文摘

在低渗透性气藏水平井压力梯度阈值的影响,应力敏感性,气体滑脱对油井生产造成重大影响。目前,很少有生产率公式水平气井考虑所有这些因素。流分析的基础上,在低渗透性气藏水平井,整个流场分为两部分,即井筒区域和井筒附近区域,其中远井筒区域组成的平面线性流区域,平面径向流区域和井筒附近地区由垂直平面径向流地区和球形平面中部地区流动。然后,一个新的生产力公式建立了基于稳态渗流理论和等值渗流阻力法,考虑压力梯度阈值,应力敏感性,气体滑脱效应。验证本文公式的准确性与其他经典模型,通过比较和分析了各种因素对油井产量的影响。分析结果表明,应力敏感性对水平气井生产最重要的影响,其次是阈值压力梯度和气体滑脱的影响最小。考虑所有影响因素,地层压力和储层厚度越高,效率越高,和生产力的增加可以增加流量压差。每米采气指数的增长趋势与储层渗透率的增加是第一快,然后慢。当储层渗透率大于1.2 mD,气体的增加生产力指数每米(MGPI)减少。当水平井的长度大于1400米,每米采气指数的增加随气藏厚度的增加而减小。 Therefore, it is recommended to control the horizontal well length within 1400 m in low-permeability gas reservoir. In addition, the absolute open flow charts corresponding to reservoir thickness and horizontal well length under different reservoir permeability conditions were also given, which can provide theoretical guidance for the selection of horizontal well length during the development of low-permeability gas reservoirs.

1。介绍

随着传统资源的发展,越来越多的关注非常规油气资源(低渗透/页岩等。)1,2]。目前,水平井已成为开发低渗透性的主要方式拥有大量储备的气藏,困难的剥削,和低生产率3]。由于高束缚水饱和度低渗透性气藏的气水流动通道缩小,不仅具有应力敏感效应,但也有阈值压力梯度。与低渗透性储层相比,气体滑脱效应必须考虑气藏,这使得它很难研究气藏渗流模型,和很难分析其流法与传统的达西渗流定律(4]。

国内外学者进行了大量的研究水平井的生产力。鲍里索夫(5)建立了一个简单的模型来计算水平井的生产力与一个等效流电阻率的概念。生姜et al。6)出版了一本类似的方程水平井的流入。后来,乔希(7结合两个二维流和提供了一个分析方程水平井的生产效率。狐狸和Dupuy称:"现在8为水平井)还建立了一个模型。上述模型的稳态流。Kuchuk et al。9]先生和Odeh [10公布一个模型来计算pseudo-steady-state条件下水平井的生产力。古德和Kuchuk11)开发了一个进一步的改进模型。Kuppe和Settari12)应用数值模型来研究水平井的生产力指数。Helmy和Wattenbarger13)开发了一种简化的方程来计算水平井的生产力产生恒定速率和压力。基于Joshi和生姜公式,Yuanqian [14)转换渗流为两个二维平面渗流,即水平渗流和垂直渗流,然后建立了生产率公式Yuanqian的水平井采用等值渗流阻力法。Joshi公式基础上,肖和勇15),Haihong et al。16),Qiguo et al。17),和雪等。18)建立不同生产率公式水平井通过引入不同的考虑。茂林et al。19),基于相似原理的气相和液相渗透,发现天然气井和油井的产能方程相似的形式,和水平气井产能方程可以通过使用获得生产力水平油井方程。Mingqiang et al。20.),陈等人。21),李et al。22高,et al。23]把渗流场附近的低渗透性油气储层的水平井到远区和近井区域单独分析和生产新的分析公式计算获得的。泉(24]推导出水平井产能模型考虑介质变形与压敏效应的低渗透性石油和天然气储层。Liehui et al。25]介绍了保角变换推导出生产力模型的水平井在低渗透性气藏通过同时考虑启动压力梯度和高速非达西效应的影响。陆et al。26)建立了一个新的生产力评价模型multicluster断裂井基于体积源的方法。海龙et al。27]采用有效应力函数身体的岩石上,认为中等孔隙度的变化,应用变量替换和变量分离方法来得出水平井在低渗透性的生产力模型气体渗透油藏考虑应力敏感效应和启动压力梯度的影响。

上述研究主要集中在流场分解方法和参数校正,而很少有研究涉及的水平井产能公式综合考虑了阈值压力梯度、应力敏感性,气体滑脱效应,和其他因素在低渗透性气藏。

因此,渗流特征的分析的基础上,在低渗透性气藏水平井开发,本文使用了流场分割方法分割水平井的渗流场远区和近区,然后,通过稳定渗流理论和等值渗流阻力法,计算公式的生产力水平低渗透性气藏的气井,全面考虑启动压力梯度等因素,对应激的敏感性,滑脱效应和进行精度验证和影响因素分析。预计为水平井的优化设计提供理论支持发展低渗透性气藏。

2。识别和水平井渗流场的简化

假设循环气藏是均匀和各向同性,水平井可在它的中心,这是平行于气藏的顶部和底部;此外,基本参数是水平井段的长度 ,井筒半径 ,气藏厚度 ,和供应半径 。从水平井气体放电的形状通常被表示为一个椭球体。然而,水平井主要用于薄气藏、气体放电的只占一个椭球面尽可能的一部分,如图1。因此,这种薄气藏的渗流场可以简化渗流场如图2在水平面(飞机)。

根据气体的几何形状如图2通风面积飞机可以表示为 在哪里是降低宽度飞机(m),是水平井水平段的长度(米),然后呢降低地区吗飞机(m²)。

的厚度小,排水面积可以相当于排水区域,如图3。摘要小厚度的比值是指储层厚度小于0.08水平长度,这对低渗透性气藏是典型的四川盆地,中国。排水面积可以近似分解成远的井筒(包括两个矩形和两个半圆柱体)和井筒附近的一部分(包括部分橘色的油缸和两个半球)。流动流体的形成,基于流体从形成到井筒的过程,可分为两个阶段:(1)远井筒流动阶段,即流体流动的天然气供应优势气藏井筒附近的外部表面气体释放和井筒为中心 半径,和(2)流阶段井筒附近,即井筒附近流体流动的外部表面水平井筒。

按照上面的简化模型的等效水平井的分水岭地区,存在两个相关条件在井筒附近的流动面积以及水平井井筒流动面积:(1)之间的接口的压力远井筒流动区和近井流区是一致的,也就是说, (2)总流在遥远的井筒流动面积等于总流在近井筒流区域,也就是说,

3所示。新生产力低渗透性气藏水平井的公式

3.1。气体运动方程的修正

滑脱效应等问题,低速非线性渗流和应力敏感性往往发生在低渗透性致密砂岩气藏(28,29日由于储层的特殊性。在低渗透性气藏,在水库的小孔,气体,往往与毛孔壁的碰撞,导致吸附薄层,也就是说,滑脱效应。气体流动方程,考虑滑脱效应,可以表示为30.] 在哪里是气体速度(米/秒),储层渗透率(μ米²),天然气粘度(Pa·s),是滑移因素(Pa),平均压力(Pa),地层压力(Pa)。

随着气体从静止状态到运动状态与此同时,它还需要克服阻力引起的水化膜的孔喉小,这意味着有一个阈值压力梯度。考虑阈值后的气流压力梯度可以表示为(31日] 在哪里是阈值压力梯度(Pa / m)。

此外,由于复杂的孔隙结构和小喉,储层岩石的应力变化发展过程中,他们表现出强烈的应力敏感性的影响尽可能低渗透性储层岩石中。应力敏感性通常表现出下列经验公式(32]: 在哪里储层渗透率在任何地层压力(μ米²),原始地层压力下的储层渗透率(μ米²),是压力灵敏度系数(Pa¹),地层压力(Pa),是原始地层压力(Pa)。

发展的低渗透性致密气储层,已经证实了应力敏感性对生产力具有重要的影响。虽然没有统一的理解低速非达西的现象是否有影响,还对研究其影响法律具有重要意义和趋势来指导制定技术政策发展的低渗透性致密气储层。

结合方程(2),(3)和(4),修改后的气体运动方程可以表示为

3.2。等效渗流方法

在实际的水库,一个共同的方法来简化问题而不影响精度均流电路是使用法律来描述液体渗流过程的相似性液体流动和经常根据基尔霍夫定律,然后解决它。这种解决渗漏问题的方法通过使用水电相似原理称为等值渗流阻力法(33]。 在哪里流(m³/秒),是渗流压差(Pa),渗流阻力(MPa·s / m³)。

3.3。电阻的计算井筒流动面积

在遥远的井筒流动区域可以进一步分为两个部分:矩形的平面线性流(图中①一部分3)和半圆柱形的平面径向流部分(图②3)。

平面线性流动,流体流动的外缘气藏的天然气供应的外表面附近的井流区(圆柱体)和井筒的轴线 随着半径。其生产率公式可以表示为 在哪里是飞机线性流量远井区(m³/ s);地面标准状态下的大气压力,采取101325 Pa;是地面温度标准,293.15 K;是气体温度(K);和是压缩的因素。

根据等值渗流阻力法、渗流阻力的平面线性流动过程流阶段井筒区域可以表示为

为平面径向流,两个半圆柱形平减指数可以作为液体 外边界和流入附近的外表面以及平减指数 随着半径。生产率的公式可以表示为 在哪里平面径向流率远井区(m³/ s)。

平面径向流过程的渗流阻力远流阶段井筒区域可以表示为

然后,总流的流阶段井筒区域 ,和等值渗流阻力可以表达 ,所以总在流阶段渗流阻力远井区记录

3.4。附近的渗流阻力计算井筒流动区域

已经完成了流阶段井筒区域,它将输入流阶段井筒附近区域,如图所示的渗流场4。也可以分成两部分:垂直平面径向流的气缸部分(图③数量4)和球形球形向心流的一部分(图④数量4)。

垂直平面径向流,流体流动的外表面附近的气体的半径 井筒半径的通过平面径向流,其生产率公式可以表示为 在哪里垂直平面径向流流量阶段井筒附近(m³/ s)。

垂直平面径向流过程的渗流阻力在井筒附近地区流动阶段可以表示为

两个半球形气体排放可以组合和治疗球形向心流,流体,通过球面心,流入井筒半径从井筒附近的外部表面半径 ,及其生产率的公式可以表示为 在哪里球的流量是心脏在井筒附近流动阶段(m³/ s)。

渗流阻力的过程中球中心流井筒附近地区流阶段可以表示为

同样,总渗流阻力在井筒附近的流动阶段可以表示为

3.5。水平井的新生产力的公式

根据相似原理,气相渗流和液相渗透,等值渗流阻力法可以应用于气藏。如图所示的电路图5从简化的气体泄漏和等效分解获得由于等效渗流理论。

从 , ,和 ,它可以获得的总渗流阻力外边界的天然气供应的井筒

订单 ,定义了拟压力 在哪里是供给边界的拟压力(Pa²/ Pa·s)和之间的接触表面的拟压力远井区和井筒附近区域(Pa吗²/ Pa·s)。

用方程(17)和(18)方程(5),我们可以得到下水平气井的生产率计算公式联合行动的三个因素:压力灵敏度阈值压力梯度,和滑脱效应:

很容易知道公式的分析,可以直接解决。集 , ,和 ;生产力方程可以获得而不考虑阈值压力梯度,应力敏感性,和滑脱效应:

4所示。验证新的水平井生产率公式和影响因素的分析

以四川中部的低渗透性气藏为例,实际生产率计算来验证公式的合理性。井QL203h1, QL205h1, QL205h2水平井开发的三个领域。地层参数、流体参数,以及参数如表所示1。

4.1。验证新配方

基于正式的相似性原理气体渗流渗流方程和液体渗漏,生产率公式水平井在一些水库可以转换,同样拟压力项和压力项可以更换,和上面的参数是用于比较16]。在这篇文章中,四个经典公式,鲍里索夫的公式(3),生姜的公式(4),乔希的公式(5],Yuanqian的公式(12),也同样取代,比较这四种改进公式的计算结果加上新本文公式和AOF从试井中获得。基本表中的数据1是使用。生产力的四个经典公式和新配方的生产力的三个计算水平井,并比较结果如表所示2。可以看出,本文的新公式的计算结果最接近实际生产的结果,可以用来预测水平井在低渗透性的生产力气藏。

4.2。分析影响因素

4.2.1。准备应力敏感性的影响、阈值压力梯度和滑脱效应对生产力

选择QL203h1-related参数作为基本参数,获得高于天然气井的IPR曲线通过模型考虑不同影响因素比较不同的影响因素对气井的生产性能。结果如图所示6。

它可以发现IPR曲线的形状的每个模型基本上是相似的,和生产增长率减缓井底流动压力的减少。与计算结果相比,不考虑任何影响因素,最大应力敏感性的影响单井产量。后考虑到应力敏感性,单井生产能力将显著降低;另外,随着井底流压的降低,应力敏感性的影响单井生产能力将变得更加明显;阈值对单井压力第二影响生产力。左边的IPR曲线将作为一个整体,考虑后,单井产量将减少阈值压力梯度;滑脱效应有影响单井的生产力,和滑脱效应往往会增加生产力。当生产压差小于大约10 MPa,滑脱效应不明显,而当生产压差大于10 MPa,对生产率的影响会逐渐随着井底流压降低。经过综合考虑应力敏感性,阈值压力梯度,滑脱效应,单井的产量将会大大减少,和AOF将减少 米³/ d 米³/ d,下降率为14%,这表明,有必要考虑上述因素在单井生产能力计算公式;否则,单井生产力水平将大大高估了。

通过上面的分析,可以发现,气井,应力敏感效应,阈值压力梯度,滑脱效应产生重大影响的生产率单一。为了进一步量化和分析各种因素的具体影响规则对气井的生产性能,控制变量法用于分析影响因素,分别以获得气井IPR曲线的变化与各种因素。

(1)应力敏感效应。应力敏感性系数设置为0,0.02,0.04,0.06,和0.08先后,和单一的IPR曲线计算,如图7。从图可以看出,应力敏感性对单井产量的影响是非常重要的,这将导致单井产量大幅下降,这种现象更加明显,当井底流压很低。与应力敏感性系数的增加,应力敏感性效应逐渐增强;此外,单井产量的下降也逐渐增加。与应力敏感性的影响缺乏考虑,应力敏感性系数是0.04,单井的AOF 米³/ d,下降了20.48%;应力敏感性系数是0.08,AOF单井的 米³/ d,下降了34.74%。

(2)阈值压力梯度。压力梯度设置阈值为0,0.01,0.02,0.03,0.04,和0.05先后,和单一的IPR曲线计算,如图8。从图可以看出,阈值压力梯度的存在会导致气井产量的减少。与阈值压力梯度的增加,单井产量的减少将显示一个统一的趋势,和IPR曲线将逐渐转移到左边。阈值压力梯度越大,气井产量的下降越明显。阈值压力梯度相比缺乏考虑,随着压力梯度阈值是0.03,单井的AOF 米³/ d,下降了5.16%;随着压力梯度阈值是0.05,AOF单井的 米³/ d,下降了10.55%。

(3)滑脱效应。滑移因素设置为0,0.2,0.4,0.6,和0.8一个接一个,计算单井的IPR曲线如图9。从图可以看出,高的条件下井底流动压力以及较低的生产压差、滑脱效应没有明显影响单井的生产效率;条件下的低井底流动压力和高生产压差、滑脱效应的存在会增加单井生产能力在一定程度上。这个例子而言,滑脱效应影响的临界井底流压的生产率大约10 MPa单井,与相应的临界生产压差为7.43 MPa。滑脱效应相比缺乏考虑,滑移系数是0.4,单井的AOF 米³/ d,增长了5.92%;滑移系数是0.8,开放的单井流量率 米³/ d,增长了10.22%。

4.2.2。地质条件对生产率的影响

为了分析储层地质条件对气井产能的影响,地层参数变化的影响如地层压力、储层厚度、油层渗透率和单井生产性能的前提下考虑应力敏感性,阈值压力梯度,滑脱效应进一步分析。

(1)地层压力对生产能力的影响。地层压力设定为10、14、18、22、26岁和30 MPa,计算单井的IPR曲线如图10。从图可以看出,对单井地层压力有显著影响生产力。在同样的井底流动压力,地层压力越高,单井产量越高。与此同时,随着生产压差的增加,单井产量的差异越来越明显。当当地的地层压力增加从10 MPa 30 MPa,单井的AOF增加 米³/ d 米³/ d,增加了4.89倍。

(2)储层厚度对生产率的影响。设置4 ~ 40米的地层厚度,并计算单井的IPR曲线如图11。可以看出,与储层厚度的增加,单井产量逐渐增加;此外,增加幅度逐渐扩大与井底流动压力的减少。当储层厚度增加从4米到40米、气井的AOF增加 米³/ d 米³/ d,增加了7.21倍。此外,为了分析储层厚度之间的关系和天然气生产力指数每米(MGPI) [34,35](表面产生的天然气体积单位气藏厚度和单位气体下降),MGPI对应不同的储层厚度计算,结果如图所示12。它可以发现,与储层厚度的增加,最初MGPI增加和减少。曲线的拐点出现在大约20米的储层厚度;时,储层厚度为20 m,单位产能储层厚度是最大的。然而,应该注意到的具体影响储层厚度MGPI并不明显,而且不超过100米³/ (d·帕·米)MGPI对应不同的储层厚度的范围。

(3)储层渗透率对生产率的影响。储层渗透率设置为0.05 ~ 3.2医学博士和计算单井的MGPI如图13。从图可以看出13储层渗透率越大,单井的MGPI越大,和最初MGPI快和慢的增加趋势随着渗透率的增加。增加MGPI减少储层渗透率大于1.2。

4.2.3。水平井长度对产能的影响

为了分析水平井长度对生产率的影响,上述相关数据用于计算水平井长度和相应MGPI在不同气藏厚度。结果如图所示14。从图可以看出14MGPI增加,水平井长度的增加,但增加幅度逐渐减小;同时,可以看出,当水平截面的长度大于1400米,MGPI的增量随气藏厚度的增加而减小。因此,对于低渗透性气藏,储层非均质性强,储层厚度的变化很大,水平井的长度应控制在1400为了提高经济效益。

与大型压裂后渗透率的变化和改革低渗透性天然气储层水平井长度的影响,计算气井的AOF根据不同储层厚度、渗透率条件下为了加强本文的指导作用的结论对现场生产。三个开发水平井(QL203h1、QL205h1 QL205h2)上面提到井不同渗透率水平,作为参考,结果如图所示15。它显示了气井的AOF图表对应储层厚度、储层渗透率时水平井长度0.01医学博士,医学博士0.05 0.1医学博士,医学博士0.5和1医学博士分别可以帮助选择水平井长度低渗透性气藏的开发过程中。必须提到这些图表建立了基于三个已知的开发井。开发仍在继续,详细的图适用于不同地区可以进一步建立基于一些典型井提高推荐结果的可靠性和准确性。

5。结论

(1)基于简化的流区气藏水平井以及流场分裂的等效处理,结合稳定渗流理论+等值渗流阻力法,水平井在低渗透性的生产率计算公式气藏阈值压力梯度的共同作用下,应力敏感性,滑脱效应。案例的分析表明新公式计算过程简单,更实际的计算结果和偏差率仅为8.35%,可实现精确的预测水平井生产率低渗透性气藏(2)因素,包括阈值压力梯度、应力敏感性和滑脱效应有不同程度的影响水平井的生产率,其中应力敏感性最显著影响生产。随着井底流动压力的下降,应力敏感性对生产率的影响变得越来越明显,这将大大降低生产力;第二个是阈值压力梯度,使知识产权曲线向左移动作为一个整体,与较小的生产力;滑脱效应的影响也最小,井底流动压力的下降,对生产率的影响,逐渐出现,生产力提高的趋势(3)地层压力越高,单井产量越高;此外,随着生产压差的增加,单井产量的差异更明显;与储层厚度的增加,单井产量逐渐增加,增加幅度逐渐扩大与井底流动压力的下降;储层渗透率越大,单井的MGPI越大。不断增加的趋势,MGPI随着渗透率的增加最初快和慢。MGPI范围的增加减少储层渗透率大于1.2(4)MGPI随水平井长度的增加,但增加的范围逐渐减小;当水平井的长度大于1400米,MGPI的增量随气藏厚度的增加而减小。因此,对于低渗透性气藏,储层非均质性强,储层厚度的变化很大,水平井的长度应控制在1400为了提高经济效益(5)基于这种理解,气井的开放流程图对应储层厚度和储层渗透率时给出了水平段长度0.01医学博士,医学博士0.05 0.1医学,医学博士0.5和1医学博士分别在水平井长度的选择可以帮助低渗透性气藏的开发过程中

数据可用性

水库和生产数据用于支持本研究的结果中包括这篇文章。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项工作是支持的重大科技项目西南石油和天然气领域的公司(2022 zd01-02)。