低渗非达西煤层气井渗流数学模型建立与应用.pdfVIP

■9●簟3— 2012d~-6胄 低渗非达西煤层气井渗流数学模型 建立与应用 陈建华，王新海，刘 洋，成双华，吴 剑 (中国石油大学 (北京)，北京 102249) 摘要：低渗透煤层气藏 中的气体渗流存在非达西效应，使用常规方法对其进行产量预测与计算 时易出现误差。为有效解决该问题，在考虑启动压力梯度影响的条件下，建立了低渗煤层气藏 气、水两相渗流数学模型。利用有限差分法进行了数值求解，编制煤层气直井开采数值模拟计 算程序进行 了产能预测，并分析 了煤层参数对产量变化的影响。研究表明：①煤层气井生产 时，存在气产量迅速升高、水产量迅速降低的阶段；②吸附时间越短，气产量越早到达高峰期， 一 定时间内产量也越 高；启动压力梯度越大，高峰期后产量下降越快，最终产量也越小；③吸附 气超饱和煤层气产量 饱和煤层气产量 欠饱和煤层气产量。 关键词 ：煤层气藏；启动压力梯度；数学模型；产能预测；渗流数学模型 中图分类号 ：TE312；TEl32．2 文献标识码 ：A 文章编号：1006—6535(2012)03～0097— 04 吸扩散到裂缝的过程为拟稳态过程；⑤煤层 内的流 引 言 动为等温流动，忽略重力和毛管力的影响。 国内外学者对于煤层气流动规律 已进行了大 1．1 煤层气 、水两相渗流方程 量研究。早在 1947年，前苏联学者 KpHHIeBCKHfI P．M．0开创性地应用达西定律来描述煤层气流动 裂缝 中水相、气相渗流速度可分别表示 并建立了相应的流动方程。1987年孙培德在幂定 为 一 ： 律推广形式的基础上，建立了均质和非均质煤储层 86．4KK~ 一VP (1) ： 一 W = 一 l， 中气体非线性流动模型 11。2006年邓英尔等采用 实验、理论与计算相结合的方法，建立了低渗透煤 层中气体非线性渗流的运动方程 J。煤层属于低 一 ( gVp+Ofc) 渗透储层，在中国更是存在低压、低渗、低吸附气饱 式中： 、 分别为水相、气相渗流速度 ，m／d；K为 和度的特性 J。因此，在煤层 中的渗流过程应该 裂缝绝对渗透率，m ； 、 分别为水相、气相相 考虑启动压力梯度的影响。 对渗透率 分别为水、气体黏度，mPa-S；P为 裂缝压力，MPa；D 为裂缝中气体扩散系数，m ／d； l 数学模型的建立 为裂缝 中气体浓度，kg／m ，C=p S(p 为气 在建立气、水两相渗流数学模型时，存在 以下 相密度 ，kg／ITI； 为裂缝孔隙度 ；S 为含气饱和 基本假设：①煤层视为基质微孔 一裂缝双重介质； 度)；卢 、卢分别为水相、气相达西定律修正系数。 ②原始状态裂缝中由水充满或含少量的游离气，大