低渗致密气藏防水锁剂配方性能评价

基于吐哈油田低渗致密气藏,研发一种新型气藏防水锁剂GY-HE85,对其界面张力、表面张力和润湿性等基本性能进行研究,并分析了岩心渗透率恢复效果。实验结果表明,氟碳表面活性剂与碳氢表面活性剂复配后,碳氢表面活性剂除降低界面张力的作用之外,由于异电性亲水基之间强烈的静电吸引作用,表面活性剂分子在更低含量即可达到饱和吸附,还可降低表面活性剂的使用量。防水锁剂GY-HE85含量为0.1%~0.5%(w)的溶液时,表面张力为20.23~47.52 mN/m,随着溶液含量减小,拟黏附功逐渐降低,降幅呈“先快后慢”趋势,防水锁剂GY-HE85溶液优选含量为0.3%(w)。防水锁剂GY-HE85溶液具有较好的抗吸附性能,岩心渗透率恢复率在86.44%~91.20%,较好地预防了致密气藏储层“水锁”现象的发生。

低渗致密气井井口楔形流量计应用研究

掌握低渗致密气藏在开发生产过程中的变化趋势,通过产量核实制定和验证间歇生产制度的合理性,并持续优化调整,气井井口的流量计在气井动态管理中发挥着重要作用。但是,井口天然气进入地面管线时,属于湿气,含有凝析水或油、饱和水蒸气、轻烃类以及固体杂质。不同区块、不同层位气井湿气构成和组分也不相同,井口工况比较复杂,在用的大部分流量仪表受到出液的复杂因素影响,自动计量并上传的气井产量数据误差都比较大,导致动态管理不能准确地监测气井实际生产情况或措施作业效果。针对此问题,本文提出应用新型楔形流量计,在现场安装试验并修正计算参量后,量程比可达15∶1,差压精度0.075%,年故障率为0.3%,在低渗致密气井井口计量中有较好的适应性,为推动气田动态管理数字化转型提供优质的基础数据。

低渗致密气藏注超临界CO_2驱替机理

为了提高低渗致密气藏采收率,探索研究将CO_2注入气藏中,实验与数模相结合论证超临界CO_2驱替天然气的驱替机理。首先,通过超临界CO_2-天然气相态实验研究CO_2与天然气混合规律。平衡相行为实验定量测定了储层条件CO_2与天然气的物性参数,结果表明CO_2与天然气的物性差异有利于CO_2驱替天然气提高采收率以及封存。超临界CO_2-天然气扩散实验论证了CO_2与天然气混合过程中驱替前沿的混合程度,结果表明CO_2在天然气中的扩散度不高,可形成较窄的互溶混相带,实现CO_2有效驱替。在分析了CO_2与天然气混合特征的基础上,开展致密储层CO_2驱替天然气长岩心驱替实验。实验结果表明,CO_2提高天然气采收率12%,超临界CO_2驱可有效提高致密气采收率。最后,以相态及驱替实验为基础,应用数值模拟方法,建立了长岩心模型,单注单采倾角机理模型及背斜模型,系统证实了超临界CO_2驱替天然气的驱替机理。通过分析认为,CO_2与天然气驱替前沿部分混溶,一方面保持了气藏压力,另一方面超临界CO_2沉降在气藏圈闭下部形成"垫气"提高了天然气采收率。从实验及数值模拟两方面系统论证超临界CO_2的驱替机理,为探索注CO_2提高天然气采收率选区评价奠定了基础。

苏里格低渗致密气藏阈压效应

低渗致密气藏孔吼细小,束缚水饱和度普遍较高,气-水关系复杂,存在阈压效应。采用苏里格低渗致密储层的岩样,开展了低渗致密气藏阈压效应的研究。实验采用气泡法与压差流量法相结合测试并研究了阈压梯度及其引起的气体非线性渗流特征。通过核磁共振和恒速压汞实验测试了赋存水的分布规律和岩样孔喉结构,分析了阈压效应产生的机理及其影响因素。实验结果表明可动水和孔喉特征是影响阈压效应的主要因素,可动水比例越高、孔喉越致密,阈压梯度越大,阈压效应越强。并得出了通过气藏的绝对渗透率和含水饱和度定量表征苏里格低渗致密气藏阈压梯度的公式,进一步建立了通过渗透率和含水饱和度预测存在阈压效应的气井产能数学模型。IPR曲线表明,阈压效应会降低气藏的储量动用程度,导致一定的产能损失,因此减少气藏含水饱和度是提高开发效果的有效途径。

低渗致密气藏产能预测方法

与常规气藏相比,低渗致密气藏具有低孔、低渗、含水饱和度高等特点,其产能评价方法与常规气藏有很大不同。影响低渗气井产能的因素主要有启动压力梯度、应力敏感性和滑脱效应。文中针对低渗致密气藏的渗流特点,推导了考虑启动压力梯度、应力敏感性、滑脱效应的气井产能方程,只需对该产能方程两端求极限,即可得到其他形式的产能方程;结合具体实例,对产能测试资料进行分析,结果表明,所推导的低渗致密气藏产能方程及产能测试资料处理方法准确可靠,可广泛应用于低渗致密气藏的产能评价。

低渗致密气藏压裂水平井产能预测新方法

水平井分段压裂是低渗致密气藏增产改造的关键手段,压裂水平井的产能预测和影响因素分析对气藏的高效开发具有重要指导意义。基于气体流动中的压降分析,通过对地层段、裂缝段、射孔孔眼段和井筒段的压降进行耦合,综合考虑裂缝应力敏感性、孔眼周围气体汇聚效应和井斜角的影响,建立了压裂水平井产能预测新模型,并分析了速度系数、井斜角、应力敏感系数等因素对产能的影响。实例计算表明新模型预测精度较高,便于工程应用。垂直裂缝产量沿井筒呈中部低、端部高的"倒钟形"分布,且跟端方向裂缝产量略高于趾端方向。随速度系数减小,气井产量先增加后稳定不变,增加幅度随裂缝条数增加而加大;气井产量随井斜角增加而增加,且增加幅度随水平段长度增加而加大;生产后期,裂缝应力敏感会显著降低气井产量,应力敏感系数越大,产量越低。

低渗致密气藏气相启动压力梯度表征及测量

针对低渗致密气藏气相渗流启动压力梯度的数学表征和实验测量不成熟的问题，对液相启动压力测量方法及近似计算进行分析，从非达西渗流理论出发，推导出启动压力梯度的数学表达式，提出临界压差法和拟压力法作为新的测量方法。实验数据表明，建立的低渗致密气藏启动压力梯度数学表征及测量方法是准确、可行的。针对苏里格某区块展开实例分析，实验测得其储层启动压力梯度为0．05～0．20MPa／m。计算可知，该气区极限井控半径为80～570m，该区块还有井网加密调整的空间。

低渗致密气藏低速非线性渗流产能研究

依据地层水的赋存状态将低渗致密气藏划分为3类储层,根据不同类型储层渗流的主控因素,建立考虑滑脱效应、应力敏感性和启动压力梯度同时存在和各自组合存在时的渗流数学模型,推导出低渗致密气藏低速非线性渗流3类储层产能公式。计算表明,低渗致密气藏低速非线性渗流不同流态下,气井计算产量都明显区别于传统达西流动情况,且生产压差较大时,应力敏感性对气井的产量影响增强。因此低渗致密气藏实际开采中,要根据气藏具体含水状况,选择对应流态的产能方程进行评价,实际生产中尽量避免放大压差过快生产。

低渗致密气藏束缚水条件下应力敏感性

目前对应力敏感性研究主要是针对不含束缚水的储层,而低渗致密气藏普遍含有束缚水,束缚水条件下的应力敏感性研究对于气藏的合理开发有重要的意义。对选自苏里格低渗致密气藏的岩心建立了不同的束缚水饱和度,应用高压加湿器保证气体渗流实验中束缚水饱和度不发生变化,采用定围压变内压的方法进行了束缚水条件下应力敏感性研究。束缚水条件下低渗致密气藏具有较强的应力敏感性,渗透率越小,束缚水饱和度越高,应力敏感性越强。通过实验研究了应力敏感性系数与储层绝对渗透率和束缚水饱和度的关系,得出了定量表征苏里格低渗致密气藏束缚水条件下应力敏感性系数的公式。在此基础上建立了束缚水条件下低渗致密气藏考虑应力敏感性的产能模型,通过计算不同束缚水饱和度下的气井产能,发现应力敏感性会造成气井产能的损失,并且束缚水饱和度越高,应力敏感造成产能损失越大。因此控制压力下降速度或者降低储层束缚水饱和度可以减少应力敏感性对低渗致密气藏开发的影响。

低渗致密气藏滑脱效应压力界限研究

为了明确低渗致密气藏发生滑脱效应的压力界限,测试了低渗致密岩样的视渗透率在不同孔隙压力下的变化规律。测试前采用平移法求得了岩样的有效应力系数。测试实验表明,当孔隙压力从地层压力下降到临界压力时,气体流动开始发生滑脱效应,发生滑脱效应的临界压力随着渗透率的增加而降低。得出了定量表征滑脱效应压力界限的公式。当地层压力大于临界压力时,不存在滑脱效应,实验室得出的克氏渗透率小于储层的真实渗透率;当地层压力小于临界压力时,实验室进行气体测量渗透率时应该采用回压阀,此时用回压测得的克氏渗透率值以及求得的滑脱因子更加准确。

低渗致密气藏基质酸化产能评价及特征分析

为准确评价低渗致密气藏基质酸化后的气井产能,指导酸化施工方案设计,依据酸化规模建立了2种典型酸化后地层模型,在分析渗流模式的基础上采用分流动区域的方法分别推导出2种模型的气井产能评价公式,并分析了基质酸化后气井产能特征。对于低渗致密气藏,当酸化规模较小时,增加酸液有效作用距离比增加酸化带渗透率增产效果更明显,此时酸化工作液应着重考虑缓速酸体系。当酸化规模较大时,若储层含较多的酸蚀矿物,增大酸液有效作用距离更利于增产;但若储层较难酸蚀,则增加酸化带渗透率更利于增产,此时工作液应着重考虑强酸体系或易返排的泡沫酸体系。

低渗致密气藏开发动态物理模拟实验相似准则

低渗致密气藏地质条件复杂,普遍含有孔隙水,渗流规律不清,开发动态早期难以预测。根据低渗致密气藏地质与开发特征,筛选出影响气藏开发动态的主要影响因素,并依据π定理确定了气藏开发物理模拟实验相似准数,阐述了其物理意义;以鄂尔多斯盆地低渗气藏X井为例,根据相似性准则,开展了气藏开发物理模拟实验研究,并与X井生产动态进行对比。结果表明:应用所建相似准则进行气藏开发物理模拟可以较好地预测气藏开发动态,得出的相似准则合理;关键相似准数为动力相似、运动相似和含水饱和度相似。研究成果对于低渗致密气藏有效开发具有重要的理论指导意义。

低渗致密气藏垂直裂缝井生产数据分析方法

为进一步提高低渗致密气藏垂直裂缝井生产数据分析的准确性和可靠性,利用垂直裂缝点汇函数模型,在建立Laplace空间下均匀流量的井壁压力表达式基础上,通过数值反演,绘制Blasingame型生产数据分析典型曲线图版。在分析该图版各渗流阶段的特征后,给出快速、简洁的图版拟合方法。通过生产数据拟合,得到井控储量、渗透率、单井泄流面积和半径,以及裂缝半长等有效参数,能够迅速、有效地评价单井压裂开发效果。

鄂尔多斯盆地低渗致密气藏气井产能管理研究

产能管理是气田开发的核心内容,直接关系气田产能建设部署、产量安排及气井治理对策制定。鄂尔多斯盆地气区供气任务繁重,面对储集层复杂多样、气井生产特征差异大、井数多的现状,针对常用的产能评价、产能分类、气井管理方法在精准性和时效性上难以满足需求的难点,在气井生产方式、开发阶段、生产特征研究基础上,建立了不同类型气井产能评价方法,追踪评价气井产能及变化特征,进而对气井产能进行矩阵分类,通过定量描述每类气井生产特征及开发矛盾制定相应管理方案。结果表明,建立并实施系统化、流程化气井产能管理标准,使气井精细管理水平及其时效性得到大幅提升,有效支撑了气田产能建设及开发部署,推动了气田绿色可持续发展。

基于crystal ball的低渗致密气藏开发经济风险评价

低渗致密气藏投资开发具有较高的经济风险,开发前景备受关注与质疑。采用蒙特卡洛法并借助crystal ball软件为计算工具对国内典型致密气区块A开展了研究。建立了致密气单井经济评价模型并确定天然气价格,单井综合投资,单井累计产量,经营成本为随机变量且服从三角分布。通过控制估计误差,不断优化模拟过程,成功实现了11 236次净现值(净现值)与内部收益率(FIRR)的随机抽样模拟。计算结果表明净现值大于零的概率为92%,内部收益率大于行业标准收益率8%的概率为68%,大于15%的概率仅为20%,具有一定的经济风险,敏感性分析表明天然气价格与单井累计产量是影响开发收益的主要因素。

低渗致密气藏单井经济界限研究

应用技术经济学和盈亏平衡的原理,在一定技术经济条件下,结合影响开发效益的主要因素,建立单井经济界限计算模型。以X盆地低渗致密气藏单井为研究对象,分别计算在不同目标收益率下单井的产量界限、投资界限和经营成本界限等经济极限指标,为企业实行目标管理、开展经济活动分析、确定单井经济界限产量、投资和成本提供直观的方法和参数。

低渗致密气藏井底伤害原因和净化工艺研究

气井井底伤害、堵塞问题一直贯穿气井整个生产历程，影响气井稳定生产，一般来说投产初期主要是钻井液、压裂液伤害，后期是结垢堵塞、泡排剂乳化物堵塞，贯穿始终的是水锁伤害、凝析油伤害等，这些堵塞或伤害有的主要存在于井筒中，有的存在于储层内，针对性净化治理难度很大。以川西气田近5a开展的井底净化工作为基础，总结梳理出一系列井底净化技术，如针对井筒堵塞的井筒清洗技术。针对压裂井近储层伤害的大液量强顶替技术，针对水锁伤害、凝析油伤害的净化＋泡排联作维护技术等。这些技术的形成与发展完善了井底净化技术体系。提高了井底净化施工工艺效果。

低渗致密气藏气井水锁伤害研究

针对川西中浅层气藏水锁伤害问题，通过动态分析、表皮系数变化、数模推演等手段，判断气井水锁伤害发生的时机，评价气井伤害程度，分析水锁产生的原因、部位、深度，形成气井水锁伤害识别方法；针对自主研发的新型水锁除垢解除剂，进行配套工艺优化，确定药剂井底用量、焖井时间、泡排加注制度等工艺参数：针对前期现场试验中存在的返排困难问题，优选、配套相应的返排工艺，使其更好地适应川西致密砂岩气藏气井和舍凝析油气井。开展了解水锁工艺现场试验和推广工作，达到了较好的增产、增压效果，完善了化学法解水锁技术方案．为川西主力气藏后期稳产提供新的技术手段。

延安低渗致密气勘探开发工业化应用效果分析

鄂尔多斯盆地油气资源非常丰富,已经发现的大气田位于盆地北部,传统认为具有"南油北气"的格局。延长石油所处的盆地东南部存在南北物源交汇区有效储层规模小、相变快、分布零散、储层精细预测难度大和多气层大跨度复杂叠置、高效动用难度大等问题,通过近10年的勘探开发技术攻关,取得了盆地东南部上古生界沉积体系新认识,建立了成熟烃源灶迁移控制成藏模式,发现了延安大气田。通过分析成藏条件特殊性,对延安气田地质特征实现深入了解,理清了产区开发井部署思路,研发VES-CO2泡沫压裂和高效酸化压裂等气井增产技术,现累计探明天然气地质储量6.650×1011 m3,累计建成5.0×109 m3·a-1产能,工业化应用效果较好,将天然气勘探扩展到了东南部,改变了盆地致密气藏沉积传统格局。

苏东南区低渗致密气藏储层水锁风险及判识

苏东南区低渗致密气藏在开发过程中普遍产水,导致气井出现储层水锁的现象,水锁严重时甚至影响了产能的正常发挥,通过储层基本特征和生产特征分析判断苏东南区存在较高储层水锁风险。为了准确识别储层水锁并采取应对措施,在分析储层水锁机理的基础上,提出近井筒和储层远端储层水锁伤害模式,认为储层水锁主要是由毛管自吸效应和液相滞留效应作用形成。选用气井采气曲线,分析套压、产气和产水变化特征,综合生产时间、影响范围和水锁严重程度等因素,总结梳理早期-近井筒水锁、中后期-近井筒水锁、中后期-近井筒与储层远端水锁、中后期-储层远端水锁等4类7种典型储层水锁特征曲线。选定套压月递减率、最大关井套压与生产套压比2个参数分别针对连续生产井和间歇生产井的储层水锁进行定量判断,为苏东南区低渗致密气藏储层水锁快速判识提供了依据。