海上异常高压气藏应力敏感特征及产能方程——以莺歌海盆地为例

目前国内外推导的异常高压气藏考虑应力敏感效应的产能方程中混淆了有效应力与生产压差的概念。为此,在前人研究的基础上,通过对实验和产能测试资料的分析,探讨了应力敏感对储层物性和气井产量的影响问题,并基于修正的应力敏感方程,结合气藏渗流特征,重新建立了符合油气藏地质特征的新的二项式气井产能方程,从理论上阐述了莺歌海盆地异常高压气藏产能特征,并用实际测试资料检验了该方程的实效性。结果表明,莺歌海盆地异常高压气藏开发中不应忽视应力敏感效应,在同一储层特征条件下,应力敏感效应特征越显著,开发过程中表现出的应力敏感效应越严重,气井产能损失就越大。因此,在异常高压气藏生产管理中,应采取合理的开发技术手段和工作制度,防止井筒附近地层压力迅速下降导致储层渗透能力及气井产能的下降。所取得的成果、认识可推广应用于其他类似探区。     

低渗透气藏气井产能评价新方法

目前我国发现的气藏大都是低渗透气藏，这类气藏的渗流规律不同于常规气藏渗流规律，如果按常规气藏的产能评价方法对产能测试资料进行分析评价，将得出错误的结果。为此，从渗流基本定律出发，根据低渗透气藏气体渗流过程中存在启动压力梯度的特点，推导出了低渗透气藏气井产能方程的新形式，该新的产能方程有别于传统的二项式方程，是一个三项式渗流方程，这就解释了为什么在低渗透气井中用常数的二项式或指数式方程来整理气井产能测试资料将导致错误解释结果的原因。根据新方程的特点，采用最优化方法进行整理，并将该理论用于西部某气田气井产能的评价，取得了很好的结果     

气井产能测试新方法――回压等时试井

\"单点法\"产能测试具有时间短、放空气量小的优点,但对低渗气藏,气井生产达到稳定需要很长时间,因此通过短时间测试确定的产能误差很大,不能准确评价气井的实际生产能力。以回压试井理论和渗流叠加原理为基础,提出了\"回压等时试井\"产能评价方法,该法所需测试时间与\"单点法\"大致相同,但能较准确地评价低渗气井产能。通过模拟井资料的检验,证明回压等时试井结果可靠。     

论气藏产能试井测试点数的确定原则

从渗流理论出发，阐明了产能试井的原理及模型，分析了二项式产能方程系数与渗透率、地层厚度和表皮系数的关系。确定了气藏产能试井两点法、多点法及一点法的原则。指出气藏产能试井的测试点数与气藏类型、储层物性、测试精度和测试方法等有关；对于理想气藏或接近理想气藏的实际气藏，可以选择两点法求得二项式产能方程；对于偏离理想气藏较大的实际气藏，地层参数变化较大，应选择多点法。气藏产能试井测试点数的确定原则与方法可为气藏的高效开发提供理论依据与指导。     

气井产能分析的发展研究

气井产能分析在气田开发过程中起着十分重要的作用，其目的就是得到适合气藏的产能方程，气井产能分析主要分为气井产能测试、气井产能分析两个阶段。气井产能测试以气体的稳定渗流理论为基础，目的是确定气井的产能方程和合理的生产制度，预测气井产量随着气藏衰竭而下降的方式。文章介绍了系统试井测试、等时试井测试和修正等时试井测试、一点法测试等测试方法；针对不同的产能测试方法得到的测试资料，采用不同的产能分析方法对资料进行解释与处理，从国内、国外两个方面介绍了产能分析研究方法。     

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新疆温吉桑地区温八块凝析气藏属低孔、低渗,非均质性较严重气藏,试井测试资料较少,常规的产能确定方法（如利用试井资料确定产能方程,采气指数法或一点法）应用较困难。文章从气井渗流理论出发,以二项式产能方程为基础,对气井渗流方程进行了分析研究,结合温吉桑温块凝析气藏具体情况,提出新的气井产能确定方法－单位平方地层压力无阻流量法及单位地层系数采气指数法,并进行了实例计算,最后结合气井连续排液条件和数值模拟     

利用修正等时试井确定凝析气井拟压力产能方程

在凝析气井产能评价中,利用拟压力两相渗流数学模型计算产能,能有效反映凝析气液两相渗流特征,比常规单相压力平方法计算的产能更准确,但模型涉及物性参数较多,参数间具有动态变化关系,因此,计算较为繁琐,方程系数不易确定。结合不稳定产能测试,引入修正等时试井方法及积分元素法对产能方程进行求解分析。首先基于考虑相变的凝析气井拟压力方法,建立气液两相渗流数学模型;然后结合实验室静态资料,运用积分元素法对模型中拟压力函数进行求解;再根据修正等时试井原理,利用不同工作制度下的动态测试产能点计算产能方程系数,从而确定凝析气井两相渗流拟压力产能方程。现场实例表明,与凝析气井常规单相渗流模型相比,运用该方法所得凝析气井产能偏小,这反映了凝析液析出对气井产能的影响,其结果更符合实际生产情况。因此为快速有效地确定凝析气井产能提供了一种实用方法。     

低渗透气藏压裂井三项式产能方程分析

压裂是低渗气藏开发常用的一种方式,气井压后渗流规律发生变化,气井产能将受到裂缝参数的影响,同时低渗气藏普遍具有低孔、低渗的特征,气体在储层中渗流时存在启动压力,而目前关于压裂气井产能研究主要是侧重于考虑裂缝参数的影响,公式较为复杂,不便于处理测试资料,且大多忽略了启动压力梯度。为此,基于气井压后渗流特征,推导了考虑启动压力梯度影响的低渗透气藏压裂气井三项式产能方程,给出了处理测试资料的方法,并分析了压裂裂缝参数、启动压力梯度对产能的影响,为气井压裂工艺设计时参数的合理选取以及气井压后的合理配产提供了依据。     

低渗透气藏气井产能试井资料分析方法研究

低渗透气藏渗流机理不同于常规气藏，尤其是束缚水饱和度（S_wr＞30%）较高的低渗透气藏存在启动压力梯度，从而使测得的气井修正等时试井资料二项式产能分析曲线斜率为负值，无法分析应用。为此，文章基于低渗透气藏非达西低速不稳定渗流微分方程，推导出具有启动压力梯度的低渗透气藏气井稳定产能方程和不稳定产能方程，并提出低渗透气藏等时试井资料优化分析新方法，应用该方法不仅可以快速确定气井产能方程,评价气井产能，同时还能求出气藏的启动压力梯度、渗透率、表皮系数等物性参数。实例应用表明，所提出的产能试井分析新方法具有实用价值。     

大庆兴城火山岩气藏合理配产方法优化

由于大庆兴城火山岩气藏低孔、低渗、低产能、平面差异严重以及试井测试资料较少,常规的合理配产确定方法应用较困难.从气井渗流理论出发,以二项式产能方程为基础,对气井渗流方程进行了分析研究,结合大庆兴城火山岩气藏具体情况,综合采用采气指示曲线法、节点分析曲线法和产量不稳定气井产能预测方法等,最后结合数值模拟结果和配产原则,确定了该区块的气井合理产能和配产指标.综合配产优化方法对生产数据依赖性小,减少了人为因素造成的配产不当和设计失误,克服了传统配产方法的不足,使配产和设计更具普遍意义.这些方法为开发方案的编制和实施提供了理论依据和技术支持,深化了气藏工程的研究,可以推广应用于其他气藏或火山岩气藏.     

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以鄂尔多斯盆地苏里格气田二叠系砂岩储层为例，从常规物性分析数据与探井试气产能的关系入手，在该区气藏地质特征及储层研究的基础上，探索性地建立了适用于该区气藏地质特征的储层工业性分类方法和评价标准，将该区储层按关键物性分析参数分为4类，每一类都对应于不同的工业价值。实践表明，这种储层分类可较好地概括该区砂岩储层的物性分布及级差特征，并能与气井的试气产能建立较好的对应关系，在该区的天然气勘探生产中，对正确评价储层工业价值、试气选层及气层改造方案的制定中都有较好的参考价值。     

低渗气藏考虑非线性渗流特征的稳态产能方程

低渗、致密砂岩气藏已逐渐成为勘探开发的热点，其储层特征和高含水特点导致了渗流机理不同于常规气藏，主要表现为：在近井区呈现为高速非达西渗流形式；在远井区由于启动压力梯度的影响呈现低速非达西渗流形式。因此，采用常规达西渗流条件下建立的产能方程评价单井产能必然存在误差。目前针对非线性渗流机理对开发的影响已有深入研究，但建立的模型大多是复杂不稳定渗流模型，现场实际应用不方便。为了弥补现有气藏工程理论的不足，从基本渗流方程出发，建立了考虑低速非达西渗流机理的直井稳态产能方程，与实际井测试数据进行了对比，并深入分析了低速非达西渗流机理在不同条件下对产能的影响程度。     

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文章在对气液两相渗流理论调研的基础上，考虑了凝析气藏反凝析和产水的三相流特点，从达西渗流定律入手，根据物质守恒原理，引入气、油、水多相流拟压力，建立了三相流产能方程，给出了无阻流量计算公式，详细描述了根据产能试井数据建立产能方程的步骤。文章提出的方法既适用于地层压力低于露点压力的反凝析气井两相流，也适用于产水凝析气井的三相流，目前气水或油气两相流产能方程只是新方程的特例。对某凝析气藏实际产能试井数据进行了分析计算，表明由于出水凝析气井不仅要克服凝析油的渗流阻力，还要克服水相渗流阻力，多相流产能远远低于单相流，对产水量较大的凝析气井而言，在流动压力大大低于露点压力时，不能采用单相流产能方程配产。实例中的多相流产能曲线表明：在同一井底流压下，随气水比的增加，气体产量将减少；在相同气产量下，随着水气比的增加，生产压差将增大。     

应力敏感性高压气井流入动态分析

我国西部深层气藏往往表现出异常高压的特征，油气藏生产时，由于地层压力下降导致储集层骨架变形和孔隙度、渗透率降低,该类气藏表现出很强的应力敏感性。该类气藏一方面渗透率随压力（或拟压力）变化而变化，在油气藏生产过程中,用单一固定不变的渗透率来表示油气藏的渗透物性显然是不合适的；另一方面，在超高压地层中气体的粘度和偏差因子乘积不是常数，用通常的压力平方来表示和研究产能特性也是不合适的。基于渗透率随压力呈分段的指数变化规律，用拟压力来处理实际气体的渗流过程，建立稳定渗流模型。在求解模型时，引入Pedrosa变换将渗流扩散方程中的非线性项弱化，用正规摄动技术精确地求解出渗流模型的零阶和一阶解，得到应力敏感性高压气藏井流入动态方程。在此基础上，分析渗透率模量变化对气藏压力和产量的影响，分析应力敏感性高压气藏井流入动态。该研究提出的思路和方法对我国西部深层高压气藏的产能评价具有指导意义。     

川西难动用致密砂岩气藏储量可动用界限研究

确定气藏可动储量界限方法有气层试气求产法和产能模拟法。试气求产法对常规气层是有效的,准确性也较高。但对于致密特殊气层,要经过压裂改造才能求产的气井,该方法就很难求准。文章另辟新径,尝试用单井数值模拟方法来确定储量可动用物性下限,并综合实际生产、测井解释、渗流下限、物性分析等成果,获得了川西难动用致密砂岩气藏经济技术储量可动用物性下限。     

含水气藏合理产能新方法研究

在现场生产中很难获知气井线性临界流速的大小，致使常规气井产能方程的应用有一定的局限性。含水气藏由于产水会使气井的产能降低，若积液不能被及时带出，严重时会造成气井水淹。在其它条件相同或相近的情况下，产水气井的产能比纯气井产能小。文章在气水同产井含水气藏两相渗流理论研究的基础上，考虑表皮系数和非达西效应的影响，建立了在地层中气水两相渗流含水气藏的合理产能方程，这为确定含水气藏的合理产能和气水同产井动态分析提供了理论基础。方程中所涉及的参数可通过气藏PVT物性试验、产水气井的测试资料获取，再用数值积分方法求解两相拟压力函数。建立的产能方程可应用于分析气水同产井流入动态关系，确定合理产量，求出产水气井最大无阻流量。现场情况分析表明，产能方程对合理配产提供了科学的依据。     

致密气藏分段压裂水平井产能评价新思路

由于储层物性、投产方式与渗流机理的差异,致密气藏与常规气藏的水平井产能评价存在很大差异,常规气藏水平井产能模型在致密气藏中存在诸多局限性。根据作者对国内外致密气藏分段压裂水平井开发效果的研究,从致密气藏水平井分段压裂的实际出发,提出了压裂水平井产能评价的新思路,即以单压裂段为单元,采用单压裂段压降叠加分析方法和单压裂段产量递减分析方法,合理评价单压裂段产能、最优压裂段数和对应的水平井或气藏产能。通过国内外的两个实例的应用与分析结果证明,该套思路和方法对于致密气藏分段压裂水平井产能评价具有很强的适用性和可操作性。