气井稳定渗流理论的研究与应用

按传统的二项式规律处理气井稳定试井(亦称产能试井)资料,有50～60%的气井试井结果不服从二项式规律,因此提出了用二次三项式和三次三项式研究气井产能。文中首先从理论上研究了上述两个方程,在此基础上提出了应用二次三项式处理稳定试井资料的方法和步骤,以及三次三项式方程处理高压低渗特殊气井稳定试井资料的方法和步骤。通过矿场资料的应用和研究表明,本文研究的方法是可行的,同时对上述方程的理论研究意义和实用性作出了评价,为矿场工作人员优选稳定试井资料的处理方法提供了依据。     

气井稳定渗流理论的研究与应用

为了解决气井稳定渗流理论对气井稳定试井(亦称产能试井)的影响问题,采用新的气井稳定渗流理论即二次三项式和三次三项式研究气井产能。研究结果表明:在一定条件下,采用该方法可应用二次三项式确定气井的产能方程,该法不仅能确定气井的无阻流量,更重要的是能确定该井的临界产量,从而能更合理的确定该气井的工作制度;用三次三项式建立高压低渗气井产能方程所计算的井底压力、平均地层压力、曲线拟合误差平方和等重要参数均比二项式更精确。该成果为矿场工作人员优选稳定试井资料的处理方法提供了依据。     

两种新的不稳定渗流点源函数

对两类有直线型补给边界的一维不稳定渗流问题进行了研究,给出了直线型补给边界的定义和表达式。应用积分变换方法解析求解两类一维有源和补给边界的不稳定渗流问题,得到两种新的不稳定渗流点源函数,该函数可直接用于构造试并分析的数学模型。以改进的矩形油藏试分析数学模型为例,说明了新点源函数的应用方法和表现特征。分析和计算结果表明,渗透系数θ反映了补给边界相对渗透能力,而传统的定压、封闭边界是直线型补给边界的极限形式,渗透系数取给定值时的压力诊断曲线位于定压和封闭边界两种情形之间。     

低渗透油藏不稳定渗流规律的研究

用无因次分析法对低渗透岩心的实验数据进行了分析,得出新的渗流规律.具体表述为低于亚临界雷诺数(Rem=8.5×10-5)为非达西渗流,其运动方程为v=c(dp/dl)3;高于亚临界雷诺数为达西渗流.从微观角度出发,应用边界层理论进一步证实了这一渗流规律.运用新的运动方程,建立了低渗透油藏不稳定渗流的数学模型.根据拉氏变换和Stehfest数值反演,求得了有限半径井的实空间近似解,并应用数值分析方法验证了近似解析方法的可行性.对低渗透油藏的压力动态特征以及边界对压力动态影响的分析结果表明,低渗透油层试井曲线的压力动态特征为短时曲线与达西渗流模型相似,而长时曲线则受到非达西渗流的影响.对于恒压边界油藏,压力趋于稳定的时间比达西渗流要迟一些;在无限大地层中,其导数曲线是一簇平行的倾斜线.对于同一区域低渗透油层试井曲线,其导数曲线出现"阶跃"的时间较迟的井区,流动系数比较好;反之则较差.     

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.     

两种新的不稳定渗流点源函数

对两类有直线型补给边界的一维不稳定渗流问题进行了研究 ,给出了直线型补给边界的定义和表达式。应用积分变换方法解析求解两类一维有源和补给边界的不稳定渗流问题 ,得到两种新的不稳定渗流点源函数 ,该函数可直接用于构造试井分析的数学模型。以改进的矩形油藏试井分析数学模型为例 ,说明了新点源函数的应用方法和表现特征。分析和计算结果表明 ,渗透系数θ反映了补给边界相对渗透能力 ,而传统的定压、封闭边界是直线型补给边界的极限形式 ,渗透系数取给定值时的压力诊断曲线位于定压和封闭边界两种情形之间。     

气井不关井产能试井在玛河气田的应用

在气田投入开发时,通常可利用产能试井对气田产能进行了解。气井产能是气藏工程分析中的重要参数之一。因此,测试和分析气井产能具有重要意义。以往采取定期关井测试,由于要影响正常的供气,导致生产受阻。而不关井产能试井,是在气井正常生产下进行的,不会影响到气田产量,且不受时间和供气限制。其所得产能计算方程又能反映单井的实际生产能力,符合气井的生产状况。该方法现场可操作性强、准确性高,是解决常规回压试井与生产供气矛盾的一种简单有效的方法。     

油气井三项式产能方程的研究和应用

Hopotaeb于1992年提出用三项式方程代替二项式方程,以便能更精确地确定渗流阻力系数和临界产量这一新的重要参数,从而更合理的确定油气井的工作制度.在此基础上,对三项式方程进行了数学推导,并提出了用三项式方程确定油气井产能的计算分析方法,实例研究证明了该方法的可行性和实用性.     

低渗透油藏不稳定渗流规律的研究

用无因次分析法对低渗透岩心的实验数据进行了分析 ,得出新的渗流规律。具体表述为 :低于亚临界雷诺数 (Rem=8.5× 10 -5)为非达西渗流 ,其运动方程为v =c(dp/dl) 3 ;高于亚临界雷诺数为达西渗流。从微观角度出发 ,应用边界层理论进一步证实了这一渗流规律。运用新的运动方程 ,建立了低渗透油藏不稳定渗流的数学模型。根据拉氏变换和Stehfest数值反演 ,求得了有限半径井的实空间近似解 ,并应用数值分析方法验证了近似解析方法的可行性。对低渗透油藏的压力动态特征以及边界对压力动态影响的分析结果表明 ,低渗透油层试井曲线的压力动态特征为 :短时曲线与达西渗流模型相似 ,而长时曲线则受到非达西渗流的影响。对于恒压边界油藏 ,压力趋于稳定的时间比达西渗流要迟一些 ;在无限大地层中 ,其导数曲线是一簇平行的倾斜线。对于同一区域低渗透油层试井曲线 ,其导数曲线出现“阶跃”的时间较迟的井区 ,流动系数比较好 ;反之则较差     

试油综合技术在气井中的应用

本文主要从试油工艺的角度对其在气井中所起重要作用的进行了研究并得出了相关结论.     

非达西渗流效应对低渗透气藏直井产能的影响

由于低渗透气藏普遍具有低孔、低渗、高含水特征,导致其气体渗流表现出明显的非达西渗流效应,如应力敏感效应、启动压力梯度及滑脱效应。鉴于此,基于Forchheimer二项式渗流方程,引入新的拟压力函数,推导出综合考虑应力敏感效应、启动压力梯度及气体滑脱效应共同影响下的气藏直井产能模型。并以某低渗透气藏为例,研究这些效应对其产能的影响程度。结果表明:应力敏感效应比启动压力梯度、滑脱效应对直井产能的影响强烈得多;应力敏感使气井产量最大可下降49.46%;启动压力梯度使气井产量平均可下降3.09%;气体滑脱效应使气井产量平均可增加2.58%。     

改进的IIk反褶积算法在变流量试井中的应用

引入定义在混合代数和三角多项式空间的5阶NUAT B样条,建立基于IIk模型的改进型反褶积算法.结果表明:改进型反褶积算法继承了IIk算法的稳定性,加强了IIk反褶积算法对弧度的适应性;相对于目前存在的变流量反褶积方法,改进的算法不仅对常见的试井数据具有高度的精确性和适应性,而且可得到更多更准确的地层资料,能够消除叠加...     

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.     

破碎岩体中的气体渗流规律研究

从实际流体的运动微分方程出发，推导得出了破碎岩体中的气体渗流微分方程，并进一步结合流-固耦合理论导出了破碎岩体中的流-固耦合随机微分方程：通过白行设计的试验仪器、试验方法，进行了破碎岩体中的气体渗流试验，得出了不同粒径的破碎砂岩的气体渗透率，并给出了破碎岩体中的渗透率变化规律，丰富了破碎岩体中气体的渗流理论和试验方法，对以后该问题的进一步研究具有一定的参考价值。     

多头小搅拌桩截渗墙技术在堤坝防渗中的应用

首次选定了多头小直径水泥土搅拌桩截渗墙方案用于解决中运河张庄-窑湾和柳林两险工段堤坝渗漏问题。在正式施工之前,通过做截渗围井试验和生产性试验进行了论证;通过探地雷达分析表明两段墙体的连续性和完整性较好,墙体对周边坝体的疏松土体有明显的改善;通过截渗墙施工前后断面两测压管水头差和渗透系数的计算分析与对比,也说明了这两段所施工的水泥土截渗墙具有明显的截渗效果,满足了设计的需要。     

低渗气藏单相气体渗流特征分析

目前对低渗气藏单相气体渗流规律已有初步认识,但在渗流特征方面大多仅限于定性描述,认为渗流曲线由低压力平方梯度下的上凸曲线段和较高压力梯度下的拟线性段组成,存在拟初始流速、临界压力平方梯度和临界渗流速度,未进行定量描述.利用苏里格低渗气田岩心,通过大量室内气体渗流实验,分析了渗透率对渗流曲线的影响,并得出了拟初始流速、临界压力平方梯度与岩心物性参数之间的函数关系.结果表明:拟初始流速与岩心系数呈线性关系,临界压力平方梯度与岩心系数呈负幂函数关系;最终给出分段描述低渗气藏单相气体渗流曲线的方程组.研究结果为更好认识低渗气藏渗流规律提供了理论依据.     

榆林气田气井动态预测

为了对榆林气田山2气藏的气井生产动态进行预测.建立了适合于定容气藏的具有补给作用的物质平衡模型,它考虑了由于气藏开采中高产区与低产区之间压力差异导致的气量补给.利用建立的数学模型对榆林气田南区的气井进行了生产动态预测的研究.结果表明:模型可以预测气井在稳产期和递减期的地层压力、井底压力及气井产量、采收率等参数随时间的变化规律,以及气井在不同配产下的稳产时间.利用该模型可以据此对气田开发方案进行调整,对于气田的有效开发具有重大意义.     

大产液量水平气井不同气举方式气液两相流研究

连续气举是产水量大的水平气井重要排采措施,针对现场正举和反举的特点,为揭示气田开发过程中反举条件下油管和正举条件下油套环空内的气液两相流流动规律,分别用水和空气在套管内径为127.3 mm、油管外径为73 mm的油套环空和内径为60 mm的油管内进行了井筒气液两相管流模拟实验,对低压积液气井气举时井筒流动规律进行了研究分析,分析了井筒中气相和液相的体积流量、注气方式等因素对井筒压降和持液率的影响。结果表明：在相同气、液流量条件下,反举时的持液率比正举持液率小;不同气举方式下的井筒压降随注气量的增加呈不同的变化趋势,反举时的井筒压降比同工况下正举的压降大,对于产液量较大且有一定地层能量的气井,推荐采用反举方式进行气井排水采气。     

低渗透储层中氮气的微尺度流动及其对渗流的影响

从气体在低渗透储层微米量级孔喉中的微尺度流动规律研究入手,探讨低渗透储层中气体的非线性渗流机理.实验研究了气体(N2)在内径为2.05～10.10μm微管中的流动规律.结果表明:气体在微管中的流动具有明显的微尺度效应,表现为实测流量大于经典流体力学理论预测流量;管径越小,流动压力越小,微尺度流动效应越强,实测流量与预测流量的偏离越显著.根据微管实验数据,结合毛管束模型,研究了气体微尺度流动效应对渗流的影响.结果表明:考虑孔喉中气体的微尺度流动效应后,低渗透多孔介质中气体的渗流具有非线性特征,表现为视渗透率随流动压力的减小而增加;多孔介质平均孔喉直径越小,视渗透率随压力的变化越明显.