水驱气藏单井动态优化配产方法研究

针对国内外气井(藏)配产和设计中存在的工程问题,引入生产时间的概念,建立了水驱气井(藏)的动态优化配产模型。该模型改变了传统意义上用绝对无阻流量配产计算过程,对生产数据的依赖性小,可以减少因为人为因素造成的配产不当和设计失误。特别是具有天然水侵的气藏,如果产量配置不合理,造成井底积液,严重影响气井产量,因此对水驱气藏动态优化配产具有更重要意义。     

异常高压气井动态优化配产模型研究

异常高压气井动态优化配产方法改变了传统意义上的静态配产计算过程,减少了经验公式配产方法人为因素造成的配产不合理,也减少了配产对生产数据的依赖性,使气井配产更准确更具有普遍意义。本文考虑了异常高压气藏压力高、欠压实程度低等特征,在建立地层流体渗流压降的过程中引入了三项式压力平方产能方程;考虑异常高压气井生产过程中压力的变化,将异常高压气井动态优化配产模型分为两个阶段:异常高压阶段和常压阶段,且对异常高压阶段进行了深入研究;针对气井井身结构、产出流体物性等因素的不同,筛选出相关约束条件建立了异常高压气井高压阶段最大日配产量、最大稳产年限、最大可采出量3个优化配产模型。实例分析表明,利用建立的异常高压气井动态优化配产模型获得的配产量是整个系统的最优产量,能够满足气井长期稳产高产的要求,配产方法对实际生产具有重要的指导意义。     

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动态优化配产方法改变了传统意义上的静态配产计算过程，对生产数据的依赖性小，可以减少因人为因素造成的配产不当和设计失误，使配产和设计更具普遍意义。文章中所介绍的以节点分析为基础建立起的动态优化配产方法是一种更准确、合理，更符合矿场生产实际的先进方法，它克服了传统配产方法的不足，考虑了生产时间对地层压力、气体性质以及井底积液、底水锥进、地层垮塌、最小经济产量和计划产量等外在因素等对气井（藏）合理产量的影响，所获得的配产量是整个系统的最优产量，能满足气井（藏）长期稳产的要求，配产方法对实际生产具有指导意义。     

异常高压气井动态优化配产模型研究及应用

异常高压气井动态优化配产方法改变了传统意义上的静态配产计算过程,减少了经验公式配产方法人为因素造成的配产不合理,也减少了配产对生产数据的依赖性,使气井生产配产更准确更具有普遍意义.考虑了异常高压气井生产过程中压力的变化,将异常高压气井动态优化配产模型分为两个阶段:异常高压阶段和常压阶段,且对异常高压阶段进行了深入研究;针对气井井身结构、产出流体物性等因素的不同,筛选出相关约束条件建立了异常高压气井高压阶段最大日配产量、最大稳产年限、最大可采出量3个优化配产模型.实例分析表明,利用建立的异常高压气井动态优化配产模型获得的配产量是整个系统的最优产量,能够满足气井长期稳产高产的要求,配产方法对实际生产具有重要的指导意义.     

计算机仿真在异常高压气井生产中的应用

通过分析异常高压气井（藏）地层流动、井筒流动及井口气嘴流动的压降过程,建立了气井流动动态数学模型;利用计算机仿真技术对气井流动动态数学模型进行了模拟（仿真）,并在计算机上运行实现了对异常高压气井生产动态的检验和修正,从而达到了对异常高压气井生产流动过程可视化和预测的目的;计算机仿真还预测了气井生产动态流动参数,为下步异常高压气井优化配产提供了基础数据。并通过实例分析将计算机仿真预测出的异常高压气井流动参数代入优化配产模型计算出最大可采出量,可明显提高实际可采储量,表明利用异常高压气井动态仿真对气井的实际生产具有重要的指导意义。     

气井动态优化配产模型的改进遗传算法求解

以较成熟的气井动态分析理论为基础,考虑生产时间对地层压力、气体性质以及井底积液、地层垮塌、最小经济产量和计划产量等因素对气井合理产量的影响,建立了以最大日产气量、最长稳产年限和最大可采量为目标的3个气井动态优化配产模型。在气井动态优化配产模型中选取最大日产气量模型,利用模拟退火算法和惩罚函数处理约束条件,采用改进的遗传算法进行求解,利用matlab6·5编写了算法程序。实例计算所获得的配产量满足气井日产量最大的要求,认为该配产方法对实际生产具有一定的指导意义。     

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气井动态优化配产改变了传统意义上的静态配产计算过程，减小了对生产数据的依赖，可以减少人为因素造成的配产不当和规划错误，使配产更具有普遍意义。文章以较成熟的气井动态分析为基础，考虑了生产时间对地层压力、气体性质以及井底积液、地层垮塌、最小经济产量和计划产量等外在因素对气井合理产量的影响，建立了井筒内流体流动的数学模型并实现了井筒内流体压降变化的计算机仿真；建立了气井最大的日配产量、最长稳产年限、最大可采出量3个优化配产模型。实例分析说明通过所建立的优化配产模型所获得的配产量是整个系统的最优产量,能满足气井长期稳产的要求,配产方法对实际生产具有指导意义。     

确定凝析气井合理产能的新方法

在凝析气藏开发过程中，随着地层压力下降，反凝析油会在井底周围聚集，形成反凝析油污染，伤害地层渗透率。凝析气井合理产能是保障高效开发凝析气藏的重要参数。基于凝析油气体系在恒温条件下的反凝析渗流理论，考虑“地层——井筒——井口——地面定点”连续流动，研究了凝析气井在不同配产条件、不同生产时间下凝析油饱和度分布特征和多项渗流特征的计算分析方法。在综合分析凝析气井各种约束条件的基础上，建立了考虑凝析油污染条件下凝析气井动态优化配产理论与方法。大港油田某凝析气藏实例计算表明，采用考虑凝析油污染条件下凝析气井动态优化配产理论与方法确定出的凝析气井合理产量与实际气井产能基本一致，说明该方法具有可靠性和实用性。图3参7     

计算异常高压气井优化配产的一种新方法

考虑了气井各段压降、气体性质、井底积液、地层垮塌、底水水侵和计划产量等内外因素约束条件,建立了以最大日配产量为目标的异常高压气井优化配产模型。实例分析表明,利用异常高压气井优化配产模型计算出的气井配产结果与实际配产结果十分接近,能够满足气井长期稳产的要求,对实际生产具有重要的指导意义。     

基于粒子群优化和长短期记忆神经网络的气井生产动态预测

气井生产动态预测是气藏产量规划、开发方案编制及生产制度动态调整的重要依据,对天然气藏开发有着极其重要的指导意义。建立了基于长短期记忆深度神经网络的生产动态预测模型,并采用了粒子群优化算法对神经网络模型超参数进行优化,提高长短期记忆深度神经网络的预测效果。研究结果表明,基于粒子群优化和长短期记忆神经网络的气井生产动态预测模型能够实现对气井生产动态的准确预测和神经网络超参数的自动优化,使预测结果的平均绝对误差均小于10%,大幅度简化了神经网络模型的优化过程。     

深层水敏性稠油油藏开发方式评价

深层水敏性稠油油藏衰竭式开发效果较差,选择适用于该类油藏地质开发特点的开发方式,进一步提高区块采收率,是目前亟待解决的技术难题。从油藏实际出发,基于室内注水伤害、添加稳定剂注水和注气膨胀等物理评价实验,通过油藏数值模拟手段,开展了对衰竭式、注水、注天然气和氮气吞吐、吞吐转驱和注气驱等开发方式的优化计算和可行性论证。研究结果表明,注水开发会导致储层渗透率大幅降低,添加防膨稳定剂可在一定程度上改善注水开发效果,比注水开发提高采出程度4.23%,但与注气驱方案相比提高采出程度幅度不大;注气方案中,注天然气吞吐转驱效果最佳,比衰竭式开发增产原油9.82×104m3,提高采出程度19.6%,具有较好的经济效益,可作为深层水敏性稠油油藏的有效开发方式。     

基于裂缝径向流物理模型的CO2驱注入方式研究

针对水驱后CO₂驱不同注入方式优选问题,基于裂缝径向流物理模型,开展一注四采五点法井网单一裂缝和复杂裂缝CO₂复合驱油室内实验,研究了低渗透裂缝性油藏水驱后不同注入工艺下CO₂驱效果。结果表明:单一裂缝模型水驱后,依次实施CO₂连续气驱、改性淀粉凝胶注入、乙二胺注入等不同注入工艺,油藏阶段采出程度呈现先增加后降低的趋势,最终可在单一水驱基础上提高采收率65.7个百分点;复杂裂缝模型水驱后,依次实施CO₂连续气驱、改性淀粉凝胶注入、乙二胺注入、水气交替等不同注入工艺,水气交替驱油效果最好,最终可在单一水驱基础上提高采收率28.89个百分点。研究成果对低渗透裂缝性油藏水驱后CO₂驱具有重要指导意义。     

大牛地低渗透气藏产水气井动态优化配产方法

传统气井配产方法应用于大牛地低压、低渗、低产致密砂岩气藏产水气井时,气井的携液潜能得不到充分发挥,累计排水采气量大,最终采收率低。基于产水气藏物质平衡原理、气井产能、井筒压力温度分布预测理论,应用节点系统分析方法建立了产水气井生产动态预测方法,该方法能动态预测地层压力、井底流压、井口油压、产量、采收率随时间的变化;结合连续携液理论提出了产水气井配产新方法,该方法所配气量高于井口临界携液气量,且随时间动态递减,而不是保持不变。大牛地DK3井实例计算表明,新方法能更长时间维持气井连续携液生产,降低了累计排水采气量,提高了最终采收率。     

L油田薄互储层动用规律研究与应用

L油田为薄互层砂岩油藏,目前处于中高含水期,且新钻调整井投产初期递减严重,月递减率达4.9%,远高于理论递减值,造成数模拟合和产能预测难度大。为此,在精细油藏动态研究的基础上,结合新钻调整井水淹测井解释结果和随钻测压等资料,分析各类储层在不同生产时期的动用状况,总结薄互储层动用规律,并结合渗流力学原理,通过ROCKTAB关键字在数模中引入地层传导率因子与地层压力降关系,以相似表征薄互储层动用指数递减规律。结果表明,调整井钻遇的薄互储层初期对产量有贡献,后期产量减少甚至部分储层无产量。该成果在该油田老区综合调整钻前井位优化中得到应用,提高了老井拟合精度,并有效地指导了开发井配产和指标预测。     

非均质气藏可动水评价及提高采收率新思路

气藏衰竭式开采过程中,因高含水停喷甚至大面积水淹造成气井关井是很难治理的问题,准确评价气藏可动水对于高含水气藏治理及提高采收率有重要意义。以塔里木盆地塔河非均质底水气藏为例,测试了不同物性储层、不同驱替压差条件下的岩心含水饱和度、可动水饱和度和束缚水饱和度,结合渗透率、孔隙度等主要影响因素进行对比分析,研究发现同一岩心的可动水饱和度和含水饱和度随驱替压差的变化趋势一致,而且岩心的渗透率越大,相同驱替压差下可动水饱和度和含水饱和度越高;在含水饱和度和可动水饱和度较高时,两者随驱替压差增加而快速下降,而在含水饱和度和可动水饱和度较低时,两者随驱替压差增加下降缓慢;气藏不同区块的岩心含水饱和度和可动水饱和度随驱替压差变化的范围不同。在可动水评价基础上,结合精细地质建模及数值模拟技术,根据气藏剩余气及含水饱和度分布状态,设计了综合部署“采气井、阻水井、排水井”的治理增产方案,通过加强井网控制程度、封堵优势渗流通道、排泄地层水体能量进而提高气藏采收率。      

顶气边水窄油环油藏高效开发技术与实践

对于顶气边水窄油环油藏开发,成熟的开发经验较少,高效开发难度很大。针对渤海海域JZ油田顶气边水窄油环油藏开发初期井网优选、开发中后期剩余油挖潜和气窜水锥后管理难度大的问题,以大气顶弱边水和小气顶强边水油藏为代表,开展了顶气边水油藏井网优选、油气水三相运移规律、剩余油挖潜策略、气窜水淹特征及稳油控水(控气)技术等方面研究。根据研究结果提出了水平井井网新模式,对于大气顶弱边水油藏,水平段垂向位置设计位于油柱高度的1/3处,对于小气顶强边水油藏,水平段垂向位置设计位于油柱高度的2/3处;大尺度三维物理模型及数值模拟表明,采油速度越大,油气界面及油水界面往生产井移动速度越大;结合水平井井间剩余油为“土豆状”分布的认识,提出了井间加密方案;结合工区内试采生产资料,利用油藏工程方法和数值模拟方法分别建立了见气诊断图版和见水诊断图版,有效指导了油田稳油控气(控水)措施实施。根据以上研究,JZ油田采用该系列技术开发10年,含水率控制在25.0%以内,气油比维持在700 m3/m3以下,预计生产25年可提高采收率2.3个百分点。该研究对同类顶气边水窄油环油藏的开发具有一定的指导意义。     

考虑液滴夹带的气井连续携液预测模型

在有水气藏开发过程中，随着气藏压力的降低和含水量的增加，井筒内的气相能量不足以将水携带到地面，导致井底积液，从而影响气井产量，严重时甚至压死气井，造成停产。准确预测气井临界携液流速对判断气井是否积液和优化气井配产具有重要的意义。基于液膜携液假设，通过气液两相流受力平衡分析，建立了考虑液滴夹带影响的气井连续携液预测模型。模型引入了基于临界液膜流量和临界气相流速的液滴夹带判据，并采用了考虑液膜雾化与液滴沉积动态过程影响的液滴夹带率计算公式。结合实际气井生产数据，所建立模型与现有的液膜临界流速模型的对比结果表明，该模型的预测结果与气井实际状况更加吻合，可用于气井积液的判断。     

下二门油田核二段Ⅱ油组普通稠油油藏二次聚合物驱实践与认识

下二门油田核二段Ⅱ油组属于普通稠油油藏,油层厚度薄、非均质严重、地下原油粘度大。经过20多年的水驱、聚合物驱及后续水驱开发后,油藏采收率低、采油速度低、采出程度低、综合含水高,开发效果逐年变差。二次聚合物驱采用井网调整技术、注采参数优化技术、全过程调剖技术、动态调整技术等关键技术,取得了较好的矿场应用效果。实践表明二次聚合物驱能较好地改善该油藏的开发效果,是进一步提高采收率的有效途径。下二门油田核二段Ⅱ油组普通稠油油藏二次聚合物驱是国内第一个开展二次聚合物驱的单元,其成功经验为类似油藏的开发提供了借鉴。