物质平衡拟时间分析方法在低渗气藏单井动态分析中的应用

对于早期的低渗气藏生产气井,由于压力、产量波动较大,一般的动态分析方法如Arps递减分析和Fetkovich分析有时会出现分析结果与实际不符的情况。Blasingame等人提出的物质平衡拟时间分析方法,考虑到天然气物性随压力的变化情况,从而可对气井产量、流压数据进行有效的分析判断,结合地层压力的变化,对地质模型进行非线性回归拟合,最终确定储层相关参数和单井控制储量。由此发展起来的新的生产数据分析法在国外已得到广泛应用。该文以物质平衡拟时间为出发点,把流动物质平衡曲线和重整拟压力曲线相结合的生产数据分析方法应用于巴喀低渗气藏—八道湾组,获得了较好的效果。

物质平衡拟时间在低渗气藏动态分析中的应用

物质平衡拟时间能够处理天然气物性随压力的变化情况,从而使我们在分析气井生产数据时可以综合考虑其产量、压力变化的影响,这种新的生产数据分析方法已相继应用于国内外气田得以。文章把以物质平衡拟时间为基础的流动物质平衡曲线、重整拟压力曲线分析法用于低渗气藏生产数据分析中,求得储层渗透率、平均地层压力和单井控制储量。该方法与其他方法(试井、常规递减分析)得出的计算结果基本一致,不失为气藏开发动态分析的一种可靠手段。

考虑拟时间的页岩气压裂水平井生产数据分析方法

由于没有相关计算模型,页岩气压裂水平井通过生产数据分析解释压裂改造参数时,没有考虑页岩气藏存在的吸附气解吸及地层压力变化的影响。根据页岩气藏物质平衡方程,推导出考虑吸附气解吸的页岩气藏物质平衡拟时间计算模型,改进了变产变压生产数据特征分析方法流程通过Blasingame图版拟合诊断边界流动阶段、评价动态总储量;通过规整化拟压力(RNP)与物质平衡拟时间平方根图版拟合线性流段斜率,识别线性流结束时间,解释地质、压裂参数。研究表明,不使用拟时间时,RNP与物质平衡时间平方根图的线性流拐点不是真实的线性流结束时间,解释的渗透率偏低、裂缝半长偏高。四川盆地某页岩气井动态参数解释结果证明,本方法能综合考虑吸附气解吸、地层压力变化对RNP曲线物质平衡拟时间的影响,提高了线性流结束时间诊断精度和参数解释结果的准确性。

煤层气流动物质平衡方程的建立及应用分析

介绍了煤层气的吸附解吸特性,以及考虑吸附解吸特性的单相煤层气的扩散方程,并在该扩散方程拟稳态解的基础上,详细推导了单相煤层气的流动物质平衡方程,所得到的煤层气流动物质平衡方程可以有效确定单相煤层气储层的地质储量,同时也可以用来计算煤储层的渗透率。

气藏流动物质平衡方法的不适用性

为了论证流动物质平衡方法在气藏中的适用性,基于天然气拟稳态渗流理论,引入Russell拟压力函数以及Meunier拟时间函数变换,演绎了拟平均地层压力与拟井底流动压力的关系,并通过实例计算了平均地层压力物质平衡关系和井底流动压力的物质平衡关系,对流动物质平衡方法的有效性做了论证分析。研究结果表明:由于非线性扩散系数的气藏平均地层压力曲线与井底流动压力曲线不平行,在流动物质平衡计算中,用井底流动压力替代平均地层压力的做法不成立。流动物质平衡方法计算气藏地质储量是不准确的。

变产-变压情况下的页岩油气生产数据分析方法

页岩油气井生产动态分析中,生产数据分析方法被广泛应用于求取渗透率、裂缝参数以及预测控制储量,该方法假定油气井生产满足定产或定压条件,然而实际情况中产量和压力却是变化的。针对变产—变压的情况,国内外学者都认为可采用物质平衡时间或线性叠加时间将生产数据进行转换后进行分析,但目前对二者如何选择并没有形成统一的观点。为此,开展了物质平衡时间和线性叠加时间两种处理方法的数值试验、理论分析对比,提出了页岩油气变产—变压情况下的时间函数选择建议。研究结果表明:(1)页岩油气变产—变压情况下的生产数据分析,可通过物质平衡时间或线性叠加时间转换,将变产—变压问题转变成定产—定压问题来处理,流程包括动态数据处理、线性流诊断、控制储量和裂缝半长计算、特征曲线分析;(2)变产—变压生产的页岩油井生产数据分析,可分别采用线性叠加时间与物质平衡时间进行处理,前者的结果更准确;(3)对于页岩气井生产数据分析,建议尽量选择线性叠加拟时间,只有在拟时间难以获取时才选择物质平衡时间。结论认为:变产—变压情况下的页岩油气生产数据分析方法为页岩油气井生产动态分析提供了技术支撑,可用于指导页岩油气井产量预测和压裂设计。

考虑多效应作用的页岩气变流量压力数据分析方法

页岩气是世界基础资源的重要组成部分,由于页岩气井试井测试资料较少,难以对地层开展评价,利用页岩气生产数据评价地层对页岩气的开发具有重要的指导意义。考虑页岩气吸附、压敏、扩散及渗流等效应,通过定义物质平衡拟时间、归一化压力与产量等参数,将复杂的页岩气流动方程线性化,通过定义无量纲量,形成无量纲化的流动方程并求解,得到页岩气井底压力及产量表达式,绘制了用于生产数据分析的归一化压力或产量图版。利用变流量的压力图版,采用曲线拟合方法解释出渗透率、裂缝半场等参数。利用解释结果、压力及产量表达式分析了双对数图版中典型的流动段,研究了裂缝条数、裂缝半长及气体吸附的Langmuir参数对产量的影响。结果表明,随着裂缝条数和裂缝半长的增加,页岩气日产量增加,但与日产量之间不是线性增长关系,需要对压裂规模进行优化;在压力较高时,Langmuir压力常数和Langmuir吸附常数对产量影响较小。

气井控制储量评价方法

评价气井控制储量是调整气田开发井网的重要环节，关系到气井工作效率和气藏最终采收率。针对气体非线性渗流问题，采用Russell拟压力函数和Meunier拟时间函数对气体非线性渗流控制方程组线性化，得到了与液体渗流控制方程组参数一一对应的气体渗流控制方程组。使用Duhamel褶积和拟稳态流动方程导出了简约的广义拟稳态渗流控制方程，反映了封闭气藏中气井在变产量同时变流压条件下的拟稳态生产动态特征，由此建立了利用生产数据评价气井控制储量的计算方法，可用于普通直气井、有水力垂直裂缝的直气井以及普通水平气井。通过实例分析给出了该方法的应用步骤和主要计算公式。

利用生产数据获取地层压力的方法探讨

Blasingame提出的"物质平衡时间"的概念,从渗流基本方程出发推导出了采油指数与物质平衡时间之间的函数关系,能充分利用现有日常生产数据与流压数据来认识地层流动规律。用该方法的解释结果与实测压力进行了对比分析,就目前的情况而言,生产数据分析方法不可能取代压力恢复测试进行地层压力评价,对于没有测试资料或不具备测试条件的井,该方法提供了一种技术手段,可以认识地层流动规律,了解地层压力。

物质平衡-拟压力近似条件法确定气藏储量

物质平衡法作为一种有效的手段被广泛应用于气藏储量或井控储量的确定。为简便准确地确定气藏储量,笔者从物质平衡原理出发导出了"物质平衡条件",求解气体渗流数学模型,得到了"拟压力近似条件"。将二者结合,提出了"物质平衡-拟压力近似条件法"(MB-QAC方法)。利用该方法,通过边界控制流阶段(产量波动相较于边界作用可忽略)的生产数据便可准确地计算气藏储量。定产量、定流压以及复杂生产计划条件下的数值模拟数据以及气藏实例验证了其有效性。在生产数据记录可靠的条件下,储量计算误差一般小于5%。同时,数值模拟结果表明,动态物质平衡方程是一种近似关系,拟压力近似条件对于模拟的各种情形均成立。由于考虑了岩石和束缚水的压缩性、气井产量的波动和气体性质的变化,MB-QAC方法具有一定的理论基础,对于异常高压和正常压力系统的气藏均适用,但不适用于水体活跃的气藏。

启动压力梯度对致密气动态储量评价的影响

致密气的孔隙结构微细渗流机理复杂，传统的物质平衡方法难以准确评价气藏动态储量。通过引入启动压力梯度描述致密气体的渗流规律，利用拟稳态渗流特性、物质平衡原理、Duhanmel原理和当量井径模型，推导出变流量条件下的有限导流垂直裂缝井动态物质平衡公式。依据公式中修正的气井产量与修正累计产量的线性关系，结合相应的迭代算法，确定气藏动态储量，并以苏里格某口气井为例进行计算分析。分析表明：不考虑启动压力梯度影响时计算结果与RTA软件解释结果相近，而考虑启动压力梯度动态储量计算结果更接近于实际。

改进压降法确定气藏动态储量

物质平衡法计算气藏动态储量需要关井测地层压力,会导致产量损失,增加作业费用。通过引入物质平衡拟时间,结合拟稳定状态下的定流量解,提出了改进压降法。此方法仅依靠日常的生产动态数据和原始地层压力,避免了关井测压带来的成本和不便,使用方便灵活。经实践证明,该方法具有实用性,是目前气藏动态储量评价方法的重要补充。