气井压裂后稳态产能模型

针对均质等厚气藏中的一口压裂气井，文章从广义达西定律出发，并考虑近井地带的非达西渗流、压裂裂缝壁面污染以及支撑裂缝限制性入口对渗流的影响。依据气井压裂后的渗流规律，假定气井压裂后，气体渗流流量可以近似看作是两部分的叠加：一是远裂缝区域气体的流动为径向流，裂缝左右两端的径向流合为一个完整的径向流，气体径向流入缝端；二是支撑裂缝壁面区域气体的流动为线性流，气体沿垂直裂缝壁面方向线性流入裂缝。两部分气体最终汇流在裂缝内，而裂缝内气体的流动为线性流，流量逐渐增加。根据此原理，文章推导出稳态情况下和拟稳态情况下的压裂气井产能模型，由此求得无阻流量。为了现场应用的方便，考虑压裂后气井渗流能力的变化，一点法α值与裂缝的无因次导流能力有关，故利用榆林气田多口压裂气井测试资料，拟合了变系数的压裂气井一点法无阻流量公式，可用于预测该气田的各气井压裂后的无阻流量，其它气藏也可以借鉴推广。     

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。     

气井压后稳态产能模型及求取无阻流量的变系数一点法

在时压后气井产能分析的基础上，提出了新的压后气井两项式产能公式，可用于理论上计算压后气井无阻流量。该公式根据气体压后流体渗流规律的变化，合理考虑近井流域的非达西渗流，以及压裂裂缝壁面的污染和限制性入口时渗流的影响，从而推导出稳态或拟稳态情况下的气井产能公式。同时，提供了一种简便有效的求取无阻流量的变系数一点法。     

裂缝性气藏水平井稳态解公式研究

首先推导了了均质各向异性气藏水平井产能公式，在推导过程中考虑油藏各向异性，井底附近非达西流动对水平井产能的影响，并推导出了垂直井，水平井由于非达西流动引起的附加压降比值公式；其次，推导出裂缝性气藏水平井产能公式，并进一步推导出了低渗透压裂性气藏水平井产能公式，该公式考虑了气藏各向异性，裂缝高度，气体从裂缝流向井筒非达西流动等因素对水平井产能的影响。     

压裂后气井的产能评价方法分析

将国外压后气井非达西流动规律研究相关文献的学习分析,与气井压后不稳定渗流理论相结合,对压裂井有限传导垂直裂缝线性流及地层径向流状态下的不稳定产能二项式方程进行推导,结合实际生产井有关资料,对两种流动状态下的产能方程和无阻流量的变化规律进行分析。相关理论与实际气井产能资料分析证明,流体渗流状态不同,产能方程的变化规律也迥然不同,无阻流量的变化规律也不一样。只有达到一定生产时间,才能得到地层径向流情况下的产能资料,进而求取气井真实产能方程。     

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。     

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。     

致密砂岩气藏垂直压裂井拟稳态流动产能分析

基于致密砂岩气藏中气体非达西渗流特征,考虑应力敏感效应的影响,推导了致密砂岩气藏在拟稳态流动阶段的垂直裂缝气井产能方程,并得到了气井无阻流量计算式。实例计算结果表明:受到应力敏感效应影响,气井产能向压力轴弯曲,在相同的生产压差下,气井产量比不考虑应力敏感效应的产量低;应力敏感系数越大,产能曲线弯曲越早、弯曲度越大,气井产量越低,产量下降率越大;应力敏感系数越大、基质有效渗透率越低、裂缝半长越小、裂缝导流能力越小,垂直裂缝气井的产量越小。为保证垂直压裂气井的开发效果,压裂作业应尽量布置在基质渗透率较高的区域。     

低渗透应力敏感气藏压裂井产能分析

应用保角变换原理,将平面垂直裂缝气井的渗流问题转化为易于求解的一维带状渗流问题。基于Forchheimer二项式渗流方程,考虑启动压力梯度和渗透率应力敏感性的影响,推导得到低渗透应力敏感气藏中垂直裂缝井的产能公式,并简化得到低压、高压条件下的产量公式。用现场数据对公式进行验证,并绘制分析了理论产能曲线。结果表明:启动压力梯度和应力敏感性会影响压裂井的产能,压裂气井的产量随着启动压力梯度或者应力敏感性的增加而降低;当气井高产时,必须考虑非达西渗流效应。     

应力敏感性低渗透气藏垂直裂缝井非达西渗流产能分析

由于前人对低渗透气藏压裂井的产能研究均没有同时考虑应力敏感和高速非达西效应的影响,导致预测的产能与实际产能存在一定差异。因此,采用保角变换方法,将低渗透气藏垂直裂缝井的复杂渗流问题转化为相对简单的单向渗流问题,根据Forchheimer非达西流动方程,推导了同时考虑应力敏感和高速非达西效应的低渗透气藏无限导流垂直裂缝井的产能公式,根据所得公式绘制了不同应力敏感系数影响下的理论产能曲线,并结合现场实例进行了验证。研究表明:应力敏感对低渗透气藏压裂井的产能影响较大,并且随着应力敏感系数的增加,产能逐渐减小。该计算方法便于现场应用,具有较强的实用价值。     

非对称裂缝压裂气井稳态产能研究

为了准确预测非对称裂缝压裂气井的产能,指导和优化气井压裂,根据保角变换原理,通过引入气体压力函数,建立了裂缝内气体流动的微分方程组,最后通过求解微分方程组得到了非对称裂缝压裂气井的产量计算公式。利用某油田非对称裂缝压裂气井的数据,验证了推导出的非对称裂缝压裂气井产量计算公式的准确性。利用该计算公式分析了裂缝的非对称性对压裂气井产能的影响,结果表明:在其他参数相同的条件下,裂缝的非对称性越严重,压裂气井的产量越低;当井底流压较高时,裂缝的非对称性对压裂气井产量的影响较小;当井底流压较低时,裂缝的非对称性对压裂气井产量的影响较大。因此为获得较高的产能,应尽可能保证压裂裂缝沿井筒对称分布。      

考虑启动压力梯度的低渗透气藏压裂井产能分析

低渗透气藏中的多数井自然产能都很低,需要进行压裂改造后才具有生产能力。同时,气体在该类气藏中的渗流一般为存在启动压力梯度影响的非达西渗流。为此,根据保角变换原理,将带垂直裂缝的气井渗流问题,转化为易于求解的单向渗流问题;然后基于Forchheimer二项式渗流方程,考虑低渗透气藏中启动压力梯度存在的影响,推导得到了低渗透气藏中垂直裂缝井的产能计算公式;在此基础上,绘制分析了理论产能曲线,并用现场实例进行了验证。结果表明:启动压力梯度会影响低渗透气藏压裂井产能,压裂气井的产量随着启动压力梯度的增加而降低。该方法简单实用,便于现场应用。     

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应用保角变换原理，将求带垂直裂缝的气井产量问题，转化为一简单的单向渗流问题，保教变换方法的特点是；（1）能将z平面上特别复杂的渗流问题转化为ω平面上相对简单和易于求解的渗流问题，经过变换后，只是改变了流线的型态和尺寸，而等势线上的势及井的产量不变；（2）变换后，可以恰如期分地描述井筒附近较为复杂的流动型态对压后产能的贡献，而以往的许我献往往假设裂缝井的产能主要来自裂缝内的流体流动；（3）变换后假设的缝端封闭边界条件更符合实际，然后，根据微元体流动分析，综合应用物质守衡原理和非达西运动方程，同时利用压力耦合原理导出了裂缝内变质量流动时压力满足的二阶微分方程，进而推导出不同缝长和导流能力裂缝井的产能公式，所得结果与现场某气井压裂后产量相比，吻合程度较发，且简单易行，便于现场应用。     

致密砂岩气藏多尺度效应及生产机理

致密砂岩储层具有裂缝发育、基块致密的特点，通常需要水力压裂才能做到经济开采。储层储渗空间具有强烈的尺度性，按空间尺度分为致密基块孔喉尺度、天然裂缝尺度、水力裂缝尺度以及宏观气井尺度。致密砂岩气的产出是经过致密基块-天然裂缝-水力裂缝-井筒的跨尺度、多种传质等复杂过程，气体流动包括扩散和渗流，并分别用Fick定律和达西定律来进行描述。文章指出了气体在储层不同空间尺度中的流动具有时间尺度性，在裂缝中流动较快，在孔隙和喉道中流动较慢，而微孔中扩散更慢。无量纲导流能力关联了气体不同尺度下的传递过程，只有水力裂缝尺度和天然裂缝尺度的无量纲导流能力合理搭配，渗流能力达到一致，致密气才能经济高效采出。生产实例表明，致密砂岩气藏压裂后气井早期高产，一段时间后供气明显不足，压力急剧降低，稳产困难，表明致密砂岩气藏生产过程非常复杂。     

压裂火山岩气井多裂缝产能模型

目前，我国发现的火山岩气藏主要位于松辽盆地，该地区火山岩气藏的储层普遍为低孔低渗储层，自然产能非常低，普遍需要进行压裂改造才能获得工业气流。由于火山岩气藏普遍发育微裂缝，因此受微裂缝的影响，在压裂的过程中常常形成与常规压裂不同的多裂缝，给生产动态准确预测带来了非常大的困难。基于气体单相稳定渗流规律，运用保角变换和等值渗流阻力原理，考虑压裂多裂缝的影响，建立了压裂火山岩气藏多裂缝产能方程。根据实例分析表明，压裂火山岩气藏多裂缝产能模型计算结果同生产实际相符，可以真实地反映压裂火山岩气井的生产能力，能够准确地预测压裂火山岩气藏气井流入动态。     

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低渗气藏在已探明的天然气地质储量中占有相当大的比重。但低渗气藏的低产特征，使得这类气藏往往难以直接获得商业性开发利用，只有通过储层压裂改造才能达到经济开发要求。章根据气井压后流体渗流流动规律的变化，利用气藏的渗流理论，推导出气井压后稳态产能公式；并利用油藏数值模拟的方法，系统地分析了压裂缝长、导流能力、有效渗透率、有效厚度等对塔巴庙区块压裂初期产量大小和压后产量变化的影响，得到塔巴庙区块低渗气藏压裂井筛选原则和压裂设计参数。在做压裂选井时，应选择有效渗透率和有效厚度都较大的井进行压裂；在压裂设计时，应优选出合理的裂缝导流能力和裂缝缝长，从而为低渗气藏的高效开发提供科学决策。     

考虑启动压力梯度的压裂气井产能数值模拟

压裂是低渗透气藏保持经济开采和增产的重要措施,压后产能是进行压裂方案优化设计的重要依据。考虑低渗透气藏中普遍存在的启动压力梯度对气体渗流的影响,建立了压裂气井产能模拟模型,给出了数值计算模型,编制出考虑启动压力梯度的压裂气井产能模拟软件。计算表明,启动压力梯度对压裂气井产能影响很大,在产能模拟时应考虑启动压力梯度的影响。     

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。     

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文章依据气藏水平井湍流仅发生在井附近短半轴小于10倍井半径的旋转椭球体内，而此椭球体外的流动是达西流动，可以使用水平井达西流的各种地层边界条件下的产能公式的特点，研究了高速气体向水平井流动的非达西流二项式产能公式。水平井二项式产能公式是基于气藏被分为达西流动区域和非达西流动区域二部分的公式组合，借助对水平井系列研究成果及非达西流压力梯度的二项式公式，导出了气藏水平井新型产能公式。这些新公式充分考虑了水平气井的特点，较之其它文献，如据Joshi公式导出的气藏水平产能公式，更能准确地反映水平井的渗流规律。