低渗透气藏水平井产能分析

2020-08-12丁世浩

云南化工 2020年7期

丁世浩

（西安石油大学，陕西西安 710065）

目前，根据对气水两相流定律和水平井破裂产能的研究，一些学者在不考虑非稀疏效应和产水影响的情况下研究了低渗透水平井破裂的流动规律。一些学者为气水两相流体建立了压力函数，以分析气井产能的变化，但是它只能应用于正常的垂直井，水平井或折断的垂直井［1-2］。可以在某种程度上解释气体定义渗透定律，但是这种解决方案过于陈旧，并可能存在一些缺陷［3］。

本文通过综合考虑饱和度的起始压力梯度，高速非达西效应等几种不同的因素对其点的影响，采用一种方法来计算水平井的产能和水平井的产能。使用该方法进行计算水平井的生产率，显示影响因素下的容量曲线，并分析对容量的影响。结果表明，水分饱和度对生产率的影响最大，其表皮系数随之变化，可以通过设置合理的生产压力差来控制高速非达西效应和应力敏感性。

1 计算方法概述及分析

与常规油藏相比，地质属性，渗流机理和开发属性在许多方面都大不相同。渗透率低，油气水循环通道小，渗漏阻力大，液-液界面与液-固界面之间的相互作用力是明显的，这使得渗漏定律偏离了达西定律。根据大量的实验，在低渗透率储层中具有启动压力梯度（或准启动压力梯度）会增加对低渗透率储层中流体流动的阻力，并使流动更加困难。在油藏投入生产后，油藏的地层压力降低，地层压力的降低使油藏的岩石骨架变形，降低了孔隙度和渗透率。由于低渗透油藏地质性质复杂，开发难度大，因此，重点研究和开发低渗透油藏，提出针对性强的生产方法和增产措施是很重要的。

1.1 物理模型

假设：上下边界是不可渗透的，储气库是均匀且厚度相同的，水平井位于储气库的中心，会形成气体和水，并且当气体和水同时流动时不会发生化学反应，忽略重力和毛细作用力的影响。流体是等温渗透，渗透考虑了与水饱和度有关的起始压力梯度的影响，气体泄漏与高速非振动流一致。假设水平井的长度为L，储气库的厚度为h。

1.2 水平井产能方程计算

学者们已经将水平井的三维渗透问题简化为两个相关的二维渗透问题，分别是水平和垂直平面渗透，然后使用等效的防渗方法获得了生产率，再然后通过水平面进行流量计算。水平井的水平排油区为椭圆形。使用Zhukovsky函数，使用保形变换将椭圆形供应区域转换为供应半径为2（a+b）／L的圆形区域。在共形变换之后，水平渗透流被转换为平坦的径向渗透。对于低渗透性气藏，压力梯度大的部分显示为达西流，压力梯度小的部分显示为低速非达西流。即，渗透率和压力梯度是弯曲的。关于起始压力梯度，根据易夏等实验研究，当储气浸泡过程中有效气体渗透率大于0.1×10-3μm2或小于20%束缚水饱和度时，气芯流没有起始压力梯度。在储气发展的过程中，由于储气压力降低而引起的渗透应力的敏感性是不可避免的，并且附加压力对储气量产生不可逆的影响。

2 实例分析

某水气井地基本参数：PR＝30MPa，pwf＝32.6MPa，h＝30 m，K＝0.2 mD，Swi＝0.2，T＝353.15 K，μ＝0.016MPa；Re＝1010 m，rw＝0.05 m，L＝500 m，γg＝0.562，Z＝1.23。本文讨论几种因素对其产能地影响。

2.1 含水饱和度对启动压力梯度及产能的影响

为了分析饱和度对生产能力的影响，采用几个值，如0.2、0.3、0.4和0.5。从相应的生产能力曲线来看，当水饱和度逐渐增加时，由于起始压力梯度的增加，抗渗漏性增加；气相的有效渗透率降低，气体定义的生产率显着降低。为了分析不同含水饱和度对相同生产压力差下的生产能力的影响，并比较分析相同含水饱和度对不同生产压力差下的生产能力的影响，成型压力为30 MPa，流动压力为分别为20 MPa和22.5 MPa。随着水饱和度的增加，生产能力下降；当流动压力为20 MPa时，水饱和度为40%时的生产能力比水饱和度为25%时的生产能力降低了54.99%；如果流动压力为22.5 MPa，则在水饱和度40%时的生产能力小于25%水饱和度，生产能力减少53.66%。由上述分析内容可以看出，生产能力的大小与压力有关。

2.2 高速非达西流

当流体在井筒附近的区域中流动时，高速非达西效应的存在会引起惯性阻力损失，从而降低生产率。同时，当流动压力大时，靠近井底的生产井的压力损失相对较小，并且高速非达西效应对生产率的影响尚不明确。当流量压力较小时，高速非达西对生产率的影响非常明显。

2.3 应力敏感对产能的影响

渗流能力对压力敏感，因为在低渗透性气藏中的多孔介质中有小孔。应力敏感性对生产能力的影响，中间应变系数越高，产能越低。但是，随着中值应变因子的增加，生产能力下降率正在减小。因此，渗透应力敏感性的存在会影响低渗透气密气藏的开发，在开发过程中需要注意选择合理的生产压力差。

2.4 表皮因子的作用

在钻井的过程中，不可避免会在井区附近产生气体污染。但是，随着储层转换技术的飞速发展，储层转换将改善并改善井区附近地层的泄漏能力，表皮因子对生产能力的影响如图1。伴随着这种因素地增长，气井生产率下降。如果表皮因子为负，即可以显著提高变形后储层的生产率。因此，有必要在控制钻井和完井过程中的地层污染的前提下进行储层变形，同时要考虑成本和施工风险。