井筒气液两相流对致密气压裂水平井试井的影响

多段压裂水平井技术是目前开采致密气最常用的方法之一,在致密气压裂水平井试井测试中常常伴随着一定的产水量,井筒气液两相流会增加井筒流体的流动阻力,加大井筒流体流动对试井解释的影响.为了明确井筒气液两相流对致密气藏压裂水平井试井的影响,提高产水致密气压裂水平井的试井解释精度,建立了一种井筒气液两相流与地层渗流耦合的试井模型,采用数值方法对模型进行求解,获得了考虑井筒气液两相流的压裂水平井试井理论曲线、压力场分布及裂缝产量分布.研究结果表明:井筒气液两相流会增加试井理论曲线中压力和压力导数值,造成靠近入窗点的压力扩散要快于远离入窗点的压力扩散,引起靠近入窗点的裂缝产量要高于远离入窗点的裂缝产量.现场实例分析进一步说明,不考虑井筒两相流可能会对产水压裂水平井的试井解释结果产生很大误差,主要表现为水平井筒假设为无限大导流能力会使得拟合得到的表皮系数偏大,将测试点视为入窗点会使得拟合得到的原始地层压力偏小.所建立的考虑井筒两相流的压裂水平井试井模型为产水致密气井试井资料的正确解释提供了重要技术保障.

页岩油水平井压裂渗吸驱油数值模拟研究

为了提高压裂页岩油水平井产量预测精度、优化闷井时间及压裂液用量等参数,建立了一种考虑压裂液注入、闷井渗吸及开井生产的压裂页岩油水平井油水两相渗流数学模型,利用控制体积有限元法求其数值解,模拟了渗吸作用下基质–裂缝油水置换的过程,获得了油水压力场、速度场、产量及含水率的动态变化。分析了压裂渗吸驱油特征,优化了闷井时间和压裂液用量,并研究了基质渗透率和缝网复杂程度对渗吸驱油的影响。研究结果表明:毛细管力越大,闷井时间越长,则含水率越低,渗吸增产作用越明显;压裂液用量增加能够提高渗吸驱油产量,但同时会引起含水率升高,可通过含水率和产量增幅确定压裂液合理的用量;最优闷井时间受毛细管力、基质渗透率和缝网复杂程度的影响,其中毛细管力和基质渗透率决定了渗吸速度,而缝网复杂程度决定了渗吸面积。所建立的渗吸油水两相渗流模型可为页岩油水平井压裂优化设计提供依据。

致密气藏分段压裂水平井的不稳定压力与产量综合分析方法

基于达西线性渗流的常规试井解释模型及产量递减分析模型不再适用于具有非线性渗流特征的致密气藏,采用视渗透率的方法,建立了一种综合考虑储层应力敏感、启动压力梯度以及滑脱效应的压裂水平井3D非线性渗流数学模型。利用混合有限元方法对模型进行求解,获得了非线性渗流条件下压裂水平井的试井理论曲线及产量递减Blasingame曲线。研究结果表明,应力敏感及启动压力梯度会"抬升"试井理论曲线,"降低"产量递减曲线,减小压力扩散速度,延缓外边界响应的时间。滑脱效应会小幅度"降低"试井理论曲线,"抬升"产量递减曲线,但其影响程度比较小。利用所建立的非线性渗流模型对苏里格气田压裂水平井试井测试资料进行试井解释,对生产数据进行产量递减分析,将两者解释得到的储层参数及裂缝参数进行对比校正,并通过模型预测产量与实际产量的对比,证实新方法可靠实用,能降低解释的多解性,比常规方法更先进,可用于存在非线性渗流特征的致密气藏储层动态评价。

致密气藏水平井多段体积压裂复杂裂缝网络试井解释新模型

水平井多段体积压裂是目前致密气藏开发的主要手段,体积压裂后井筒周围将产生形态各异的复杂裂缝网络,但目前大部分适用于压裂水平井的试井渗流模型仅假定压裂缝为单一主裂缝,使得试井解释结果与实际情况之间存在着较大的误差,以致于无法准确获取改造区的缝网特征参数。为此,基于非结构化离散裂缝模型,建立了一种考虑复杂裂缝网络的致密气压裂水平井试井模型,然后利用三角单元和线单元混合的有限元方法对模型进行求解,进而获得了不同缝网形态(矩形、椭圆形及双曲形)下的水平井试井典型曲线;在此基础上,分析试井曲线特征及其影响因素,并与常规单一裂缝模型的试井曲线进行了对比,最后应用新模型对鄂尔多斯盆地庆阳气田二叠系山1段气藏一口多段体积压裂水平井进行了试井解释。研究结果表明:①缝网模型与单一裂缝模型试井曲线的最大区别在于早期阶段,改造区拟径向流特征取代了第一线性流特征;②改造区拟径向流阶段结束的时间主要由改造区大小和形状决定,改造区越大则改造区拟径向流阶段持续的时间越长,改造区形状越趋近于长条形则新模型试井曲线特征越接近于单一裂缝模型;③改造区拟径向流阶段的压力导数值主要由缝网导流能力和缝网密度决定,改造区缝网密度越大或者导流能力越大,井筒储存效应阶段结束得越早,改造区拟径向流压力导数值越小且水平线特征越明显。结论认为,新模型具有可靠性和实用性,据此既可以获得准确的储层参数,又可以获得体积压裂有效改造区的大小及缝网导流能力,有助于体积压裂改造效果评价及压后生产动态预测。

射孔完井参数对试井理论曲线的影响

射孔完井是石油天然气开采过程中最常用的完井方式之一。对于确定的油气储层,完井方式决定了单井产能大小。一般常用二维裸眼井模型来进行射孔井的试井资料解释及单井产能的确定,但这种方法分析的结果可能存在较大的误差。因此根据射孔完井的特征以及储层渗透率各向异性特征,建立了一种适合于射孔井的三维数值试井模型。利用三维有限元数值方法求解该模型,获得了射孔井的试井理论曲线和压力分布场。通过分析试井理论曲线的特征及压力分布场中的流体三维流动特征,明确了试井理论曲线的6个流动阶段:井筒储存阶段;第一过渡阶段;早期局部径向流阶段;第二过渡阶段;系统径向流阶段;外边界作用阶段。其中,围绕射孔的早期局部径向流阶段是该类井的主要特征。分析了射孔完井参数射孔密度、射孔长度、射孔相位角以及渗透率各向异性等因素对试井理论曲线的影响,为射孔完井设计以及射孔井的试井分析提供理论指导。射孔井的总表皮系数计算结果表明,在一定参数条件下,射孔井可以成为超完善井,深度射孔是提高产量较有效的手段。

污染区对部分打开井井底压力响应的影响

钻井造成的污染区对部分打开井的影响不同于裸眼井.为了分析污染区对部分打开井井底压力响应的影响,建立了一种部分打开井的二维轴对称渗流模型,模型考虑了真实的污染区以及储层渗透率各向异性特征.利用有限元数值方法对模型进行求解,获得了部分打开井的井底压力响应及储层压力分布.根据压力响应及压力分布特征,将部分打开井的压力响应过程划分为5个流动阶段,其中早期局部径向流动和椭球流动是该类井最典型的特征.对污染区的影响分析表明:传统方法中的表皮系数S并不等于污染区引起的机械表皮系数Sd;无量纲井筒储存系数不能与机械表皮系数组合.修正了传统方法中部分打开井的井底压力公式,验证了部分打开井的总表皮计算公式,为该类井的井底压力响应解释及产能预测提供理论指导.

煤层气无限导流垂直裂缝井数值试井模型

建立了考虑解吸作用的煤层气无限导流垂直裂缝井试井模型,推导出其有限元方程,并求得模型的数值解。绘制出无限导流垂直裂缝井的双对数试井理论曲线和煤层中的压力场。从计算所得的试井理论曲线可以看出,无限导流能力裂缝井的试井理论曲线上存在一段压力和压力导数曲线平行且斜率为0.5的直线,表明了线性流动的存在。从计算结果的压力场图可知,裂缝周围是椭圆流动,而远离裂缝区是径向流动。分析了煤层气解吸作用对试井理论曲线的影响,主要表现为在试井理论曲线的中后期,压力和压力导数曲线下降,原因是煤层气解吸缓解了压力下降,分析了裂缝关于井筒的不对称性。计算结果表明,裂缝关于井筒的不对称性对试井理论曲线的影响很小,原因在于裂缝是无限导流垂直裂缝。

考虑煤层气稳定解吸的数值试井方法

建立了考虑煤层气解吸作用的煤层气稳定解吸均质试井模型,在控制方程中引入稳定源来描述煤层气解吸作用,利用有限元方法求得其数值解。通过分析解吸系数的影响,明确了煤层气解吸作用能缓解地层中压力下降、减缓压力波的传播。当解吸作用达到一定强度时,煤层气解吸量已经达到生产量,压力停止传播,这种情形类似于遇到了定压边界。另外,还考虑了临界解吸压力对试井理论曲线的影响,临界解吸压力和初始地层压力相差的越小,煤层气解吸出现的时间越早,对测试曲线影响也越大。

考虑裂缝变导流能力的致密气井现代产量递减分析

针对水力压裂形成的裂缝导流能力会随空间以及时间发生变化这一特点,建立考虑裂缝空间、时间双重变导流和应力敏感效应的致密气压裂直井渗流的新型数学模型,采用混合有限元方法对模型进行求解,获得新模型的Blasingame现代产量递减分析典型曲线。以此为基础,讨论了裂缝空间、时间双重变导流及应力敏感效应对Blasingame曲线形态的影响。研究表明:空间变导流效应主要表现为降低早期典型曲线值;时间变导流效应会导致产量及产量积分曲线下掉,形成S型典型曲线;双重变导流则是两者效应的叠加;时间、空间变导流效应均不会延缓地层进入拟稳态阶段的时间。应力敏感会降低曲线值,但不会使曲线陡降;应力敏感会延缓地层进入拟稳态阶段的时间。忽略变导流效应和应力敏感效应,不会对井控动态储量的计算结果产生较大影响,但会给裂缝、储集层参数解释带来较大误差。经苏里格气田致密气压裂井的常规现代产量递减分析与模型对比,证实新方法可靠实用,且比常规方法精度更高,可用于存在裂缝变导流致密气压裂井的现代产量递减分析。

基于数值模型的气井现代产量递减分析及动态预测

传统的气井生产动态预测方法常采用拟稳态产能方程结合物质平衡方程来进行,由于低渗、致密储层流动很难达到拟稳态,预测结果可能存在较大误差。现代产量递减分析技术已成为单井动态预测的新技术,但还停留在解析模型阶段,通常采用叠加原理进行全程历史拟合。由于气井生产阶段产量波动大、流动阶段多,历史拟合计算周期长,解析法难以满足现场需求。针对上述问题,以垂直压裂井为例,建立了不稳定渗流数学模型,采用混合有限元方法获得了定产降压、定压降产和变产变压等3种生产模式的数值解。并根据定产降压解绘制了现代产量递减分析曲线,变产变压解进行全程历史拟合以及先定产降压、后定压降产的组合进行气井生产动态预测。模型结果与Topaze商用软件的计算结果一致,且数值模型的全程历史拟合速度具有明显优势,与传统生产动态预测方法的结果对比以及现场实例分析结果表明,新模型结果准确且方法实用、可靠。

两井条件下圆形封闭煤层中压力场分布研究

煤层气开采方式的本质是排水降压采气,了解煤层的降压效果对排采制度的确定有着积极的意义。通过建立圆形封闭煤层中考虑煤层气解吸作用的两井不定常渗流模型,利用有限元方法求得了其数值解,分析解吸作用对理论特征曲线的影响。计算结果表明,煤层气解吸具有减缓压力传播的作用;分析不同性质邻井对理论曲线特征的影响,给出存在邻井影响时的压力场发展规律。提出压力场的4种描述方法,分析邻井性质、邻井流量变化,以及外边界性质对煤层压力场分布的影响,得到不同条件下煤层气压力场的变化规律。

煤层气井毛细管测压技术研究

介绍了毛细管测压的基本原理、技术现状以及煤层气井毛细管测压的关键问题,分析了煤层气井测试中可能遇到的问题及解决办法,探讨提高煤层气井毛细管测试技术的发展方向。针对煤层气井设计了环空移动型和同心固定型2种传压筒及测压系统,并给出了测压方案,从根本上解决了煤层气井流压变化测试难题,该测压系统在2.0 m高水柱压力下综合精度可达0.06%,较其他技术测压精度有显著提高。

洞穴完井煤层中渗流场的数值研究

提出了煤层气井洞穴完井的物理模型,将完井洞穴看成一个在煤层气井井底附近渗透率远大于外区煤层的高渗区域,并假定该区域中的流体流动仍然符合Darcy流动。在此基础上建立了煤层气井洞穴完井的渗流数学模型,通过有限元求解方法得到了洞穴完井煤层气井在圆形煤层和任意四边形煤层中的渗流场分布。为了与裸眼完井煤层气井的渗流场进行对比,模拟了圆形存在一口洞穴完井煤层气井和一口裸眼完井煤层气井及一口洞穴完井煤层气井和两口裸眼完井井的渗流场,明显看出了洞穴完井煤层气井渗流场与常规裸眼完井井的差异。该研究成果对更好地了解洞穴完井煤层气井的流体流动规律及压力分布状态有积极的意义。

多尺度离散裂缝性致密砂岩气藏数值试井新方法--以塔里木盆地克拉苏气田为例

塔里木盆地克拉苏气田白垩系气藏是罕见的超深、超高压裂缝性致密砂岩气藏,基质—裂缝—断层多尺度离散裂缝发育,储层动静态描述难以满足开发的需要。为此,将天然裂缝网络随机生成和非结构化离散裂缝建模方法相结合,突破传统连续介质试井模型,建立了一种基于基质、裂缝、断层(大裂缝、小断层)三种孔隙介质的直井数值试井模型,并采用混合单元有限元方法对模型进行求解,得到了不同随机裂缝网络下的试井典型曲线。研究结果表明:①基于实测资料可将裂缝性致密砂岩气藏的缝网分布模式划分为三类,讨论了缝网随机生成对试井典型曲线的影响,并将离散裂缝试井模型与传统连续介质试井模型的结果进行了对比,明确了传统连续介质模型的适用条件;②离散裂缝模型与双重孔隙介质模型结果存在较大差异,双重孔隙介质模型是离散裂缝模型中裂缝均匀分布且间距无限小的一种特例;③讨论了三种缝网分布模式下的试井曲线特征,应用所建立的随机离散裂缝试井解释模型成功解释了常规双重孔隙/三重孔隙连续介质无法解释的试井曲线,曲线拟合效果理想,解释得到的参数合理。结论认为,新模型、新方法揭示了不同尺度介质间逐级动用、协同供气的开发机理,解释了井间产能差异大、井间压力响应异常迅速的开发特征,为同类型气藏开发提供了借鉴。

考虑应力敏感的致密气多级压裂水平井试井分析

根据致密气藏应力敏感实验数据和试井理论,建立了渗透率随有效应力呈幂律形式变化的多级压裂水平井三维数值试井模型。采用混合单元有限元方法对模型进行求解,得到了不同应力敏感条件下的试井理论曲线。研究了应力敏感不可逆性对试井曲线特征的影响,以及应力敏感系数、开关井次数及产量大小等因素对测试曲线形态的影响。研究结果表明,应力敏感不可逆性会造成储层渗透率的永久性伤害,应力敏感系数越大、开关井次数越多、产量越大对储层渗透率的伤害越大,其试井双对数曲线表现为压力及压力导数曲线上升,全历史压力曲线表现为压力下降幅度随开关井次数增加而增加。存在多次开关井的致密储层试井资料实例解释结果表明,若忽略应力敏感不可逆性的影响,会造成解释得到的原始储层渗透率偏小且全历史压力曲线后期很难拟合。

攸县开展矿区水土保持预防保护工作的实践

攸县矿产资源储量丰富,主要矿种有煤、铁、石灰石等,但由于破坏性、掠夺性开采和乱采滥挖等,造成破坏、污染环境和严重的水土流失。2005年起,攸县开展了以矿区生态环境综合治理为主要内容的水土保持预防保护工作,使全县的矿山开发走上科学化、规范化和可持续发展轨道。攸县矿区水土保持预防保护的做法包括:提高认识、健全机构,科学规划、统筹安排,创新机制、综合治理,部门联动、严格执法。另外,还总结了矿区水土保持预防保护的成效。

浅析新课程下小学数学德育渗透的策略

德育涵盖面相对较广,旨在通过教授道德标准、历史故事、学习方法等培养学生的爱国情怀、社会道德、良好习惯等,必须贯穿于整个新课程教学过程中。小学阶段的数学素养是数学情感态度价值观、数学知识、数学能力的综合体现。实践中小学数学老师应结合数学这一学科的特点深入挖掘可采取的德育策略,将德育渗透到教学中。本文就小学数学教育中常用的渗透策略进行简单分析,希望给小学数学老师提供一定的渗透方向。

浅谈互动体验数学游戏的应用

互动体验数学游戏解放学生爱玩的天性,让学生在互动体验数学游戏中利用各种感观体验亲历知识的探索过程,把知识与游戏巧妙地融合起来,把枯燥的、难以理解的数学学习变为有趣、好玩、容易理解的学习,让学生从被动学习变成主动学习,发自内心感受到数学知识的好玩和奇妙之处.文章以教学实践为例,浅谈如何在课堂教学中开展互动体验式数学游戏.

湖南省首届生态文明论坛年会在攸县召开

2015年12月28—29日，湖南省首届生态文明论坛在攸县隆重举行。会议以“学习贯彻十八届五中全会精神，加快推进湖南生态文明建设”为主题，集中研讨了生态文明建设中的重大理论、制度机制和实践创新问题。中国生态文明研究与促进会常务副会长祝光耀出席会议并讲话，