流体启动压力梯度实验研究

通过对岩心处于束缚水和残余油条件下的真实启动压力梯度值进行测量,与目前所采用的拟启动压力梯度值进行比较,发现目前所运用的拟启动压力梯度值与真实启动压力梯度值相差巨大,实际应用中应该采用真实启动压力梯度值进行计算和研究。最后,绘制了应用于实际生产的理论图版。     

启动压力梯度对致密储层产能的影响

大量实验证明致密储层存在启动压力梯度,致密储层自然产能低,研究启动压力梯度对产能的影响,可以为预测生产动态变化规律提供依据。本文介绍了启动压力梯度的测定、分析了具有启动压力梯度的产能表达式,研究表明启动压力梯度、渗透率对产能都有影响且启动压力梯度对产能影响呈下降趋势。     

致密气藏动态启动压力梯度实验研究

针对目前启动压力梯度测试不能准确表征储层真实启动压力梯度的现状,通过引入高精度回压控制系统,建立致密气藏储层条件下的启动压力梯度测试方法。与常压下测试结果相比,在渗透率相同的条件下,新方法得到的启动压力梯度更小,且岩心渗透率越低,2种方法测定结果相差越大。研究结果表明,启动压力梯度在开发过程中并不是定值,而是随着孔隙流体压力的下降而不断变化,呈现动态启动压力梯度。为此,提出并定义启动压力梯度敏感性和启动压力梯度敏感系数的概念,用其描述致密气藏动态启动压力梯度特征,并通过实验对动态启动压力梯度的影响因素进行分析。结果表明,启动压力梯度随孔隙流体压力的下降而线性增大。岩心渗透率越低、含水饱和度越大,在储层条件下的启动压力梯度越大,在开发过程中启动压力梯度的变化幅度也越大,启动压力梯度敏感性越强,动态启动压力梯度现象越明显。     

考虑多因素致密双重介质气藏产能计算新模型

目前对于气藏滑脱效应和启动压力梯度的研究,主要集中在低压的情况下,这与气藏的实际情况不符。气藏的废弃压力一般都比较高,研究高压下的启动压力梯度和滑脱效应对致密气藏的开发非常重要。通过室内高压试验,来评价气藏开发过程中这两种效应,结果发现双重介质岩心在高压下存在滑脱效应和启动压力梯度,滑脱效应随着压力降低和渗透率的减小而变大;同时,启动压力梯度会随着气藏压力的降低而增加,孔隙度增大,启动压力梯度减小。建立同时考虑高速非达西、启动压力梯度和滑脱效应这三种效应的产能方程。计算表明,启动压力梯度对气藏的渗流起到了阻碍的作用,而滑脱效应使渗流速度变大,但是启动压力梯度的影响程度更大,考虑滑脱效应与启动压力的产能公式对孔隙-裂缝性双重介质致密气藏的开发具有一定的实用价值。     

应力敏感影响下低渗透气藏水平井产能分析

低渗透气藏不但存在启动压力梯度,而且还存在应力敏感。通过大量调研发现,在对低渗透气藏水平井产能研究中,更多的是考虑启动压力梯度的影响,而没有考虑应力敏感。为此,在前人研究的基础上,根据低渗透气藏水平井渗流特征,将其分为远井区和近井区,按照稳定渗流理论,推导出了同时考虑启动压力梯度和应力敏感影响的低渗透气藏水平井稳定渗流产能公式。在此基础上,进一步讨论了启动压力梯度和应力敏感对低渗透气藏水平井产能的影响。研究结果表明：启动压力梯度、应力敏感对低渗透气藏水平井产能的影响不可忽略;随着启动压力梯度和应力敏感系数的增大,低渗透气藏水平井产能降低,无阻流量减小。     

线性流的启动压力梯度不能用于平面径向流方程

启动压力梯度的物理概念及判别式是Bear于1972年在利用岩心测试资料研究达西定律的应用下限时提出来的,葛家理教授首次介绍到我国。所谓启动压力梯度,是指流体在饱和的岩心开始发生流动时的压力梯度。应当指出,线性流的压力梯度与流量成正比,启动压力梯度为常数;平面径向流的压力梯度与流量成正比,与径向半径成反比,而且,不同径向半径位置的启动压力梯度是不同的。有关学者将线性流启动的压力梯度及判别式直接用于平面径向流方程的正确性值得质疑。笔者对线性流和平面径向流的压力梯度和启动压力梯度问题进行了对比,并提出了启动流量的概念。同时,对低渗透致密油藏,提出了更为实用的启动生产压差和启动井底流压的评价方法。     

动边界其实并不存在

由于启动压力梯度概念的引入,渗流力学便有了动边界的概念。为了深入了解动边界的性质,该文根据理论分析方法对启动压力梯度存在时的地层压力传播问题进行了研究。研究发现,启动压力梯度存在时地层被分成流动区和非流动区,二者之间的界限为动边界。但是,由动边界概念出发,可以得出非流动区的流体既流动又不流动的悖论,因而理论已不能自洽。动边界由启动压力梯度引起,启动压力梯度并不存在,是一个实验假象,因而,动边界也不存在。消除动边界,渗流力学理论则能够自洽。     

低渗气藏考虑启动压力梯度的单井数值模拟

在已发现的天然气储集层中，低渗透、特低渗透储集层占相当大的比例，且这类储集层中流体渗流较为复杂，具有独特的渗流特征（即存在启动压力现象），流体在多孔介质中的流动不再符合达西定律，因此重视并研究启动压力现象对低渗气藏的开发有着十分重要的意义。而目前的大型油气藏数值模拟商业化软件中都没有考虑启动压力梯度的影响。为此，在渗流力学基础上建立了考虑启动压力梯度的三维气、水两相流数值模型，并编写了相应的数值模拟软件。通过与商业化软件CMG的计算结果对比分析认为本软件是合理、可靠的。然后通过本软件对气井在不同启动压力梯度情况下的模拟计算结果表明，启动压力梯度对低渗透气藏气井的生产动态的影响非常显著，如果不考虑启动压力梯度将导致预测的产量等开发指标明显偏高。因此，在进行生产动态的方案预测时应充分考虑启动压力梯度的影响，以使编制的开发方案能更加准确地指导低渗气藏的开发。     

考虑启动压力梯度的新的低渗气藏指数式产能方程

基于对低渗气藏渗流机理的研究,在Rawlines和Schellhardt指数式产能方程的基础上,分析了启动压力梯度的影响,推导出了适合低渗气井的产能预测公式及地层压力计算公式。产能测试数据分析表明,启动压力梯度Gps增大,气井绝对无阻流量qaof增大,同时,地层压力p与波及半径r在半对数曲线p-lgr上其形态也越呈现出"S"形。对于地层压力梯度而言,启动压力梯度Gps越小,井眼附近的地层压力梯度变化越快;启动压力梯度Gps越大,井眼附近地层压力梯度变化相对平缓,在井壁附近很小的区域以外,地层压力梯度几乎等于启动压力梯度。     

表面活性剂对特低渗岩心启动压力梯度的影响

特低渗油藏微观孔隙结构复杂,启动压力梯度对流体的渗流规律影响很大。针对胜利油田史深100区块特低渗岩心,通过驱替实验分别研究表面活性剂对岩心单相流体以及油水两相启动压力梯度的影响。结果表明:不论地层水条件还是表面活性剂条件下,特低渗岩心都存在启动压力梯度,注入表面活性剂后岩心的最小启动压力梯度与拟启动压力梯度明显降低,且表面活性剂质量浓度越高,对启动压力和非达西渗流影响越大;特低渗岩心中油水两相流动时随油水驱替速率比的降低,两相启动压力梯度逐渐降低,含水饱和度逐渐升高,相同的油水速率比下,随油水界面张力的降低,两相启动压力梯度逐渐降低,含水饱和度逐渐增大,且随着表面活性剂溶液比例的增大,对两相启动压力梯度和含水饱和度的影响增加。