应力敏感性碳酸盐岩气藏斜井生产动态规律分析

为解决高石梯—磨溪碳酸盐岩气藏应力敏感性强、斜井生产动态变化不明晰问题,开展岩石应力敏感性实验,分析渗透率变化规律并引入拟时间、拟压力函数描述,考虑孔、缝、洞发育及外边界封闭的储层特征,综合运用Laplace变换、Fourier变换及其反变换、点源函数叠加等方法,建立应力敏感各向异性碳酸盐岩气藏三重孔隙介质斜井渗流数学模型。应用Stehfest数值反演方法,结合气藏物质平衡方程,对模型进行求解;采用矿场实际储层、流体及生产数据,验证模型的有效性,分析应力敏感因数、井斜角与地层厚度等对生产动态的影响规律,绘制不同井斜角时地层厚度随井底流压变化关系图版。结果表明:储层应力敏感性越强,井底流压递减越快;井斜角越大,井底流压越高,但递减速率较为接近;地层厚度越大,井底流压递减速率越小,地层厚度与井斜角之间存在最佳匹配关系。该研究结果为矿场实际井斜角设计提供依据。     

地层压力和产水对低渗透气藏气井产能的影响

通常情况下,随着地层压力降低,储层渗透率及流体性质的变化会导致气井产能方程随之发生变化。对于低渗透产水气藏,由于应力敏感、紊流效应、滑脱效应等非线性渗流效应及后期产水的影响,气井产能急剧降低。为了定量评价以上因素对气井产能的影响,基于常规二项式产能方程,建立了综合考虑地层压力变化、非线性渗流效应及产水对气井产能影响的产能方程。通过实例计算表明,由于应力敏感、紊流效应、滑脱效应等非线性渗流效应的综合影响,二项式系数A随地层压力的降低而减小,而系数B随地层压力的降低而增大;此外,由于后期产水影响,含水饱和度不断上升,气相相对渗透率随水气比的上升而减小,使二项式系数A、B均随水气比的上升而增大;因此,气井的产能下降幅度随地层压力下降呈线性升高趋势,随水气比下降呈对数降低趋势。该研究成果对于低渗透产水气井的产能预测及分析具有指导作用。      

考虑非达西效应的边水气藏水平井见水时间预测模型

边水气藏水平井见水后产量下降,准确预测见水时间有利于选择合理的开发及配产方式、提高边水气藏采收率.考虑水侵速度、储层倾角及气相非达西效应等因素,建立边水气藏水平井见水时间预测模型;计算P边水气藏W井的见水时间,与未考虑水侵速度等因素的见水时间对比,并对影响因素进行敏感性分析.结果表明:水侵过程中,水质点向井底移动的速度...     

考虑真实气体的低渗气藏动态预测模型

针对气藏的生产特征,基于稳定渗流理论,以气体高速非达西渗流为基础,考虑真实气体PVT参数动态变化,结合气藏物质平衡方程,推导建立同时考虑滑脱效应、启动压力梯度、应力敏感等因素共同影响的低渗气藏动态预测模型,分析各因素对气井产量变化的影响.结果表明:在考虑高速非达西流的基础上,考虑滑脱效应将导致渗流阻力降低而引起气井稳产年限增加和地层压力下降变快,考虑启动压力梯度和应力敏感效应时将导致渗流阻力增加而引起气井稳产年限降低和地层压力下降变慢;启动压力梯度和渗透率变形系数越大,气井稳产年限下降幅度越大,地层压力下降越慢,而滑脱因子越大,气井稳产年限增加幅度越大,地层压力下降越快.     

超深超高压裂缝性致密砂岩气藏气井不稳定压力分析

对于超深超高压裂缝性致密砂岩气藏,综合考虑孔缝并存、离散裂缝与连续介质裂缝并存、应力敏感效应及3个物性分区的影响,建立裂缝性致密砂岩气藏气井不稳定压力模型,采用Pedrosa变换、摄动变换、Laplace变换等方法求解模型,通过编程绘制不稳定压力典型曲线;根据不稳定压力典型曲线特征划分流动阶段,对影响因素进行敏感性分析。结果表明：复杂气藏压裂井渗流过程划分14个典型流动阶段;存在应力敏感效应时,导数曲线中后期位置更高;钻遇离散裂缝长度越长,Ⅰ区缝网系统线性流等阶段的导数曲线位置越低;流度比主要影响相应拟径向流和窜流等阶段的压力导数曲线。各区储容比越小,相应窜流阶段压力导数曲线上的凹子越深;各区窜流系数越小,相应窜流阶段压力导数曲线上的凹子出现时间越晚。该结果为超深超高压裂缝性复杂气藏试井解释提供支撑。     

低渗透底水气藏压裂井见水时间预测模型改进研究

目前低渗透底水气藏压裂井见水时间预测模型考虑了压裂裂缝的导流能力,但忽略了近井区域气相非达 西效应和地层表皮效应对计算模型的影响,导致见水时间的预测发生偏差.鉴于此,基于气相平面径向流和半球 形向心流相结合的底水锥进模型,以渗流理论为基础,综合考虑气相非达西效应和地层表皮效应的影响,推导出 低渗透底水气藏压裂井见水时间预测新模型.实例应用表明,本模型预测的见水时间更切合实际;压裂井可明显 延缓底水锥进;气相非达西效应和地层表皮效应会加速底水锥进;随着裂缝半长与气藏打开程度的增大,压裂井 见水时间呈现出先增大后减小的趋势,存在最优值.该研究成果为低渗透底水气藏压裂井见水时间的预测提供 了理论依据.      

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.     

射孔对致密砂岩气藏水力压裂裂缝起裂与扩展的影响

为降低致密砂岩气藏偏高的地层破裂压力及增加储层改造体积,设计小型水力压裂实验装置,通过鄂尔多斯致密砂岩气藏钻井取心,研究不同射孔数量﹑射孔间距﹑射孔深度及水平应力差条件下水力压裂裂缝起裂与扩展规律.结果表明,射孔可以有效地降低致密砂岩气藏的破裂压力;增加射孔数量可以增加裂缝条数,并且裂缝沿射孔的方向扩展,有利于均匀布缝,提高储层的改造体积;低水平应力差和较小的射孔间距产生的缝间干扰导致裂缝在扩展的过程中发生偏转,缝间干扰随着射孔间距的增加及水平应力差的增大而减弱;射孔深度对于裂缝起裂也有一定的影响,裂缝更容易从射孔较深的区域起裂,为致密砂岩气藏压裂井射孔参数优化提供依据.     

三区复合凝析气藏多分支水平井压力动态特征

钻井技术的发展使多分支水平井应用于海上凝析气藏开发。根据凝析气藏开采过程中的相变特征,将气藏划分为3个区:Ⅰ区为油气同流区,Ⅱ区为气体流动、油不流动的过渡区,Ⅲ区为纯气区。建立三区复合凝析气藏多分支水平井的解析模型,采用点源函数、Fourier有限余弦积分变换、Green函数等方法求解模型,利用MATLAB软件绘制井底压力特征曲线,分析凝析气藏多分支水平井的渗流规律,对相关参数进行敏感性分析。结果表明:凝析气藏多分支水平井的渗流过程划分为9个阶段;应力敏感效应使第二径向流阶段后的压力特征曲线逐渐上翘;分支井长度增加,分支井线性流持续时间变长;分支井间距减小,两分支井间的压力波相互干扰,导致第二径向流水平段缩短;分支井数量减少使早期的压力特征曲线向上偏移;相邻两区流度比越接近1,曲线后期上移越明显;区域半径影响径向流阶段持续时间。该模型能更准确地模拟凝析气藏多分支水平井的生产动态,为凝析气藏开发提供指导。     

基于应力敏感效应和启动压力梯度的双重介质低渗油藏邻井干扰试井模型

采用邻井干扰试井方法,可以克服周围邻井的影响。考虑应力敏感效应和启动压力梯度,建立双重介质低渗油藏邻井干扰试井数学模型;运用Pedrosa代换、正则摄动理论消除方程非线性,应用格林函数和叠加原理求解拉式空间下的井底压力,通过数值反演得到真实空间下的井底压力响应,对相关参数进行敏感性分析。结果表明:受邻井的干扰,测试井压力导数曲线出现两个径向流段,且两个径向流段高度比等于两口井总产量与测试井产量比;考虑应力敏感效应和启动压力梯度时,压力导数曲线后期大幅上翘。该试井模型在低渗致密储层试井解释中拟合效果好,可以提高试井资料解释准确率,为低渗油藏邻井干扰试井解释提供指导。     

页岩气藏数值模拟及井底压力动态分析

为研究页岩气藏生产过程中井底压力动态及影响因素,基于质量守恒定律,考虑解吸和压力敏感系数,建立页岩气藏双孔双渗数学模型,对数学模型差分离散得到数值模型并求解;分析解吸、兰氏体积、兰氏压力、吸附时间、压力敏感系数等对井底压力双对数曲线的影响.结果表明:吸附气解吸使压降速率变缓且较晚触到边界;兰氏体积或兰氏压力越大,井底压力双对数曲线的下凹部分越明显;吸附时间常数越短,扩散效果越好,越容易达到整体径向流段;压力敏感系数越大,双对数曲线上翘越明显.该研究结果对页岩气藏开发具有指导意义.     

淄博市西宝山耐火黏土矿地质特征及找矿方向

西宝山耐火黏土矿为沉积型矿床,目前揭露1个耐火黏土矿矿层,赋存于石盒子群万山组底部“B”层黏土岩的下部,厚度较稳定,勘查开发潜力较大。通过对其地质特征、矿层特征、矿石结构构造及矿床成因分析,提出了找矿方向。认为该耐火黏土矿受沉积地层控制,呈层状分布,分布较稳定。依据该区地层产出情况,在青龙山断裂与禹王山断裂之间及两侧均具有良好的找矿前景,这为下一步找矿工作奠定了基础。     

东营凹陷沙三下亚段页岩气前景分析

页岩气作为我国最近列入的新型矿产,其勘探与开发引起了全国的高度重视。位于鲁西北平原区的东营凹陷是胜利油田的主产地,古近纪地层中油气资源丰富,必将成为我国下步页岩气勘查与开发的主战场之一。该文在东营凹陷牛38井的取芯分析结果基础上,对东营凹陷沙三下亚段的页岩孔隙度、总有机碳含量、热演化程度及脆性矿物含量进行系统分析,预测该段地层具备页岩气藏的形成条件。     

Application of transparent soil model tests to study the soil-rock interfacial sliding mechanism

When transparent soil technology is used to study the displacement of a slope, the internal deformation of the slope can be visualized. We studied the sliding mechanism of the soil-rock slope by using transparent soil technology and considering the influence of the rock mass Barton joint roughness coefficient, angle of the soil mass, angle of the rock mass and soil thickness factors on slope stability. We obtained the deformation characteristics of the soil and rock slope with particle image velocimetry and the laser speckle technique. The test analysis shows that the slope sliding can be divided into three parts: displacements at the top, the middle, and the bottom of the slope; the decrease in the rock mass Barton joint roughness coefficient, and the increase in soil thickness, angles of the rock mass and soil mass lead to larger sliding displacements. Furthermore, we analyzed the different angles between the rock mass and soil thickness. The test result shows that the displacement of slope increases with larger angle of the rock mass. Conclusively, all these results can help to explain the soil-rock interfacial sliding mechanism.     

基于单齿侵入理论的牙轮钻头钻速方程

考虑井底水平地应力、钻井流体压力及地层孔隙压力,基于单齿侵入理论推导单齿侵入井底岩石的侵深公式,建立纯滚动锥形齿、楔形齿和滚动、剪切复合运动锥形齿等牙轮钻头的钻速方程.通过实验分析刃尖角、井底液柱压力对单齿侵入深度的影响,以及转速、轴向载荷对微钻头、牙轮钻头机械钻速的影响.结果表明:随着牙齿刃尖角的增大,锥形齿和楔形齿的侵深呈指数递减趋势;随着井底液柱压力的增大,牙齿侵入深度呈指数递减趋势,其中锥形齿降低速率大.在软到中硬地层中,牙齿侵入深度大,冲击侵入、回转剪切复合破岩方式的破岩效率高;在硬度地层中,牙齿侵入深度小,纯滚动冲击侵入破岩效率高.为分析实钻时牙轮钻头的机械钻速提供计算方法.     

断层破碎带条件下组合式圆截面抗滑桩加固边坡效果研究

随着我国公路建设不断向山区深入, 在地质构造复杂区公路边坡遇到断层破碎带的情况日渐增多, 亟需开展阻滑能力强的抗滑桩结构加固边坡研究。传统的人工挖孔桩施工模式存在高风险、低效率等缺点, 而组合式圆截面抗滑桩具有施工效率高、安全便捷等特点, 为此, 探究其对含断层破碎带边坡的加固效果具有现实意义。采用自主设计的边坡物理试验系统, 设计了5种不同破碎带厚度与组合式圆截面抗滑桩组合的物理模型, 采用坡顶逐级加载的方式模拟加载, 监测桩身应变、桩顶位移和桩后土压力, 采用高速相机捕捉滑体变形破坏图像, 并使用粒子图像测速(PIV)技术对图像进行处理。研究结果表明: 组合式圆截面抗滑桩通过限制桩后滑体水平位移, 并将滑体限制在前、后排桩间来达到加固边坡的效果; 滑体演化分为变形压密、加速变形和破坏滑移3个阶段; 前、后排桩桩后土压力比值介于1/3~1/2之间; 随断层破碎带厚度增加, 滑体水平滑移速率增大, 组合式圆截面抗滑桩的桩顶位移增大, 桩身最大正弯矩减小。模型试验与数值模拟计算的弯矩及桩顶位移较为吻合, 研究成果可为边坡工程组合式圆截面抗滑桩设计提供一定借鉴与参考。      

Stable-thickness study of masonry block on the inner slope of dikes

Dike failure caused by overtopping is likely to result in major casualties and property losses. Aiming at this fact, a series of physical model experiments were conducted on stable thickness of masonry block on the inner slope of the dike. According to the erosion of block embankment with different thicknesses, the relation between the stable thickness of masonry block pitching of the inner slope and the average overtopping discharge is discussed. New equations subject to irregular waves are presented for average overtopping discharge, based upon the analysis of mean overtopping discharge and comparison of present overtopping discharge formulas at domestic and abroad. Finally, a calculation equation of the stable thickness of the dry masonry block stone of inner slope subject to irregular waves is given. In conclusion, the formula matches well with the experiment result, which is capable of functioning as an important reference for structure designs of the dike in China.     

The influence of upstream slope on the local scour at drop structure

The drop structure will fail as a result of local scoring downstream. This paper discusses the influence of a drop structures’ upstream slope to local scour. Empirical equations of the scour hole were developed by laboratory experiment, theoretical assumptions, and regression analysis. These equations include the maximum scour depth and length during the scouring period, the maximum equilibrium scour depth and length, and the unit width scour rate. The four channel slopes (0%, 2%, 4%, and 6%) before the drop structure has been included in the analysis. A series of laboratory experiments were conducted to obtain 48 groups of experiments and 419 scour hole profiles during the scouring period. The material used in the scour section is uniform non-cohesive and with a median diameter of d ₅₀ = 0.5 mm. The results have been used to develop empirical equations via regression analysis to determine the coefficients of theoretical equations. The high correlation coefficient indicates that the equations developed in this study are suitable for verifying the characteristics of a scour hole at drop structure in the sloped channel. The semi-empirical equation is more accurate than the empirical equation. Compared to a horizontal channel, a sloped channel tends to cause a greater equilibrium maximum scour length, shorter equilibrium maximum scour depth, and faster unit-wide scour rate.     

潍北凹陷页岩气资源潜力分析

页岩气作为一种非常规能源,在北美已经取得了相对较成熟的勘探开发经验,潍北凹陷沉积了较厚的暗色泥页岩,为摸清页岩气"家底",笔者通过分析潍北凹陷央5井、昌64井等一系列钻井取芯测试结果,对潍北凹陷孔店组二段地层暗色泥页岩厚度、有机质类型、丰度、成熟度等页岩气形成条件进行了系统研究,结果表明,潍北凹陷孔二段泥页岩形成于浅湖相-深湖相环境,暗色泥页岩厚度较大,有机质含量、成熟度均较高,且埋藏较浅,具备页岩气形成条件,是省内页岩气勘探的有利目标层位。