非常规气藏供气产气机理及其影响因素-李相方.ppt

,李相方教授中国石油大学（北京）2013年8月14日-于昆明,中国石油学会天然气专业委员会2013年全国天然气学术年会,非常规气藏供气产气机理及其影响因素,目录,非常规气藏开发形势及面临的问题影响天然气井产能的因素煤层气井供气与产气页岩气井供气与产气致密气井供气与产气结论,1.非常规气藏（煤层气、页岩气、致密气）开发形势及面临的问题,1.1非常规气藏勘探开发取得的成绩：（1）非常规气藏储量及产量大幅度增加（2）非常规气藏地质勘探理论成果取得许多突破性进展（3）钻完井技术及装备可以满足非常规气藏开发的大部分需求（4）大规模增产改造技术及装备可以满足非常规气藏开发的大部分需求（5）非常规气藏一批先导试验井获得高产稳产1.2非常规气藏开发面临的气藏工程问题：（1）一批井产气量与预测差异较大从地质显示、钻井规模、压裂规模来看，应该有较高产量，但是实际产气量差得较多。本问题从气藏工程上如何解释？（2）对一些区块提高产能的措施缺少从气藏工程上给出最佳措施是什么？（3）对一些区块投入产出存在矛盾从气藏工程上给出合理的工程规模。,2.影响天然气井产气的因素,（1）气层暴漏面积;（2）表皮系数及其时移特征（3）气相渗透率及其四维特征;（4）供气能力,2.1几种常见的因素对于非常规气藏这些因素量变可以到质变,2.影响天然气井产气的因素,2.1几种常见的因素对于非常规气藏这些因素量变可以到质变,2.影响天然气井产气的因素,2.1几种常见的因素对于非常规气藏这些因素量变可以到质变,2.影响天然气井产气的因素,2.2天然裂缝对产能影响对于非常气藏天然裂缝起决定性作用,2.影响天然气井产气的因素,2.2天然裂缝对产能影响对于非常气藏天然裂缝起决定性作用,天然裂缝线密度对产量提高的影响程度对比,2.影响天然气井产气的因素,2.2天然裂缝对产能影响对于非常气藏天然裂缝起决定性作用,天然裂缝渗透率对产量提高的影响程度对比,2.影响天然气井产气的因素,2.3水平井低产携液困难对于有水气藏水平井高产开发效果远好于低产,水平井携液显著低于直井,2.影响天然气井产气的因素,2.4不能低估气水两相渗流阻力及其引起的附加压降预测产能需要考虑,减少外来流体侵入无水气藏有利提高产能,3.煤层气井产气与供气,3.1中高煤阶基质孔隙产气能力很弱而供气能力很强,基质孔隙解吸气无论是扩散还是窜流到割理由于割理密度很高较容易。,3.煤层气井产气与供气,3.1中高煤阶基质孔隙产气能力很弱而供气能力很强,目前常用的煤层气解吸-扩散-渗流模式图,图不同扩散系数日产气曲线,按照目前商业软件采用扩散模型，不同吸附时间对应的扩散系数。,煤层气基质扩散能力对产气早期影响较大，中后期几乎无影响，也即不是影响产能的主要因素。,3.煤层气井产气与供气,3.2割理（裂隙）是中高煤阶影响产气的主要因素,3.煤层气井产气与供气,3.2割理（裂隙）是中高煤阶影响产气的主要因素,Fruitland煤层割理发育程度统计表,3.煤层气井产气与供气,3.2割理（裂隙）是中高煤阶影响产气的主要因素,割理(裂缝)系统对产能影响显著。,图不同割理渗透率下的产气曲线,产量低原因：割理(裂缝)系统不发育；井眼及近井地带不完善。,3.煤层气井产气与供气,3.3多层合采适合多数煤层气藏,三个储层的压力可能呈现的关系,各层水体差异大各层临界解吸压力差异大有吐煤粉严重的层,（1）不适合多层合采煤层气井的情况,3.煤层气井产气与供气,3.3多层合采适合多数煤层气藏,早期：因早期储层主要是液相不可压缩，灌不进去；中晚期：气井底压力均低于各层地层压力，不存在反灌。,O,（2）不同生产时期层间干扰情况,3.煤层气井产气与供气,3.3多层合采适合多数煤层气藏,（3）排水降压早期阶段（OA）多层合采产能特征,各分层水产量为:,n层合采的水产量方程为,三个储层的压力可能呈现的关系,3.煤层气井产气与供气,3.3多层合采适合多数煤层气藏,两种情况会出现水倒灌原始储层压力较小的分层；压裂过程；对问题的认识：煤层气采出前本身就处于有水环境中；水微可压缩；倒灌量不多；,合采时排水阶段产能特征曲线,（3）排水降压早期阶段（OA）多层合采产能特征,整体上，煤层气藏合层开采时，在排水阶段，其产能与单相产油（水）有相同的特点。,3.煤层气井产气与供气,3.3多层合采适合多数煤层气藏,井底压力小于各层地层压力多层同时生产时产气量高；合采产能与分层单采产能具有相同的特征，只是由于分层压力降落不同步，产能峰值错开。,图两层合采和分别单采日产气量对比,产能方程为：,（4）排水降压中后期多层合采产能特征,3.煤层气井产气与供气,3.4煤层气藏欠平衡钻井适应性需要论证,欠平衡钻井需要专门装置增加了开发成本。,3.煤层气井产气与供气,3.4煤层气藏欠平衡钻井适应性需要论证,欠平衡钻井对储层具有特殊适应性。,3.煤层气井产气与供气,3.4煤层气藏欠平衡钻井适应性需要论证,（1）原始煤储层孔隙几乎充满水，欠平衡钻井对储层保护意义不大；（2）煤层气井一般需要压裂利用欠平衡钻井保护储层意义不大。,4.页岩气井产气与供气,4.1页岩气藏基本特征,4.页岩气井产气与供气,4.1页岩气藏基本特征,4.页岩气井产气与供气,4.1页岩气藏基本特征,4.页岩气井产气与供气,4.1页岩气藏基本特征,4.页岩气井产气与供气,4.1页岩气藏基本特征,4.页岩气井产气与供气,4.1页岩气藏基本特征,4.页岩气井产气与供气,4.2影响页岩气井产能部分因素,（1）页岩基质渗透率对产气的影响,4.页岩气井产气与供气,4.2影响页岩气井产能部分因素,在基质渗透率很小的情况下，很小的裂缝渗透率都能影响产量变化，这在生产早期阶段很明显。,基质渗透率,裂缝孔隙度,裂缝渗透率,（2）页岩裂缝渗透率对产气的影响,4.页岩气井产气与供气,4.2影响页岩气井产能部分因素,当裂缝间距小于20cm时，产量变化不受裂缝间距和基质渗透率的影响。然而在裂缝间距大于20cm时，增加裂缝间距会对气井生产动态产生负面影响。同基质渗透率对产量的影响一样，在生产初始阶段，裂缝间距同基质渗透率和基质块大小有关，同样裂缝渗透率的大小决定生产初期的最小产量。,裂缝间距,（3）微裂缝间距对产气的影响,4.页岩气井产气与供气,4.2影响页岩气井产能部分因素,（4）低渗束缚水饱和度高,4.页岩气井产气与供气,4.2影响页岩气井产能部分因素,（5）低渗储层毛管力大,4.页岩气井产气与供气,4.2影响页岩气井产能部分因素,（6）致密储层外来液伤害后渗透率不易恢复,4.页岩气井产气与供气,4.2影响页岩气井产能部分因素,（7）水平井长度、压裂规模、压裂方式应与储层“配伍”要考虑储层基质孔隙与天然裂缝的有一定的有效渗透率；要考虑产出气体能够具有较强的携液能力；要考虑过大的压裂面积造成的流动阻力影响产气效率；要使得基质孔隙、天然裂缝、人工裂缝、井筒流动协调（如：储层无可动水，则可以考虑欠平衡钻井、气体压裂等保护储层措施；储层裂缝发育、基质含气多，则对压裂施工相对放松一些；在国外、或在其他油田开发效果好的，在本油田未必，内因还可能有很大差异。）。,5.致密气井产气与供气,5.1常规气藏与致密气微裂缝大小比较,砂岩储层微裂缝参数以及常规碳酸盐岩储层裂缝参数对比,5.致密气井产气与供气,5.2致密气产气主要影响因素,（1）裂隙（2）孔隙（3）储层厚度其中，裂隙仍然是影响产能的主要因素。,6.结论,（1）煤层气藏、页岩气藏与致密气藏一般属于双重介质，其供气主要来源于孔隙，而产能主要受裂隙控制