东海M构造中深层低渗气藏“甜点”预测技术

近年来,构造-岩性复合型油气藏已逐渐成为东海“扩储增产”的重要领域,提高“甜点”储层钻遇率对于勘探开发一体化设计的部署与落实具有重要意义。研究区低渗气藏储层厚、埋深大,内部非均质性强,孔渗关系复杂,地球物理响应特征差异小,亟待开展低渗气藏“甜点”储层的精细表征研究。以地震岩石物理为驱动,利用杨氏阻抗Eρ区分碎屑岩储层与非储层,通过分类寻优认为,剪切模量μ为洁净、粗粒、高渗透率优质储层的综合敏感弹性因子。为了削弱岩石骨架孔隙度的影响,采用高灵敏烃检因子Fρ开展烃类检测,最终结合岩性、“甜点”和烃检属性体以精细表征优质“甜点”储层富集区。应用效果证实:该方法的“甜点”预测吻合度达到86.07%,为井位部署和轨迹优化提供了重要依据,可推广至类似区块以供借鉴。

应力敏感特低渗气藏绝对无阻流量计算新方法

为准确评价特低渗气藏产能,推导考虑应力敏感效应的气井产能方程,建立了特低渗气藏绝对无阻流量计算新方法。通过产能方程左端项数值与产气量的线性关系,确定方程系数A和B,建立考虑应力敏感效应的气井产能方程和绝对无阻流量计算公式,提高特低渗气藏产能预测精度。经S气藏A1、B1、B2井现场应用,相比于忽略应力敏感影响,应力敏感的气井绝对无阻流量下降19%,设计产能精度达到90.4%和95.0%,表明应力敏感效应对气井产能影响较大。新方法更适用于特低渗气藏的产能评价,具有较大的推广应用价值。

地层压力取值误差对低渗气藏气井产能方程的影响及矫正方法

气井产能试井有时会因为开发或测试工艺等因素造成二项式产能方程出现较大误差,甚至会有负斜率的异常情况。对于低渗气井,供给范围内的平均地层压力随着生产会有较大幅度下降,如果没有准确的地层压力参考,将无法获得符合实际情况的产能方程和无阻流量。针对低渗储层气井探测范围内平均地层压力的测量或取值误差问题,利用不同制度的产量和井底流压数据,结合二项式压力平方产能方程,利用回归方法确定平均地层压力。通过低渗气井产能测试实例计算,回归分析得到的平均地层压力能够较准确地计算出二项式产能方程和无阻流量,为后续生产井的开发和配产提供有效指导。

海上低渗气藏产能测试与预测评价技术

由于海上低渗气藏测试的特殊要求(时间长、成本高),通常采用修正等时试井等测试时间相对较短的测试制度,但实践显示对于海上低渗气藏的测试中生产稳定点的获取仍然较难。在采用常规测试方法往往并不能获取有效分析数据的背景下,加之海上勘探测试井次有限、低渗气藏的强非均质性等因素,造成海上气藏未测试区域产能无法预测,储层产能空间展布情况不明,最终导致气田开发方案优化、井位部署中出现低产低效井风险增高。

工作液对低渗气藏产能影响机理及储层保护

东海低渗气藏储层黏土矿物差异明显,导致储层损害机理各异、与外来流体接触后对产能影响认识不清,储层保护研究缺少机理支撑。针对上述问题,以东海H气田实际钻完井液体系开展储层损害机理研究,通过采用气体作为驱替介质、延长循环时间、建立初始含水饱和度等方法优化动态损害评价实验。在此基础,建立了钻完井液侵入深度与表皮系数数学模型,系统分析钻完井液体系对气层的损害机理,评价损害程度。最终综合地质因素、储层损害机理优选H气田储层保护技术。实验结果表明,钻完井液初期侵入速度快,5 d后基本稳定;钻完井液侵入主要发生水锁、配伍性及固相堵塞孔喉等损害;优化暂堵颗粒、增加返排压差能够有效降低钻完井液对储层损害程度。研究成果为低渗气藏高效开发、产能释放提供基础支撑。

东海低渗气藏特殊渗流机理数值模拟研究

东海低渗气藏气水分布复杂,存在明显的非线性渗流特征及相渗时变效应,常规数值模拟方法对复杂渗流机理的表征存在局限性。针对存在问题,基于渗流机理研究完善运动方程,明确初始流体饱和度分布及渗流参数时变规律,建立考虑流体非线性渗流及时变效应的低渗气藏渗流数学模型;基于参数敏感性分析,明确特殊渗流机理对低渗气藏开发的影响。通过对典型低渗气藏东海H气田进行实际应用,检验方法的先进性。结果表明,气井动用范围及井底流压受非线性渗流影响而减小;时变效应导致气井产水量增大、稳产时间缩短。形成的数值模拟方法提高了低渗气藏的拟合精度,模拟结果符合实际气井生产动态,为后续精细开发提供了依据。

东海低渗气藏渗流机理及产能评价研究

低渗气藏具有低孔渗、高束缚水饱和度等特点,受滑脱、高速非达西效应等因素影响,气-水两相渗流规律复杂,常规产能评价方法存在局限性。针对这一问题,以东海低渗气藏Y为靶区,研究不同含水饱和度、不同压力下气-水两相渗流规律,建立气相渗透率与含水饱和度关系图版,分析气-水两相相对渗透率随地层压力衰竭的变化规律;在此基础上,建立低渗气藏动态产能评价方法,并通过实际应用来检验其可靠性。结果表明:低渗气藏含水饱和度存在使气相渗透率加速下降的临界值,且该临界值随岩心渗透率的减小而降低;在气藏衰竭开发过程中,气-水两相渗流能力均随地层压力降低而减小。气-水两相渗流动态产能评价方法在矿场应用效果良好,对低渗气藏产能评价及动态预测具有借鉴意义。

致密低渗气藏水锁影响因素研究

针对致密低渗气藏中严重影响勘探开发效果的水锁损害,分析了影响水锁效应的因素,利用致密低渗气藏天然岩芯,从储层平均孔喉半径及渗透率、生产压差、粘土矿物种类及含量、气水相渗曲线形态等方面,开展了系统的水锁实验研究,发现储层渗透率、粘土矿物种类及含量、气水相渗曲线形态是影响水锁效应的内在因素,生产压差是影响水锁效应的外在因素。认清了影响水锁效应的因素,为深化致密气藏水锁机理与渗流机理的认识和更加有效勘探开发致密低渗气藏具有指导意义。

致密低渗气藏启动压力梯度实验研究

致密低渗气藏具有低孔、低渗等特征,导致渗流过程中存在启动压力梯度,无法进行常规开发。通过室内物理模拟实验,研究其启动压力梯度及影响因素。实验研究表明,在致密低渗岩心中,当气体流量小于一定值时,气体在岩心中为非达西流动。气体的启动压力梯度随岩心围压的增加而增大,但其增加幅度逐渐减小。温度对气体的启动压力梯度有明显影响,气体分子质量的大小也是影响气体启动压力梯度的重要因素。

含水低渗气藏低速非达西渗流数学模型及产能方程研究

在低速非达西渗流实验研究基础上,对含水低渗气藏气体流动特性进行了分析,并建立了含可动水、不动水和束缚水影响下的3类低速非达西渗流数学模型,推导出了气体滑脱效应和启动压力梯度分别存在和同时存在条件下的系列气井产能公式。通过实例计算证明数学模型符合现场实际,气井产能公式可为确定不同含水条件下低渗气藏气井合理的产能提供必要的理论依据。

考虑渗透率应力敏感的低渗气藏产能预测公式

通过大量文献调研指出,由于气体产出、低渗气藏孔隙压力降低、地应力增大、基岩和孔隙受到压缩,导致渗透率大幅降低和气藏产能降低。基于岩石渗透率随有效应力变化呈指数关系的普遍认识,在达西渗流理论的基础上,推导出了一个考虑渗透率应力敏感的气井稳态产能公式,并对其进行了实例计算分析,认为低渗气藏在产能预测时有必要考虑渗透率应力敏感伤害,特别是针对那些应力敏感伤害严重的低渗气藏;所推导的公式可为确定合理的生产压差和开采速度提供必要的理论基础。

新型TAP完井多级分层压裂工艺在低渗气藏的应用

针对苏里格气田现有的分层压裂工艺在薄而多气层段井有效开发上存在的局限性,长庆油田通过与斯伦贝谢公司合作在桃X井开展了国内第1口TAP完井多级分层压裂试验。该技术打破了常规套管射孔、油管连入分层工具完成3~4层的多层压裂的工艺思路,提出了将多个针对不同产层的TAP阀体与套管入井,一起固井,然后通过套管注入进行多层改造的一种完井分层改造工艺理念,其最大优势在于改造层数最高可达40级,可最大限度地增大储层纵向动用程度,同时可减少多层射孔费用,有效降低整井射孔费用。2009年该技术在长庆油田成功实施,取得了很好的效果,为国内低压、低产、多层系气田开采提供了一定的借鉴。

低渗气藏水平井二项式产能方程修正

低渗气藏普遍存在启动压力梯度和应力敏感现象,而目前低渗气藏水平井二项式产能方程却未完全考虑这两个因素的影响,导致计算出的无阻流量出现较大偏差,单井合理产能认识不准。从低渗气藏渗流理论出发,在Forchheimer渗流方程中引入启动压力梯度和应力敏感系数,推导了含启动压力梯度和应力敏感的低渗气藏水平井产能修正方程。以川西某气藏岩芯实验数据和某水平井试井资料为基础,在考虑启动压力梯度时,采用修正方程计算出的无阻流量较常规二项式产能方程降低了9.44%;而在考虑应力敏感时,其无阻流量降低了35.08%;同时考虑两个因素影响时,无阻流量更是降低了43.41%;计算结果表明,运用修正后的方程计算的无阻流量与常规方法计算结果存在一定的差异性,建议使用修正的方法进行无阻流量计算与产能预测。

低渗气藏储层应力敏感性原因及岩石变形机制

低渗致密气藏由于其自身的地质特征，在衰竭式开发过程中表现出较强的储层渗透率应力敏感性，其对气藏开发效果的影响已有较多学者研究，但关于引起储层应力敏感性的内在原因和控制岩石变形的机制却鲜有研究。在有效应力理论及实验研究基础上，从储层介质类型、岩石组成、黏土矿物成分及含量、孔喉结构特征及有效应力定律等方面进行研究，从深层次认识清楚低渗气藏储层应力敏感性原因及岩石变形机制，为该类气藏制定合理的开发技术界限以及开发调整方案提供了有力的理论支撑。

低渗特低渗气藏剩余气分布的描述

低渗特低渗、无明显边、底水的异常高压干气气藏开采一段时间后 ,储层中不同区域的地层压力下降不均衡 ,但含气饱和度 (Sg)却相差不大 ,用含气饱和度无法准确地描述气藏剩余气的分布状况。因此 ,人们通常用开采过程中压力的分布来定性描述这类气藏的剩余气分布。根据真实气体的状态方程和可采储量的定义 ,建立了可采储量采出程度 (K)与地层压力 (P)之间的函数关系 ,将开采过程中的地层压力分布转化为可采储量采出程度的分布 ,实现了剩余气分布的定量描述。

低渗气藏压裂水平井渗流与井筒管流耦合模型

目前国内外压裂水平井已成为开发低渗透油气藏的重要手段,正确预测压裂水平井的产能对水平井的开发方案设计、地层及裂缝参数等敏感性分析具有重要的指导意义。应用复位势理论和势的叠加原理,考虑气体在地层中渗流和井筒内管流的耦合,根据流体力学理论和动量定理,结合气体的性质和实际气体的状态方程,建立低渗透气藏压裂水平井地层渗流与水平井筒管流耦合的渗流模型及其求解方法。结合长庆低渗气藏实际进行对比计算,结果表明:(1)水平井筒内的压力损失对压裂水平气井的生产动态有一定的影响;(2)井筒内的压力呈不均匀分布;(3)每条裂缝的产量并不相等。在此基础上还分析了井筒半径、水平段长度、裂缝条数以及管壁粗糙度等参数对井筒压力损失和压裂水平气井产能的影响,得出一些有用的结论。

低渗气藏启动压力梯度实验研究及分析

低渗砂岩具有低孔、低渗特征,气体渗流过程存在启动压力梯度。目前,低渗储层启动压力梯度测定方法尚不统一,且定量描述方面研究较为欠缺。采用渗流法和气泡法各对一组低渗岩心进行了启动压力梯度测试,并对测试结果进行了对比分析。运用多元回归方法,提出了一种考虑多因素的启动压力梯度预测模型。利用预测模型建立了某低渗区块启动压力梯度经验公式,并通过另一组岩心实测值进行了公式验证。结果表明:启动压力梯度分别与岩心渗透率和含水饱和度呈幂函数关系,其值随渗透率的增加而减小,随含水饱和度的增加而增加;气泡法启动压力梯度测试值较渗流法测试值大,且差值随渗透率的增加而减小,随含水饱和度的增加而增加;含水饱和度对气泡法测试结果影响更为明显;提出的模型预测精度较高,对启动压力梯度定量描述具有一定的参考价值。

微CT扫描重建低渗气藏微观孔隙结构——以新场气田上沙溪庙组储层为例

为了提高气藏采收率,从微观孔隙结构出发,建立孔隙网络模型,定量描述孔隙微观尺度上的渗流机理。以川西新场气田上沙溪庙组岩心为例,开展孔隙结构三维重构研究。首先采用微CT技术对岩心进行扫描获得投影数据,采用FDK算法重建岩心灰度图像,然后以宏观孔隙度为基础利用二值分割法分割灰度图像,最后使用光线跟踪算法得到三维孔隙结构图像,即数字岩心。对数字岩心的相关性质进行统计分析,得到的数字岩心孔隙度与岩心实验孔隙度基本一致,相对误差约为0.1。这一数值与新场气田上沙溪庙组储层物性相吻合,说明微CT扫描法重构微观孔隙结构是可行的。该研究为建立孔隙网络模型及开展后续微观渗流模拟研究奠定了基础。

低渗气藏多层合采可行性分析及产量预测研究

针对气藏多层开采的特点,利用压力平衡原理计算和绘制各个气层和气井的流入动态曲线,建立一套以时间为变量的气藏多层节点分析方法,形成多节点协调分析的多层合采可行性分析与产量预测研究方法,利用该方法可对气井生产全过程和气层产能及压力变化进行准确的描述与预测。研究分析表明:气层间压力差异是影响合采可行与否的主要因素,气层物性变差和提高气井产量可降低倒灌气量,而增加单层控制储量会延长倒灌发生的时间。当倒灌气量相当大时,合适的井下节流器能够大大降低层间倒灌气量,从而实现多层正常合采。多层合采预测方法经现场实例分析,证实其计算结果与实际生产情况吻合,可靠性较高,适宜指导现场生产。

低渗气藏水平井产能修正公式

根据水平井稳定渗流理论，将水平井的渗流场分解为水平面和垂直面2个渗流场，然后分别通过茹科夫斯基变换和保角变换，利用水电相似原理的等值渗流阻力法，推导出考虑启动压力梯度、应力敏感、偏心距的低渗气藏水平井产能计算公式。以某低渗气藏为例，分析以上3个因素对低渗气藏水平井产能的影响。结果表明：应力敏感的存在使低渗气藏水平井产能大幅递减；启动压力梯度也将使气井产能下降，不过降幅较小；由于气体黏度远小于油的黏度，因此，在低渗气藏开发中应力敏感对产能的影响较启动压力梯度要大；当偏心度小于80％时，其对产能的影响不足1％，而当偏心度大于80％时，其对产能的影响将会非常明显。