致密气井Arps产量递减指数变化特征

Arps提出的产量递减规律在油气井产量预测及可采储量评价方面得到广泛应用,但在采用该方程对致密气井初期渗流阶段产量递减数据进行分析时存在最佳拟合的递减指数1,这与常规递减指数认识不符,且预测结果与实际偏差很大。在理清致密气井递减指数变化特征基础上,从递减指数公式出发,并借鉴苏X区块63口致密气井生产动态历史拟合参数和试井解释参数平均值,建立了致密气井数值模型;通过划分致密气井各个渗流阶段响应时间,研究致密气井在各个渗流阶段递减指数变化规律,分析了4种不同因素对递减指数的影响,扩展了对Arps递减规律的认识,从而揭示了递减指数在致密气井整个预测期的变化规律。研究方法和结论对致密气井全生命期的产量递减规律分析及应用具有一定的指导和借鉴意义。     

低渗致密气藏的产量预测模型研究

本文列出了气藏产量预测的几种常规模型:ARPS模型,Main模型,Weng旋回模型。并在分析这些模型的优缺点的基础上,结合低渗致密气藏的特征给出了适合低渗致密气藏产量递减分析和预测产能的理想模型。并举例说明此模型的适应性,为预测低渗致密气藏的产量及递减分析提供参考依据。     

非常规气藏产量递减模型特征与地质意义

分析非常规气藏产量递减模型的特征,并探索其地质意义,为模型的优选与应用提供理论支撑。通过数理推导,结合气藏产量递减的有界性原则,从模型的极限、值域、单调性、极值性等方面针对目前常用的8类非常规气藏产量递减模型开展了系统研究,同时采用损失比,结合前人研究成果对模型进行了分类与地质意义研讨,并将不同模型应用于非常规气藏产量、累计产量预测。研究结果表明,(1)不同模型数学性质差异较大,总体上满足气藏产量递减有界性原则,但T.Ali提出的递减模型只能局部对气井产量和累计产量开展评价,其模型数学性质与气藏开发理论吻合性差;(2)按损失比的函数性质可以将不同产量递减模型分为三类,分别为幂律型、有理分式型以及复杂的非线性函数型,类比前人研究成果认为幂律型反映裂缝主导特性,有理分式型指示边界流特征;(3)不同模型在四川盆地气井产量预测效果存在差异,其中Duong模型、扩展指数模型、泛指数分布递减模型效果较好。将气藏产量递减模型特征与地质意义相结合,更有利于模型的优选与应用。     

低渗致密气藏滑脱效应压力界限研究

为了明确低渗致密气藏发生滑脱效应的压力界限,测试了低渗致密岩样的视渗透率在不同孔隙压力下的变化规律。测试前采用平移法求得了岩样的有效应力系数。测试实验表明,当孔隙压力从地层压力下降到临界压力时,气体流动开始发生滑脱效应,发生滑脱效应的临界压力随着渗透率的增加而降低。得出了定量表征滑脱效应压力界限的公式。当地层压力大于临界压力时,不存在滑脱效应,实验室得出的克氏渗透率小于储层的真实渗透率;当地层压力小于临界压力时,实验室进行气体测量渗透率时应该采用回压阀,此时用回压测得的克氏渗透率值以及求得的滑脱因子更加准确。     

平均模型在致密气井产量预测中的应用

在致密气资产快速评价中应用经验型递减模型能够快速得到气井产量的递减情况;但不同的递减模型在完成历史拟合后,长期产量和累积产量预测结果相差很多。应用GLUE法评价各模型预测结果的不确定性,并引入平均模型的概念,计算各模型权重后建立平均模型。以加拿大致密气田两口致密气井的实际生产数据为例应用平均模型进行累积产量的计算,结果表明GLUE法可进行各模型预测结果的不确定性进行分析,且通过设定筛选标准后,利用满足条件的模型进行聚合得到的平均模型计算结果具有更小的标准差与变异系数。     

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。     

裂缝性低渗气藏水平井不稳定产量递减探讨

针对气体在低渗储层中低速流动时存在启动压力梯度的问题,开展了渗流模型建立、求解及定性分析研究。采用低速非达西渗流机理,建立了考虑启动压力梯度的裂缝性低渗气藏水平井不稳定渗流模型,求解了数学模型并绘制了水平井产量递减典型曲线。该渗流模型最终求取的是定压生产条件下低渗气井的不稳定产量解,为采用图版拟合法评价储层参数提供了理论依据。启动压力梯度等相关参数对递减曲线的影响分析表明,启动压力梯度越大、储层物性越差,流动越困难,水平井产量越低,产量递减曲线位置越低;弹性储容比越小,基质窜流发生越早,产量导数曲线上的下凹部分持续时间越长,下凹程度越深;窜流系数越小,产量导数曲线上的下凹部分出现时间越晚,窜流越难发生。     

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.     

压敏性气藏气井产量递减计算新方法

大量矿场试验和室内实验研究表明,某些低渗砂岩气藏在开采过程中会存在渗透率压敏效应,增强了气体渗流的阻力,对气藏生产具有一定负面影响。通过定义一种新的压敏拟压力函数,在求解方法上采用褶积法和数值正反演对扩散系数项进行处理,从而得到气体非线性方程的产量变化解析解;并绘制了不同渗透率模量的产量递减曲线。最后通过一个气藏实例说明了渗透率压敏性对产量递减曲线的影响,并求取了气藏原始渗透率。     

致密气藏水平井产量预测及影响因素分析

致密砂岩气藏具有极低的孔隙度、渗透率以及高有效应力等特征,其气水渗流规律并不满足传统意义上的经典渗流理论。针对致密砂岩气藏渗流特征,结合水平井渗流场特征,将水平井渗流区域划分为近井非达西流动区域和远井达西流动区域,并综合考虑启动压力梯度、滑脱效应和应力敏感效应的影响,推导出致密砂岩气藏水平井产能方程。并以某致密砂岩气藏为例,研究这3 个因素对致密砂岩气藏水平井产能的影响。结果表明：（1）启动压力梯度对水平井产能影响呈线性下降关系,应力敏感效应呈幂函数下降关系,而滑脱效应呈近似上升趋势;（2）应力敏感效应比启动压力梯度对水平气井产能影响更为强烈,而滑脱效应影响相对较小。     

致密砂岩气藏不同自吸压差下水锁损害

普遍认为致密砂岩气藏在负压差自吸时不存在水锁损害。为此,依据现场资料设计无压差、正压差、负压差自吸条件下水锁损害实验,通过测试束缚水饱和度及当前含水饱和度,判断研究区域是否发生水锁损害。以返排后渗透率与初始渗透率比值来评价水锁损害程度,比值越大水锁损害程度越小。实验结果表明:研究区域当前含水饱和度明显高于束缚水饱和度,存在水锁损害。虽然负压差条件下水锁损害程度最小,但是水锁损害依然严重。可见,当致密砂岩气藏以负压差生产时,水锁损害同样不容忽视。     

异常高压致密气藏两相渗流数值模拟技术

异常高压致密气藏压力系数高、孔隙结构及渗流机理复杂,相渗曲线随压力发生改变,导致利用常规相渗曲线的测试结果已不能正确反映地层条件下的气水渗流规律,预测的开发指标好于实际生产的结果。因此,需要研究地层条件下的相渗曲线,探讨异常高压致密气藏两相渗流规律。结合气藏高温、高压的特性,研制了异常高压致密气藏岩心驱替装置(120 MPa、150℃),回归了36块岩心归一化的岩心相渗端点与压力的关系,建立了异常高压致密气藏两相渗流数学模型及数值模型。研究结果表明,在异常高压条件下,束缚水饱和度降低,流动阻力增大,采收率降低,开发效果变差。     

致密油藏周期注气微观驱油机理实验研究

针对致密油藏注水难度大,气水交替难以有效实施的问题,周期注气改善注CO_2驱油效果的方法逐渐得到重视。利用大庆外围致密岩心,将致密油藏物理模拟实验方法和低磁场核磁共振仪相结合,建立了一种研究周期注气微观驱油机理的新方法,分析了不同驱油阶段岩心静置前后原油在孔隙中的变化规律,提出了周期注气指数参数,并对周期注气效果进行评价。研究结果表明:气驱至不同阶段,静置前后T_2谱图均发生变化,且不同驱替阶段T_2谱图的变化规律不同,说明不同驱替阶段停注后原油的流动规律不同,其周期注气的微观驱油机理也存在差异。驱替至一定的PV数后,周期注气指数显著增加,周期注气效果显著提高。随着驱替倍数的增加,较小孔隙中的原油逐渐得到动用。岩心实验结果表明周期注气相比于连续注气采收率提高9.92%。上述研究丰富了核磁共振技术在油田开发中的应用。     

致密砂岩气藏纳米封堵型低伤害压裂液研究

针对常规胍胶压裂液对致密砂岩气藏伤害大的难题,通过分子结构设计和正交实验,研制了一种纳米封堵型低伤害压裂液,在致密气藏压裂施工中能封堵部分压裂液于储层基质外,施工后液体能快速返排,从而有效降低稠化剂分子的滞留吸附与液相伤害。该压裂液在35～140℃、170 s^-1条件下剪切120 min,终黏度大于80 mPa.s:能彻底破胶,残渣含量低,破胶液表面张力为25.91 mN/m,对致密砂岩岩芯伤害率低于15%,封堵性能及其他综合性能满足现场施工要求。该压裂液在ZJ125井现场应用,效果良好,施工后液体返排快,返排率高达75.94%,比邻井提高47%,天然气产量1.647 5×10⁴ m³/d,是邻井JS316HF井产量的两倍,显示了其在致密砂岩气藏中良好的低滞留特性。     

致密气藏多尺度支撑机理研究与应用

致密砂岩气作为重要的非常规天然气资源,需经过压裂改造才能实现有效开发。选取四川盆地致密砂岩露头岩芯,雕刻制作粗糙裂缝面岩板开展多尺度裂缝导流能力和支撑剂回流实验,分析导流能力及支撑剂回流的影响规律。研究表明,为了获得较高且稳定的导流能力,近井主裂缝需要有足够的支撑剂以提供更大的剩余缝宽,远井剪切裂缝只加入少量小粒径支撑剂也能有效改善高闭合应力条件下的导流能力;对于支撑剂充填的主裂缝,裂缝导流能力随着闭合应力和支撑剂浓度的变化存在临界闭合应力及临界支撑剂浓度。在支撑剂充填层中加入纤维,临界出砂流速呈数量级增长,可以有效预防压后裂缝的支撑剂回流。致密气藏多尺度支撑理念在四川盆地川西拗陷致密气储层开展的压裂工程实践取得了显著的增产效果,为中国致密气藏经济高效开发提供了有效支撑和借鉴。     

致密砂岩气藏渗流特征及转化临界条件研究

我国大多数致密砂岩气藏具有高含水饱和度特点,导致其渗流机理与常规气藏比较表现出不同的非线性渗流特征。掌握低渗致密高含水砂岩气藏渗流特征及定量确定不同非线性渗流特征相互转化临界条件对于指导该类气藏开发具有重要意义。以四川盆地须家河组某低渗致密砂岩气藏为研究目标,通过建立定量化渗流机理实验测试技术及渗流机理诊断分析技术,采用实际储层岩样开展79样次渗流机理实验测试及分析,通过对实验测试结果分析建立不同渗流特征相互转化临界条件。研究表明,不同的岩样条件下,气体渗流表现出不同的渗流特征;低渗高含水砂岩气藏普遍存在四种渗流特征:阈压效应、滑脱效应、达西渗流及高速非达西渗流特征;当气相有效渗透率小于0.02 m D、有效气相孔隙度小于6.5%储层,存在明显阈压效应;不同渗流效应相互转化临界条件不仅与储层物性有关,更重要的是受储层含水饱和度的影响。     

低渗致密气藏启动压力梯度测试方法讨论及分析

气体在低渗致密气藏储层中渗流普遍存在启动压力梯度(λ)现象,渗流法与气泡法是测试该参数两种主要手段;究竟在实际工作中应采用哪种方法来获取该参数,存在较大争议。首先分别采用气泡法及渗流法测试了10块岩样λ,剖析造成两者测试结果差异的根本原因;然后基于76块岩样气泡法测试值,建立综合考虑渗透率及含水饱和度影响的预测λ经验关系式;应用该方程与其他21块岩样气泡法测试结果进行对比。研究表明,气泡法及渗流法反映气体流动特征不同,气泡法描述的是气体从静止到流动的最大压力梯度,而渗流法表示气体保持连续流动所需要的最小压力梯度;气泡法测试过程更加符合启动压力梯度定义。渗透率及含水饱和度是影响启动压力梯度关键因素;建立的经验预测关系式较好地考虑了气藏物性及含水特点,计算值与实验测试值吻合较好。