低渗透气藏压敏效应对气井渗流特征的多维影响及优化策略研究.docxVIP

低渗透气藏压敏效应对气井渗流特征的多维影响及优化策略研究

一、引言

1.1研究背景与意义

随着全球能源需求的持续增长以及常规油气资源的日益减少，低渗透气藏作为重要的非常规天然气资源，在能源领域的地位愈发凸显。中国低渗透气藏分布广泛，在鄂尔多斯、塔里木、四川和松辽等盆地均有大量储量，其开发对于缓解能源供需矛盾、保障国家能源安全具有重要战略意义。然而，低渗透气藏具有渗透率低、孔隙结构复杂等特点，使得气体在其中的渗流过程十分复杂。

在低渗透气藏的开发过程中，压敏现象是一个不可忽视的关键问题。压敏现象是指随着气藏开采的进行，地层压力逐渐下降，导致储层岩石所受有效应力发生变化，进而引起岩石孔隙结构变形，最终使得渗透率降低的现象。这种现象会对气井的渗流特征产生显著影响，导致气井产量下降、开采效率降低以及开发成本增加。例如，在苏里格气田这样的低压、低渗透、低丰度岩性气藏中，压敏效应使得开发投入大、开采难度大、产能低、效益差。因此，深入研究低渗透气藏压敏对气井渗流特征的影响，具有重要的理论和实践意义。

从理论层面来看，低渗透气藏中气体的渗流机理本就复杂，压敏现象的存在进一步增加了研究的难度和复杂性。目前，对于低渗透气藏压敏条件下的渗流理论研究还不够完善，缺乏系统的理论体系来准确描述和解释渗流过程中的各种现象和规律。通过本研究，有望深入揭示压敏对气井渗流特征的影响机制，丰富和完善低渗透气藏渗流理论，为后续的数值模拟、试井分析等研究提供更为坚实的理论基础。

在实践应用方面，准确掌握低渗透气藏压敏对气井渗流特征的影响，能够为气田开发提供有力的技术支持。一方面，有助于优化气田开发方案，例如合理确定井网密度、开采方式和生产制度等，从而提高气井产量和采收率，降低开发成本；另一方面，能够为气田的动态监测和管理提供科学依据，及时发现和解决开发过程中出现的问题，保障气田的高效、稳定开发。此外，研究成果对于类似低渗透气藏的开发也具有重要的借鉴意义，能够推动整个低渗透气藏开发领域的技术进步和发展。

1.2国内外研究现状

国内外众多学者针对低渗透气藏压敏效应及气井渗流特征开展了大量研究，并取得了一系列成果。

在压敏效应的实验研究方面，学者们通过实验手段深入探究了低渗透气藏渗透率随围压变化的规律。例如，利用CMS-300岩石自动分析仪，对渗透率在（1.98-14.2）×10?3μm2之间的天然岩心进行分析，详细研究了孔隙体积、孔隙度、克氏渗透率、空气渗透率、岩石压缩系数与净围压的关系。实验结果清晰表明，随着净围压的增加，孔隙体积和孔隙度逐渐减小，且当净围压较大时，孔隙度和孔隙体积的下降幅度减小；同时，通过对比克氏渗透率与空气渗透率，证实了低渗气藏中滑脱效应的存在，并且滑脱效应受净围压的影响。

在渗流理论研究领域，许多学者致力于建立考虑压敏效应的渗流模型。一些研究考虑了渗透率应力敏感效应，成功建立了低渗透气藏不稳定渗流模型，并运用模型求解和Stehfest数值反演方法获得了模型的实空间解，通过实例深入分析了应力敏感对无限大边界、封闭边界及定压边界低渗透气藏不稳定渗流压力动态特征的影响，明确了井底压力与应力敏感的相互影响关系，即井底压力越低，应力敏感的影响越显著；反之，应力敏感的增强会加快井底压力的降低。

在数值模拟研究方面，随着计算机技术的飞速发展，数值模拟方法在低渗透气藏研究中得到了广泛应用。通过建立基于实际地质数据的数值模型，能够较为精确地模拟储气库的渗流过程和气体运移规律，为实际工程应用提供了强有力的支持。在模拟过程中，通过不断调整参数和模型，使得模拟结果更加符合实际地质情况。

然而，当前研究仍存在一些不足之处。部分实验研究的岩心样本局限性较大，难以全面准确地反映不同地质条件下低渗透气藏的压敏特性；现有的渗流模型在描述复杂孔隙结构和多相流等方面还存在一定的局限性，导致对气井渗流特征的预测与实际情况存在一定偏差；数值模拟中参数的选取和模型的验证仍有待进一步完善，以提高模拟结果的准确性和可靠性。

基于以上研究现状，本文将针对现有研究的不足，综合运用实验、数值模拟和理论分析等方法，深入系统地研究低渗透气藏压敏对气井渗流特征的影响，旨在揭示其内在机理和规律，为低渗透气藏的高效开发提供更为可靠的理论依据和技术支持。

1.3研究内容与方法

本研究主要围绕低渗透气藏压敏对气井渗流特征的影响展开，具体研究内容如下：

低渗透气藏压敏特性实验研究：精心选取具有代表性的低渗透气藏岩心样本，运用先进的实验设备，系统地开展压敏实验。详细测定不同渗透率条件下岩心的孔隙度、渗透率等参数随压力变化的规律，深入分析压敏效应的影响因素，获取准确可靠的压敏特性数据。

考虑压敏效应的气井渗流数学模型建立：基于渗流力学的基本原理，充分考虑低渗透气藏的特殊性质以及压敏效应对