页岩气藏压裂水平井产能模型及影响因素

由于页岩气在储层中存在解吸、扩散和渗流相互作用,使页岩气藏压裂水平井与常规气藏压裂水平井在渗流特征及产能递减规律方面有较大差异.综合考虑页岩气解吸、扩散和渗流特征,建立页岩气藏压裂水平井产能模型,应用Laplace变换和Duhamel原理,结合Stehfest数值反演求解产能模型,绘制页岩气藏压裂水平井产能递减曲线,分析解吸系数、无因次储容系数、无因次解吸时间、无因次人工裂缝间距、人工裂缝条数和裂缝表皮系数对产能递减曲线的影响.该结果对认识页岩气藏压裂水平井产能递减规律、评价预测产能及优化压裂裂缝提供参考.     

压裂水平井渗流理论研究进展

系统地回顾了压裂水平井渗流理论发展历程,国外对压裂水平井的研究趋向于建立数学模型,利用源函数、三线性流模型及数值方法进行求解;国内对压裂水平井的研究重点在于分析压裂水平井产能特征。同时,还对国内压裂水平井产能分析方法,包括裂缝势函数分布法、保角变换法、裂缝离散法、当量(等效)井径法、源函数及格林函数法进行了分类总结,简要评述了各种方法的优缺点。最后分析了压裂水平井渗流理论研究中存在的各种问题,并在此基础上指出了压裂水平渗流理论的发展趋势。      

应力敏感油藏多角度裂缝压裂水平井产量模型

针对目前考虑应力敏感的多角度多段裂缝压裂水平井产量模型研究较少,基于摄动理论,结合源函数,建立拉普拉斯空间下求解压裂水平井产量的半解析方法,与成熟数值模拟软件对比验证模型正确性,绘制并分析应力敏感油藏多角度多段压裂水平井压力和产量动态曲线.结果表明:应力敏感油藏压裂水平井流动形态呈现较为明显的裂缝线性流与系统径向流动形态,而其双对数压力及其导数曲线在系统径向流阶段出现上翘;应力敏感效应减弱了缝间干扰作用,体现在不同裂缝条数与裂缝角度对产量的影响上,因此,裂缝条数等参数的优化需要考虑应力敏感,才能得到更合理的结果.     

基于滑脱、应力敏感和非达西效应的页岩气压裂水平井产能模型

基于页岩气藏压裂水平井三线性流模型,考虑页岩气滑脱效应,分析页岩气的吸附、天然裂缝的应力敏感和人工裂缝的非达西效应,建立页岩气产能模型,运用全隐式有限差分和牛顿—拉普森迭代法进行数值求解,绘制无因次产量递减曲线。结果表明:页岩气的流动阶段分为人工裂缝中不稳定线性流阶段、人工裂缝和微裂缝的双线性流阶段、微裂缝中不稳定线性流阶段、微裂缝和基质的双线性流阶段、基质中线性流动阶段、边界流阶段;如果忽略滑脱效应,将导致页岩气产能预测产生误差。当页岩基质孔隙直径小于20nm时,滑脱效应造成的产量增加5%~25%。该结果对于认识页岩气藏水平井产能递减规律具有指导意义。     

考虑应力敏感效应的复合油藏多级压裂水平井压力动态分析

应力敏感效应是影响致密油气藏压力动态分析的重要因素。考虑应力敏感效应、体积压裂改造区(SRV)及水力裂缝的有限导流能力,建立水力裂缝为树状缝网的双重介质复合油藏多级压裂水平井数学模型。运用摄动变换、Duhamel原理、Laplace变换等方法求解模型,得到井底压力线源解,绘制井底压力动态曲线并对相关参数进行敏感性分析。结果表明:多级压裂水平井的渗流过程划分为12个阶段。渗透率应力敏感系数使压力曲线上翘;储容系数影响窜流的时间与强度;窜流系数影响基质向裂缝窜流出现时间;内外区流度比主要影响内区向外区过渡流及晚期径向流阶段;裂缝间距和裂缝长度增大有助于增加泄油面积,减小整体渗流阻力;内区半径主要影响内区向外区过渡时间。该结果对致密油气藏多级压裂水平井渗流规律分析和试井解释具有指导意义。     

基于压裂液返排数据的页岩油气藏裂缝参数反演方法

为及时评价水平井压裂效果、准确反演裂缝参数,提出基于页岩油气藏压裂液返排数据的裂缝参数反演方法.以不稳定渗流理论为基础,考虑裂缝—基质间油水或气水两相复合流动,以及流体在储层中的复杂渗流机理,建立渗流数学模型并进行半解析求解,形成一套划分两相流动阶段的诊断曲线和反演裂缝参数的直线分析法,对半解析模型进行数值模拟验证.美...     

考虑压裂液返排的致密气藏气水两相产能分析

大部分压裂水平井产能模型以单相气体流动为主,忽略气井早期返排阶段压裂液和气体共存现象。基于线性双重孔隙模型,建立致密气藏气水两相早期返排计算模型,将储层改造区域(SRV)分为天然裂缝与基岩系统,其中天然裂缝系统为气水两相流动,基岩系统为单相气体解吸;根据实际返排液体积拟合,分析天然裂缝系统动态相对渗透率与时间的关系,采用Laplace变换方法对模型进行求解,研究有效孔隙体积和初始返排率对模型气井产能的影响。致密气藏x1井的应用结果表明:初始返排率越高,气井产能越高,气水两相早期返排分析模型产能拟合效果较好;结合产水量无量纲压力与平衡时间的关系,计算裂缝总体积为22.191×10~3 m~3,基岩—裂缝接触面积为2.456×10~5 m~2,平均裂缝开度为45.2 mm。该结果对致密气井压裂效果评价和产能预测具有指导意义。     

非均质油藏多段压裂水平井不稳态压力分析半解析方法

基于点源函数理论和边界元思想,建立一种可用于非均质油藏多段压裂水平井非稳态压力分析的半解析模型。模型考虑储层横向非均质性的影响,计算所得结果与数值解进行对比与拟合,对横向渗透率的非均质性、储容比、窜流因数、裂缝导流能力、长度及各裂缝泄流面积的影响进行讨论。结果表明:随着储层横向渗透率非均质性的增强,各裂缝间流量的差异性增大;单一提高某一个裂缝附近的渗透率对压力影响较小;泄流面积的差异性仅在晚期对各裂缝流量分布有影响;裂缝导流能力仅对早期裂缝流量的分布有影响,裂缝越长,流量越大。     

考虑储层改造体积页岩气藏复合模型

针对页岩气藏中水平井结合体积压裂开采、吸附气和游离气共存的方式,建立考虑储层改造体积的页岩气藏复合模型,定义新的参数表征基质中吸附解吸气量与游离气弹性释放量的比值,且将储层分为人工主裂缝区域、储层改造区域和未改造区域,其中人工主裂缝基于离散裂缝模型降维处理,储层改造区域为双孔双渗模型,未改造区域为单孔隙介质模型;模型采用有限元方法进行求解,与双重介质解析解对比验证算法的正确性.结果表明:页岩气藏水平井体积压裂复合模型主要存在主裂缝周围线性流、过渡区域拟稳态、窜流阶段、未改造区域的拟径向流动和到达边界后的拟稳态等5个主要流动阶段,且考虑吸附解吸后,定产量生产所需压差小,压力波传播到边界时间长,压力导数曲线凹槽更加明显,定井底流压生产时压裂水平井产量更大,稳产时间更长;储层改造体积越大,到达区域拟稳态流越晚,可判定储层改造体积;Langmuir吸附体积越大,压力波传播越慢,所需压差越小,压力导数曲线凹槽越深,页岩气藏稳产时间越长,产量越大,但产量的增幅越来越小.     

压裂水平井产能预测方法研究综述

水平井压裂技术已经在薄层、低渗透油气藏以及页岩气的开发中得到了广泛的应用,其产能预测方法是进行油气层评价、合理高效开发的基础。在对产能影响因素分析的基础上,系统总结了致密砂岩油气藏和页岩气藏压裂水平井的产能评价方法;认为除了对储层基质以及裂缝内流动机理进行表征外,裂缝的分布规律以及储层应力敏感性对产能的影响不容忽视;同时应重视大量钻井资料与物理模拟和数值模拟的结合,以提高产能预测的精度。      

页岩储层体积压裂缝网形成的主控因素及评价方法

页岩储层的体积压裂能有效沟通天然裂缝使其形成缝网系统,极大地提高了页岩气的产能,让页岩气的开采尽快获得经济效益,因此对体积压裂缝网形成研究显得尤为重要,在对国内外大量页岩储层测试数据和体积压裂缝网形成研究成果全面系统调研和深入分析总结的基础之上,认为页岩储层体积压裂缝网的形成主要受控于3个方面的因素:①储层本身质量好,高的脆性矿物含量、杨氏模量,低的断裂韧度、泊松比、应力衰减速率和储层敏感性等,即储层的可压裂性越高,越易形成缝网;②地质背景条件优越,低的应力各向异性、天然裂缝发育、小的逼近角等,利于压裂裂缝延伸并扩展成缝网;③压裂工程措施适当,包括起裂方位和压力、支撑剂及压裂液性能、施工液量及排量等施工参数设计合理,有利于水力裂缝的充分扩展;另外,对以上控制因素的评价方法主要有室内实验、软件数值模拟及现场监测等,这些认识对体积压裂缝网形成机理研究及压裂优化设计具有重要的理论价值和实践意义。      

非均质各向异性油藏水平井流入动态

为分析渗透率非均质性对水平井流入动态的影响,根据质量和动量守恒定律,建立全耦合的非均质各向异性盒式油藏渗流与水平井筒变质量流的耦合模型;通过坐标变换建立各向异性油藏水平井非均质表皮计算模型,将非均质渗透率场转化为等效均质渗透率场和沿井筒变化的非均质表皮;应用源函数法和势的叠加原理得到油藏渗流模型的解,给出基于模型离散的顺序迭代解耦方法.结果表明:渗透率非均质性对水平井流量剖面和采油指数影响较大.水平井流量分布规律与近井渗透率变化规律基本相同;高渗区流量大,低渗区流量小;在等效渗透率相同的情况下,随着近井非均质性的增强,水平井平均采油指数逐渐降低,平均流量分布不均衡因数逐渐增大.该研究为非均质各向异性油藏水平井产能预测和完井参数优化提供了依据.     

储层特征对水平井多裂隙增强型地热系统采热过程影响的数值模拟研究

将石油天然气行业发展很成熟的水平井多裂隙开发技术用于增强型地热系统(EGS)可显著提高EGS的经济效益。本研究建立了三维EGS水平井多裂隙物理模型, 采用CFX模拟分析了在井间距以及裂隙间距等不同储层特征条件下EGS的运行性能, 揭示了不同储层特征对于EGS储层采热过程的影响机理。研究结果表明: ①裂隙间距是影响EGS工程运行寿命和开采率的关键因素, 在相同注水流量下, 较大的裂隙间距不易形成热穿透, 系统运行寿命更长, 但降低了储层开采率; 过小的裂隙间距易形成热穿透, 系统运行寿命短, 但开采率高。②井间距对裂隙中的流体流速影响显著, 随着井间距增加, 在相同开采时间下, 产流流体的温度不断升高, 系统的寿命也会随着井间距的增加而增加, 井间距的增大也意味着储层的体积也就更大, 从而有更多的热量可供开采, 因而提高了系统的运行寿命。研究结果可以为EGS储层的建造提供理论指导, 为实现商业化开采地热能做好理论准备。      

考虑吸附相体积的页岩气储量计算方法

页岩气赋存于发育大量天然微裂缝的页岩中,主要以吸附态和游离态2种形式存在。准确评价裂缝中自由气量对于页岩气井开采的早期评价具有明显的实用价值。从物质平衡原理出发,运用Langmuir吸附模型、Bangham固体变形理论,同时考虑基质孔隙体积和裂缝孔隙体积随地层压力的变化,以及吸附气所占体积对储量的影响,推导出了修正吸附相所占体积的页岩气藏物质平衡方程,并给出了线性化方法。计算结果表明,考虑了吸附气所占孔隙体积后,基质中自由气量比不考虑吸附相体积时减小,且吸附气量减小,裂缝中自由气量相对增加,总储量减小,使得计算模型更符合实际,计算结果更为准确。      

基于成像测井的泥页岩裂缝研究:以焦石坝区块为例

富有机质泥页岩裂缝类型及其发育分布特征是影响页岩气聚集与散失的重要因素。基于岩心观测和高分辨微电阻率成像测井（FMI）,对焦石坝区块2口关键井（JYA井和JYB井）裂缝发育特征进行了精细标定与定量解释,并在此基础上联合含气性资料简要探讨了裂缝对页岩含气性的影响。研究结果表明,JYA井和JYB井主力层段及下伏地层裂缝差异较小,均以层理缝为主,但上覆盖层具有明显差异。JYA井上覆盖层天然裂缝发育程度较低,以高阻缝为主,高导缝和断层次之,三者的倾角变化范围分别为20.31°~75.83°（平均44.65°）、16.65°~61.17°（平均39.43°）和36.41°。裂缝线密度最高为0.6条/m,其中断层仅为0.025条/m,页岩系统封闭能力较好,压裂投产为高产井。JYB井上覆盖层天然裂缝发育程度较高,且以断层为主,高阻缝和高导缝次之,三者的倾角分别介于13.71°~72.23°（平均37°）、6.9°~78.49°（平均37.9°）和13.53°~61°（平均32°）之间。裂缝线密度高达0.98条/m,其中断层线密度约为0.654条/m,页岩系统封闭能力较差,压裂投产为低产井。裂缝发育类型及其程度决定了不同区块页岩气保存条件与页岩气富集程度。      

Identifying and Evaluating of Oil Reservoir

The identification and evaluation of oil reservoir with logging data are one of most important ways in geologic logging services. For the last decades, with the further development of the oil & gas exploration, great advances have been achieved in techniques on the acquisition, processing and interpretative evaluation of logging data. How to identify fluid characteristics and evaluate the productivity in light oil reservoir (the crude density being between 0.74g/cm3 and 0.82g/cm3)has become one of the difficulties.With the establishment of the regional interpretation criterion of the study blocks, the optimized logging parameters that reflect the reservoir characteristics have been used to establish the chart for the interpretation of oil-water reservoir combining with well logging parameters. Then, to begin with geologic reserves of crude in single well, we establish evaluation criterion for productivity in oil reservoir with determining lower limit value of the reservoir and applying the relationship between chart parameters. The techniques are verified in production and get better effect.On the basis of the reservoir characteristics analysis of both basin A and B, We established the evaluation method of static productivity on light oil reservoir with getting quantitative evaluation parameters after quantitatively evaluating the date of core, pyrolysis chromatogram and gas chromatogram. It provides new technique 7 for new well interpretation and old well review, as well as evidence for project.design of well testing.     

页岩气藏清水压裂悬砂效果提升实验

针对页岩气藏压裂中清水压裂悬砂效果较差问题,分析压裂液和支撑剂性质,通过实验提出增强清水压裂悬砂效果方法:纤维复合清水压裂液技术和超低密度支撑剂技术.结果表明:纤维的加入不仅使清水压裂液的悬砂性能得到提高,同时还可以显著降低液体摩阻.低密度支撑剂可以降低沉降速度50%以上.综合采用纤维复合清水压裂液技术和超低密度支撑剂技术,支撑剂2h的沉降率为17%.不仅可以提高清水压裂的开发效果,还可以降低对地面泵车排量的要求,对于页岩气藏的开发具有指导意义.     

东海盆地西湖凹陷深部储层“相-岩-温”三元分级评价原则与效果

西湖凹陷是东海盆地最有油气潜力、最有勘探难度的沉积盆地，储层类型多样且致密化严重是目前制约资源评价的重点难题之一。现有的储层评价标准并没有充分考虑到多样性储层并存的特征，对于储层的评价依然依托的是常规储层评价标准，并没有系统开展过多类型储层的分类、分级评价。在充分讨论西湖凹陷储层控制因素的基础上，遴选出储层发育的主要控制要素，建立了"微相-成岩-温度"三要素联控下的储层三元分级方案，并在此基础上，对主要目的段储层开展了分级评价，认为花港组储层以低渗特低渗储层为主，占总储层的35%以上，是未来主要的勘探类型。平湖组以常规和低渗储层为主。研究成果为后期资源量分级评价奠定了基础，也为国内外同类型盆地储层评价提供了借鉴。