高石梯-磨溪碳酸盐岩气藏斜井产能评价

针对高石梯-磨溪碳酸盐岩气藏应力敏感性强、斜井产能评价困难的问题,在储层类型描述的基础上,运用物理模拟实验方法,分析裂缝-孔洞型、孔隙-溶洞型及孔隙型储层的应力敏感特性和非达西渗流特征,采用曲线回归方法求取储层应力敏感和高速非达西渗流系数方程,在稳态渗流的条件下,建立考虑井斜、储层应力敏感和高速非达西的产能评价数学模型。根据储层岩石、流体特性与生产动态,应用现代产量递减分析方法,确定地层渗透率与单井控制半径,对模型进行求解计算。与矿场测试无阻流量相对比,计算结果平均误差小于6.0%,准确度较高。研究成果为应力敏感性碳酸盐岩气藏斜井产能评价提供了新的技术方法。     

裂缝－孔洞型碳酸盐岩储层应力敏感性实验研究

油气储集层具有应力敏感性,以往研究多关注于孔隙型储层和裂缝型储层的应力敏感性,而缝洞型储层的应力敏感性研究鲜见报道。以塔河油田裂缝-孔洞型碳酸盐岩储层为对象,选取天然缝岩样、人工缝岩样、单孔洞岩样和双孔洞岩样,开展应力敏感性实验研究。研究区选取的4组12块岩样的实验结果表明,天然缝岩样、人工缝岩样、单孔洞岩样及双孔洞岩样应力敏感系数分别为0.64、0.75、0.58和0.61,应力敏感程度分别为中偏强、强、中偏强及中偏强。岩样卸载60h后,渗透率最终恢复率分别为69.84%、4.36%、11.86%和38.75%。研究表明,孔洞的存在弱化了裂缝岩样应力敏感程度。孔洞的发育又增加了钻井完井液漏失损害的控制难度。     

温度对多类型超深层碳酸盐岩气藏渗流能力的影响

超深层碳酸盐岩气藏埋藏深、温度高,高温对多类型储层渗流能力的变化规律尚不明确。选取高石梯—磨溪区块灯四段气藏储层岩心,通过测定升温和降温过程中岩样的气体单相渗透率和不同温度下的气水界面张力及气水两相相对渗透率,得到温度对多类型超深层碳酸盐岩气藏渗流能力的影响规律。研究结果表明：在20~120 ℃范围内,随温度改变,不同类型储层岩样气体单相渗流能力均呈幂函数变化,升温过程中气相渗透率下降受气体黏度升高、白云石晶体膨胀及岩石颗粒脆化后运移的共同影响,一次升温和降温后,缝洞型岩样由于微裂缝发育渗透率不可逆程度最高为82.52%,孔隙型岩样由于小孔喉发育次之为27.63%,孔洞型岩样最低为9.46%,缝洞型岩样为温敏型岩样,孔隙型和孔洞型岩样为耐温型岩样,多类型气藏的温度上限集中在44~50 ℃附近;温度升高主要通过降低水气黏度比来提高气驱水效率和气水两相渗流能力,地层温度下的水气黏度约为常温条件下的1/3,高温条件下多类型储层的气水相渗曲线更能代表实际地层的两相渗流特征。温度对多类型超深层碳酸盐岩气藏渗流能力的影响规律可为此类气藏的高效开发提供理论依据。     

超高压气藏渗流机理及气井生产动态特征

超高压气藏渗流机理不同于常规气藏,认识此类气藏开发机理,搞清气藏开采规律,是科学高效开发该类气田的关键。针对川东北地区碳酸盐岩超高压气藏地质条件,通过应力敏感实验研究了该类气藏开采过程中岩石的变形特征,确定了储层孔隙度、渗透率等参数随压力的变化关系;在此基础上,建立了考虑储层裂缝和基质变形、高速非达西流动的碳酸盐岩超高压气藏气、水两相渗流数学模型和数值模型,利用该模型研究了气井开采动态特征。研究表明:超高压碳酸盐岩气藏储层渗透率应力敏感性很强,渗透率随有效应力增加表现为明显的3段,有效应力增加小于20MPa前渗透率急剧降低,下降幅度达45%~65%;有效应力增加介于20~60MPa之间时渗透率下降幅度为20%~25%;有效应力增加大于60MPa后,渗透率基本不变;储层孔隙度对应力的敏感性小,当有效应力增加40MPa时,孔隙度损失小于10%;孔隙度和渗透率越小,岩石应力敏感性越强;岩石变形对裂缝—孔隙型超高压碳酸盐岩气藏生产影响明显,气井初期配产不能太大;建立的考虑岩石变形、高速非达西的双重介质模型能准确预测碳酸盐岩超高压气藏的开采动态。     

缝洞型油藏自喷井合理产能确定方法研究

塔河碳酸盐岩是经过多期构造破裂和古风化壳岩溶共同作用的缝洞型油气藏,储集空间主要有溶洞、裂缝及孔隙三种类型。其特点是不规则形态和非均匀分布,储层非均质性极强。实践中发现依据达西渗流规律建立的产能方程不能适用该类油藏开发,通过对缝洞型油藏自喷井渗流规律总结分析,建立了缝洞型油藏IPR曲线与二项式产能方程,能较好的描述缝洞型油藏局部非达西流下的产能特征,矿场应用效果较好。     

缝洞型碳酸盐岩储层开展地质条件下应力实验的必要性——以四川盆地川中地区LY气藏为例

四川盆地碳酸盐岩储层大多埋藏较深,溶洞和裂缝发育。裂缝开度低且溶蚀孔洞之间多为细小喉道沟通。在衰竭式开采过程中,伴随着储层流体压力减小,净应力增大,岩石孔洞缝连通空间受上覆压力影响逐渐被压缩,流体流动能力降低。裂缝作为主要的渗流通道,其闭合将更大地影响流体的渗流能力。该类气藏储层地层压力和温度较高,进行储层流体渗流机理室内实验较为困难。为此,国内有些学者尝试用非地层温度和压力条件下的渗流实验结果进行相似性推导得到地层条件下的实验结果,并以此来提出指导实际生产的建议。然而除了受净应力影响以外,地层中流体所处的压力、温度、密度、黏度等都会对渗流产生不同程度的影响,因此必须开展地层条件下的实验才能真实反映气相的渗流情况。通过开展川中LY碳酸盐岩缝洞型气藏地层条件下应力敏感实验,并对比分析不同应力敏感系数下产能变化的情况发现,采用真实地层条件下得到的应力敏感系数与常规实验的结果差异明显,如果按常规应力敏感实验的结果指导生产,可能会误导生产措施的制定,带来不可挽回的后果,因此有必要开展缝洞性碳酸盐岩储层应力敏感实验研究,才能为渗流特征和生产动态研究提供更为准确的参考依据。     

裂缝性低渗透碳酸盐岩储层酸压改造油井动态压力特征

裂缝性低渗透碳酸盐岩储层具有基质低孔隙度低渗透率、天然裂缝和溶蚀孔洞发育的三重介质特征。在考虑基质低速非达西渗流和裂缝应力敏感特征的基础上,针对裂缝性低渗透碳酸盐岩储层酸压改造油井建立了动态压力响应模型。利用对数变换和摄动法得到考虑井筒储集效应和表皮效应的实空间井底压力解,并绘制了典型图版,同时讨论了基质非达西渗流、裂缝应力敏感大小、储层物性改造强弱、储层流道改造程度、酸压改造范围等参数对动态压力响应的影响。结果表明:基质低速非达西程度越强压力及压力导数曲线上翘越明显,裂缝应力敏感性越大压力及压力导数曲线向上弯曲越剧烈。模型可用于裂缝性低渗透碳酸盐岩类油藏油井酸压改造效果评价和不稳定产能分析,得到的酸压有效改造面积和酸压改造程度对油井后期酸化解堵、重复酸压等增产措施具有重要的指导意义。     

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。     

缝洞性碳酸盐岩储层测井评价技术

四川盆地AZ长兴组碳酸盐岩储层裂缝及溶蚀孔洞发育,储集类型为溶蚀孔洞型和裂缝-孔洞型,气水关系复杂,储层有效性判别、流体性质识别及产能预测是该类储层评价的难点。针对缝洞性储层特征,阐述了成像和偶极声波测井是解决裂缝、溶蚀孔洞识别及有效性判别的直接方法,明确了基于物性分类的不同饱和度条件下的电阻率与孔隙度交会、核磁共振测井T2分布谱信息是判别缝洞性储层流体性质的有效方法。缝洞性气层有效厚度与孔隙度乘积的累加可作为产能预测的评价指标,形成的缝洞性储层测井评价技术将进一步为经济高效地开发四川盆地AZ长兴组气藏提供有力的技术支撑。     

裂缝-孔隙型碳酸盐岩气藏稳态产能评价方法

针对常规气藏产能方程难以准确评价裂缝-孔隙型碳酸盐岩气藏产能的问题,利用Ka-zemi模型简化裂缝-孔隙型碳酸盐岩气藏渗流模型,根据气体在裂缝与基质层中的不同流动状态,将双重介质复杂渗流分解为基质层线性渗流与水平裂缝径向渗流,建立了综合考虑裂缝渗透率、裂缝开度、裂缝条数及窜流系数的裂缝-孔隙型碳酸盐岩气藏稳态产能方程,...     

考虑应力敏感与非达西效应的页岩气产能模型

页岩气在储层中存在解吸、扩散和渗流相互作用,同时由于其特殊的孔渗特征,裂缝闭合引起的应力敏感效应和近筒地带的高速非达西效应对页岩气产能影响不能忽略。为此,基于块状模型,综合考虑页岩气解吸、扩散,渗流,应力敏感效应以及非达西渗流,建立了页岩气藏压裂水平井产能模型,应用全隐式有限差分法和牛顿—拉普森迭代法,进行数值离散,获得产量数值解,并绘制了页岩气无因次产量和无因次产量导数曲线。分析结果表明:1页岩气流动过程分为线性流阶段、双线性流阶段、窜流阶段和边界控制流阶段;2应力敏感主要发生在双线性流和边界控制流阶段,随着应力敏感系数的增大,产能降低;3考虑非达西效应影响,页岩气产能降低,并且产能越大,非达西效应影响越显著;4兰格缪尔体积越大,兰格缪尔压力越小,无因次产量递减积分导数曲线出现下凹时间越晚。上述成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参数具有一定的借鉴意义。     

海上异常高温高压气藏产能评价方法

储层应力敏感性对气藏开发具有一定的影响,随着敏感性的增强,产能表现出明显降低的趋势。目前关于海上高温高压气藏考虑应力敏感性的产能研究较少,且海上气田受制于生产平台的限制,生产井一般为大斜度井,井斜产生拟表皮因数对产能也有较大影响。从渗流力学的基本理论出发,建立了综合考虑应力敏感性和高速非达西效应的大斜度井稳态产能方程, 并对中海油某高温高压气藏进行了实例分析,验证了产能方程的可靠性。通过研究可知,高温高压气藏在开发初期应尽量降低采气速度,保持地层压力,防止产能过快下降。     

非线性渗流地层水平气井二项式产能方程

水平井是开发低渗透气藏最有效的方法之一,而低渗透气藏存在着启动压力梯度效应以及高速非达西渗流时的紊流效应。通过建立和求解包含水平气井井身结构参数、近井区高速非达西渗流条件下气体紊流因素以及启动压力梯度效应的水平气井渗流模型,推导出描述水平气井产能的二项式产能方程。在此基础上,依据理论推导和计算,对水平气井和直井的产能进行对比,研究启动压力梯度以及非达西渗流对水平气井产能的影响。结果表明启动压力梯度对水平气井产量影响呈一线性下降关系,非达西流动引起水平气井产能的降低,并且非达西流动对水平井的影响小于对直井的影响。     

非达西渗流效应对低渗气藏水平井产能的影响

低渗气藏普遍具有低孔、低渗、高含水的特征,气体渗流时表现出明显的非达西渗流效应．如启动压力梯度、应力敏感及滑脱效应。目前已有的考虑应力敏感的低渗气藏产能模型均基于Terzaghi有效应力理论．但该理论并不适用于描述岩石的应力敏感性,引入新的拟压力函数,综合考虑启动压力梯度、滑脱效应及基于本体有效应力理论的应力敏感的影响．推导出了修正的低渗气藏水平井产能方程。以某低渗气藏为例,分别研究这些效应对产能的影响程度,结果表明：基于Teizaghi有效应力理论的应力敏感使得水平井产气量平均降幅为13．28％,而基于本体有效应力理论（实际）的平均降幅仅为I．80％,因此．在低渗气藏开发中应采用基于岩石本体有效应力理论的关系式．     

深层火山岩气藏压裂直井复合渗流产能模型

为准确表征深层火山岩气藏压裂气井产能,在稳定渗流理论基础上,分别考虑压裂直井裂缝内外不同的非线性渗流特征,建立了压裂直井复合渗流产能预测模型。研究表明,启动压力梯度、高速非达西和应力敏感作用是影响产能的主要因素,滑脱效应影响程度有限,随着生产压差的增大,启动压力梯度对产能影响程度不断减小,高速非达西和应力敏感对产能影响程度不断增加。典型实例计算表明,该模型计算无阻流量与实际无阻流量误差为6%,满足应用要求。     

渗透率应力敏感效应对气水井产能的影响

在许多水驱气藏中,地层流体的产出使气藏孔隙压力降低、地应力增大,导致储层渗透率、产能大幅度降低,基于岩石渗透率与有效应力之间的关系,同时考虑高速紊流惯性阻力的作用,文中建立并求解了应力敏感效应下的气水井稳定渗流产能模型,对影响气水井产能的应力敏感、气水比、高速紊流、表皮效应等因素进行了分析。研究结果表明：渗透率应力敏感效应在含水气藏中的影响不容忽视,采用考虑应力敏感效应的气水两相渗流模型,可以解释常规方法无法解释的气水井产能试井数据。     

致密砂岩气藏拟稳态流动阶段气井产能分析

为研究致密砂岩气藏应力敏感对拟稳态流动阶段气井产量及无阻流量的影响,基于气体非达西渗流特性,考虑渗透率幂函数式应力敏感,推导了致密砂岩气藏在拟稳态流动阶段的气井产能方程,并得到了气井无阻流量计算公式。实例计算结果表明:渗透率幂函数式应力敏感使拟稳态流动阶段气井产量及无阻流量减少;受到渗透率幂函数式应力敏感影响,生产井产能曲线向压力轴弯曲,在相同的生产压差下,气井产量比不考虑渗透率幂函数式应力敏感的产量低;渗透率幂函数式应力敏感系数越大,产能方程曲线弯曲越早、弯曲度越大,气井产量越低,产量下降率越大;地层压力下降后,生产井受渗透率幂函数式应力敏感影响减弱,在平均地层压力较低时,可适当放大生产压差进行生产。     

考虑应力敏感效应的裂缝性碳酸盐岩气井拟稳态产能预测方法

为了准确评价非达西效应和应力敏感效应对裂缝性碳酸盐岩气井产能的影响,建立了一种双重介质径向复合二项式产能综合模型。该模型分为内外2个区域,其中内区用于模拟气井经过压裂后的生产过程,并利用该产能模型计算了四川盆地某裂缝性碳酸盐岩气藏实例井的产能。计算结果表明,与一点法相比,新模型能更合理地预测裂缝性碳酸盐岩储层气井的绝对无阻流量,现场应用效果良好。参数敏感性分析表明,应力敏感因素主要影响气井生产后期;地层系数对气井的绝对无阻流量有较大的影响,地层渗透率和地层厚度越大,越有利于气井开发。综合考虑非达西效应和应力敏感效应的裂缝性碳酸盐岩气藏产能预测模型,为气藏的高效开发和合理配产提供了理论依据。      

考虑非达西渗流的底水锥进临界产量计算模型

底水锥进是底水气藏开发的重要问题。有关临界产量计算模型的物理模型一般假设地层流体为达西渗流,忽略非达西渗流压降。对于高产气井,近井地带流体渗流速度很大,非达西渗流阻力不可忽略。笔者在临界产量计算模型中考虑高速非达西渗流对底水锥进的影响,引入拟表皮系数,建立了考虑非达西渗流的底水锥进临界产量计算模型,计算中避免了非达西渗流半径的复杂计算过程。为量化非达西渗流的影响,应用数值模拟方法,通过建立高渗、中渗、低渗底水气藏数值模型,模拟产能试井过程并建立产能方程,计算了考虑非达西渗流的底水锥进临界产量。结果表明：低渗气藏非达西渗流对临界产量计算结果的影响可以忽略;当渗透率为30 mD、射孔厚度为208.3m、避水高度为31 m时,未考虑非达西渗流的临界产量误差为14.46%,非达西渗流影响不可忽略。因此当渗透率大于30 mD时,应选用考虑非达西渗流的底水锥进临界产量计算模型,更符合实际储层流体渗流规律。