气井拟压力弹性二相法的推导、简化及应用

弹性二相法是评价气井控制原始地质储量的动态法,又称为拟稳态法(pseudo-steady-state method)或气藏范围测试法(reservoir limit testing method)。该法主要用于气井初期测试,评价岩性、断块和裂缝类型气藏井控的原始地质储量。由压力平方表示的弹性二相法,在中国从1994年起,连续4次被列入国家油气行业标准(SY/T 6098—1994,SY/T 6098—2000,SY/T 6098—2010,SY/T 6098—2022)。与拟压力表示的弹性二相法相比,由压力平方表示的弹性二相法是一种较好的近似评价方法。利用AL-HUSSAINY(1966)指出的拟压力关系式,经理论推导,得到了拟压力的弹性二相法,并应用WATTENBARGER(1968)对µgZ随p的变化关系研究,对拟压力弹性二相法进行了简化,分别得到了由压力一次方和压力平方表示的弹性二相法。目前,在国内外的文献中,尚看不到有关拟压力弹性二相法推导的报道。通过实例应用表明,压力一次方表示的弹性二相法评价的井控原始地质储量明显偏低,而由压力平方表示的弹性二相法评价的结果明显偏高。

气井定产量和变产量弹性二相法的通式及应用

对于受封闭边界控制的气体流动,当气井完成试气和关井取得原始地层压力之后,若以某稳定产量开井生产,测试的井底流压的压降曲线,根据压力动态的变化特征,可划分为非稳态阶段、过渡阶段和拟稳态阶段。其中的拟稳态阶段,称为弹性二相法阶段。在弹性二相法阶段的井控范围内,井底流压呈等速下降。本文基于陈元千提出的压力一次方、压力平方和拟压力表示的定产量弹性二相法,以及基于Blasingame提出的压力一次方表示的变产量弹性二相法,分别建立了气井定产量和变产量弹性二相法的通式。通过实例的应用表明,两个通式是实用有效的。

苏北盆地溱潼凹陷阜二段断块型页岩油定向井开发模式及实践

为探索溱潼凹陷断块型页岩油效益开发路径,在阜二段页岩油地质特征研究基础上,提出定向井加拟水平井压裂开发模式,实施两口井均获成功。研究结果表明:苏北盆地溱潼凹陷深凹带东西两翼为构造复杂区,发育断块型页岩油,具有“厚度大、天然缝网发育、压力系数高、可动性和可改造性好”的地质特点,不适合长水平井开发,具备定向井开发的地质条件。厚层页岩油多套层系开发,定向井矩形井网有利于开展CO_(2)吞吐,菱形反九点井网是CO_(2)驱开发的合理井网模式。采用“规模注液蓄能量+限流射孔促均衡+调节排量稳缝网+三级支撑保充填+全电泵连续施工”为主的压裂工艺技术体系,定向井“拟水平井压裂”能达到水平井的改造效果,单段改造体积较水平井提升28.6%。页岩油定向井具有“初期产能高、见油早、返排率低、含水下降快,稳产时间长”的生产特点,单段弹性产率高、采出程度高、经济效益好,率先实现页岩油效益开发,展现了构造复杂区定向井评价页岩油的良好前景。

基于沉积模拟的虚拟井建立与深水峡谷相控建模策略——以琼东南盆地中央峡谷陵水段为例

稀井网-低地震分辨率区域的深水峡谷沉积体储层建模缺少成熟的方法。以琼东南盆地中央峡谷陵水段为研究对象,创新引入沉积正演模拟,综合地震属性、纵波反演数据和正演模拟结果建立虚拟井,按照峡谷的演化过程进行分层建模。针对不同阶段的峡谷形态和沉积过程选择相应的建模策略:①峡谷初始形成阶段:为非限制性沉积背景,峡谷内浊积水道较容易摆动,难以确定砂体边界,仅可以识别范围较大的复合水道带和滑塌体。选择利用井震数据拟合虚拟井数据,采用序贯高斯模拟进行建模。②峡谷稳定发育阶段:上游为非限制性沉积背景,可识别大量滑塌体;下游为限制性沉积背景,发育多期叠置的形态较为顺直的浊积水道,在峡谷底部堆积。选择识别出的复合水道带采用截断高斯模拟进行建模。③峡谷后期改造阶段:为限制性沉积背景,其内部的水道以侧积和加积为主,可以识别出较为明显的水道边界。针对上游区域孤立水道,首先对砂体规模进行统计,然后建立定量化三维训练图像,最后利用多点地质统计学方法进行建模;针对中下游连片水道,仍采用截断高斯模拟进行建模。通过针对不同的沉积充填过程选择针对性的建模策略,可以最大程度地保证各期次内砂体分布预测的可靠程度。

波阻抗反演中的一种建模方法

初始模型是波阻抗反演寻优算法的初始解 ,其准确与否直接影响反演寻优过程的搜索方向与收敛速度。初始模型的构建要作好测井曲线与地震记录的层位标定 ,要求以地质理论为指导 ,正确解释层位及确定井控制范围。提出了以正常层位、断层、尖灭点及其组合来描述各种复杂的地下构造。在测井资料少或分布不均的地方 ,借助虚拟井技术作为插值控制 ,然后用层位文件和断层文件来生成层位场 ,为插值建模创造良好的数学基础及实现条件。插值过程由层位场和井控制文件控制 ,通过层位间的距离采用拉伸压缩方便地实现包括逆断层在内的初始模型的建立。

高含水期剩余油分布的多学科研究

以东濮凹陷胡状集油田胡十二块油藏为解剖对象，探索了一套高含水期剩余油分布的多学科研究方法。以储层地质学、地质统计学和油藏工程等为理论基础，采取由点到面、静动结合、多学科协同的研究方法，应用虚拟井预测方法研究了单井剩余油分布特征，分微相建立了不同的水淹模式；根据正演井间分形克里格方法建立的非均质概念模型与示踪剂方法的有机结合很好地指示了井间剩余油分布情况；应用动态综合分析法、物质平衡法、水驱特征曲线法以及油藏数值模拟技术等从不同的侧面研究了本区的剩余油分布规律。

基于深度学习的地震岩相反演方法

复杂岩性预测是地震储层预测的难题,基于机器学习的非线性反演是识别岩性的有效手段。常规方法多以测井特征曲线(伽马曲线等)为学习目标,利用BP神经网络建立非线性映射预测岩性体,但这种方法存在两个问题,一是井震分辨率不匹配,二是BP神经网络在反演过程中存在局部收敛、效果不稳定以及非线性表征能力弱的问题。为解决这些问题,一是通过引入地震岩相概念解决井震分辨率不匹配问题,二是将深度学习引入到地震岩相反演中,经过优化样本采样、抽取相控伪井解决大样本集的构建问题,采用增量学习的策略进一步提高预测模型的精度和稳定性。以分频地震数据作为预测模型的输入,井岩相曲线为反演目标,实现了基于深度学习的地震岩相反演,有效解决了复杂岩性预测的难题。将该方法应用于海上某深水陆坡水道沉积研究区(该区发育灰岩、钙质砂岩、砂岩和泥岩4种岩相,岩石物理规律复杂,区分困难)岩性预测,结果表明,基于深度学习的地震岩相反演结果与井资料吻合,与地质认识相符。与叠前反演方法和BP神经网络学习岩相反演方法相比,基于深度学习的地震岩相反演方法准确度和分辨率更高,证明该方法是复杂岩性预测的有效手段。

叠后波阻抗无井反演技术在T研究区天然气水合物分布预测中的应用

针对南海北部陆坡T研究区的地质情况和天然气水合物的赋存特征,在缺少钻井资料的情况下,利用T研究区准三维地震数据和叠加速度谱资料,建立三维层速度模型,并将其转化为低频波阻抗背景模型。提取虚拟井进行精细标定,通过稀疏脉冲反演方法,最终获得研究区绝对波阻抗体和精细速度体。同时,综合利用地震、反演结果分析研究区水合物识别的最佳门槛值,并以此为依据对水合物进行定量解释。研究结果表明:1研究区内水合物的速度在2 050~2 150 m/s之间,纵波阻抗在3.9×106kg·m^(-3)·m·s^(-1)以上,与围岩速度、阻抗反差较大;2水合物分布范围较广,在研究区中西部及东南部尤为发育,初步估算其厚度最大可达48 m左右。

塔河油田缝洞型油藏气驱动用储量计算方法

塔河油田缝洞型油藏储集空间类型多样、尺度差异大、呈非连续性分布,不同与常规砂岩层状油藏,属典型的块状油藏。塔河油田缝洞型油藏现场注气增油效果显著,针对塔河缝洞型块状非均质油藏特点,提出了缝洞型油藏井组气驱动用储量的定义及计算方法。基于PDA生产数据分析法,通过流量重整压力和物质平衡时间曲线的拟合,建立了井组总动用储量的计算方法。针对塔河风化壳、暗河和断溶体3类岩溶背景,提出了基于形状因子修正系数的平面波及系数计算方法和基于地震能量体属性缝洞体三维分布的纵向动用程度计算方法。基于井组总动用储量、注气前的累产油量、平面波及系数、不规则井网形状因子修正系数及纵向动用程度,建立了不同岩溶背景下不同井网井组气驱动用储量的计算方法。该计算方法已应用于塔河注气现场,为气驱井组的优选和已气驱井组的气驱井组动用储量的评价及注气潜力分析奠定了基础。

虚拟井测井曲线的预测技术

根据邻域内有限资料井的测井资料，可以预测研究区域内任意空间位置的测井参数值，进而绘制出任意井位的虚拟井测井曲线或地质解释成果图，介绍了预测方法的基本原理，以及实施预测技术时的资料预处理方法和预测结果输出方式，并用一个油田１７口井的测井资料预测虚拟井的测井参数，结果表明，这种预测技术是切实可行和经济有效的。

页岩气压裂水平井拟稳态阶段产能评价方法研究

根据页岩气藏的实际特点,以渗流理论为基础,考虑地层向裂缝的变质量流,通过叠加原理建立了多段压裂页岩气水平井拟稳态阶段产能方程,分析了裂缝条数、裂缝半长、页岩基质有效渗透率和裂缝导流能力等因素对页岩气井初始无阻流量的影响。研究结果表明,可以采用新的二项式方程评价页岩气井产能。裂缝参数是影响页岩气井初始无阻流量的主要因素,无阻流量随裂缝条数、裂缝半长和裂缝导流能力的增加而增加。该方法可以在早期通过多工作制度试气资料确定压裂水平井产能方程和初始无阻流量,并已成功应用于涪陵龙马溪组页岩气井的产能评价。

基于地震反演的深水无井区储层预测方法研究

对于深水盆地早期勘探,地质资料匮乏,钻井极少甚至没有钻井资料,无法满足储层反演的精度要求,制约了对勘探目标的评价。为了解决此问题,以某深水H区为例,运用地震层序模型理论,对地震数据进行时频分析,求得虚拟反射系数,通过道积分进而得到虚拟井的波阻抗曲线,完成虚拟井的构建。通过模型试算和利用相邻工区实际钻井资料的对比分析,验证了该方法的可行性与正确性。采用常规的地震反演方法对某深水H区进行波阻抗反演,实现了深水无井区的储层预测,结合地质情况进行分析,预测结果与地质认识相符,为勘探目标评价提供了借鉴。

大尺度溶洞裂缝型油藏试井新模型

针对常规试井模型解释结果与大尺度缝洞型油藏地质特征不相符问题,以一个缝洞和两个缝洞为例,建立了拟稳态条件下的流动方程,采用Laplace变换和逆变换,得到实空间的解析解。研究结果表明:单个缝洞与封闭均质油藏中一口油井条件下拟稳态流动阶段的试井曲线相同;两个缝洞条件下压力导数曲线在早期为开口向下的抛物线,在双对数图版上,压力-时间双对数曲线在早期和晚期都表现为斜率为1的直线段,早期末出现了与常规双重介质模型相似的凹形曲线段,晚期没有水平直线段。将模型用于塔河某缝洞单元做试井分析,解释结果与地质模型一致。

气井见水后产能评价研究进展

气藏开发中后期,气井见水后的气液两相流动降低了近井地带气相相对渗透率,对气井产能影响显著。通过对国内外见水气井产能评价的相关研究进行调研,总结并分析了几种主要的产水气井产能评价方法的优势及存在的不足,并对未来研究产水气井产能的关键问题及攻关方向提出了建议。结果表明:采用液相伤害的复合模型和引入气水两相拟压力和水气比的二项式产能方程是目前常用的见水气井产能评价方法。含水饱和度的变化对气水相渗及近井非达西流影响较大,增加了含水气井产能预测的难度。井筒积液及气液两相管流对产能影响较大,但考虑井筒气藏耦合的产能模型研究较少。水侵量计算、气水相渗实验和计算以及井筒气藏耦合模型的研究应成为见水气井产能研究的重点。

“虚拟井”技术在复杂气藏建模中的应用

在气藏开发早期,普遍存在钻井少且分布不均,地质资料缺乏,动态资料有限等问题,难以为气藏数值模拟提供高精度的数据体。为此,针对气藏开发早期储层的不确定性因素,提出采用"虚拟井"技术进行定量化表征的解决方案,即:充分利用测井资料纵向分辨率高、地震储层横向预测的优势以及地质认识上的空间整体性控制,在边部井网稀疏的地方合理构建虚拟井作为插值控制,采用确定性建模与随机建模相结合、静态与动态相结合的原则,以先进的建模软件为依托,优选合理的建模方法,最终建立了薄差储层与优质储层、边部区域与中心区域、勘探与开发一体化的气田精细三维地质模型。实例验证结果表明:合理构建虚拟井能够有效降低地质模型的不确定性,提高储层地质建模的精度。

基于统计的凝析气井产能预测新方法

在凝析气藏的开发过程中，当井底流压降到露点后近井带发生反凝析，形成的凝析油聚集区会降低凝析气井的产能。目前的凝析气藏产能方程通常采用产量修正后的干气藏产能方程或采用带有凝析气藏拟压力函数的产能方程。其中，干气藏产能方程未考虑凝析油聚集对凝析气渗流的影响，得出的凝析气井产能方程误差较大；凝析气藏拟压力函数方法求取拟压力函数过程复杂，实际应用不广泛。为此，统计得出了凝析气相对渗透率与压力的关系，简化了凝析气藏拟压力函数，最终得出凝析气井产能预测新方法。实例应用表明，所提出的凝析气井产能方程预测产量更符合实际，对现场合理配产提供了依据。

基于应力敏感性的视均质火山岩气藏试井模型

中国含油气盆地中火山岩气藏资源丰富,勘探潜力大。火山岩储层分布范围广、基质物性差、渗透率低,后期改造作用强。由于气体流动过程中存在应力敏感性,因此常规试井模型误差较大。针对这一问题,考虑到模型存在很强的非线性,建立了基于应力敏感性视均质火山岩气藏不稳定试井模型,并重新定义部分参数,通过摄动变换技术、拉普拉斯变换、Stehfest数值反演等方法对模型求解。推导了无穷大边界、封闭边界下模型的半解析解,获得试井图版,在此基础上进一步研究了变形介质渗透率模量等参数对压力动态曲线的影响。研究表明,基于应力敏感性的试井曲线中压力和压力导数曲线均上翘,压力导数曲线在0.5线之上;封闭边界和应力敏感性都会引起曲线抬升;气藏储层应力敏感的存在使气藏压力降落不稳,产量递减趋快,单井控制程度有限,因此在气藏开采过程中采用水平井压裂改造十分必要,同时应保持气藏内部原始压力以利于气井稳产和延长开采时间。

塔河油田4区岩溶缝洞型碳酸盐岩储层井间连通性研究

由于碳酸盐岩储集体的强烈非均质性,给开发井的部署及调整带来极大困难。因此,弄清井间连通性成为提高开发井的命中率及合理调整的有效手段,针对缝洞碳酸盐岩储层的复杂连通关系,提出了综合利用油藏压力系统分析法和类干扰试井法进行井间连通性研究,并对塔河油田4区缝洞储集体的连通性进行了研究。

水平气井二项式方程的推导与应用

由于水平井具有渗流面积大、流动阻力小和负性表皮因子的特点,因此,其产能远远高于垂直井。近20 a来,水平井在我国油气开发中得到了甚为广泛的应用,据悉,长庆气区二叠系气藏的开发,已打水平井800余口。无论是探井或是生产井,当气井出气之后,都需要进行产能测试,确定气井的绝对无阻流量、IPR曲线和合理的气井产量。对于垂直井来说,产能测试的重要方法有二项式和指数式2种。前者是考虑到湍流影响的完善理论方法,后者是考虑湍流影响的修正方法。对于水平气井,目前尚未看到有关二项式和指数式的理论推导,文中基于水平井等效驱动半径的原理,利用拟压力法完成了对水平气井二项式的理论推导,并建立了一点法的无因次IPR方程。通过实例应用表明,文中提供的水平气井多点法的二项式方程和一点法的IPR方程是正确有效的。

有限导流压裂水平气井拟稳态产能计算及优化

在拟稳态流动阶段,边界封闭效应会对气井产能计算及优化产生很大影响。以单条人工裂缝为研究单元,在推导有限导流因子基础上,利用积分变换、渐近分析等方法获得单裂缝拟稳态压力基本解,基于势叠加原理、物质平衡方程建立矩形地层有限导流压裂水平井产能计算模型并迭代求解,同时回归产能关于压裂参数的导数极大值获得最优参数的函数关系线。结果表明:气井产能受裂缝条数、长度、间距、导流能力、相对位置及气藏几何形状等因素影响,增大裂缝与地层接触面积、减小缝间干扰、降低边界封闭效应、平衡裂缝与地层流入流出关系能有效提高气井产能;当裂缝系统均分气藏泄流面积时裂缝布局最优,而对应的裂缝最优导流能力关系线则随气藏矩形长宽比、裂缝条数的变化而变化;在最优参数作用下气井能较为显著地达到较高的产能水平,实际使用时应选取最优参数线附近区域作为优化压裂参数的参考范围。