北美页岩气规整化产量递减分析方法应用——以长宁-威远示范区为例

页岩气井控压生产时,工作制度变换频繁,产量及压力递减缓慢,常规递减方法难以对其生产动态进行准确预测。针对控压页岩气井生产特征,北美Haynesville提出采用规整化产量同时耦合压力及产量影响,进行页岩气井动态分析。基于上述方法,通过地质参数类比、数值模拟计算和矿场实例应用等验证手段,论证了北美规整化产量递减分析方法对于长宁-威远示范区气井生产动态分析的可行性,并提出了采用该方法预测长宁-威远示范区页岩气井最终可采储量(EUR)的相应步骤。研究成果证实了北美规整化产量递减分析方法应用于中国同类型页岩气田控压限产气井的可行性及优势,对国内同类页岩气田动态分析及生产规律预测具有参考和借鉴价值。     

页岩气井EUR快速评价新方法

页岩气井通常采用控压进行生产，这既可降低储层应力敏感效应，又可改善气井生产效果，提高气井最终可采储量（EUR）。同时，频繁变更工作制度又会导致气井生产数据波动剧烈，给准确预测气井EUR带来了新的挑战。因此，通过对现有气井生产数据处理方法的综合分析，首先，开展了变工作制度下波动数据降噪方法的研究，结果表明双对数坐标系下的压力规整化产量-物质平衡时间图版能使波动数据得到有效的收敛；然后，基于降噪处理后的数据形态特征，建立了页岩气井EUR评价新模型，提出了一套页岩气井EUR评价新方法。实例分析表明，新方法与经典方法的评价结果相近，确保了新方法的可靠性；同时，新方法操作更简便，计算更高效，避免了经典方法中参数多、拟合难的问题，可更加快速地完成页岩气井EUR评价。     

页岩气藏单井产能预测的影响因素

为了预测页岩气井的产能,指导页岩气高效开发,该研究在对页岩的渗流机理进行调研的基础上,建立了考虑气体吸附解吸作用、渗透率应力敏感性、近井筒表皮效应、气体滑脱效应等四个关键因素的页岩气在单一介质中渗流的数学模型,并利用数值差分方法进行求解,分析了页岩气井产能的影响因素。研究结果表明：（1）页岩的气体吸附能力越强,页岩气井稳产时间变长,产量递减变慢。（2）随着近井筒表皮系数的增大,井底附近渗流阻力增大,压力损耗升高,页岩气井产量递减速度加快。（3）随着滑脱系数的增大,页岩气井产稳产时间变长。（4）随着应力敏感系数的增大,页岩气井产量降低,稳产时间变短。     

页岩气井暂堵重复压裂技术研究进展

我国页岩气井重复压裂技术较国外有明显差距。近几年国内页岩气田的部分压裂井出现了产量递减快、井口压力低于输压的情况,亟需采用重复压裂技术进行有效增产。在调研国外页岩气暂堵重复压裂选井标准、工艺设计方法、现场施工及重复压裂监测诊断与评估技术研究进展的基础上,系统总结了国外暂堵重复压裂的先进经验。基于对页岩气井重复压裂面临技术挑战的分析,对我国重复压裂技术的研究提出了建议。     

基于GA-BP神经网络的长宁地区页岩气水平井产能预测技术

准确预测页岩体积压裂井的产能是确定合理开发决策的重要前提。目前页岩气井产能预测主要基于理论模型,需要理想化假设条件和不易得到的参数,导致体积压裂前的产量预测精度不高。为此,通过数据挖掘技术直接从影响产能的参数入手,突破传统理论模型的局限,首先利用灰色关联度确定影响长宁地区57口页岩气水平井压后产量的主控因素及权重,然后基于遗传算法优化的误差反向传播(back propagation,BP)神经网络方法,建立页岩气水平井体积压裂产能预测模型。基于该模型,针对长宁地区已生产井数据开展现场应用。应用结果表明:工程参数主要影响页岩气水平井的初期产量,总有机碳含量(total organic carbon,TOC)、单井百米液量、单井百米砂量、脆性矿物指数等工程参数是影响页岩气水平井测试产量和3个月累产气量的主控因素;TOC、I类储层钻遇长度、孔隙度、含气量等地质参数是影响页岩气水平井1年累产气量的主控因素;基于长宁地区已生产井数据建立的页岩气水平井体积压裂测试产量预测模型的平均误差为8.76%,预测误差同比多元回归模型预测降低了47.79%;基于遗传算法-误差反向传播(genetic algorithm-back propagation,GA-BP)神经网络的产能预测技术具有操作灵活和预测精度高的特点。利用大数据分析和产能预测方法为长宁地区页岩气井的产能预测提供一种新思路,提高了产能预测效率,并有效地指导现场施工。     

页岩气储层压后返排特征及意义

为制定科学的页岩气储层压后返排策略,基于威远地区龙马溪组36口页岩气井压后返排数据,分析压后关井对产量的影响以及返排过程两相流阶段性特征,同时进行页岩气储层液相支撑验证实验。结果表明:压裂液在主压裂结束后一定时间内仍然发挥造缝作用,一定时间的关井有利于提升气井累积产气量期望值;页岩气储层压后返排气液两相流阶段出现气增液降特征点是高产气井的共同特征,根据两相流阶段特征可初步评估气井产气能力;滞留压裂液在页岩储层微细裂缝网络中具有液相支撑作用,使气相渗透率不是含水饱和度的单调函数,存在最优返排率使气相渗透率最大化;可以采用以追求气相渗透率最大化为目标,以控压、控速为原则的页岩气储层压后返排策略。     

页岩气井环空带压临界控制值计算方法

页岩气井由于大规模压裂导致井筒完整性破坏而引起大量环空带压问题，严重影响页岩气井的安全生产。针对页岩气井环空带压问题，基于API RP 90-2环空带压临界控制值计算方法，考虑页岩气井储层压力、产量变化、腐蚀以及磨损等因素，分析实际生产中环空各组件承压能力随服役时间的变化情况，建立了页岩气井环空带压临界控制值计算方法及环空带压控制图版，并进行了实例计算。研究结果表明，页岩气井环空带压临界控制值在服役早期主要受井口装置、技术套管承压能力影响，到服役后期时，随着腐蚀及地层压力降低，主要受油管薄弱点抗外挤强度影响，且随服役时间、腐蚀速率增加而不断降低，当环空带压控制值小于地层压力时，需要对环空压力值进行监测并采取相应措施，以保证现场安全生产。     

页岩气井环空带压安全风险定量评价方法研究

针对页岩气开发过程中井筒完整性失效引发的环空带压问题,开展了页岩气井井筒环空带压安全风险定量评估研究。基于模糊综合评判理论,充分考虑页岩气井的井筒实体屏障、流体屏障、运行管理等实际情况,建立了以环空压力、固井质量和地层完整性3个关键风险指标为依据的页岩气环空带压井安全风险评估方法,在某页岩气田进行了应用,对19口环空带压井的风险值和风险度进行了定量评估,并根据风险评价结果,从环空最大许可带压值确定、环空带压诊断、环空带压监测管理等方面给出了一套页岩气井环空带压安全管控推荐作法,研究成果为页岩气井的安全生产提供了重要的技术指导。     

浅层页岩气井全生命周期地质工程一体化应用

昭通国家级示范区太阳山地浅层页岩气田作为中国首个工业开发的大型整装浅层页岩气田,目前已进入规模商业开发阶段,证实了盆地外强改造复杂构造区浅层页岩气仍具有较好的勘探开发前景,对中国页岩气的发展具有重要的启示意义。基于太阳山地浅层页岩气田地质工程一体化高效开发创新实践,系统梳理和总结了地质工程一体化的核心内涵,形成了适用于山地浅层页岩气高效勘探开发的地质工程一体化工作方法。勘探开发实践经验表明,基于地质工程一体化综合评价理念,通过一体化评价实施平台,一体化协同地对浅层页岩气井全生命周期进行质效把控,针对地质工程“4Q”品质,即：储层品质（RQ）、钻井品质（DQ）、完井品质（CQ）及开发品质（PQ）进行实时动态评估与生产制度优化调控,进而实现气井提质、工程提效、单井提产。     

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。     

月度自然递减率预测方法研究及应用

自然递减率是反映油田产量变化的一个重要指标。针对以往凭经验预测的结果精确度不高的现状,推导出了指数递减、双曲递减和调和递减规律下的月度阶段自然递减率计算公式,在此基础上,基于大量的现场数据,提出了一套月度自然递减率经验公式预测方法。该方法可以简单快捷的预测月度自然递减率,合理确定年度部署分月的产量运行、工作量安排,可以作为开发生产动态趋势预警的重要参考。试验表明该方法具有较高的预测精度,能有效地指导油田开发生产管理。     

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。     

水驱油藏产量递减主控因素确定与应用

水驱油藏产量递减主控因素确定对开展有针对性的油藏开发调整具有重要意义.先通过理论分析获得水驱油藏产量递减率影响因素,再运用灰色关联分析法确定产量递减率主控因素;在灰色关联分析中,首次提出了对"趋大"和"趋小"指标分别进行无因次化处理.将该方法用于确定胜利油田某区块2016年产量递减主控因素,并筛选对主控因素影响较大的单井.研究表明:开油井数、平均单井产液速度、综合含水率、平均单井生产时间等参数是影响油田产量递减的直接因素;含水率是影响胜利油田某区块2016年产量递减率的主控因素,其次为单井产液速度、平均单井生产时间、开油井数;针对胜利油田某区块的主控因素(综合含水率),筛选出了影响综合含水率的11口油井,井号分别为X8-122、X4-141、X4-14、X6-14、X8-14、X7-91、X2-131、X3-121、X4N19、X8-102及X8-11;与这11口井不堵水开发10年后的效果相比,堵水后开发10年的区块剩余油分布有明显降低、且累计采油量增加661.37×104 m3.研究结果将为水驱油藏有针对性的开发调整提供有效方法.     

一种新型的产能递减曲线研究

在总结H递减曲线优缺点的基础上,针对其存在的缺陷,通过理论推导对其进行修正完善,得到了一种新型的、符合守恒定律的产能递减曲线类型,并给出了相应的递减参数求解方法。最后,分别用H曲线和修正曲线对一口压裂水平气井产能递减阶段的产量进行预测计算,并与数值模拟结果进行拟合分析,结果表明:提出的修正递减曲线,一方面保持了H递减曲线能够在递减初期与产量上升或稳产阶段产量平滑衔接的优点,另一方面又弥补了H递减曲线自身存在的在难以精确确定递减0时刻的情况下进行预测产生较大误差的缺陷,从而使修正的递减曲线预测精度更高,使用范围更加广泛,可以用来实例预测计算。     

致密气藏边界流晚期定流压产量递减模型研究

开展定容性致密气藏边界流晚期产量递减模型研究,为致密气藏动态分析及指标预测提供理论依据。依托致密气藏渗流机理实验,在致密气藏渗流微分方程描述的基础上,以定容致密气藏边界流晚期拟稳态由定产的生产方式转为定流压生产方式为研究对象,结合物质平衡方程,建立定容致密气藏边界流晚期产量递减微分方程,并推导求解产量递减模型。研究结果表明:(1)与常规气藏相比,致密气藏非达西流压力损耗由3部分组成,为流体内摩擦力、启动压力和紊流效应的消耗,其中,启动压力也是造成二项式产能方程异常的重要原因;(2)因为紊流效应及启动压力的存在,定容致密气藏边界流晚期,时间-产量关系不再遵循Arps递减模型,启动压力梯度和紊流效应对气井产量递减具有减缓作用,当紊流系数和启动压力梯度趋于0时,再以拟平衡时间为时间轴的产量-时间递减曲线遵循指数递减模型;(3)实例分析表明,引入启动压力项可有效消除二项式产能方程异常现象,新模型可以实现气井动态储量、启动压力梯度等地层参数的计算。基于渗流机理的新模型的建立,为致密气藏二项式产能方程异常处理、产量递减主控因素特征提取、地层参数反演以及动态指标求取奠定了理论支撑,具有较强的实用性和...     

红河油田致密油藏产量递减规律——以红河92井区长8油藏为例

认识致密油藏的生产特征及产量递减规律,有助于实现该类储量的有效动用和效益开发.通过分析红河92井区试采井的历史生产数据,明确不同生产阶段产量下降的递减规律,建立了该井区长8储层致密油藏产量的指数和双曲产量递减模型,并利用模型对生产井未来产量、递减率等指标进行了计算和预测.同时提出温和注水、体积压裂及"压-采"一体化等开发策略建议,为提高致密油藏的采收率和整体开发效益提供参考.     

油田现行的产量递减率计算方法及分析

各种方法计算的递减率值,虽然都能从不同侧面反映产量的递减,但含义有所不同,不能当作相同指标来引用和对比。根据递减理论,进一步深化了对不同递减率表达式基本含义的认识,研究了不同递减规律下递减率计算方法之间的联系与区别,推导出了年产量递减率、年产能递减率、月递减率三者之间的相互关系。根据上述关系式及其递减规律,能够快速而简捷地进行递减率指标预测,从而确定年度分月产量运行安排或开发生产规划安排,能有效地指导油田开发生产管理。     

页岩气的开发

 页岩气作为一种资源量巨大的非常规天然气,具有“自生自储,原地成藏”的特征,其储层致密、开采难度大、气井投产后“初产高,递减快,长期低产”的特点明显。综述了全球页岩气的储量、开发技术及意义,介绍了目前中国页岩气的开发现状。中国页岩气资源丰富,地质资源量134.42×10¹² m³,技术可采资源量25.08×10¹² m³,“水平井+体积压裂+工厂化作业”是页岩气成功开发的基本模式,目前在长宁-威远、昭通和涪陵3个南方海相页岩气示范区实现了初步规模开发,已经具备了年产气97亿m³的生产能力。分析表明,合理高效地开发页岩气,对于缓解中国能源供需矛盾、调整能源消费结构、增强国际天然气定价影响力及促进区域经济发展均具有重要意义。     

低渗透裂缝型碳酸盐岩酸压气井动态特征分析

低渗透裂缝型碳酸盐岩基质低孔低渗、天然裂缝发育,目前存在的酸压气井动态特征模型没有同时考虑储层基质低孔低渗引起的非达西渗流以及储层裂缝发育造成的储层应力敏感效应。为了分析低渗透裂缝型碳酸盐岩气藏酸压后渗流特征和产量递减规律,建立了考虑酸压改造程度、酸压改造范围、流体低速非达西流动、储层应力敏感的酸压气井渗流模型。首先针对气体拟压力形式的非线性非齐次的渗流方程进行Laplace空间变换,在Laplace空间利用摄动理论线性方程解的叠加原理进行求解,其次基于Duhamel叠加原理考虑了井储和表皮对渗流的影响,采用Stehfest数值反演方法得到实空间酸压气井不稳定产量和压力解,最后基于典型曲线特征分析了四类因素对酸压气井产量递减和井底压力动态特征的影响。结果表明:低渗透裂缝型碳酸盐岩酸压气井存在8个流动阶段,基质-裂缝窜流具有减缓产量递减速率的作用;低速非达西在生产中后期对产量递减影响明显,会削弱窜流对产量递减的补偿作用且明显降低气井产能;应力敏感在生产后期对产量递减的影响凸显,对气井递减率和产能影响较小;改造程度越高,产量递减率越大且产能下降越明显;改造范围越大,气井递减速率越稳产。结论认为:实际低渗透裂缝型碳酸盐岩气藏产能分析中,低速非达西渗流对产能的影响大于应力敏感对气井产能的影响;若以保持酸压气井稳定的产量递减速率为目标,增大改造范围比增大改造程度更重要。     

苏里格气田气井配产与递减率关系研究及应用

为确定气井在满足一定初期递减率条件下的合理配产,在假设气井初期配产不影响最终累积产气量的前提下,利用Arps衰竭式递减分析理论,明确了新井配产与初期日递减率成正比的关系,将初期日递减率转换为初期年递减率,最终确定了气井配产与初期年递减率的关系,并建立了气井配产降低程度与初期年递减率降低程度的理论图版。同时运用图版可指导新投产气井合理配产并确定气田产能建设工作量。研究认为,通过降低配产达到降低气井递减方式中,气井递减率降低幅度与初期年递减率大小及配产降低幅度有关,而与配产降低的绝对数值无关;初期年递减率越大的气井,通过降低配产而达到降低气井递减的效果越明显;而对于初期年递减率较小的气井,通过降低配产而降低递减的效果不明显。