相国寺石炭系气藏改建地下储气库运行参数设计

相国寺气田位于重庆市渝北、北碚区境内。该气田石炭系气藏地理位置优越,储层分布稳定,储层渗流性好,气质纯,气井产能高,井间连通性好,开发中表现出视均质气藏特征,盖层和断层封闭性好,水体能量有限,地层水不活跃,非常有利于改建地下储气库。为此,在比较了枯竭气藏改建地下储气库与气藏开发的异同之后,根据相国寺地下储气库的定位及调峰需求(主要用于解决川渝地区天然气市场的季节调峰问题,可为中卫—贵阳管线提供季节调峰,同时具备天然气战略储备应急能力),利用该气藏丰富的静态资料和长期开发的动态资料,优化设计了储气库的上限压力、下限压力、库容量、工作气量、垫底气量、注采井数等关键运行参数。模拟结果表明:相国寺气田石炭系气藏改建地下储气库后,运行压力介于11.7～28.0MPa,库容量可达40.5×108 m3,垫底气量为17.7×108 m3,工作气量为22.8×108m3,储气库具备较强的调峰能力。最后还对该储气库的注采方案进行了设计分析。

模糊分析方法优选压裂井层

油气井压裂酸化后要获得好的增产效果,首先要选取最适合进行增产措施改造的井。传统的选井方法主要依靠经验或生产需求来选择施工井层,具有一定的主观性、盲目性和风险性。影响一口井压裂酸化效果的因素包括地质静态、开发动态及压裂施工等多方面因素,从理论上讲,各因素在不同的层次上对压裂酸化效果起着不同的作用,且各影响因素本身具有模糊性,这些因素很难用常规方法量化研究。文章应用现代数学手段:模糊数学和系统工程层次分析原理,综合考虑影响选井选层因素的复杂性和不均衡性,将各因素按其在不同层次上对事物的影响程度分类,然后确定各因素最终的权重,形成了一种压裂酸化选井选层的模糊分析方法。应用所研究的方法对某气田的6口井进行了实例计算,优选出了最适合压裂措施的井。实例计算表明该方法计算结果正确,符合现场施工实际;计算简单、方便,具有一定的现场实用价值。

裂缝性地层气水两相渗流机理研究

文章首先利用先进的激光刻蚀技术,将岩石的真实裂缝结构刻蚀在光学玻璃板上,制作成可供摄像用的透明微观物理模型,并加压让气水两相流过微裂缝,观察到气水两相在裂缝性地层中的流动分为三种现象,即水窜、绕流、和卡断现象。在此基础上,建立了气水两相裂缝渗流模型,将气水两相流动分为四个流动阶段,即静止、运动、卡住和卡断阶段。从微观渗流角度出发,利用能量守恒原理详细地分析了裂缝性地层中气水两相渗流机理,证明裂缝性地层中气水两相流动具有不连续性。该过程不能用Vogel方程进行分析计算,同时也说明裂缝性地层中的气水分布与压力分布无关,只与构造形态、水侵特征和产水历史有关。由此我们知道有水气井井底产水具有波动性,不能用井口产水来描述井底产水,从而提高了对裂缝性地层中气水两相渗流特征的认识,可以更好地指导裂缝性地层中有水气井的生产。

压裂酸化选井模糊综合评判方法

影响压裂酸化选井的因素很多 ,而且因素本身具有一定的模糊性 ,它们之间关系复杂。传统的选井方法依据经验 ,具有一定的主观性、盲目性。借助现代数学手段———模糊数学和系统工程层次分析原理 ,考虑到影响选井选层因素的复杂性和不均衡性 ,将各因素按其在不同层次上对事物的影响程度分类 ,然后确定各因素最终的权重 ,形成一种压裂酸化选井选层的模糊综合评判方法。该方法计算结果正确 ,符合现场施工实际 ;计算简单、方便 ,具有一定的现场实用价值。

压裂酸化选井选层的模糊决策方法

要获得好的压裂酸化增产效果 ,选择合适的施工井是很重要的。影响压裂酸化选井的因素多 ,而且因素本身具有一定的模糊性 ,关系复杂。传统的选井方法依据经验 ,具有一定的主观性。研究了一种新的选井选层的模糊决策方法 ,并对 6口压裂候选井进行了优选。该方法改变了以往选井选层中只考虑单一优化目标函数的作法 ,综合考虑了候选井层的多个性能指标 ,克服了以往选井选层方法的盲目性 ,因而更加合理 ,结果与实际更相符。

二氧化碳-水-岩作用机理及微观模拟方法研究进展

系统综述CO_(2)-水-岩复杂作用机理、多孔介质反应输运(溶解、沉淀及沉淀运移)微观模拟、CO_(2)-水-岩系统微观模拟3个方面的研究进展,指出目前研究存在的主要问题并提出了关于未来研究方向的建议。CO_(2)注入储集层后,不仅存在常规渗流体系的流动和传质作用,还会产生溶解、沉淀及沉淀运移等特殊物理化学现象,其耦合作用导致多孔介质的孔渗参数变化规律复杂。孔隙尺度的微观渗流模拟,可以得到孔喉三维空间内的详细信息,且能显性观察到多孔介质流-固界面随反应的变化。目前研究主要在复杂作用机理解耦合、多矿物差异性反应表征、沉淀生成机理及表征(晶体成核和矿物脱落)、沉淀-流体相互作用模拟方法、多物理化学过程耦合渗流机制等方面存在局限。未来研究中,需要创新实验方法对“溶解—沉淀—沉淀运移”解耦合,提高矿物地球化学反应相关参数实验测试的准确度,在不同沉淀机理可靠表征的基础上,建立沉淀-流体相互作用模拟方法,并有机耦合各个物理化学过程,最终实现对CO_(2)-水-岩系统中“溶解—沉淀—沉淀运移”的耦合渗流模拟。

国内外储气库技术研究现状与发展方向

介绍了国外地下储气库建设技术的发展方向,认为在地下储气库设计中必须采用标准化的工艺设计,以减少各设计部门之间的协调、简化工艺方案选择、缩短建库周期和提高建库质量。分析了我国天然气地下储气库现状,并针对西气东输管道建设规划,提出了在地下储气库建设方面应有计划地开展近期和中远期的调峰量、库址的选择、储备库的设计与施工、储气库的故障诊断与检测以及水平钻井等方面的研究工作。

有水气井井底出水量计算方法研究

研究了一种新的有水气井井底出水量的计算方法。通过研究滑脱对井筒中气液分布的影响 ,采用瞬时稳定流法建立了流体呈不稳定流时井筒气液的物质平衡关系 ,分析了流体在井筒中的流动过程 ,推导获得了井筒流体空间分布随时间的变化关系 。

模糊综合决策优选压裂井层

借助现代数学手段——模糊数学和系统工程层次分析原理,考虑到影响油井压裂酸化时选井选层因素的复杂性和不均衡性,将各因素按其在不同层次上对事物的影响程度分类,然后确定各因素最终的权重,形成了一种压裂酸化选井选层的模糊综合决策方法。该方法计算结果正确,符合现场施工实际,计算简单、方便,具有一定的现场实用价值。

模糊综合决策优选压裂方案

在压裂施工前必须进行合理的压裂设计,有时需要从多个压裂设计方案中进行优选。而目前,压裂方案优选时仍然采用传统的单一目标函数的作法,即使有时也综合权衡其他因素的影响,也往往是凭经验,缺乏科学的运作程序。综合考虑影响压裂设计方案优选的各因素并运用系统工程的层次分析法获得各因素的权重,然后运用模糊数学原理建立压裂方案优选的综合决策模型。该方法综合考虑了压裂方案优选中的多个因素指标及其不同的影响程度,因而选择结果更加合理可靠。计算实例表明该模型计算结果准确,具有一定的推广价值。

改进的灰色模型预测油气井剩余可采储量

在对灰色模型进行研究的基础上,对其进行了改进,使其适用范围更加广泛,并利用遗传算法的强大 搜索功能计算参数λ。建立模型时采用油气井日产量的累加序列作为基础数据,这样就弱化了原始数据的随机波 动性,强化了其规则有序性,而生成的一阶累加序列能列好地满足灰指数规律,适用于改进的GM(1,1)模型。计算 实例表明,该模型所需原始数据少,预测精度高,操作方便,具有一定的实用价值。

判断气举井稳定生产的新方法

关于气举井的稳定生产,前人已经建立了一些稳定准则,但国内油田收集的油井数据表明,当气举凡尔工作在临界流态时,Alhanati稳定准则不能准确预测气举井生产是否稳定。文中建立了一个新的气举井稳定准则。该准则将摩阻因素考虑进油管压力梯度的计算过程中去,形成了包含描述气举凡尔特征的Kvt和Kvc系数的新稳定准则。油田数据证实新的稳定准则在预测气举井稳定性方面更准确。

相国寺石炭系气藏改建储气库风险评价

在分析了天然气地下储气库开发风险因素的基础上,建立了改进的遗传神经网络及模糊综合评价的天然气地下储气库开发风险评价模型,并对相国寺气藏改建储气库的风险进行分析评价。分析结果表明,所建立的风险评价模型可以克服很多不确定性因素的干扰,更加直接、客观地进行风险评价,同时证明,相国寺气藏改建储气库的风险较低,为开发决策提供了可靠的依据。

改进的模糊神经网络优选压裂井

影响压裂选井因素多,影响因素本身具有模糊性,且压裂效果与各影响参数之间大多呈复杂的非线性关系,这种关系难以用传统的数学表达式来描述,各因素对压裂效果的影响程度不同,某些因素之间存在交叉影响现象。传统的选井方法依据经验,具有一定的主观性,盲目性。运用人工神经网络方法可以很好地解决这类高度复杂的非线性问题。但是,普通的神经网络计算速度慢,难以收敛。本文运用改进的模糊神经网络,权重实现自动调整,运用遗传算法搜索出最优的压裂施工参数,提高了计算速度,并且可以保证收敛,同时,采用了模糊专家系统,结合了现场专家多年在特定油田的工作经验,保证计算结果符合现场实际。该方法计算结果正确,符合现场施工实际;计算简单、方便,具有一定的现场实用价值。

三孔双渗气藏气井产量的变化特征及应用

碳酸盐岩储层的储集空间复杂,主要有孔隙、洞穴和裂缝三大类,该类气藏具有不同于均质和双重介质气藏的特殊产能变化规律,过去对其中起主导作用的影响因素定量化了解不够。通过建立和求解洞穴-裂缝-孔隙三重介质气藏定井底流压生产数学模型,绘制了无阻流量变化图版,根据该图版可以分析产量随时间的变化特征,分析了裂缝和溶洞储容比、基质和溶洞窜流系数对气井产能变化特征的影响,为正确认识三重介质气藏气井产量变化规律提供了理论依据。

深层页岩纳米孔隙中气水微观动用机理

深层页岩气已成为我国天然气产量增长最现实的领域之一。已有研究结果证实深层页岩纳米孔隙发育,但页岩储层在高温高压含水条件下气水的动用复杂程度加剧。传统页岩岩心尺度的解吸和驱替实验成本高、周期长,难以解析纳米孔隙中气水在深层储层条件下的微观动用机理。为此,基于分子模拟方法,在考虑气水质量扩散传递的基础上,提出了1套页岩气水动用模拟方法,并模拟了深层页岩双重介质复合纳米孔隙中的甲烷和水分在2种不同模式下的动用机理,并量化了甲烷吸附气、溶解气和自由气,揭示了孔隙水和甲烷不同赋存状态的微观动用机理。研究结果表明:①页岩中伊利石对甲烷的亲和性强于干酪根,伊利石亲水性远大于干酪根;②2种动用模式下,伊利石中赋存的水分基本不发生动用,干酪根表面水分团簇可发生动用;③双重介质复合纳米孔隙中,甲烷的自由气动用率最大,溶解气和吸附气动用率较低,是后期页岩气储量挖潜的重要潜在资源。结论认为,深层页岩纳米孔隙中气水的微观动用理论研究对深层页岩气可采储量评估、产能评价和提高采收率等方面具有重要理论意义。

运用现代数学理论和计算机智能技术优选压裂井层

油气井压裂后要获得好的增产效果,首先要选取最适合进行增产措施改造的井。影响一口井压裂效果的参数包括地质静态、开发动态及压裂施工等多方面参数,从理论上讲,每一个参数对压裂效果都有不同程度的影响。传统的选井方法主要依靠经验或生产需求来选择施工井层,具有一定的主观性、盲目性和风险性。本文充分运用现代数学理论,即模糊聚类、模糊神经分类系统和模糊排序法,筛选了可靠的数据,确定了压裂选井主要影响因素;深入研究了影响压裂成功率的主要因素并应用层次分析法确定各因素的权重,研究了各候选井压裂成功率的大小;同时,充分运用计算机智能技术,提出了改进的自适应遗传算法,将该遗传算法与神经网络结合起来,形成了改进的遗传神经网络,该网络收敛快、泛化能力强,克服了传统数学方法在处理这类问题时的局限性和误差大的缺点,可以用来优选压裂井。应用效果表明,该方法预测结果与现场实施压裂后的增产效果非常吻合。

中国页岩气压裂十年:回顾与展望

我国于2010年实施第一口页岩气井压裂,历经10年的发展,已经成为全球第二个掌握页岩气开发核心技术的国家,实现了页岩气压裂技术从无到有、从跟跑到部分领跑的发展跨越,创建形成了适合于我国中浅层海相页岩气开发的压裂理论与技术体系。为了助推我国页岩气产量实现新的跃升,在梳理中美两国页岩气压裂技术发展进程的基础上,全面回顾了我国在页岩气压裂基础理论与优化设计方法、液体体系、压裂工具及工艺技术方面的发展历程与进展现状,总结了压裂甜点识别、缝网扩展模拟与调控、岩体水化与返排控制、缝网体积评价表征等基础理论与优化方法的研究成果;论述了滑溜水压裂液体系、少水或无水新型压裂液的研制与应用;评价了可钻复合桥塞、可溶性桥塞、大通径桥塞和套管固井滑套等分段压裂工具的发展与自主研发水平;阐述了现场工艺技术的实施状况,包括早期实施的常规分段分簇压裂到目前的“密簇”压裂、暂堵压裂等。在此基础上,系统分析了目前我国页岩气压裂技术面临的挑战,展望了相关技术的发展方向。结论认为,我国需要持续开展适合于国内深层—超深层海相页岩气、陆相—海陆过渡相页岩气的压裂理论与技术方法攻关研究,以支撑和助推未来我国页岩气高效开发。

泸州区块页岩气地质工程一体化套变预防技术及应用

川南深层页岩气资源丰富,占整个川南页岩气资源量的80%以上,其中泸州区块又是当前川南深层页岩气上产的重点区域。尽管深层百亿方产能建设已全面启动,但受多期构造运动影响,川南深层页岩气开发仍面临构造特征复杂、断裂系统复杂、地应力复杂等诸多挑战,套变问题尤为突出。泸州区块页岩气井套变率高达53%,导致平台井EUR低,严重制约规模效益开发。针对以上问题,文章通过持续技术攻关与试验,在多级断裂和地应力精细刻画、应力场失稳评价等关键技术方面取得了显著性突破,形成了基于地质工程一体化工作模式的套变预防技术,研究结果表明,通过综合应用地质工程一体化套变预防技术,实现了从地质评价到钻井、压裂的全流程优化。科学优化了井眼轨迹,钻井过程中成功避开了主要的缝洞异常体和压力复杂带,压裂井套变率降至30%以下,成功实现了零丢段,平台井折算千米EUR提升超30%。泸州区块应用效果充分证明了地质工程一体化套变预防技术在预防套变和提升页岩气产量的重要作用,也为国内外深层页岩气规模效益开发提供了宝贵的技术参考。

页岩气藏水平井分段压裂渗流特征数值模拟

页岩气藏具有独特的存储和低渗透特征,其开采技术也有别于常规气藏的开采技术,水平井完井技术和分段压裂技术是成功开发页岩气藏的两大关键技术。水平井完井和分段压裂后形成的复杂裂缝网络体系以及吸附气的解吸作用等因素,都给页岩气井的渗流机理研究带来极大挑战。研究表明,利用数值模拟软件来模拟页岩气井的裂缝网络系统,不仅能模拟页岩气的渗流机理,也能为编制页岩气藏开发方案提供可靠的理论依据。因此以Eclipse2010.1数值模拟软件为研究平台,建立了3种考虑吸附气解吸的页岩气分段压裂水平井数值模型,能够模拟页岩气藏水平井的生产动态,对体积压裂后形成的裂缝参数进行优化模拟。结论认为:只有通过增加水平井的数量和储层改造体积(SRV)、选取异常高压区钻井和压裂出具有充分导流能力的裂缝,才能有效提高页岩气藏的采收率,实现页岩气藏的有效开发。