裂缝气藏气井产能特征及产能方程修正方法研究

裂缝性气藏具有地质储量丰富和单井产能高的特点,目前常规理论二项式产能方程在裂缝性气藏中的适用性较差,理论计算得到的紊流项远小于实测结果。针对上述问题,以塔里木盆地克深气田为例,从地质认识、测试资料、渗流规律和数值模拟等方面总结了裂缝性气藏的产出特征。分析表明,井筒与天然裂缝相交处是天然气的主要产出井段,气体在天然裂缝的聚集增大了裂缝性气藏气井生产过程中的紊流效应,导致高速非达西效应明显,理论二项式产能方程不能准确评价其产能。在理论二项式产能方程的基础上,回归克深气田理论与实际非达西流系数的关系,建立了裂缝性气藏二项式产能方程修正方法,并用实测数据验证了产能模型的可靠性。实例分析表明,克深气田气井开采过程中绝大部分能量都消耗在紊流效应上,因此,裂缝性气藏开发时需要控产降低压力损失。将理论计算得到的结果代入到“一点法”经验公式中,结果表明,较低的生产压差条件下计算得到的气井产能远高于实际结果,建议合理测试生产压差为地层压力的4%∼10%为宜。

基于复合机器算法的致密气井产能预测模型——以鄂尔多斯盆地SM区块为例

产能精准预测是致密气藏经济高效开发的关键环节。传统产能预测方法假设条件严苛,因而在实际现场应用存在精度较低的问题。为了进一步提高致密气产能预测的精度,以鄂尔多斯盆地SM致密砂岩气藏压裂直井作为研究对象,综合考虑地质参数、压裂施工参数,应用K-近邻、多元线性回归、支持向量机、随机森林、BP神经网络和复合机器学习算法搭建了气井产能预测模型,并应用机器学习模型分别预测了SM致密气藏的气井产能;测试集气井产能真实值和预测值的均方误差、均方根误差、平均绝对百分比误差和决定系数分别是1.2、1.1、9.5、0.96。实例分析结果表明,复合机器学习模型预测精度高于其他机器学习模型,决定系数为0.97,相较于气井产能公式提高了0.02,适用于对本区块进行气井产能预测,可以实现基于数据的快速预测,最终选择复合机器学习模型作为研究区气井产能预测模型。研究成果可为致密气藏的产能预测提供理论指导。

一种基于全局敏感性分析的气井产能测试制度优化设计方法

利用全局敏感性分析方法设计气井产能测试方案时,首先选取所有不确定的储层参数作为敏感参数,并设定其可能性范围;利用Sobol序列实现各敏感参数的随机取值和组合,并生成所有组合的井底流入动态样本曲线;然后针对样本曲线中每个流压位置的产量与敏感参数的对应关系,计算所有敏感参数对产量的全局影响指数,最终得到不同流压下各参数对产能的影响权重和变化趋势。计算结果显示:地层压力p_(r)、非达西流系数D、测试开井时间t等参数的影响指数在特定流压范围明显占优。对目标区气井井底流入动态的全局敏感性分析,可定量化判断某个参数在不同工作制度下对产量的影响程度,指导气井产能测试制度设计和优化。

深水钻井液可控因素对气藏损害归因分析形成的气井产能预测

随着开采程度加深,钻井液造成的储层损害防治要求日益突出,储层保护现已成为气田产能充分释放的关键因素。而深水钻井液体系随井深不断加深,钻井液各性能变化,造成储层损害程度加剧,储层保护性能优化方向不明。因此通过Pearson相关性分析和灰色关联度分析相结合的方式对储层损害进行钻井液可控因素方面的归因分析,确定主控因素,建立气井产能模型。结果表明:钻井液的固相粒径、表面张力、矿化度和高温高压滤失量是钻井液导致储层损害的主控因素。根据归因分析结果,提出了复配不同粒径分布的碳酸钙作为加重剂的优化方法,将钻井液渗透率恢复值提高了12.1%~19.68%。收集了Y8、Y9两口井的现场参数进行了模型适用性验证,结果表明建立的模型准确率达到94%以上。

测试制度对气井产能测试的影响及校正方法

海上气井产能测试过程中,因求产时间短,储层低渗等因素影响,井底流压往往难以达到稳定状态,造成产能评价误差大,甚至出现产能方程异常的现象。为有效消除此类影响,从试井渗流理论出发,在分析测试制度对产能影响规律的基础上,建立了基于不稳定试井分析结果进行流压校正的产能评价方法。对渤海某低渗气藏A-1井进行实例应用,结果表明,校正前、后计算的气井无阻流量相对误差达到8.35%,校正后的结果更接近投产后的实际生产数据,证实该方法有助于提高气井产能评价结果的准确性,更好地指导合理配产。

含多条垂直裂缝的水平压裂气井产能研究

文章对水平压裂气井的渗流过程进行了分析,将气体从地层流入水平井底的压降分为三部分一是气体从地层基质流入到裂缝,通过复位势理论和势的叠加原理得出了有关产能的压降方程;二是从裂缝流入到水平井段,通过对裂缝微元体的分析,得出有关裂缝参数的产能压降方程;三是气体从水平井段指端流入水平井段跟端,通过动量定理得出考虑井筒摩擦等影响因素的产能压降方程。根据得出的这三部分压降方程,考虑各部分间的连接条件,得出了含多条垂直裂缝的水平压裂气井的产能预测模型,通过编程求解了该模型,并分析了裂缝半长、裂缝条数以及裂缝在水平井筒中的位置对水平压裂气井产能的影响,从而为压裂后的产能评价及压裂井的优化设计提供了可靠的理论基础。

苏里格气田东区气井产能主控因素分析

苏里格气田东区强烈的储层非均质性和明显的"低渗、低压、低产"特征,是严重困扰天然气开发的关键问题。为了提高该区气井产能,从气藏地质特征入手,重点分析了影响该区气井产能的主控因素及其成因机理。研究认为:有效储层发育规模小、连通性差、储层物性特征差是制约苏里格气田东区气井产能的主要因素;压实作用、胶结作用是导致储层物性变差的主控因素;对于低孔低渗型致密砂岩储层,羧甲基压裂改造是提高气井产能的必要手段和有效途径。

非达西效应对低渗气藏气井产能影响研究

针对低渗气藏的渗流特征,以高速非达西渗流理论为依据,考虑应力敏感、启动压力梯度及滑脱效应等因素,推导出相应气井产能方程,以此为基础对低渗气藏气井的产能规律进行研究。研究结果表明:低渗气藏地层压力、渗透率分布曲线的形状均呈"漏斗"状;启动压力梯度和渗透率变形系数越大,地层压力下降越快,滑脱因子越大,地层压力升高越快;气藏渗透率主要受滑脱效应和应力敏感交互影响,滑脱效应使气井产能增大,且随着滑脱因子增大,气井产能不断增加,井底附近的压力敏感导致的"应力污染"现象最明显。

求取压裂后气井产能的椭圆流方法

气井的绝对无阻流量是确定气井产量的主要指标。通常在确定压裂后气井的产能从而求取无阻流量时,采用近似的流动模式来表征压裂后流体渗流规律的变化,而没有考虑其真实流动形态。文章根据气藏的渗流机理,对于有对称双翼人工裂缝的均质等厚气藏,地层中的真实渗流情形是拟径向非达西渗流,流动等势线为以井眼为中心的椭圆族,流线为垂直椭圆族的放射线。根据椭圆族的特征与渗流规律,从广义的达西定律出发,可推导出裂缝区域外椭圆族内的流动公式。而对于c椭圆内区域的渗流,由于存在两种渗流介质,认为压裂裂缝内和垂直裂缝附近区域的流动为非达西单向渗流,从而推导出裂缝区域附近的流动公式。综合裂缝区域内外的渗流,可以推导出稳态情况下的气藏产能公式,根据该公式便可求取无阻流量,其中c可根据协调条件求出,给出的计算实例结果与试井数据相吻合。

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。

应力敏感性对低渗透气井产能的影响

我国低渗透气藏资源丰富,是今后天然气开发的重要领域。然而,低渗透气藏在开发中具有较强的应力敏感性,影响气藏的产能建设,因此,认清应力敏感性对低渗透气藏产能的影响是开发的基础。文中在对低渗透气藏岩心进行应力敏感伤害实验研究的基础上,考虑气藏含气饱和度为100%和不同含水饱和度的情况,模拟分析了在低渗透气藏开发过程中应力敏感性所产生的渗透率变化规律,从而得出在不同应力敏感系数和不同渗透率情况下应力敏感性对气井产能的影响程度,为低渗透气藏合理开发提供依据。

一个新的低渗透气藏气井产能预测公式

低渗透气藏普遍具有低孔、低渗、高含水饱和度的特点,因而往往具有较高的启动压力梯度。目前,在进行低渗透气井产能预测时,多采用常规气藏的产能预测公式,启动压力梯度被忽略,导致预测结果与生产实际存在较大误差。通过大量文献的调研,确认低渗透气藏中启动压力梯度确实存在,并且已逐渐成为产能预测中一个不容忽视的重要影响因素。为此,文章基于对低渗透气藏渗流机理的分析和研究,利用Forchheimer由实验提出的描述气体渗流的压降二次方程,同时考虑启动压力梯度的影响,推导出了适合低渗透气藏的气井产能预测公式,并对其进行了实例计算分析,认为低渗透气藏产能预测中必须考虑启动压力梯度的影响,得到了进行产能预测时一些必要参数的获取方法。

考虑应力敏感的气井产能分析

储层应力敏感是指油气藏储层物性参数随应力条件变化而变化的性质。在油气藏渗流数学模型及气井产能分析中通常都是假设岩石物性参数为常数,这个假设条件一般在气藏开发初期会获得较好的理论分析结果。但随着气田开发的进行,储层的孔隙压力降低,从而导致地层中的有效应力增加,储层渗透率的大幅降低。因此,为了更加合理的开采气藏,必须考虑地层应力对岩石物性即孔隙度、渗透率的影响,建立考虑应力敏感的气藏渗流数学模型和气井产能方程。

裂缝应力敏感性对异常高压低渗透气藏气井产能的影响

异常高压低渗透致密气藏由于其自身的地质特征,大多需进行压裂后才能投产。而在衰竭式开发过程中,裂缝表现出很强的应力敏感性,会明显影响气藏的开发效果。为此,在渗流力学基础上,建立了考虑裂缝应力敏感性的三维气、水两相流双重介质数值模型,并编写了相应的数值模拟软件。结果表明,裂缝应力敏感性对气井产能具有一定影响,并导致气井所需生产压差明显增大,但对气井的稳产能力影响较小。而异常高压气藏由于原始地层压力高,有效应力变化范围大且变化的下限低,导致储层岩石具有更强的应力敏感性,因此,在进行异常高压低渗透气藏压裂气井的生产动态预测时,应充分考虑裂缝应力敏感性的影响,以使编制的开发方案能更加准确地指导该类气藏的开发。

储层应力敏感性对异常高压低渗气藏气井产能影响研究

在渗流力学基础上建立了考虑应力敏感性的三维气、水两相流数值模型,编写了相应的数值模拟软件。在此基础上进行的模拟计算表明,应力敏感性对气井稳产能力具有显著影响,可导致气井所需生产压差明显增大,在应力敏感情况下进行开采,气井对地层能量的利用率将会大大降低。而异常高压气藏由于原始地层压力高,有效应力变化范围大且下限低,储层岩石具有更强的应力敏感性。因此,在进行异常高压、低渗气藏开发的生产动态预测时应充分考虑储层应力敏感性的影响,使编制的开发方案能更加准确地指导该类气藏的开发。

不同类型裂缝对气井产能影响

在低渗、特低渗气藏开发过程中,裂缝对气井的产能和稳产能力起着主导作用。选取了某低渗气田在不同沉积微相下的含有裂缝的岩心进行了专门的实验研究。详细分析了半充填缝、未充填缝的应力敏感,评价了裂缝宽度随有效应力的变化以及其对产能的贡献差异。实验研究表明:未充填缝的应力敏感性较强,对气井初期产能贡献较大;半充填缝的应力敏感性较弱,对气井中后期产能起主导作用;特低渗气藏产量在很大程度上取决于未充填缝与充填缝的比例。

考虑渗透率应力敏感效应影响的气井产能修正方程

基于本体有效应力,对现有的渗透率应力敏感效应函数进行了修正,采用"直线式"分析法推导出了拟井底压力与产量的线性关系,给出了渗透率变化系数、目前地层压力及目前渗透率的确定方法。实例计算表明,"直线式"分析法简单易行,为确定气井产能提供了依据。

测井资料在洛带气田气井产能预测中的应用

在油气藏开发早期,及时对油气井产能作出合理的预测,这对气田开发方案的制定具有积极的意义。但是,洛带气田气井均采用压裂开采,测井资料是在压裂前测得的,而产能是在压裂后获得的,所以用常规的测井二次解释方法很难预测压后产能。文章对压后影响产能的因素进行了讨论,灰关联度排序表明,压后产能与原始测井解释的渗透率关联性小,而主要影响因素依次是孔隙度、有效厚度、泥质含量和地层压力;引用遗传神经网络法,编制预测程序,利用测井资料通过模型训练,对气井的产能进行预测,误差检验验证了模型的可靠性,取得了良好的应用效果。

利用优化设计和节点分析方法确定吐哈丘东气田气井产能方程

利用优化设计软件对影响气井产能的6个主要参数进行了优化设计,在优化设计的基础上利用节点分析方法对设计出的33种参数组合进行了产能计算,并进一步回归出了气井产能方程;经与节点分析的结果对比,产能方程的平均相对误差为0.31%,利用半正态图评价了各参数对气井产能的相对重要性。运用该方法可以计算给定区块内每口井的产能,也可以对新井进行优化设计。

评价异常高压高产气井产能的新方法

在塔里木盆地的DABEI地区,由于复杂的地质构造运动和地层的压实作用,形成了许多受断层控制的异常高压高产气藏;气井多点测试资料的实际应用表明,传统的二项式对该地区异常高压高产气井的产能评价是不适用的,但异常高压高产气井的生产压差与产量之间却存在很好的直线关系。对于这一直线关系,本文进行了有效的理论推导。基于井处边部或中央的断块气藏模型,利用达西定律的线性层流和水电相似原理的等值渗流阻力法,建立了井底流压与产量的无因次IPR方程,在此基础上,提出了利用单点测试资料确定绝对无阻流量和IPR曲线的新方法。实际应用表明,本文提供的方法实用有效。