低渗透气藏气水同产压裂水平井产能计算方法

水平井辅以压裂措施开发低渗透气藏已成为全球范围内的趋势,但是气井产水严重地制约了其产能。基于储层和裂缝中气水两相渗流理论,考虑储层应力敏感、气体滑脱效应以及裂缝中气体高速非达西渗流,定义气水两相广义拟压力,利用势的叠加原理,建立了低渗透气藏中气水同产压裂水平井产能新模型。实例应用表明,理论流入动态曲线与实际产能测试数据拟合较好,且计算无阻流量与产能测试结果相对误差较小,仅为5.4%,说明新模型具有较高的准确性。敏感性分析表明,随着裂缝条数、裂缝半长的逐渐增大以及裂缝导流能力的逐渐增强,无阻流量也逐渐增大,但是增大的趋势均越来越平缓;随着水气体积比的逐渐增大,无阻流量明显减小。该项研究可为低渗透气藏气水同产压裂水平井产能预测以及压裂优化设计提供一定的借鉴。     

致密砂岩气藏气水同产水平井产能公式推导及应用

致密砂岩气是具有较大潜力的非常规天然气资源,但由于其具有低孔、低渗特征以及受气井产水的影响,其储层流体的渗流不满足传统达西渗流规律。 基于 Joshi 水平井产能分析理论,考虑气井产水、应力敏感、滑脱效应以及气体高速非达西渗流对产能的影响,定义了气水两相广义拟压力,并根据气水两相渗流理论,推导了致密砂岩气藏气水同产水平井产能计算新公式。 通过实例计算与对比发现,利用新公式计算的无阻流量与试气无阻流量相对误差仅为 6.60% ,验证了该公式的准确性。 敏感性分析结果表明,随着生产水气比以及应力敏感指数的逐渐增大,气井无阻流量逐渐减小,而随着滑脱因子的逐渐增大,气井无阻流量逐渐增大。     

低渗气藏产水水平井产能计算方法

基于水平井椭圆形渗流原理,考虑气井产水、启动压力梯度、应力敏感、滑脱效应以及气体高速非达西渗流对产能的影响,定义气水两相广义拟压力,利用气水两相渗流理论推导了低渗气藏水平井气水两相渗流三项式产能计算新方法。实例计算与对比发现,利用新公式计算无阻流量结果与实际产能测试结果相对误差仅为5.25%,说明新公式具有较高的准确性。     

低渗气藏产水气井流入动态研究

在低渗气藏开发过程中,储层应力敏感效应、气体滑脱效应以及产水是影响气井产能的重要因素。基于平面径向渗流原理,考虑储层应力敏感、气体滑脱效应以及气井产水,通过定义气水两相拟压力,推导出了低渗气藏中综合考虑储层应力敏感、气体滑脱效应以及产水条件下气井二项式产能公式。实例分析表明,产水以及储层应力敏感效应均使气井产能大大降低,而滑脱效应使气井产能增大,但影响较小。     

低渗气藏分支水平井气水两相产能影响因素分析

低渗气藏表现出低孔、低渗特征和气井产水,无法用常规达西定律描述其渗流特征。基于产水多分支气井两相渗流原理,考虑气水两相渗流特征、气体滑脱效应等非达西流动特征,得到低渗气藏在气水两相渗流条件下多分支气井产能方程,进行了气水两相广义拟压力求解。通过引入实例分析,文章计算方法能够较为准确计算气井无阻流量,且与测试无阻流量相差较小,保障了新方法的准确性。多因素敏感性分析表明,随着井筒个数以及单个井筒长度的增大,气井产量逐渐增大,而生产水气比以及储层应力敏感指数增大将会导致气井产量逐渐减小,且生产水气比对产能的影响更为明显。     

异常高压气藏产水水平井产能影响因素分析

由于气体非达西渗流特征及气井产水的影响,常规二项式产能公式对异常高压气藏水平井的产能计算不再适用。基于常规水平井产能分析理论,考虑储层应力敏感、气体高速非达西流效应和脉冲效应的影响,定义气水两相拟压力,利用保角变换方法推导了异常高压气藏气水两相水平井三项式产能新模型。实例验证表明,新公式与产能试井结果相对误差仅为6.89,准确性较好。敏感性分析表明,高速非达西效应和脉冲效应对气井产能影响较小,而储层应力敏感指数和水气体积比对气井产能影响较为明显,且随着应力敏感指数及水气体积比的逐渐增大,气井无阻流量逐渐减小。     

低渗透气藏水平井气水两相产能研究

低渗透含水气藏开发过程中,水平井底见水不仅增加了地层流体渗流的复杂性,而且降低了水平井产量。以气水两相渗流理论为基础,建立了气水两相运动方程,定义气水两相启动压力梯度以及气水两相广义拟压力,考虑应力敏感、滑脱效应、紊流效应和表皮效应对气水同产水平井产能的影响,利用保角变换方法推导出低渗透气藏中水平井气水两相三项式产能新公式。通过实例计算,利用新公式计算的无阻流量结果与实际产能测试结果相对误差较小,仅为5.13%,说明新公式精确可靠,且敏感性分析表明,水平气井产水量随着滑脱因子以及水气质量比的增大而增大,而随着启动压力梯度以及应力敏感指数的增大而减小,但启动压力梯度对产水量影响较小,若生产压差较大,启动压力梯度可以忽略不计。     

各向异性致密气藏水平井产能计算方法

基于常规水平井产能分析理论,考虑致密气藏储层应力敏感、气体滑脱效应以及储层各向异性的影响,利用了拟三维方法与保角变换方法推导了致密气藏水平井产能计算新模型。实例论证表明,利用新模型计算的无阻流量、当前理论产量与试气无阻流量、当前实际产量相对误差分别为5.09%与7.11%。     

低渗透气藏压裂井气水两相产能计算方法

存在边、底水的低渗透气藏易形成气水两相流动,无法准确预测产水气井产能。基于低渗气藏典型渗流特征,考虑气井产水影响,结合压裂气井单相渗流特征,建立了计算低渗气藏压裂气井气水两相产能计算公式,结合气水两相相渗曲线,得到求解气水两相广义拟压力以及压裂直井储层-裂缝气水两相渗流耦合模型。苏东南区A气井实例计算表明,根据线性回归方程求得无阻流量3.370 9×10~4 m~3/d,利用本文模型计算气井无阻流量3.291 9×10~4 m~3/d,与产能测试结果对比,绝对误差和相对误差仅为0.079×10~4 m~3/d和2.34%,验证了新公式的准确性及适用性。同时,分析了启动压力梯度、应力敏感指数、水气体积比、裂缝半长,以及裂缝导流能力对压裂气井流入动态的影响,为低渗气藏气水两相压裂气井产能研究提供新思路。     

应力敏感对气水同产井产能的影响

在气藏开发过程中,储层应力敏感是影响气井产能的重要因素。基于直井井筒周围平面径向渗流原理,考虑储层应力敏感以及井筒周围气水两相渗流,定义气水两相拟压力,推导出了考虑应力敏感条件下产水气井二项式产能公式。实例论证表明,随着应力敏感指数的逐渐增大,无阻流量逐渐减小。     

致密气藏压裂水平井气水两相产能求解新方法

致密气藏由于其裂缝发育程度不好,地层渗透率过低等原因,通常采用水平井钻井并结合压裂增产技术对其进行开采。调研发现,在此类气藏中,一般存在储层应力效应,启动压力现象,甚至出现气水两相流动;目前对该类气藏的气水两相流动产能求解模型还较少。基于常规裸眼完井压裂水平井模型,同时考虑应力敏感,启动压力梯度以及裂缝间的干扰,引入新型气水两相拟压力的定义,并运用势的叠加原理和等值渗流阻力法,推导了致密气藏压裂水平井气水两相稳态产能模型,为非常规气藏气水两相流动的产能求解提供了新的方法。通过实例分析,随着渗透率模量和裂缝渗流率的增加,气井产能逐渐增加;随着水气体积比的增大,产能则逐渐降低;启动压力梯度则对产能的影响并不十分明显。因此,在低渗透致密气藏的开发过程中,需要着重对裂缝的参数进行优化,减小地层中因气水两相流动对产能造成的影响,以便达到更好的开发效果。图8参15     

致密砂岩气藏压裂井两相流流入动态研究

由于裂缝的影响,致密砂岩气藏压裂井易产水,准确地预测地层内流入动态对合理配产非常重要。针对致密砂岩气藏气水同产压裂井的渗流特征,将渗流场划分为地层及裂缝两个部分,以非达西稳态渗流理论为基础,基于扰动椭圆及等价发展矩形思想,分别建立了启动压力梯度及应力敏感的气水两相拟压力函数,推导出各区相应的产能方程,最终采用Newton-Raphson数值方法对产能方程进行求解。实例计算表明,该方程计算的气井无阻流量与实际产能测试结果误差较小,具有较强的实用性。     

双孔双渗火山岩气藏裸眼压裂水平井产能预测方法

基于火山岩气藏双孔双渗储集层压裂水平井渗流的特殊性,引入新的拟压力函数,以等值渗流阻力法及叠加原理为基础,综合考虑气体滑脱效应、启动压力梯度、应力敏感效应及裂缝内紊流效应的影响,构建了火山岩气藏裸眼水平井压裂多条横向裂缝时的产能预测方法。结果表明:气井全生命周期中,启动压力梯度对气井产能影响最大,其次是应力敏感效应、紊流效应,滑脱效应影响最小,应力敏感效应较强的气藏,应减小气井生产压差;随着裂缝半长增加,气井产量增大;随裂缝条数增多,产量增加幅度减缓,存在一个最优裂缝条数;裂缝导流能力变化对气井产量影响最明显,导流能力越大,气井累计产量越高,裂缝导流能力增加到一定程度时,气井产量随着导流能力增加幅度减小,不同类型储层集对应不同的最优裂缝导流能力。图6参15     

应力敏感对低渗致密气藏水平井压裂开采的影响

水平井压裂开发是提高低渗致密气藏产量和采收率的重要手段。低渗致密气藏存在应力敏感性,由于储层压力下降,造成近井地带孔隙度、渗透率等物性参数降低,裂缝宽度减小甚至闭合,地下流体渗流能力下降,影响压裂水平井的开发效果。从室内实验出发,研究了低渗致密气藏应力敏感性,多次升降压进一步加剧了裂缝渗透率应力敏感程度,储层和裂缝渗透率应力敏感损害具有不可逆性。采用压裂水平气井的生产动态分段拟合方法和试井分析研究了应力敏感参数变化规律:随生产时间增加、地层压力降低,地层渗透率逐步降低,压裂裂缝半长逐渐变短,裂缝导流能力下降,表现出较强的应力敏感性。单井动态分析和数值模拟研究表明:随应力敏感效应增强,水平井压裂稳产期采出程度和采收率降低幅度变大;随着配产提高,应力敏感效应影响增强;低渗致密气藏应控制合理生产压差,减少应力敏感对储层的伤害。     

火山岩气藏压裂水平井产能预测新方法

火山岩气藏发育多尺度孔、洞、缝介质,压裂水平井投产具有多重介质接力排供气与非线性渗流的特征。引入新的拟压力函数,以等值渗流阻力法及叠加原理为基础,综合考虑气体滑脱效应、启动压力梯度、应力敏感效应及裂缝内紊流效应,构建了火山岩气藏水平井压裂多条横向裂缝相互干扰的产能预测新方法。结果表明：在气井生产过程中,近井筒附近,裂缝内需考虑紊流效应影响,启动压力梯度对气井产能影响最大,其次是应力敏感效应与紊流效应,滑脱效应影响最小|随着水平井段长度减小,裂缝条数增加,裂缝间干扰越严重,水平井段长度与裂缝条数存在一最佳匹配关系|随着裂缝半长增加,气井产量增大|裂缝导流能力变化对气井产量影响最明显,导流能力越大,气井累计产量越高,裂缝导流能力增加到一定程度时,气井产量随着导流能力增加幅度减小。     

异常高压气藏水平井气水两相产能模型建立及应用

针对异常高压气藏水平井气水两相产能预测精度低的问题,考虑油水共采、应力敏感效应、启动压力梯度等因素影响,运用茹科夫斯基变换,针对异常高压气藏建立对应的气水两相运动方程,并定义了气水两相广义拟压力,最终推导得到异常高压气藏气水两相水平井产能模型。该模型在西南某异常高压气藏水平井产能预测中取得较好应用效果,表明新模型能较好预测异常高压气藏水平井两相产能,且气井无阻流量随水平井段长度与气体滑脱因子增大而增大,随应力敏感指数的增大而减小。该研究为异常高压气藏水平井气水两相产能预测提供了新的解决思路。     

考虑非达西渗流效应致密气藏压裂水平井产能分析

随着苏里格气田的大规模开发,水平井技术得到广泛的运用。对于多段压裂水平井,由于裂缝的存在以及裂缝与裂缝、裂缝与井筒耦合影响,渗流场复杂,压裂水平井产能预测与评价是压裂水平井技术的难题之一。本文以无限大均匀地层的点汇定流量的压降公式为基础,考虑了多条裂缝之间的相互干扰,同时考虑气体滑脱效应、储层应力敏感性,建立了压裂水平井产能计算模型,研究气井产能变化规律。     

低渗透气藏产水压裂水平井产能评价

低渗气藏自然产能低,通常需要水力压裂等有效的储层改造手段才能正常见产,同时地层水的产出对气井产量的影响也不容忽视。基于对压裂水平井影响下流体的渗流规律分析,充分考虑流体渗流时产生的达西效应和非达西效应,划分流体的流动为地层内椭圆流以及裂缝到井筒间的线性流和径向流。引入椭圆坐标系下的标度因子和两相拟压力函数,对椭圆坐标系和直角坐标系进行换算,并利用当量井径理论和势的叠加原理,推导出地层内和裂缝内流动的综合产能方程。实例计算表明,该方程能较为准确地计算气井的无阻流量,具有较强的矿场实用性。从敏感性分析可知,裂缝的应力敏感和裂缝的技术参数对产能影响较大,其中裂缝参数存在一个最优设计值,在发挥气井产能同时也能带来最优的经济性;气井产水会严重影响气井产能,需要做好防水及治水措施。     

非达西渗流效应对低渗透气藏水平井产能的影响

水平井作为提高低渗透气藏单井产能的重要手段在实际生产中得到广泛运用。文献调研表明,低渗透气藏受其储层物性的影响,普遍存在复杂的非线性渗流效应,如滑脱效应、启动压力梯度及应力敏感效应;目前已有的低渗透气藏水平井产能预测模型中均没有考虑气体滑脱效应的影响,究竟这些效应是如何影响低渗透气藏水平井产能的还缺乏相应的评价手段。为此,针对低渗透气藏的渗流特征,引入新的拟压力函数,建立综合考虑气体滑脱效应、启动压力梯度、应力敏感效应共同影响下的水平气井产能模型,并以某低渗透气藏为例,分析了这些效应分别对水平气井产能的影响程度。结果表明：应力敏感对水平气井产量影响较大,但是气体滑脱效应与启动压力梯度对水平气井产能的影响也不能忽略;应力敏感会使水平气井产量大幅下降,最大可下降12%;气体滑脱效应会使水平气井产量上升,增加幅度在1.96%左右;启动压力梯度会使水平气井产量下降,下降幅度约1.43%。所建立的水平井产能评价方法为深入认识低渗透气藏水平井产能变化特征提供了重要的评价手段。     

低渗透气藏产水气井产能评价新方法

存在边水、底水及层间水的低渗透气藏开发到一定程度后会出现气水两相流的情况,由于气水两相流气藏的渗流规律不同于普通低渗透气藏,对此类气藏产能的准确评价成为合理、高效开发的关键。从矿场实际生产情况可知,产水气井在生产时水气质量比难以稳定,如果仍将水气质量比当作定值来分析气井产能就会得出错误的结论。因此,考虑不同工作制度下水气质量比不同,考虑储层应力敏感、启动压力梯度、气体滑脱效应以及表皮污染,基于稳定渗流理论推导出产水气井的产能公式。通过实例计算,新公式计算的无阻流量结果与实际产能测试结果相对误差为3.7%,说明新公式是可靠的。且水气质量比随井底压力减小而增加,说明计算产水气井产量时将水气质量比设为定值并不合理。对敏感性因素分析发现,气井产气量随着滑脱因子增大而增大,而随着启动压力梯度以及应力敏感指数的增大而减小,启动压力梯度对气井产量影响很小,基本可以忽略。