李相方天氣氣藏開發(fā)中的幾個(gè)理論及實(shí)踐問題

1、李相方天然氣藏開發(fā)中幾個(gè)理論和實(shí)踐問題1 1氣藏開發(fā)中不同井型的適應(yīng)性需要注意哪些方面？（1）垂向滲透率和水平滲透率的大小一般水平井起重要作用的垂向滲透率遠(yuǎn)低于直井起重要作用的水平滲透率。（2）儲(chǔ)層厚度（3）儲(chǔ)層改造差異，多層；產(chǎn)層很厚；非均值嚴(yán)重；儲(chǔ)層滲透率低：直井需要壓裂才 具有產(chǎn)能：水平井壓裂困難。（4）穩(wěn)產(chǎn)期比較：典型水平井穩(wěn)產(chǎn)期大于直井穩(wěn)產(chǎn)期，英前提是適合水平井開發(fā)的儲(chǔ) 層（5）控制儲(chǔ)量比較：因儲(chǔ)層特征有差異。：當(dāng)儲(chǔ)層多層時(shí)，直井可多層合采，其控制儲(chǔ) 量可能大于水平井的控制儲(chǔ)量（6）廢棄壓力比較：典型水平井廢棄壓力小于直井廢棄壓力，也即采收率高，其前提 是適合水平井開發(fā)的儲(chǔ)層。2 2

2、、如何評(píng)價(jià)煤層氣解吸后從基質(zhì)孔隙到割理的運(yùn)移方式，如擴(kuò)散及潘流機(jī)理？原始煤儲(chǔ)層基質(zhì)孔隙與裂縫中水為連續(xù)相，且水中含有游離氣及溶解氣。此外，大量 煤層氣吸附在煤巖顆粒表而。吸附氣一般介于8090%,游離氣一般介于812%,溶解氣一 般1%。吸附氣存在煤巖顆粒表而與孔隙水之間，固體煤、固溶態(tài)吸附氣、液態(tài)水、溶解氣 與游離氣構(gòu)成了一個(gè)氣液固三相平衡系統(tǒng)，煤層氣藏開發(fā)要進(jìn)行排水降壓，當(dāng)?shù)貙訅毫π∮谂R界解吸壓力時(shí)，基質(zhì)孔隙吸附氣將 解吸。如果基質(zhì)孔隙水已飽和甲烷氣，陸續(xù)解吸的甲烷氣分子將聚集成核進(jìn)而形成氣泡：如 果基質(zhì)孔隙水未飽和甲烷氣，則解吸的甲烷氣分子將溶解到水中，并在濃度差驅(qū)動(dòng)下擴(kuò)散進(jìn) 入煤層割理

3、及裂縫，并滿足Fick擴(kuò)散定律。但是由于當(dāng)煤儲(chǔ)層基質(zhì)孔隙與裂縫水中已經(jīng)飽 和了甲烷氣，如果排水降壓，可以導(dǎo)致環(huán)境壓力降低使得溶解度降低而甲烷氣從水中逸出當(dāng) 煤儲(chǔ)層基質(zhì)孔隙與裂縫水中已經(jīng)飽和了甲烷氣，如果繼續(xù)排水降壓，由于這種狀態(tài)甲烷在水 中的溶解度沒有增加，因此基質(zhì)孔隙解吸的氣將不再溶解于水中，也就不能通過水?dāng)U散到煤 層割理及裂縫。鑒于上述原因，煤層氣藏開發(fā)過程降壓解吸擴(kuò)散形成的產(chǎn)氣能力非常小。對(duì)于一泄溫度壓力下，溶解度較小的組分來說，相際傳質(zhì)微弱，甚至可以忽略，而應(yīng) 主要考慮壓差驅(qū)動(dòng)下的兩相流。流動(dòng)的兩相間不發(fā)生相變，而是在壓差的驅(qū)動(dòng)下克服粘滯阻 力產(chǎn)生流動(dòng)。氣液兩相不（微）溶流體在多孔介質(zhì)

4、中的流動(dòng)可通過相滲來體現(xiàn)：相對(duì)滲透率 與飽和度有關(guān)，氣相相對(duì)滲透率隨著氣相飽和度的增加而增加，水相同理。對(duì)于每一相而言， 又符合達(dá)四定律或非達(dá)西左律。而達(dá)西圮律、非達(dá)西泄律都是基于壓力驅(qū)動(dòng)下的流動(dòng)，若無 壓力驅(qū)動(dòng)，則氣液兩相不（微）溶流體則不會(huì)流動(dòng)。煤層氣解吸后從基質(zhì)孔隙到割理的流動(dòng)屬于氣液兩相系統(tǒng)，游離氣微溶于水。游離氣 從基質(zhì)孔隙非線性滲流至割理。游離氣從基質(zhì)孔隙非線性滲流至割理模型該種情況不滿足濃度擴(kuò)散理論：（1）屬于氣液兩相系統(tǒng)；（2）游離氣微溶于水?？紤]范徳華力、毛管力.浮力、分子力、粘滯力、界面張力、壓差等非線性滲流模型 （求解方法尚未建立）。3 3影響天然氣藏合理配產(chǎn)的主要因素有

5、哪些？為什么？1）穩(wěn)產(chǎn)期：保持氣井具有一建的穩(wěn)產(chǎn)年限,只有合理的配產(chǎn)才能保證氣井穩(wěn)泄向下游 長期供氣，保證氣藏的可持續(xù)穩(wěn)定高效開發(fā)。對(duì)于一個(gè)采氣速度對(duì)采收率無明顯影響的氣田， 配產(chǎn)應(yīng)依據(jù)氣田穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間及經(jīng)濟(jì)效益。在氣藏儲(chǔ)量一定的情況下，氣藏的穩(wěn)產(chǎn)期限受配產(chǎn)的 制約，氣田的配產(chǎn)越高，英穩(wěn)產(chǎn)期也就越短。氣藏開采速度小，穩(wěn)產(chǎn)期長，但同時(shí)應(yīng)從經(jīng)濟(jì) 效益進(jìn)行考慮，開采速度小則投資回收期長，生產(chǎn)周期內(nèi)的財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值小，經(jīng)濟(jì)不劃算。因 此，對(duì)該類氣藏的配產(chǎn)應(yīng)根據(jù)穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間并通過經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)以達(dá)到最好的經(jīng)濟(jì)效益。2）采氣速 度二氣藏的開發(fā)應(yīng)首先考慮最大限度提髙采收率。對(duì)于具有儲(chǔ)層敏感性的氣藏，不合理的開 采速度會(huì)對(duì)儲(chǔ)層

6、造成傷害，提髙了氣藏廢棄壓力，從而降低采收率。因此采氣速度的控制原 則如下：對(duì)于理想氣藏，采氣速度可以服從生產(chǎn)任務(wù)需要。對(duì)于近理想氣藏，采氣速度 基本可以服從生產(chǎn)任務(wù)需要。對(duì)于一般氣藏，采氣速度需要因考慮主要傷害因素而受限制。 對(duì)于復(fù)雜氣藏，采氣速度需要因考慮多種傷害因素而受嚴(yán)格限制。低滲氣藏?zé)o應(yīng)力敏感, 對(duì)于沒有水、反凝析及岀砂等影響的低滲氣藏可根拯市場(chǎng)需求放大壓差生產(chǎn)，采用稀井高產(chǎn) 的方式，降低投資成本。3）產(chǎn)水：氣井生產(chǎn)過程中,出水是重要的影響因素。有邊、底水 的氣藏單井配產(chǎn)過高時(shí)，就會(huì)引起邊水舌進(jìn)和底水錐進(jìn)。從而造成以下幾方而的影響：造 成死氣區(qū)：由于氣層均為水濕性，孔隙、孔洞、裂縫的

7、周壁都存在薄膜狀水，邊底水的侵 入，使得水膜加厚，氣相滲透率急劇降低；導(dǎo)致氣井過早水淹最終降低氣藏采收率。4） 井底積液：氣井生產(chǎn)中,氣體將地層產(chǎn)液攜帶出井筒所需的最小流速被稱為氣體攜液臨界流 速。地層水進(jìn)入井底后，井筒岀現(xiàn)氣液兩相流。對(duì)于原始地層含有層內(nèi)水的氣陽而言，井底 積液的問題可能會(huì)影響配產(chǎn)。應(yīng)保證氣井產(chǎn)量大于臨界攜液速度，避免井底積液對(duì)產(chǎn)氣的影 響。理論上講，在氣井井筒內(nèi)液體若要流出井筒不一泄是在環(huán)霧流流型下才能實(shí)現(xiàn)，即使 井筒內(nèi)存在多種流型或英它單一流型，如果井簡(jiǎn)內(nèi)壓力足夠髙以克服多相流動(dòng)造成的更髙的 摩阻依然可以保證氣井內(nèi)流體正常生產(chǎn)流動(dòng)而不會(huì)造成井簡(jiǎn)內(nèi)的積液。但在一般情況下，環(huán)

8、 霧流下氣體攜帶液體的效果是最好的，按照傳統(tǒng)的觀點(diǎn)來看，一旦井筒內(nèi)出現(xiàn)了攪拌流或段 塞流，不滿足液滴模型，氣體攜液能力就大大下降。因此將氣體產(chǎn)量小到一泄程度，使井 簡(jiǎn)內(nèi)出現(xiàn)非環(huán)霧流時(shí)的氣體產(chǎn)疑稱為氣體攜液臨界產(chǎn)量，并認(rèn)為低于臨界產(chǎn)量的氣井產(chǎn)量就 會(huì)出現(xiàn)井簡(jiǎn)積液。5）出砂：出砂傷害:岀砂的排出可局部改善儲(chǔ)層滲流狀況；儲(chǔ)層 11架破壞造成岀砂在儲(chǔ)層或近井地帶堵塞地層，劣化流體滲流：地層產(chǎn)出砂容易在近井地 層形成堆積并堵塞孔喉，造成近井地帶滲透率降低。在巖石發(fā)生坍塌破壞之前，地層中游離 砂產(chǎn)生的微粒運(yùn)移傷害，造成儲(chǔ)層的相滲降低了 25%左右。隨著氣體流速的增加，受剪切應(yīng) 力的作用儲(chǔ)層計(jì)架遭到破壞，近井地帶大疑出砂。在游離砂和件架砂的復(fù)合作用下，儲(chǔ)層的 相滲降低至儲(chǔ)層原始滲透率的20$左右；水侵和出砂都會(huì)劣化儲(chǔ)層近井滲流，兩者的復(fù)合 對(duì)滲流影響更甚。在實(shí)際氣藏開發(fā)中，地層產(chǎn)水后，儲(chǔ)層中粘上礦物遇淡水極易膨脹和運(yùn)移, 膠結(jié)變差，儲(chǔ)層更易出砂。在水砂復(fù)合傷害的情況下，氣藏的絕對(duì)滲透率K和氣相相對(duì)滲透 率降低人同時(shí)降低，氣體絕對(duì)滲透率在雙因子的作用下急劇降低。其對(duì)近井地帶滲透率的 傷害程度是單一因子傷害程度的倍數(shù)關(guān)系。如果氣藏進(jìn)行機(jī)械防砂實(shí)驗(yàn)，當(dāng)氣藏近井地帶 出砂時(shí)，砂粒被防砂屏障阻擋不能進(jìn)入井筒，但同時(shí)也在近井區(qū)域形成砂堵，隨著出砂量的 增加，近井筒地帶堵塞程度逐漸上升，這在一左程度上就降低