低滲透氣藏產(chǎn)量遞減分析方法研究

1、低滲氣藏產(chǎn)量遞低滲氣藏產(chǎn)量遞減方法研究減方法研究目目 錄錄一一 低滲透氣藏低滲透氣藏二二 產(chǎn)量遞減基本定義產(chǎn)量遞減基本定義三三 產(chǎn)量遞減類型分析產(chǎn)量遞減類型分析四四 遞減類型判斷方法遞減類型判斷方法五五 低滲氣藏遞減規(guī)律評(píng)價(jià)方法低滲氣藏遞減規(guī)律評(píng)價(jià)方法六六 產(chǎn)量遞減影響因素產(chǎn)量遞減影響因素七七 低滲氣藏產(chǎn)量遞減研究意義u低滲透氣藏的定義低滲透氣藏的定義 只常規(guī)開采方式難以有效規(guī)模開發(fā)的氣藏。包括低滲透砂只常規(guī)開采方式難以有效規(guī)模開發(fā)的氣藏。包括低滲透砂巖氣藏、火成巖氣藏、碳酸鹽巖氣藏以及煤層氣氣藏等。巖氣藏、火成巖氣藏、碳酸鹽巖氣藏以及煤層氣氣藏等。 中國(guó)人習(xí)慣提法是中國(guó)人習(xí)慣提法是“低滲透氣

2、藏低滲透氣藏”，美國(guó)人一般稱之為，美國(guó)人一般稱之為“致密氣藏致密氣藏”。其影響因素很多，嚴(yán)格的定義和統(tǒng)一的認(rèn)。其影響因素很多，嚴(yán)格的定義和統(tǒng)一的認(rèn)知也不可能做到，但是有一點(diǎn)是一致的，知也不可能做到，但是有一點(diǎn)是一致的，“必須通過特殊必須通過特殊技術(shù)改造才能實(shí)現(xiàn)有效規(guī)模開發(fā)技術(shù)改造才能實(shí)現(xiàn)有效規(guī)模開發(fā)”。一一 低滲透氣藏低滲透氣藏u低滲透氣藏的形成條件低滲透氣藏的形成條件 先天的物質(zhì)條件先天的物質(zhì)條件: :近物源沉積的顆?；祀s、分選差近物源沉積的顆?；祀s、分選差; ;遠(yuǎn)物源遠(yuǎn)物源沉積的顆粒細(xì)沉積的顆粒細(xì), ,泥質(zhì)含量高泥質(zhì)含量高, ,礦物成熟度低。礦物成熟度低。 后天的物質(zhì)條件后天的物質(zhì)條件:

3、:成巖壓實(shí)作用強(qiáng)成巖壓實(shí)作用強(qiáng), ,伴有裂隙伴有裂隙, ,出現(xiàn)雙重孔隙出現(xiàn)雙重孔隙帶?？紫秱€(gè)體小、喉道細(xì)、微孔多。帶?？紫秱€(gè)體小、喉道細(xì)、微孔多。 總結(jié)為四方面總結(jié)為四方面：低顆粒分選低顆粒分選顆粒粒度細(xì)和泥質(zhì)含量高顆粒粒度細(xì)和泥質(zhì)含量高礦物成熟度低礦物成熟度低成巖壓實(shí)作用成巖壓實(shí)作用u低滲透氣藏的特點(diǎn)低滲透氣藏的特點(diǎn) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：1 1）低滲、低孔、自然產(chǎn)能低，注水困難；）低滲、低孔、自然產(chǎn)能低，注水困難； 2 2）原油粘度低，密度小、性質(zhì)較好；）原油粘度低，密度小、性質(zhì)較好； 3 3）儲(chǔ)層物性差，分選差、膠結(jié)物含量高，后生作用強(qiáng)；）儲(chǔ)層物性差，分選差、膠結(jié)物含量高，后生作用強(qiáng)； 4 4）層

4、間非均質(zhì)性強(qiáng)；）層間非均質(zhì)性強(qiáng)； 5 5）水動(dòng)力差，邊底水不活躍；）水動(dòng)力差，邊底水不活躍； 6 6）流體的流動(dòng)具有非達(dá)西流的特征。）流體的流動(dòng)具有非達(dá)西流的特征。二二 產(chǎn)量遞減規(guī)律基本定義產(chǎn)量遞減規(guī)律基本定義u基本概念基本概念 遞減率：遞減率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量遞減分?jǐn)?shù)單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量遞減分?jǐn)?shù) 遞減指數(shù)遞減指數(shù)n n：判斷遞減類型、確定遞減規(guī)律、預(yù)測(cè)遞減動(dòng)態(tài)的重判斷遞減類型、確定遞減規(guī)律、預(yù)測(cè)遞減動(dòng)態(tài)的重要參數(shù)要參數(shù) 產(chǎn)量遞減規(guī)律：產(chǎn)量遞減規(guī)律：產(chǎn)量隨時(shí)間變化的數(shù)學(xué)表達(dá)式或數(shù)學(xué)模型產(chǎn)量隨時(shí)間變化的數(shù)學(xué)表達(dá)式或數(shù)學(xué)模型 遞減率與產(chǎn)量之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系滿足下式：遞減率與產(chǎn)量之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系滿足下式： D

5、= Kq D= Kqn n （K-K-遞減常數(shù)遞減常數(shù)n-n-遞減指數(shù)，決定遞減類型遞減指數(shù)，決定遞減類型） n=-1，nttnDqq/ 1rrr)(1 產(chǎn)量遞減規(guī)律產(chǎn)量遞減規(guī)律遞減指數(shù)遞減指數(shù)n可取任意值：可取任意值：)(1 rrrttDqqqt1nn 三三 產(chǎn)量遞減類型分析產(chǎn)量遞減類型分析 n=-1，)(1 rrrttDqqqt1nrrDddDqtqv遞減速度遞減速度常數(shù)常數(shù)遞減率遞減率)(1rrrttDDD時(shí)間延長(zhǎng)，遞減率增大：產(chǎn)量遞減越來(lái)越快時(shí)間延長(zhǎng)，遞減率增大：產(chǎn)量遞減越來(lái)越快變量變量 n-1)7 . 3 . 9()(1 /1rrrnttnDqq)4 . 4 . 9()(1 ) 1(

6、dd2222rrrttnDqDntqq的二階導(dǎo)數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)q1nt0dd22tq產(chǎn)量的遞減規(guī)律為產(chǎn)量的遞減規(guī)律為凸型遞減凸型遞減 n-1 )4 . 4 . 9()(1 ) 1(dd2222rrrttnDqDntq0dd22tq產(chǎn)量的遞減規(guī)律為產(chǎn)量的遞減規(guī)律為凹型遞減凹型遞減qt1n遞減速度遞減速度nnttnDDqv1rrrrD)(1 時(shí)間時(shí)間延長(zhǎng)延長(zhǎng)，凹型遞減的遞減速度，凹型遞減的遞減速度減小減小遞減率遞減率)(1rrrttnDDD時(shí)間延長(zhǎng)時(shí)間延長(zhǎng)遞減率遞減率減小減小產(chǎn)量遞減越來(lái)越慢產(chǎn)量遞減越來(lái)越慢三種遞減類型 四四 遞減類型判斷方法遞減類型判斷方法 判斷方法判斷方法：圖解法圖解法 試湊法試湊

7、法 曲線位移法曲線位移法 典型曲線擬合法典型曲線擬合法 二元回歸法等二元回歸法等圖解法圖解法1/maxtbbbattReaNQtnDQQtn10tnDQQ001lgn1lglgnQQ0試湊法試湊法試湊法又稱試差法，公式試湊法又稱試差法，公式 ： 將此數(shù)據(jù)與相應(yīng)的將此數(shù)據(jù)與相應(yīng)的t值在直角坐標(biāo)系上作圖。當(dāng)值在直角坐標(biāo)系上作圖。當(dāng)n取值是當(dāng)時(shí)，為一條直線，取值是當(dāng)時(shí)，為一條直線，根據(jù)直線的斜率可求出初始遞減率；如果根據(jù)直線的斜率可求出初始遞減率；如果n取值偏大，則成一條向上彎曲的取值偏大，則成一條向上彎曲的曲線；如果曲線；如果n取值較小，則成一條向下彎曲的曲線。取值較小，則成一條向下彎曲的曲線。

8、1/maxtbbattReabNQtnDnQQ001lg1lglgCDn0/1CtCDCCDQQlglglglg000n和、00QD曲線位移法曲線位移法 就是將畫在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系上產(chǎn)量和時(shí)間的關(guān)系曲線向右平移某一合就是將畫在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系上產(chǎn)量和時(shí)間的關(guān)系曲線向右平移某一合適距離，使其成為一條直線的方法。適距離，使其成為一條直線的方法。 其原理為，將其原理為，將 取常用對(duì)數(shù)后得：取常用對(duì)數(shù)后得： 設(shè)設(shè) ，代入上式得：，代入上式得： 由取常用對(duì)數(shù)后的公式可知，取某一個(gè)合適的由取常用對(duì)數(shù)后的公式可知，取某一個(gè)合適的C值，可以使值，可以使Q和和t+C在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上呈一直線。當(dāng)在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上呈一直線。當(dāng)C

9、值偏大時(shí)，得到一條向右彎曲的曲值偏大時(shí)，得到一條向右彎曲的曲線；當(dāng)線；當(dāng)C值偏小時(shí)，得到一條向左彎曲的曲線，根據(jù)合適的直線方值偏小時(shí)，得到一條向左彎曲的曲線，根據(jù)合適的直線方程，可求出程，可求出 的數(shù)值的數(shù)值 典型曲線擬合法典型曲線擬合法 在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上做出不同在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上做出不同n之下的和的典型曲線圖。之下的和的典型曲線圖。擬合時(shí)，可以作出與典型曲線比例尺的實(shí)際曲線并與之?dāng)M合時(shí)，可以作出與典型曲線比例尺的實(shí)際曲線并與之對(duì)比，從而確定合適的遞減指標(biāo)對(duì)比，從而確定合適的遞減指標(biāo)二元線性回歸法 二元回歸曲線判定法是比較常用的有天遞減規(guī)律 分析方法，該方法借助計(jì)算機(jī)，可以方便地確定雙 曲遞減方

10、程中的三個(gè)待定變量，從而對(duì)油田的遞減規(guī)律方便地作出判定 總述： 由于不同方法的都具有局限性，再加上實(shí)際油氣田生產(chǎn)過程中，受沉積環(huán)境、流體性質(zhì)、開發(fā)因素等影響，在判斷某一實(shí)際油氣田的產(chǎn)量遞減類型時(shí)，不能單純的使用一種方法進(jìn)行判斷，應(yīng)該根據(jù)油氣田的實(shí)際情況，將兩種或兩種以上的方法結(jié)合起來(lái)，共同驗(yàn)證，才能使得到的結(jié)論精度更高，才能更加精確的預(yù)測(cè)油田未來(lái)的產(chǎn)量情況。五五 低滲氣藏遞減規(guī)律評(píng)價(jià)方法低滲氣藏遞減規(guī)律評(píng)價(jià)方法 評(píng)價(jià)方法：評(píng)價(jià)方法： Arps Arps方法方法 Fetkovich Fetkovich方法方法 blasingame blasingame方法方法 Power Law Power L

11、aw方法方法 Fraim Fraim曲線曲線 Agarwal-Gardner Agarwal-Gardner實(shí)時(shí)典型曲線實(shí)時(shí)典型曲線ArpsArps方法方法原理：原理：ArpsArps遞減曲線可以分為指數(shù)遞減、雙曲遞減、調(diào)遞減曲線可以分為指數(shù)遞減、雙曲遞減、調(diào)和遞減和遞減3 3種類型。從種類型。從ArpsArps遞減曲線可以推導(dǎo)出衰減曲線，遞減曲線可以推導(dǎo)出衰減曲線，它可以用來(lái)預(yù)測(cè)產(chǎn)量、累積產(chǎn)量以及遞減率的變化趨勢(shì)。它可以用來(lái)預(yù)測(cè)產(chǎn)量、累積產(chǎn)量以及遞減率的變化趨勢(shì)。在油氣田開發(fā)的整個(gè)遞減階段中，遞減類型并不是一直在油氣田開發(fā)的整個(gè)遞減階段中，遞減類型并不是一直不變的，所以，應(yīng)根據(jù)油氣田的實(shí)際地

12、層資料以及生產(chǎn)不變的，所以，應(yīng)根據(jù)油氣田的實(shí)際地層資料以及生產(chǎn)數(shù)據(jù)來(lái)選擇最佳遞減類型。數(shù)據(jù)來(lái)選擇最佳遞減類型。 三種遞減類型基本特征對(duì)比比適用條件適用條件優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)局限性局限性FetkovichFetkovich方法方法原理：原理：FetkovichFetkovich遞減曲線方法考慮的范圍包括非穩(wěn)態(tài)遞減曲線方法考慮的范圍包括非穩(wěn)態(tài)和無(wú)限作用流以及邊界控制流。定義了一外界泄油半徑和無(wú)限作用流以及邊界控制流。定義了一外界泄油半徑和井筒半徑的比值和井筒半徑的比值/ /來(lái)反映非穩(wěn)態(tài)流階段特點(diǎn)，再結(jié)合來(lái)反映非穩(wěn)態(tài)流階段特點(diǎn)，再結(jié)合ArpsArps遞減指數(shù)遞減指數(shù)n n來(lái)反映擬穩(wěn)定流狀態(tài)的特征，與來(lái)反映擬穩(wěn)

13、定流狀態(tài)的特征，與ArpsArps遞遞減法相同，減法相同，n=0n=0表示為指數(shù)遞減，表示為指數(shù)遞減，n =1n =1表示為調(diào)和遞減，表示為調(diào)和遞減，而而0n10n1n1時(shí)有可能處于非穩(wěn)態(tài)流時(shí)有可能處于非穩(wěn)態(tài)流的階段。的階段。 適用條件適用條件優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)局限性局限性blasingameblasingame方法方法原理：原理：BlasingameBlasingame遞減曲線法是以采油指數(shù)或采氣指數(shù)遞減曲線法是以采油指數(shù)或采氣指數(shù)形式綜合表示變化壓力降形式綜合表示變化壓力降/ /變化產(chǎn)量生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并且通變化產(chǎn)量生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并且通過引入擬等效時(shí)間屏蔽產(chǎn)量、壓力波動(dòng)影響，將其等效過引入擬等效時(shí)間屏蔽產(chǎn)量、

14、壓力波動(dòng)影響，將其等效為定流量生產(chǎn)數(shù)據(jù)同時(shí)也考慮了氣體為定流量生產(chǎn)數(shù)據(jù)同時(shí)也考慮了氣體PVTPVT性質(zhì)隨壓力的性質(zhì)隨壓力的變化。定義物質(zhì)平衡生產(chǎn)時(shí)間、產(chǎn)量函數(shù)、產(chǎn)量積分函變化。定義物質(zhì)平衡生產(chǎn)時(shí)間、產(chǎn)量函數(shù)、產(chǎn)量積分函數(shù)、產(chǎn)量積分導(dǎo)數(shù)函數(shù)數(shù)、產(chǎn)量積分導(dǎo)數(shù)函數(shù)( (對(duì)數(shù)導(dǎo)數(shù)對(duì)數(shù)導(dǎo)數(shù)) )，形成診斷曲線，可，形成診斷曲線，可以消除一些產(chǎn)量波動(dòng)和壓力波動(dòng)數(shù)據(jù)，使產(chǎn)量數(shù)據(jù)更平以消除一些產(chǎn)量波動(dòng)和壓力波動(dòng)數(shù)據(jù)，使產(chǎn)量數(shù)據(jù)更平滑，可以得到更好的匹配。滑，可以得到更好的匹配。 適用條件適用條件優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)局限性局限性Power LawPower Law方法方法原理：低滲氣藏壓裂直井或者各向異性非均質(zhì)儲(chǔ)層等內(nèi)原理

15、：低滲氣藏壓裂直井或者各向異性非均質(zhì)儲(chǔ)層等內(nèi)邊界或者外邊界條件下，存在橢圓滲流。多層合采儲(chǔ)層邊界或者外邊界條件下，存在橢圓滲流。多層合采儲(chǔ)層低滲非均質(zhì)儲(chǔ)層當(dāng)中，儲(chǔ)層的瞬態(tài)流與過渡流階段比較低滲非均質(zhì)儲(chǔ)層當(dāng)中，儲(chǔ)層的瞬態(tài)流與過渡流階段比較長(zhǎng)，導(dǎo)致長(zhǎng)，導(dǎo)致b1b1，并且，并且b b 隨著時(shí)間發(fā)生變化，利用初始遞隨著時(shí)間發(fā)生變化，利用初始遞減分析常常導(dǎo)致儲(chǔ)層的剩余氣儲(chǔ)量增大，因此不能用傳減分析常常導(dǎo)致儲(chǔ)層的剩余氣儲(chǔ)量增大，因此不能用傳統(tǒng)的統(tǒng)的ArpsArps遞減分析方法。遞減分析方法。Ilk et al Ilk et al 根據(jù)根據(jù)ArpsArps遞減提出遞減提出了冪指數(shù)遞減（了冪指數(shù)遞減（Powe

16、r Law decline curvePower Law decline curve）形式從而）形式從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)的雙曲遞減，能較好的分析致密氣藏和頁(yè)巖氣代替?zhèn)鹘y(tǒng)的雙曲遞減，能較好的分析致密氣藏和頁(yè)巖氣藏遞減規(guī)律。藏遞減規(guī)律。 適用條件適用條件優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)局限性局限性FraimFraim曲線曲線原理：在低滲透氣藏中，氣井產(chǎn)量小，井周圍地區(qū)天然原理：在低滲透氣藏中，氣井產(chǎn)量小，井周圍地區(qū)天然氣的流速甚小，因此可以不考慮非達(dá)西流的影響。氣的流速甚小，因此可以不考慮非達(dá)西流的影響。FraimFraim根據(jù)這一特點(diǎn)，以根據(jù)這一特點(diǎn)，以FetkovichFetkovich曲線為基礎(chǔ)，結(jié)合物曲線為基礎(chǔ)，結(jié)合物質(zhì)

17、平衡方程與氣井的擬穩(wěn)態(tài)產(chǎn)能方程，定義了標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)質(zhì)平衡方程與氣井的擬穩(wěn)態(tài)產(chǎn)能方程，定義了標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間，推導(dǎo)并建立了適合低滲透氣藏產(chǎn)量遞減分析的圖版間，推導(dǎo)并建立了適合低滲透氣藏產(chǎn)量遞減分析的圖版擬合方法，并針對(duì)因產(chǎn)量或井底壓力波動(dòng)引起的擬合誤擬合方法，并針對(duì)因產(chǎn)量或井底壓力波動(dòng)引起的擬合誤差，提出了相應(yīng)的有效性檢驗(yàn)方法。差，提出了相應(yīng)的有效性檢驗(yàn)方法。 適用條件適用條件優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)局限性局限性Agarwal-GardnerAgarwal-Gardner實(shí)時(shí)典型曲線實(shí)時(shí)典型曲線原理：原理：AgarwalAgarwal等人在建立圖版時(shí)，利用下式確定了等人在建立圖版時(shí)，利用下式確定了q/ppq/pp與與 q

18、D qD 、tca tca 、tD tD 的關(guān)系的關(guān)系: :為了提高分析的可靠程度為了提高分析的可靠程度 ， Agarwal Agarwal 等人又建立了產(chǎn)量歸整化擬壓力導(dǎo)等人又建立了產(chǎn)量歸整化擬壓力導(dǎo)數(shù)的倒數(shù)形式數(shù)的倒數(shù)形式 DER DER 。邊界控制流階段匯聚為一條調(diào)和遞減曲線，可以擬合邊界控制流階段匯聚為一條調(diào)和遞減曲線，可以擬合k k，s s，rere，Gi Gi 適用條件適用條件優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)局限性局限性（1 1）地質(zhì)因素）地質(zhì)因素 氣藏構(gòu)造因素氣藏構(gòu)造因素氣藏?cái)鄬右蛩貧獠財(cái)鄬右蛩貧饩刂频牡刭|(zhì)儲(chǔ)量氣井控制的地質(zhì)儲(chǔ)量氣藏氣藏儲(chǔ)層因素儲(chǔ)層因素（2 2）開發(fā)因素）開發(fā)因素 地層壓力的影響氣井的生產(chǎn)制度壓裂時(shí)