低渗透气藏双重渗流耦合流动的产能方程

针对低渗透气藏的特征,基于稳定渗流理论,建立低渗透气藏气体在远井区渗流和近井区渗流的耦合流动的气井产能预测模型,包括远井区考虑启动压力梯度和滑脱效应的气井产能方程,以及近井区考虑高速非达西效应的气井产能方程.研究结果表明:启动压力梯度和高速非达西效应使气井产量下降,且随着启动压力梯度的增大,气井产量不断降低;增产措施和...     

考虑多因素影响的低渗气藏气井产能预测新方法

由于低渗气藏具有低孔、低渗的特点,导致气水渗流特征较为复杂,传统意义上的经典渗流规律不再适用于低渗气藏。大量实验研究证实在低渗气藏生产过程中存在启动压力梯度、应力敏感和滑脱效应。目前,关于低渗气藏产能的研究中,大多都只考虑单一影响因素对气井产能的影响。鉴于此,建立了新的低渗气藏气井产能预测模型,该模型考虑了启动压力梯度、应力敏感及滑脱效应的影响,推导出了相应的气井产能方程。最后,应用新的产能预测方法对某低渗气藏气井进行了实例分析。      

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。      

考虑启动压力梯度的致密油藏不稳定试井解析方法

致密油藏不稳定渗流特征源函数方法常以达西渗流为主,忽略启动压力梯度影响.基于低速非达西渗流,考虑启动压力梯度,建立无限大地层点源数学模型;求解Laplace空间下的修正点源解,分解点源解为达西项和启动压力梯度修正项,运用镜像映射和叠加原理,附加启动压力梯度修正项;考虑井筒储集系数和表皮因数影响,得到井底压降解.应用模型分析启动压力梯度对不同油井类型压力动态的影响.结果表明:仅对达西项运用叠加原理的处理方式更加合理,在数学上能够严格证明成立,又具有明确的物理意义;不同井型中启动压力梯度主要影响中后期流动形态,考虑启动压力梯度后,压力及压力导数曲线后期出现不同程度的上翘,压力导数曲线径向流阶段不再出现0.5水平线.致密油藏需要更多的能量消耗,在实际开发过程中,应注意合理配产,防止地层压力消耗过快.该结果对致密油藏开发具有指导意义.     

低速非达西渗流动边界移动规律

低渗透油藏非达西渗流动边界的产生归因于启动压力梯度。在考虑动边界的基础上,建立包含表皮效应和井筒存储的单一、以Warren-Root模型为基础的双重和三重介质低速非达西渗流数学模型;并通过定义无量纲压力得到模型的Laplace解,利用Stehfest数值反演获得动边界的传播规律,对比动边界与无限大、封闭及定压等三类外边界条件下的压力及压力导数分布特征。结果表明:对于低速非达西渗流,启动压力梯度越大,动边界向外传播越慢;在双重介质和三重介质中,动边界移动出现短暂的停滞,曲线上表现为水平段或平缓段;动边界主要影响压力及压力导数曲线的中后期,而无限大、封闭及定压等三类外边界主要影响曲线的后期形态。     

缝洞型低渗透碳酸盐岩油藏产量递减曲线分析

针对缝洞型低渗碳酸盐油藏,建立考虑启动压力梯度和动边界共同影响的三重介质低渗透油藏非线性非稳态渗流模型.鉴于数学模型的非线性和非齐次性,通过引入新定义的压力(量纲一)线性化压力扩散方程,应用Laplace变换和Duhamel原理结合Stehfest数值反演对模型进行求解,获得三重介质低渗油藏产量递减典型曲线,在产量递减双对数图上出现3个递减阶段和2个相对平缓稳定阶段;分析启动压力梯度、溶洞窜流系数、基质窜流系数、裂缝弹性储容比和溶洞弹性储容比与基质弹性储容比之比等敏感参数对产量(量纲一)的影响规律.计算分析表明,启动压力梯度越大,中后期产量递减曲线下降幅度越大.通过绘制的产量递减曲线图版,可以预测缝洞型低渗透碳酸盐岩油藏未来产量的变化.     

考虑启动压力和二次梯度的应力敏感油藏稳定渗流模型

根据质量守恒原理,推导应力敏感油藏中考虑启动压力梯度和二次压力梯度非线性渗流偏微分方程,并通过变量代换,将渗流方程线性化,求得模型在不同外边界条件下解析解.结果表明:只考虑启动压力梯度、二次梯度项、应力敏感因素以及三者均不考虑所得产能公式都是文中公式的特例.     

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.      

基于两相流低渗油藏合理注采井距确定方法

目前确定低渗油藏合理注采井距的方法,主要以启动压力梯度为判断基础,而实际生产过程中两相渗流阻力也有影响.从渗流力学出发,考虑非活塞驱替两相流及启动压力梯度,分别以油相区、油水两相区及纯水区的渗流数学表达式为基础,得出基于两相渗流低渗油藏合理注采井距的新方法,并通过实例计算与结果对比证实其理论的合理性与可靠性.实例计算得出注采压差为40.0MPa,渗透率为1.0×10-3μm2时油藏合理注采井距为130m.考虑两相渗流确定的合理注采井距随渗透率增大而增大,但增长幅度随渗透率的增大而减缓,且渗透率与井距呈近似幂函数关系;随渗透率增大,新旧方法确定的井距相差越来越大,因此计算合理注采井距时,应考虑启动压力梯度与油水两相渗流阻力共同作用,以使其计算结果更加合理可靠.     

低渗透油藏非达西渗流面积井网见水时间计算

根据低渗透油藏面积注水开发的特点,在流管模型基础上推导出考虑启动压力梯度的四点井网、五点井网、反九点井网的油井见水时间的计算公式,并结合油田实际生产数据给出计算分析结果.该方法解决了低速非达西渗流不同于达西渗流的生产井见水时间的计算问题,为低渗透油田注水开发方案的设计提供了理论依据.     

川南地区龙马溪页岩气体滑脱效应实验研究

针对页岩储层气体滑脱效应特征及其影响机制不清问题，选取四川盆地长宁地区志留系龙马溪组页岩样品，开展了低温氮气吸附孔隙结构表征实验，并利用非稳态脉冲衰竭方法测量了不同围压下氦气、氮气在页岩岩心上的气体渗透率，分析了平均孔隙压力、气体类型、围压对滑脱效应的影响，建立了滑脱因子的预测关系式。结果表明:压力低于2.5 MPa时，页岩气体滑脱效应不能忽略。由于“分子筛效应”的影响，页岩克氏渗透率与测试流体介质类型有关，以氦气为流动介质测试得到的克氏渗透率大于以氮气为流动介质的测试结果。滑脱效应与气体类型有关，龙马溪组页岩的氦气滑脱因子约为氮气滑脱因子的1.7倍。利用滑脱因子计算得到围压为10~40 MPa时，氦气在页岩上的有效渗流孔径为113~166 nm，氮气的有效渗流孔径为66~99 nm，均远大于液氮吸附法测试的平均孔径。建立了龙马溪组页岩气体滑脱因子与克氏渗透率的幂函数关系，为页岩气流动模型的建立提供了基础。      

基于CT扫描技术的低渗油藏水敏效应后微观孔隙结构特征

为了研究水敏效应对低渗油藏微观孔隙结构特征的影响,将CT在线扫描技术和岩心驱替实验相结合,开展了低渗油藏不同渗透率岩心水敏性评价实验,对水敏过程中孔、喉半径分布特征、配位数、孔隙变化特征、物性参数变化及对储层渗流能力的影响进行了实验研究,并绘制了水敏前后极限注采井距对比图版。结果表明,随着渗透率降低,水敏效应对孔隙、喉道伤害程度越大、平均孔喉配位数减少越多。两者共同作用是造成储层启动压力梯度增加的主要原因;水敏效应对储层喉道伤害程度远大于对孔隙伤害程度;水敏效应造成黏土膨胀、颗粒运移几乎发生在所有孔隙中,但对岩心整体孔隙结构和分布特征影响不大。通过极限注采井距可知,水敏效应造成新沟嘴组低渗油藏极限注采井距减少了153 m,需要通过加密井来调整注采井距,改善注水波及范围。该研究结果对长期注水的水敏性低渗储层开发调整具有现场指导意义。      

Variation of cavity gas pressure in slopes with weak intercalation under seismic load

This study discussed how cavity gas pressure affects the stability of rock mass with fractures under well controlled laboratory experiments. Suddenly-created void space created and the induced gas pressures have been the focus of active researches because they are associated with fast movement of large-scale landslides. A shaking table experiment was set up to mimic weak-intercalated rock slope under seismic loads. Excessive cavity gas pressure would be produced in weak spots upon a sudden vibration load. The drastically elevated gas pressure is believed to be responsible for the creation of cavities surrounding the tension fracture. With dissipation of the excessive cavity gas pressure, the fractures are in unbounded closed-state. This observation explains that the slope body would be split and loosened under several aftershocks, and with the expanding of the cracks, the slope failure eventually occurred. The research of the mechanism of cavity gas pressure could provide a novel insight into the formation mechanism of landslides under seismic load and has implications for the disaster prevention and control theory for the slope stability evaluation.     

基于循环注蒸气和烟气激励的海上稠油开采技术

通过实验和油藏数值模拟,研究循环注蒸气和烟气激励的加热降黏、气体溶解降黏、气体扩大加热腔与减少热损失、蒸气与气体协同增产效应等开采机理,优化注入蒸气和烟气温度、烟气蒸气体积比、周期蒸气和气体注入量等参数,建议注入蒸气与烟气的温度高于300℃,在大气压下烟气蒸气体积比为0.4～0.6.在渤海稠油油田开展4口井循环注蒸气和烟气激励开采的现场试验.结果表明,循环注蒸气和烟气激励开采后稠油井平均日产油量达到冷采的3倍以上,最高日产油量超过100m3,周期产油量达到1.0×104 m3左右.基于循环注蒸气和烟气激励的海上开采稠油技术可以提高海上稠油开采速度和采收率,有潜力成为未来海上稠油油田的主要热采开发方式.     

西湖凹陷中央反转带中北部天然气高效成藏主控因素及富集规律

西湖凹陷中央反转带中北部大型气田成藏因素及动态匹配关系至今不明。通过针对烃源岩、储层、输导体系及成藏期等成藏关键因素进行系统分析,建立"源-储-圈-输"的动态成藏过程分析中央反转带中北部大气田的成藏主控因素。研究表明始新统宝石组与平湖组煤系烃源岩不仅生气强度大,而且中新世晚期以来的快速生、排气为中央反转带中北部的大中型天然气藏提供了充足油气源;花港组小于4 000 m地层的酸性地层水是形成有利储层的关键;中新世晚期发生的龙井运动强烈挤压作用使中央反转带发生了构造变形和断层开启活动,为圈闭和油气输导通道的形成创造了条件。综合"源-储-圈-输"分析认为成藏主控因素在生烃期的有机耦合造就了始新统煤系烃源岩高效生气及天然气的有效运移聚集成藏的全过程。本次研究为研究区大气田的勘探提供了借鉴。      

Simulation study of the void space gas effect on slope instability triggered by an earthquake

This study aims at exploring the void space gas effect of earthquake-triggered slope instability and providing a new method for studying the formation mechanism of earthquake-triggered landslides. We analysed the basic characteristics, kinematic characteristics, initiation mechanisms and physical mechanical parameters of the Daguangbao landslide, generalized a landslide prototype, and established a geological model and performed simulation tests. Based on the seismic wave propagation theory of rock-soil mass, rock fracture mechanics and the effective stress principle, we found that the void space gas effect is due to the occurrence of excess void space gas pressure when the dynamic response of seismic loads impacts the void space gas in weak intercalated layers of the slope. The excess void space gas pressure generated by the vibration(earthquake) damages the rock mass around the void space with a certain regularity. The model test results show that the effective shear strength of the rock mass can be reduced by 4.4% to 21.6% due to the void space gas effect.     

页岩储层体积压裂缝网形成的主控因素及评价方法

页岩储层的体积压裂能有效沟通天然裂缝使其形成缝网系统,极大地提高了页岩气的产能,让页岩气的开采尽快获得经济效益,因此对体积压裂缝网形成研究显得尤为重要,在对国内外大量页岩储层测试数据和体积压裂缝网形成研究成果全面系统调研和深入分析总结的基础之上,认为页岩储层体积压裂缝网的形成主要受控于3个方面的因素:①储层本身质量好,高的脆性矿物含量、杨氏模量,低的断裂韧度、泊松比、应力衰减速率和储层敏感性等,即储层的可压裂性越高,越易形成缝网;②地质背景条件优越,低的应力各向异性、天然裂缝发育、小的逼近角等,利于压裂裂缝延伸并扩展成缝网;③压裂工程措施适当,包括起裂方位和压力、支撑剂及压裂液性能、施工液量及排量等施工参数设计合理,有利于水力裂缝的充分扩展;另外,对以上控制因素的评价方法主要有室内实验、软件数值模拟及现场监测等,这些认识对体积压裂缝网形成机理研究及压裂优化设计具有重要的理论价值和实践意义。      

具有压敏特征的稠油油藏水平井产能分析

依据幂律流体在压敏油藏中的稳定渗流理论以及水平井远井和近井区域渗流场的描述,推导考虑幂律性特征的稠油在压敏油藏中3种流态并存的水平井产量计算公式.依据区域边界流量和压力相等的原则给出方程解法,最终可求得水平井的产量.通过计算结果与油田实际资料的对比,证明了该方法的有效性和实用性.对幂律指数、介质变形系数、启动压力梯度与水平井产量关系分析结果表明,稠油油藏水平井的产量与启动压力梯度和介质变形系数呈线性反比关系,随着幂律指数的降低,水平井产量快速下降.     

高温高压欠压实地层烃类检测方法研究:以莺歌海盆地东方X区为例

莺歌海盆地中深层发育高温高压气藏,由于晚期快速沉降和快速沉积形成了巨厚的欠压实泥岩。受高温高压特殊成藏的影响,位于莺歌海盆地中央泥底辟构造带西南面的东方X区高温高压储层的地震反射特征十分复杂,欠压实泥岩的存在直接影响地震亮点,造成该区地震亮点指示作用失效。受高温高压复杂地质情况的影响,直接应用常规的烃类检测方法存在一定的问题,因此,首先分析了东方X区的岩石物理特性,发现欠压实效应是影响该区烃类检测技术的关键因素,继而利用欠压实条件下的叠前反演方法以及分频成像方法对东方X区进行了烃类检测。实例分析表明,本方法能够有效识别和预测出该区含气目标,为该区的进一步勘探开发布井提供一定的依据。