考虑启动压力梯度的复合气藏不稳定压力动态分析

低渗透气藏的渗流过程中存在启动压力梯度,导致其渗流机理比常规气藏更加复杂。其次,在低渗透气藏开发过程中由于酸化、压裂或气藏本身的特点,会使得气藏近井区和远井区的岩石及流体性质存在差异,形成复合气藏。因此,建立了考虑启动压力梯度的复合气藏水平井不稳定渗流模型,使用Laplace变换、正交变换等方法获得了该模型的无量纲解析解。在此基础上,研究了启动压力梯度、水平段长度、内外区流度比和内区半径对复合气藏水平井不稳定压力动态特征的影响。结果表明,考虑启动压力梯度的复合气藏水平井的压力动态曲线可划分为纯井储阶段、井储后的过渡阶段、早期垂向径向流阶段、中期线性流阶段、内区拟径向流阶段、内外区拟径向流过渡阶段和外区拟径向流阶段。启动压力梯度越大,压力动态曲线后期上翘幅度越大;水平段长度越大,压力动态曲线位置越低;内外区流度比越大,压力动态曲线位置越高;内区半径越大,内区拟径向流阶段持续时间越长。研究结果丰富了低渗透复合气藏不稳定渗流的相关理论,为更好地认识气藏渗流规律和气藏的科学高效开发提供了理论依据。     

大型深层碳酸盐岩气藏描述技术研究

四川盆地高石梯-磨溪区块震旦系灯影组气藏为典型的大型深层碳酸盐岩气藏,受岩溶等因素影响,储层低孔低渗特征明显,非均质性强、孔洞搭配多样、渗流规律复杂,气藏精确描述难度大,严重制约了气藏开发有利区的优选和开发技术对策的制定。为解决此类气藏精确描述的难题,运用岩心描述和成岩解释形成了白云岩风化壳岩溶分带描述方法;运用数字岩心描述技术和融合地震解释技术形成了量化毫米级缝洞搭配和预测方法;运用三重介质储层试井诊断储层渗透性、形成岩溶性碳酸盐岩气藏开发有利区评价及优选技术。这套深层岩溶碳酸盐岩描述技术为该类气藏的开发政策提供了整套技术体系。     

多级压裂水平井试井分析方法研究及应用

随着油田开发逐渐深入到低渗透储层,大规模多级压裂水平井普遍应用。为准确评价此类储层,依据渗流力学基本原理,进行多级压裂水平井试井分析方法研究,建立了复杂边界条件下考虑井储和表皮的多级压裂水平井不稳定渗流解析模型,绘制了压裂水平井压力和压力导数双对数曲线理论图版,通过典型曲线拟合分析计算储层动态参数。通过实例分析,该方法可对多级压裂水平井进行试井解释,给出储层动态参数,对油藏进行综合、正确评价。     

应力敏感碳酸盐岩复合气藏生产动态特征分析

针对碳酸盐岩气藏平面非均质严重、应力敏感性强的特点,基于近井带裂缝—溶洞发育、远井带基质广泛展布的地质特征,将储层划分为内、外2个区,内区为三重孔隙介质,外区为单重孔隙介质;通过开展应力敏感性试验,确定内区裂缝渗透率应力敏感性变化规律,并引入拟压力及拟时间函数加以描述,建立考虑储层应力敏感特性的碳酸盐岩复合气藏渗流数学模型。应用Laplace变换及Stehfest数值反演方法,并结合气藏物质平衡方程,迭代求取定产压力解和定压产量解。采用矿场实际储层、流体及生产数据,对模型的有效性进行验证。分析不同应力敏感系数、内区裂缝渗透率及外区基质渗透率等对生产动态的影响特征,研究结果表明气井初始产量及生产后期压力随应力敏感系数的增大而减小,相比与内区裂缝渗透率,外区基质渗透率决定气井产气能力、井底流压大小与下降速率。     

三重介质底水气藏压裂水平井非稳态产能变化规律研究

针对三重介质底水气藏压裂水平井渗流规律和底水侵入气藏导致气井产能下降的特点,基于溶洞系统和基岩系统中的天然气向裂缝系统窜流,经裂缝系统产出的物理模型,将底水边界视为半滤失边界,建立了该类储层介质的非稳态渗流数学模型,并利用源函数、有限Fourier余弦变换和贝塞尔函数的积分方法得到了模型的点源解。在此基础上,采用解析法与数值离散法相结合的半解析方法获得了三重介质底水气藏多级压裂水平井的压力响应和非稳态产能计算模型。利用Stehfest数值反演得到了气井非稳态产能随时间的变化关系曲线,分析了气井产能的变化规律,研究了压裂裂缝条数、裂缝半长、裂缝间距、孔—缝和缝—洞的窜流系数及缝洞储容比等参数对气井非稳态产能动态特征的影响。研究方法和结果对合理分析三重介质底水气藏压裂水平井生产动态特征和优化压裂参数设计具有一定的指导意义。     

考虑水平井穿透复合气藏内区的不稳定产能分析

在气藏的实际开发过程中,由于酸化、地层污染或气藏本身的地质特点,会形成水平方向上物性不同的复合气藏。针对这一问题建立了考虑穿透复合气藏内区的水平井不稳定渗流模型,并在此基础上进行了不稳定产能分析。采用拉普拉斯变换、Muskat方法、点源函数叠加和杜哈美原理求解模型,得到了复合气藏水平井在拉式空间下的不稳定拟压力解。由不稳定拟压力解和Stehfest数值反演方法得到了真实空间下水平气井的不稳定产量解。并绘制了不同条件下的无因次产能曲线,分析了水平井穿透内区后无因次内区半径、表皮系数、内外区流度比、外区与内区储容比对水平井产能的影响。     

三重介质压裂气藏椭圆流非稳态产能模型

天然气藏经水力压裂后产生藏改造体积(SRV),SRV内的气藏性质与原始储层存在很大的差异,水力压裂每一阶段的SRV可简化为水力裂缝附近的一个椭圆形区域。由于三重介质气藏为各向异性储层,与经典的径向流模型相比,椭圆流模型对于三重介质气藏的优化开发至关重要。通过建立一个新的压裂井复合椭圆流模型来分析考虑SRV的三重介质气藏产能变化,模型内外椭圆区均为三重介质,高流动能力的内区用来表征SRV,基质和裂缝间的窜流视为非稳态。使用Mathieu函数、拉普拉斯变换和Stehfest数值反演算法等求解数学模型,之后绘制无因次典型曲线,并对模型进行验证。典型曲线的特征显示模型存在13个流动阶段,将基质与裂缝间非稳态与拟稳态窜流进行比较,并分析了井筒半径、SRV半径、流度比和储容比等相关敏感参数对产能的影响。     

三重介质凝析气藏等效数值模拟方法

为了正确模拟复杂孔、洞、缝三重介质碳酸盐岩凝析气藏的开发动态,在前人研究的基础上,提出了一种适合于该类凝析气藏的等效数值模拟方法.通过单个岩块概念模型,以含孔、洞、缝三重介质的等效单重介质精细模型计算结果为正确结果,以孔、洞所属的岩块系统气采出程度为主要对比指标,建立拟相渗和拟毛管力曲线,对比分析了气藏有水和无水两种情况下不同模型计算结果.结果表明,对于三重介质无水凝析气藏,直接采用双重介质模型可正确等效模拟;对于有水情况,需首先通过单个岩块概念模型模拟建立起拟相渗和毛管压力曲线,然后应用采用拟曲线的双重介质模型可正确等效模拟.     

应力敏感性致密气藏压裂井动态反演新方法

针对致密砂岩气藏的储层特征及渗流机理,建立并求解了考虑储层应力敏感性和裂缝导流能力的致密砂岩气藏压裂井不稳定渗流数学模型,进一步开发出应力敏感性致密砂岩气藏压裂井产能递减典型曲线图版,利用图版拟合可以求取致密砂岩气藏应力敏感储层参数及压裂工艺参数,形成一套快速有效的致密砂岩气藏压裂井动态反演技术及动态产能确定方法。通过苏里格气藏压裂井实例分析,验证了该应力敏感性致密砂岩气藏压裂井动态反演技术方法的可靠性,有助于致密砂岩气藏的高效开发。     

礁滩型碳酸盐岩气藏开发面临的问题及开发技术对策

礁滩型碳酸盐岩气藏不同于常规碎屑岩气藏,该类气藏的有效开发面临很大问题。龙岗气田是典型的礁滩型碳酸盐岩气藏,地质研究和试采动态特征研究表明气藏储层存在强烈的非均质性,气水关系复杂,部分试采井受地层水影响严重,同时不同类型气井生产特征表现出极大差异。该气藏有效开发主要面临储层非均质性评价、流体分布复杂性描述、储量计算以及产能评价等问题。针对该气藏开发面临的问题以及气藏开发特征,提出4条开发技术对策:①井—震联合开展储层精细描述,提高气藏开发规模;②布井方式采用不规则井网,提高气藏开发效益;③加强动态监测,科学管理气藏,提高气藏管理水平;④坚持"边勘探、边滚动、边建产"的开发思路,降低气藏开发风险。气藏开发技术对策的制定为龙岗气藏有效开发提供指导。     

水平井水平段最优长度设计方法研究

由于水平井水平段内摩擦损失的缘故,如果水平段内压降和油藏压降相当,导致水平段末端压降很小或者为零,这种现象常常出现在高渗透层的低压降生产油藏和生产压差受到限制的锥进油藏。因而研究水平井最优长度设计方法对水平井开发方案设计具有指导意义。本文分三种情况(底水油藏、气顶底水油藏、气顶油藏)建立了油藏内流动模型、井筒内流动模型、水平井水平段最优长度数学模型,在建立模型过程中,考虑了水平段内流动状态(层流、紊流)和管壁相对粗糙度对摩擦损失和水平井产能的影响,最后通过实例计算得到了几个结论。     

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同常规的垂直井相对比，采用水平井开采能够大幅度增加油气井与油气藏的接触面积，改变油气藏中井筒附近区域的渗流方式，降低渗流阻力，进而可以利用较低的生产压差来实现更高的油气产量。因此对于稠油油气藏、大倾角多层油气藏、天然裂缝油气藏、薄油层油气藏、具有气顶或者底水的油气藏以及海上油气田的开采，水平井技术越来越受到人们的关注。在水平井开采中,井筒沿程有流体不断地流入，使得水平井筒中的流动成为一种沿流动方向质量流量逐渐增加的变质量流动。由于油气藏中复杂的地质条件以及水平井段的流动特点，还会出现油、气、水的多相流动，这就使得水平井段内的流动变得更加复杂。水平井筒变质量流动规律的研究是水平井产能预测、水平井水平段长度优选以及水平井完井设计优化等的基础。文章从物理模拟实验及数学模拟两个方面对水平井筒变质量流动规律的研究方法及原理分别进行了介绍，并阐述了该研究领域所取得的最新进展。     

气顶底水油藏水平井临界产量计算方法

气顶底水油藏水平井临界产量是衡量水平井井筒是否过早水锥和气锥的一个重要因素,准确计算其大小对气顶底水油藏开发至关重要。 基于水平井井筒周围气顶与底水锥进原理,考虑水平井井筒周围椭圆形等压面,并将该等压面等效为发展矩形族,利用椭圆渗流原理推导了气顶底水油藏水平井临界产量计算模型。通过实例计算与对比,本文模型计算结果与数值模拟方法临界产量计算结果相对误差为 9.08%,且油层厚度较大时,两者之间的误差更小,说明本文模型准确性较好,实用性较强。敏感性分析表明,随着水平井无因次井筒位置的增大,临界产量呈现先增大后减小的趋势,且由于气水物性差异,临界产量在无因次井筒位置为 0.4 时取得最大值。因此,在利用水平井开发气顶底水油藏的过程中,应优选水平井井筒位置以保持较大临界产量。     

考虑井筒变质量流动的溶解气驱油藏水平井流入动态特性研究

目前,国内外研究学者应用数值模拟方法研究溶解气驱油藏水平井流入动态时未考虑井筒流动的影响,对于高产、小井径水平井会产生较大的计算误差.针对存在的问题,使用Eclipse油藏数值模拟软件中考虑井筒变质量流与油层中渗流耦合的多段井模型,研究了井筒变质量流动对溶解气驱油藏水平井流入动态的影响.模拟结果表明:当油藏压力较高时,不同油藏衰竭程度时水平井无因次IPR曲线基本重合;但当油藏压力较低时,溶解气析出,油相饱和度减少,油相相对渗透率降低,油藏内两相渗流阻力和水平井筒内两相流动阻力增大,水平井无因次IPR曲线上凸趋势迅速增大.     

多层合采阶梯井产能计算模型的建立与求解

在阶梯井多个生产段同时对多个油层合采时产能预测难度较大。针对该问题,依据渗流力学、工程流体力学、油藏工程和数值分析有关理论,考虑油藏各向异性、渗流干扰、井筒管流压降和钻完井污染等因素,利用离散化处理方法,建立了阶梯井与薄互层油藏耦合的多层合采阶梯井产能计算模型,分析了该模型具有唯一解的充要条件,给出了求解方法。利用某三层薄互层油藏数据进行了实例计算,分析了井筒径向流率、井筒流量和井筒流压的分布规律,发现阶梯井生产过程中,井筒径向流率分布规律满足高阶偶次多项式,流量分布规律满足三次多项式,流压沿井筒呈抛物线状分布且越靠近跟端下降越快,并认为管流摩阻造成的压降和产量损失不可避免;将利用该模型计算的全井产量与Joshi公式的计算结果进行了对比,发现二者仅相差1.79%。研究表明,建立的多层合采阶梯井产能计算模型的计算结果合理,为相关产能预测提供了新方法。      

线性复合油藏多级压裂水平井渗流模型

针对线性复合油藏,综合考虑压裂裂缝呈非等间距、非等半长、非等缝高、非等任意倾角等实际情况,建立了线性复合油藏多级压裂水平井不稳定渗流模型。利用点源函数理论、拉普拉斯变换、正交变换等多种现代数学方法进行求解,获得了考虑井筒储集和表皮系数影响的Laplace空间下井底压力动态响应解。编程绘制了新型的试井理论样版曲线,并开展了压力动态特征分析以及相关参数的敏感性分析。新的渗流模型不但可应用于水平井多级压裂后的渗流规律分析,还可用于实测井的试井分析,为油气田高效开发提供指导。     

复合页岩气藏压裂水平井压力动态分析

压裂改造体积SRV是评价储层改造效果的重要指标,是影响压力动态的关键因素。基于页岩气吸附解吸、扩散和渗流等多重运移机制,考虑压裂改造区的影响,建立内外区均为双重介质的复合页岩气藏压裂水平井试井模型。利用源函数思想,结合Laplace变换、叠加原理等方法,采用半解析法求取无限导流压裂水平井的井底压力响应。应用Duhamel原理考虑井筒储集和表皮效应的影响,结合Stehfest数值反演,绘制复合页岩气藏压裂水平井试井典型曲线,划分流动阶段。定义新无因次变量,分析SRV半径、裂缝条数、裂缝半长、裂缝间距、扩散系数、储容比、吸附解吸系数、渗透率系数及流度比等参数对压力动态的影响,该结果可为页岩气藏的合理高效开发提供理论依据。     

页岩气藏压裂水平井Blasingame产量递减分析方法建立与应用

根据常规油气藏压裂直井Blasingame产量递减样板曲线建立方法,使用渐近法建立了拟稳态流动阶段无因次压力与无因次时间的线性关系获取方法,重新定义无因次参数,形成了考虑气体吸附和溶解的页岩气藏压裂水平井Blasingame典型样板曲线。结合页岩气藏物质平衡理论,将实例数据与样板曲线进行拟合,验证了Blasingame产量递减分析方法在页岩气藏压裂水平井生产数据解释中的有效性。研究结果表明：①基于新无因次变量,吸附、溶解影响下页岩气藏压裂水平井Blasingame样板曲线边界控制流阶段再次归结为一条斜率为-1的直线,结合吸附等实验数据,可有效降低拟稳态阶段的多解性;②页岩气藏压裂水平井Blasingame样板曲线受储量相关参数和裂缝参数的双重影响,储量相关参数越大,样板曲线位置越低,裂缝参数越大,样板曲线位置越高。③长期动态资料分析可有效获取储层物性参数、改造情况以及单井控制动态储量参数,基于拟合结果,为未来生产动态预测奠定了基础。     

页岩气藏压裂水平井Blasingame产量递减分析方法建立与应用

根据常规油气藏压裂直井Blasingame产量递减样板曲线建立方法，使用渐近法建立了拟稳态流动阶段无因次压力与无因次时间的线性关系获取方法，重新定义无因次参数，形成了考虑气体吸附和溶解的页岩气藏压裂水平井Blasingame典型样板曲线。结合页岩气藏物质平衡理论，将实例数据与样板曲线进行拟合，验证了Blasingame产量递减分析方法在页岩气藏压裂水平井生产数据解释中的有效性。研究结果表明：①基于新无因次变量，吸附、溶解影响下页岩气藏压裂水平井Blasingame样板曲线边界控制流阶段再次归结为一条斜率为-1的直线，结合吸附等实验数据，可有效降低拟稳态阶段的多解性；②页岩气藏压裂水平井Blasingame样板曲线受储量相关参数和裂缝参数的双重影响，储量相关参数越大，样板曲线位置越低，裂缝参数越大，样板曲线位置越高。③长期动态资料分析可有效获取储层物性参数、改造情况以及单井控制动态储量参数，基于拟合结果，为未来生产动态预测奠定了基础。