在低渗透储层中,气体渗流表现出明显的非达西渗流特征,并且受含水率的影响较大;在渗流克氏回归曲线上,存在两个临界点a、b,均具有重要的意义:小临界点a区分了两种不同的作用机理,其位置的不同对应的渗流曲线类型不同;临界点b界定了两种不同的渗流形态,临界点b的位置高低对应的渗流曲线中非线性渗流段的长短就不同。两个临界点的研究对理论分析以及现场生产均具有重要的指导意义。     

低渗透油藏聚合物驱启动压力梯度研究

为了描述低渗透油藏聚合物驱的渗流规律及启动压力梯度特征,借鉴水驱启动压力梯度的试验测定方法,将压差-流量法和毛细管平衡法相结合,在不同储层渗透率和体系黏度下开展低渗透储层聚合物驱渗流试验;在此基础上,基于非线性渗流理论量化表征聚合物驱启动压力梯度,建立聚合物驱非线性渗流系数与体系黏度、储层渗透率和流度的量化关系。结果表明,随着储层渗透率的降低或体系黏度的增大,相同渗流速度下聚合物驱的渗流阻力增加、压力梯度增大;聚合物渗流曲线用非线性方法表征吻合较好,且随着储层渗透率降低、体系黏度增大或流度降低,聚合物驱非线性渗流系数均增大;流态图版包含对不流动区、非线性渗流区和拟线性渗流区的定量描述。     

影响特低-超低渗透砂岩油藏开发效果的因素分析

以特低-超低渗透砂岩油藏为研究对象,应用恒速压汞技术深入分析其微观孔隙结构,通过低渗透物理模拟试验研究该类储层的应力敏感性、单相流体渗流以及油水两相渗流特征,并从微观孔隙结构角度进行解释,在此基础上讨论该类油藏开发效果的影响因素。结果表明:微观孔隙结构是决定和影响特低-超低渗透油藏开发难度和开发效果的根本性因素;当渗透率小于2×10-3μm2时,孔喉微细,储层动用难是开发面临的最核心的矛盾,但储层一旦得到有效动用,因其良好的喉道分选,开发效果会比较好;而当渗透率大于5×10-3μm2时,流体流动通道较宽,建立起有效的驱动压力体系较为容易,开发此类储层面临的关键问题是微观非均质性降低了储层的开发效果。     

葡南油田低渗透储层应力敏感性研究

通过实验模拟地层在不同上覆压力下,孔隙度、渗透率的变化,研究低渗透储层的应力敏感性。其在增压过程中孔隙度和渗透率随着压力的增加而明显降低;在压力降低或撤除后,由于造成了岩石应力敏感性损害,孔隙度和渗透率不能恢复到原始的状态。低渗透储层应力敏感性的影响因素包括上覆压力的大小、加压次数、岩石覆压时间长短和流体饱和度的影响,在开发低渗透油田时应注意保持合理的生产压差、开采速度和降压方式。该研究为低渗透油藏的开发提供了理论依据。     

考虑应力敏感性的低渗气藏压裂气井产能模型

 渗透气藏孔喉致密存在应力敏感性,而且气井投产前普遍进行压裂,因此建立考虑应力敏感性的气井产能模型具有一定的意义。选用塔里木低渗透气藏的岩心开展应力敏感性实验,实验表明低渗透气藏存在较强的应力敏感性,渗透率越低,应力敏感性系数越大,应力敏感性越强。将压裂气井的渗流区域划分为裂缝两端的径向流和裂缝两边的线性流推导了考虑应力敏感性的压裂气井产能模型。应力敏感对压裂气井产能有较大影响,应力敏感性越强的气藏,产能损失率越高,随着井底流压的降低,应力敏感性引起的产能损失增加。压裂是改善受应力敏感性影响的低渗气藏气井产能的有效途径。     

加压时间对储层岩心渗透率的影响

目前储层应力敏感性研究仅限于有效覆压对渗透率的影响,忽略了加压时间对岩石变形的作用.在高压孔渗仪上用拟三轴岩心夹持器和天然岩心,考察了加压时间对岩石渗透率的影响,提出并计算了单位覆压下渗透率绝对变化速率和相对变化速率.结果表明,岩石变形或渗透率变化与时间有关,渗透率随加压时间的延长而降低.在加压初期渗透率变化幅度较大,随着时间的延长,渗透率变化逐渐变缓;幂函数在总体趋势上能拟合渗透率随时间的变化,其拟合误差在工程应用的合理范围内;基础渗透率大于4.6×10-3 μm2的岩心,渗透率下降主要发生在4 h内;渗透率绝对变化速率随时间的延长而降低;渗透率绝对变化速率和相对变化速率与岩石物性有关,岩心基础渗透率越高,渗透率绝对变化速率越大,相对变化速率越小.渗透率相对变化速率的建立,为储层应力敏感性评价提供了一个新的定量参数.     

超低渗透油藏渗流特征及提高采收率方向

为提高超低渗透油藏单井产量,深入研究了超低渗透油藏渗流特征,认为建立注水渗流条件下的有效驱替是关键,综合多种测试手段和岩心室内实验结果,定量描述了启动压力梯度和压力敏感系数的非线性变化规律,建立了超低渗透油藏考虑应力敏感和启动压力梯度的渗流模型,研究并试验了以小井距、小水量、超前注水、前置酸加砂压裂、多级加砂压裂、水力射孔射流压裂为主体的开发技术,有效地改善了平面和剖面渗流条件,为规模开发超低渗透油藏提供了新途径。     

考虑低渗点启动压力梯度的中东孔隙型碳酸盐岩油藏波及系数修正方法

 根据中东地区孔隙型碳酸盐岩油藏渗透率分布范围大、低渗与中高渗渗流规律并存的特征,针对低渗点存在启动压力梯度而难以动用的问题,采用数值模拟方法分析低渗点启动压力梯度对油藏波及系数的影响规律,通过耦合低渗点启动压力与井间驱替压力分布,提出考虑低渗点启动压力梯度的孔隙型碳酸盐岩油藏波及系数修正方法。以中东地区M油藏为例进行应用分析,计算得到的渗透率为5×10^-3~35×10^-3 μm²、变异系数为0.6~0.8时,波及修正系数分布范围为0.75~0.99,证明了该孔隙型碳酸盐岩油藏波及系数修正方法的可靠性和实用性。