不稳态窜流部分打开压裂井试井分析模型建立及应用

由于火山岩气藏具有产层厚、岩石类型多、岩性和岩相复杂多变、非均质性强、天然裂缝发育等特点,在压裂井开发过程中,存在压裂裂缝难以全部压开储集体的情况,天然裂缝以垂向斜交缝和高角度缝为主,并且大量试井资料显示介质间具有明显的不稳态窜流特征。针对上述特征,考虑压裂裂缝部分打开储集体、将基质简化为柱状基质和天然裂缝呈交替均匀分布特征,建立了不稳态窜流部分打开压裂井试井分析模型,利用点源模型、分离变量法等方法进行求解,并绘制了典型曲线图版,典型曲线分为井储段、过渡段、线性流段、球形流段、不稳态窜流段和边界反映段6个主要的流动段,其中边界包括无限大边界和封闭边界,并对裂缝半长等参数进行敏感性分析。以克拉美丽火山岩气藏的压裂井为例,分析其试井曲线,并进行试井解释,研究结果表明：该压裂井的水平渗透率较小,垂向渗透率特别大,部分打开程度较小,分析结果与气井的静态、动态资料基本一致。     

缝洞型油藏斜井三孔双渗试井分析模型

缝洞型油藏的基质、裂缝和溶洞之间存在流体窜流,且基质和裂缝同时向井筒供给流体,假设油藏顶底不渗透、侧向无穷大、储集层水平等厚,建立了斜井试井分析理论模型。利用拉普拉斯变换、分离变量等方法得到了拉普拉斯空间下的试井模型解析解,通过Stehfest反演获得了井底压力解。利用受模型参数控制的试井分析样版曲线,开展了流动阶段识别及曲线敏感性分析。典型的斜井三孔双渗试井样版曲线反映出早期径向流阶段、线性流阶段、溶洞向裂缝窜流阶段、溶洞向基质及基质向裂缝窜流阶段等8个主要的流动阶段。井斜角、裂缝与储集层渗透率比等参数取值对试井样版曲线特征影响显著。     

考虑垂向裂缝发育的火山岩气藏部分打开井试井分析方法

针对准噶尔盆地克拉美丽火山岩气藏物性差、非均质性强、裂缝类型以垂向的斜交缝和高角度缝为主等因素导致压力动态变化难以准确描述等问题,建立了一种考虑垂向裂缝发育的部分打开井模型,运用点源法、分离变量法和拉普拉斯变换法等方法,求解得到拉普拉斯空间下的解,通过Stehfest数值反演法得到实空间的数值解,绘制典型曲线图版,典型曲线分为6个主要流动段：井储段、过渡段、球形流段、早期径向流段、不稳定窜流段和晚期径向流段。将研究成果应用于克拉美丽气田滴西18区块的某井,对该井的3次试井测试进行了分析和解释,结果表明：该井呈现部分打开特征,垂向渗透率较大,随着生产进行,打开程度逐渐减小,水平渗透率变化较小且不稳定窜流段无明显变化,与生产资料基本一致。该模型不仅可以用于垂向裂缝发育的部分打开井的压力动态变化研究,还可以进行实测试井资料的试井分析和解释,研究结果可为火山岩气藏有效开发提供一定的理论依据。     

裂缝性低渗油藏试井模型与非稳态压力特征

流体在裂缝性油藏基质岩块中的流动速度和压力梯度成二项式关系,基于此分析了二项式中各项式作用及意义,进行了裂缝性低渗透介质非稳态压力动态分析建立了流体在裂缝性低渗透介质中的运动方程和双重渗透介质非稳态渗流数学模型,并采用隐式差分格式形成了渗流方程的数值求解形式,对其进行了求解研究结果表明：二项式系数对压力及压力导数有着较大的影响a值和6值越大,等产量条件下压力及压力导数变化幅度越小、越缓;a值同时影响着窜流发生的时间和程度,而b值则主要影响窜流发生的时间;启动压力梯度的存在;夹定着基质岩块向裂缝窜流的难易程度,启动压力梯度越大,基质岩块向裂缝窜流的程度越 低;而渗透率比对压力及压力导数的影响和普通油藏类似。     

页岩气体积压裂水平井试井解释新模型

体积压裂已经成为非常规油气藏有效开发的关键,建立能够表征复杂裂缝网络的试井解释模型非常重要。考虑体积压裂形成的复杂裂缝网络,基于正交缝网假设,建立了体积压裂水平井试井解释新模型。运用Laplace变换获得了模型的解析解,利用数值模拟在验证解析解准确性的基础上,分析了缝网参数对试井典型曲线特征的影响规律。结果表明:所建立的解析模型能够准确表征复杂裂缝网络,其计算结果准确,适用于体积压裂水平井试井解释;体积压裂水平井一般出现5个主要的流动阶段,分别是井筒储集、人工裂缝线性流、次生裂缝-人工裂缝窜流、基质线性流和边界控制流阶段;缝网参数对试井典型曲线特征的影响较大,而且不同缝网参数影响不同流动阶段。     

基于动态渗透率效应的低渗透油藏试井解释模型

对于低渗透油藏,驱替压力梯度较小时,渗透率和启动压力梯度随着驱替压力梯度的增加而增加;当驱替压力梯度大于某临界值时,渗透率和启动压力梯度不再发生变化,保持为常数。基于这种动态渗透率效应,建立了低渗透油藏的试井解释模型,并采用数值方法进行了求解。计算结果表明,在相同最小和最大渗透率条件下,动态渗透率效应持续时间越短,对应的启动压力梯度越大,则压力响应及其导数曲线抬升越大;比基于启动压力梯度的试井解释模型的压力响应及其导数曲线抬升幅度要平缓很多,计算结果更加符合实际情况;比封闭边界效应使导数曲线抬升的幅度要小且时间要早,分辨点明显。     

致密油藏直井体积压裂压力分析模型

致密储层基质和裂缝一般表现为强应力敏感性,同时由于储层的致密性,基质和裂缝经常会表现为非稳态窜流特征,影响井底压力曲线的形态和特征,进而影响解释结果。目前国内外尚缺少同时考虑应力敏感及非稳态窜流的井底压力分析模型。参考典型致密油藏体积压裂直井的微地震监测数据,设计体积压裂直井渗流物理模型,同时考虑应力敏感和非稳态窜流,建立体积压裂直井井底压力数学模型并求解,进而获得井底压力的双对数曲线特征。研究结果表明:应力敏感系数αD越大,压力导数曲线上翘幅度越大,压裂未改造区致密油径向流动阶段越不明显;非稳态窜流系数λm越小,窜流出现时间越晚,窜流阶段的下凹幅度越大,窜流渗流过程持续时间越长,压裂区域的裂缝径向渗流过程越弱。该井底压力分析模型应用表明,相较于未考虑应力敏感及非稳态窜流的模型,更能准确地确定压裂区域的半径及相关储层参数,提高致密油藏直井体积压裂相关参数的解释精度,故可推广到致密储层参数反演或试井解释分析中。     

裂缝性油藏注水井压降试井解释方法及应用

为了更加准确地描述裂缝性油藏注水井的动态特征,得到更多关于地层和测试井的可靠信息,基于BuckleyLeverrett饱和度分布方程,建立了裂缝性油藏注水井压降试井解释模型,并对模型进行了数值求解,获得了裂缝性油藏注水井压降试井典型拟合图版。根据压降导数曲线特征,将流动过程划分为7个流动段:井筒储集效应阶段、表皮效应阶段、基质向裂缝窜流阶段、水区径向流阶段、油水两相区响应阶段、总系统径向流阶段和边界响应阶段。油、水黏度差异会导致双对数曲线上翘。建立的试井解释模型可计算注水前缘的位置,分析注水井周围地层信息及边界情况。研究结果对注水井的动态评价、注水方案的设计具有重要意义。     

复杂低渗气藏气井试井评价方法探讨

徐深气田为低孔-特低孔,低渗-特低渗致密储层,压裂试采动态按常规试井理论无法解释.为此,针对徐深气田复杂低渗的火山岩气藏以岩心为研究对象开展了实验研究,认识到岩样具有偏离达西定律的渗流特征,流体流动受启动压力梯度影响.分析了启动压力梯度与岩样空气渗透率、流度、束缚水饱和度的关系.在实验基础上建立了低速非达西渗流垂直裂缝井数学模型,编制了试井解释软件,并介绍了该软件在徐深气田试井解释中的应用实例,对复杂低渗气井的动态分析具有一定的指导作用.     

双重介质低渗油藏斜井压力动态特征分析

斜井在油藏开发中的应用日趋普遍,然而当前对斜井试井的研究仍然比较少。考虑到低渗油藏存在的压敏效应和启动压力梯度现象,引入渗透率模量与启动压力梯度来建立双重介质低渗油藏的斜井数学模型,利用格林函数和汇源叠加求得了该模型的井底压力响应,并绘制了斜井试井曲线。结果表明：该试井曲线可以划分为6个流动段：纯井筒储集段、过渡流段、井斜角控制段、裂缝径向流段、窜流段与晚期径向流段。此外,当模型考虑启动压力梯度或应力敏感时会导致压力与压力导数曲线晚期均大幅上移,并且启动压力梯度引起的上移幅度相对较大。同时考虑这2种因素时,它们的作用相互叠加,曲线上移幅度更大。另外,当井斜角大于30°时,压力导数曲线与水平井压力导数曲线相似,出现垂直径向流段,反之则与直井相似。该模型求出了相应的解析解,参数解释结果更加精确,可为斜井开发低渗油藏提供理论指导。     

应力敏感影响下低渗透气藏水平井产能分析

低渗透气藏不但存在启动压力梯度,而且还存在应力敏感。通过大量调研发现,在对低渗透气藏水平井产能研究中,更多的是考虑启动压力梯度的影响,而没有考虑应力敏感。为此,在前人研究的基础上,根据低渗透气藏水平井渗流特征,将其分为远井区和近井区,按照稳定渗流理论,推导出了同时考虑启动压力梯度和应力敏感影响的低渗透气藏水平井稳定渗流产能公式。在此基础上,进一步讨论了启动压力梯度和应力敏感对低渗透气藏水平井产能的影响。研究结果表明：启动压力梯度、应力敏感对低渗透气藏水平井产能的影响不可忽略;随着启动压力梯度和应力敏感系数的增大,低渗透气藏水平井产能降低,无阻流量减小。     

徐深气田成藏条件及勘探开发关键技术

火山岩气藏的勘探和开发是世界级难题,国内外可借鉴的经验极少。通过研究徐深气田的成藏条件,明确了徐深气田发育以沙河子组泥岩和煤层为主的4套烃源岩和以登娄库组二段和泉头组一段+二段泥岩为盖层的生-储-盖组合,通过成藏史模拟确定了徐深气田具有4次充注时期,以构造高、厚度大、物性好的火山口区为最有利勘探目标。以成岩机理为研究基础,建立了气层层序系列、岩性识别、储层类别等标准,精细刻画了火山岩体,厘清了气藏有效储层展布规律。在储层储渗特征评价基础上,确定了气井产能特征（以Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类井为主）,形成了火山岩气藏开发优化设计技术。将徐深气田各区块气藏归纳为单体单一、多体不连通及多体连通3种气藏模式;形成直井多层压裂、裸眼水平井分段压裂及体积压裂等增产改造技术;根据气井生产动态、压力变化、井控储量及火山体空间展布,结合气藏数值模拟预测,形成了火山岩气藏剩余潜力评价方法。建立完善的复杂火山岩气藏有效勘探开发关键技术,实际应用开发效果良好。这一研究成果对同类气藏的勘探开发起到一定的指导和借鉴作用。     

安达凹陷深部火山岩气藏控制因素及勘探方法

安达凹陷气源充足,营城组火山岩储层发育,为近期重点勘探区.为高效勘探安达凹陷火山岩气藏,文中从烃源岩、构造、火山喷发间歇期不整合面、储集层性能4方面分析火山岩气藏的形成特点.综合分析认为,在有效烃源岩分布范围内,凹陷西部火山岩不同期次顶面、构造相对高部位、爆发相火山岩发育岩性-构造气藏;凹陷东部远火山口溢流相火山岩不同期次顶面普遍发育岩性气藏.结合凹陷东西两带不同的气藏特征,总结出西部爆发相火山岩岩性-构造气藏以直并钻探,东部溢流相火山岩岩性气藏采用先直井求产,气藏发现后用水平井提高产能的“相定井型,先直后平”的效益勘探方法.     

长岭气田火山岩储层三维岩相建模

通过岩石薄片分析、岩心观察描述,运用成像测井分析技术、基于BP神经网络和判别分析方法的常规测井分析技术对火山岩单井岩性进行识别。运用三维地震分析技术追踪出长深1火山体、长深103火山体和长深1-1火山体,并建立了火山岩速度反演模型,分析各种岩性速度特征。以序贯指示模拟方法与协同克立金方法相结合,建立了火山岩储层三维岩相模型,为长岭气田火山岩气藏的进一步勘探与开发奠定基础。     

火山岩体对火山岩气藏的控制作用——以松辽盆地深层徐家围子断陷兴城和升平火山岩气藏为例

以松辽盆地深层徐家围子断陷兴城和升平火山岩气藏为解剖对象,研究了火山岩体对火山岩气藏的各种控制作用,包括对火山岩气藏的纵-横向分布、气-水关系、盖层、气藏类型等多个方面的控制。正是由于其控制作用,火山岩气藏分布纵向延伸空间大,在4000～5000m深度仍能发现气藏,并具有多套气藏叠置的特征;横向上呈串珠状分布的特点。火山岩气藏气-水关系十分复杂,主要受火山岩体及火山喷发期次的控制。每个火山岩体具有独立的气-水系统,而同一火山岩体及同口井中则存在多套气-水系统。火山岩气藏具有自储、自盖的特征,从而使气藏对区域盖层要求弱化。火山岩气藏的类型总体有4大类,以构造-岩性复合气藏为主,主要受岩性控制,在构造高部位聚集;而低幅背斜-岩性复合气藏则是火山岩气藏特有的一种气藏类型,它是火山喷发过程中形成的一种特殊的背斜构造。     

升平深层火山岩气藏描述

升平深层火山岩气藏是大庆油田发现最早的火山岩气藏，经过两年多的气藏开发前期评价，对气藏的岩性岩相、储集空间类型、储层分布、流体分布规律和气藏类型等都有了深刻认识，并形成了一套火山岩气藏描述技术，即火山岩岩性岩相描述技术、测井火山岩岩性与流体性质识别技术、地震火山岩体识别技术和火山岩储集空间描述技术。利用这一整套研究技术，对该气藏进行了详细的描述，确定了火山的喷发模式、储层展布、储集空间特征及气藏类型，从而为气田开发方案的编制奠定了基础，同时也为该区的资源前景评价提供了依据。     

兴城-丰乐地区深层火山岩储层识别

前期钻探揭示，松辽盆地北部深层火山岩分布范围广、厚度大，是天然气的良好储层，具有广阔的勘探前景。但是如何寻找火山岩储层一直是松辽盆地北部深层天然气勘探的难题。将钻井资料与地震资料结合开展火山岩储层识别工作，取得了一定效果，对火山岩气藏勘探提供了重要的技术支持。从观察火山岩岩心特征着手，建立地质-地震解释模型，以地震资料为基础，应用地震响应特征分析、构造趋势面分析、地震属性分析、三维体切片技术和地震反演技术等识别火山岩储层，在松辽盆地北部兴城-丰乐地区深层天然气勘探过程中取得了实效，实现了火山岩储层地震预测技术的突破，所建立的深层火山岩储层地震识别模型经钻探证实效果很好，已在松辽盆地深层火山岩气藏勘探中推广应用。     

应力敏感效应的气井流量动态特征研究

在油气藏的开发过程中,特别是对于低渗透油气藏及火山岩油气藏的开发,储层岩石应力敏感性会明显影响油气藏的开发效果。文中考虑了表皮系数及孔隙受应力敏感效应影响而发生变形的问题,利用不稳定渗流理论建立了数学模型,并利用Stehfest数值反演法得到了模型实空间的解。根据实空间中无因次产量与无因次时间的变化关系,分析了表皮系数、无因次应力敏感系数、封闭边界以及定压边界对气井流量动态特征的影响。研究结果表明,科学合理地开发具有应力敏感效应的气藏,可保证气井和气藏的正常生产。     

松辽盆地北部深层火山岩气藏综合描述技术

松辽盆地北部深层火山岩气藏具有储量规模大、丰度高、单井产量高的特点,是目前天然气勘探开发的主要领域。但由于火山岩气藏非常复杂,对火山岩气藏储层的描述一直是制约深层天然气勘探开发的瓶颈技术。通过对大量盆地周边火山岩的实地野外调查与深层气井取心资料的对比分析,综合运用岩石学、矿物学、测井和地震地层学等多学科联合攻关,初步形成了一套适用的火山岩气藏储层描述方法,根据这套火山岩气藏描述技术部署井位10口,实际结果火山岩钻遇率100％,预测的火山岩储层厚度相对误差小于20％,取得了很好效果。     

火山岩气藏早期开发特征及其控制因素

通过大庆徐深气田开发取得的矿场资料,分析了火山岩储层开发动态特征,并论述其产生的控制因素。火山岩气藏表现为气井产能、动态储量井与井差异大。试井曲线反映储层具有多种流动区域形态。单井的产量与地层系数、压裂规模关系复杂,即气井产量与压裂规模关系不能用基本的压裂改造机理描述,压裂的增产机理主要是沟通作用,而改造作用次之。研究结果表明,产生其开发动态特殊性的主要控制因素是火山岩储层具有不同于层状储层的储层分布宏观非均质性和具有不同于常规储层的储层微观孔隙结构复杂性。