致密砂岩气藏采收率影响机理研究

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本文以川中须家河组安岳须二致密砂岩气藏为研究对象,针对此类气藏储量动用难度大、采收率较低的问题,通过全直径岩心物理模拟实验与气藏工程数值计算相结合的方法,明确了致密砂岩气藏采收率的主要影响因素以及影响规律。将研究结果结合致密储层的静、动态特征,建立了采收率多参数综合评价标定方法,并首创了表征采收率影响机理的气藏采收率一毛管数模型,最终形成一套完整的致密砂岩气藏采收率综合评价体系。论文取得以下主要研究成果:(1)致密储层的大孔喉不发育,主要发育亚微米级孔喉,有效孔喉半径主要分布在0.07-21μm的范围内,并且孔喉之间的连通性较差。微观孔隙结构特征造成致密储层的气体渗流阻力大远高于低渗储层,是致密砂岩气藏采收率较低的根本原因;(2)致密储层受废弃地层压力较高以及孔喉半径较小的限制,在气藏工程计算过程中,可以忽略滑脱效应与高速非达西渗流对采收率产生的影响。但致密储层中存在较大的阈压梯度和应力敏感性,从而大幅减小了气藏的采收率。因此,论文通过拟合大量的实验数据建立了考虑阈压梯度、应力敏感的致密砂岩气藏采收率气藏工程计算方法;(3)通过全直径岩心物理模拟实验与气藏工程数值计算相结合的方法,明确渗透率等7个因素是致密砂岩气藏采收率的主要影响因素。其中,采收率与渗透率、含水饱和度、纵向非均质系数、泄流半径成存在临界值的分段函数关系,与地层压力系数、储层厚度成对数函数关系,与废弃井底压力成线性函数关系,7个因素对采收率的影响程度分别为:26.45%、15.03%、12.58%、12.23%、21.29%、14.46%、3.04%:(4)应用模糊数学的方法对采收率影响因素的影响规律与影响程度进行分析,建立了致密砂岩气藏采收率的多参数综合评价标定方法。选取的参数既考虑了静态的储层控制因素,又考虑了动态的渗流规律与生产开发方式,采收率综合评价值与气田生产动态数据的偏差基本不超过5%,是较为客观合理的评价体系;(5)建立了表征致密砂岩气藏采收率影响机理的气藏采收率-毛管数模型。该模型明确表明:气藏采收率是地层压降、衰竭效率与单井极限经济产量以及泄流系数的比值,气藏的地层压降越高、衰竭效率越高、极限经济产量越低、泄流系数越小,气藏的最终采收率就越高;(6)应用气藏采收率-毛管数模型对安岳须二致密砂岩气藏进行毛管数分析,并参考美国致密砂岩气藏的成功开发经验,给出每个井控范围的最优提高采收率开发方案。将毛管数计算结果结合气藏初始采收率综合评价结果,绘制出安岳须二气藏调整开发方式前后的采收率与毛管数平面分布图,最终形成一套完整的致密砂岩气藏采收率综合评价体系。
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