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文檔簡介
1、應用動態(tài)滑脫效應對致密氣藏和頁巖氣藏進行產能分析摘要頁巖氣藏和一些致密氣藏有復雜的、多種類型的孔隙尺寸分布,包括納米級的空隙尺寸,通過這些孔道在多重機理流動作用下引起氣體的運移。在1986年,Ertekin等人針對致密氣藏開發(fā)了一種方法用來解釋兩種作用機理作用(壓力差驅動和濃度差驅動)流動中視Klinkenberg氣體滑脫因子不是一個常數(shù),這一觀點普遍適用于致密氣藏。在本文中,我們拓展了頁巖氣藏的動態(tài)滑脫效應,因為我們認為在致密氣藏中多重機械流能夠發(fā)生。最近的研究已經(jīng)證實頁巖氣藏有復雜的空隙結構,這可能包括了油母巖質中的納米級孔隙,我們首先開發(fā)了一數(shù)值模型,用動態(tài)滑脫效應來解釋在無機質和有機質
2、骨架內的多重機械流。在這一表達式中能夠解釋油母巖質中的非穩(wěn)定態(tài)解吸作用。接著我們使用數(shù)模進行了一系列的產能預測來粗略地證實在致密氣藏中多種作用機理流動的原因。最后,我們通過改變擬變量改善了現(xiàn)代瞬時流量法來介紹動態(tài)滑脫和解吸效應,并證實了在模擬和實際例子中這一方法的實用性。因此本文最主要的貢獻就是在儲層中展現(xiàn)多重機械(非達西)流的現(xiàn)代瞬時流量法使用的論證。我們認為這一方法對從頁巖氣和致密氣層中獲得的產能數(shù)據(jù)的分析很有用。因為它真實地得到了在這類地層中流動的物理特性。引言非常規(guī)氣藏特殊的儲集和運移特征需要改善的了的常規(guī)油氣工程方法來解釋這些特殊性質。隨著在北美低滲(致密)氣藏和頁巖氣藏廣泛成功地開
3、發(fā),于是迫切需要開發(fā)新技術來得到水力壓裂和儲層性質的定量評估以便油氣田的開發(fā)。由于這些儲層的超低滲特性,常規(guī)的試井(瞬時壓力)分析不是實用的,因為這些方法需要長時間的關井才能得到定量結果。盡管試井設計與分析的替代方法正在研發(fā)之中(例如2007年地Barree)但石油工程師們越來越依賴于將瞬時流量分析法作為試井分析的替代方法。應用常規(guī)瞬時流量分析法到超低滲儲層的一個根本問題就是:目前的這些方法都是在假定是層流的情況下得到的,例如流動遵循達西定律。我們已經(jīng)觀測到頁巖氣藏孔隙尺寸分布廣泛,包括在某些情況下與有機質關聯(lián)的納米級孔隙(例如2009年地Louck等)。王等人(2009年)鑒定了在頁巖氣中可
4、能存在的四種孔隙介質:有機質、無機質、天然裂縫和由于水力壓裂造成的孔隙空間。因此通過頁巖基質的氣體流動可能有望在一些大尺寸介質中以一些機械流的方式流動。Javadpour(2009年)提出在頁巖氣藏中能夠發(fā)生如下機械流:平流、滑脫和擴散;他證實了表觀氣體滲透率的壓力和溫度、氣體組分和孔隙尺寸相關性。更復雜的是:氣體可能通過吸附作用儲集在最佳的納米級孔隙中。我們的目標就是首先研發(fā)簡單但是精確的方法來模仿頁巖氣藏中在不同尺寸介質中的運移,如圖1所示,然后相應地改善瞬時流量分析技術。出于本文研究的這些目的,我們將只關注于在基質上(包括有機質)的機械運移。圖1 頁巖氣藏中孔隙尺寸對運移機理作用的影響說
5、明。流動首先發(fā)生在井筒的大孔隙,接著稍好點的孔隙尺寸,包括在油母巖質中通過納米級孔隙的分子運移。由Javadpour等人改進(2007年)。本文中在致密氣藏/頁巖氣藏中用于模擬基質運移而使用的這一方法應用了動態(tài)滑脫效應,正如Ertekin等人(1986年)提出的那樣,用于模擬在較大的半微孔(孔隙直徑在2-50納米之間的)和大孔隙(孔隙直徑大于50納米的)中的多種機理作用流動,以及用來模擬在微孔隙大?。紫吨睆叫∮?納米的)非穩(wěn)定擴散。動態(tài)滑脫表明隨著壓力的下降表觀氣體滲透率在增大。首先我們提出了一種數(shù)學模型來體現(xiàn)這些過程(在微孔隙中的吸附作用),并說明用于模擬煤氣層(CBM)儲藏的商業(yè)模擬器是
6、如何被用于解釋動態(tài)滑脫效應的,我們也說明了現(xiàn)代瞬時流量分析技術是如何被改善以便來解釋由于擬變量(壓力和時間)的改變而引起的動態(tài)滑脫效應和解吸作用進而影響表觀氣體滲透率改變的。最后,我們在模擬和實際油氣藏中測試了我們新的瞬時流量分析法。理論在某些致密氣藏或頁巖氣藏中,由于氣體分子在孔隙表面的滑脫,氣體分子的平均自由通道可能類似于或稍大于平均有效巖石孔侯半徑。這種滑脫造成了可能添加到粘性(達西)流的附加流動?;摃鸨碛^氣體滲透率()高于通過同一多孔介質的單向流測得的滲透率。歷史上,Klinkenberg方法(1941年,Klinkenberg)已經(jīng)通過使用氣體滑脫因子將修正的氣體滲透率應用到液
7、體等效滲透率上: (1)通過巖心數(shù)據(jù)繪制表觀氣體滲透率與平均壓力倒數(shù)的關系曲線(在高壓情況下,由于氣體分子的平均自由通道很小,氣體滑脫效應可忽略不計),通常能從實驗上得到氣體滑脫因子。Klinkenberg方法通常假定b是常數(shù),盡管測得b是隨著壓力的增加而增大的。Klinkenberg(1941年)列出如下的氣體滑脫因子的表達式,這一表達式說明了平均自由孔道和分子半徑的影響: (2)為了說明實驗得到的氣體滑脫因子的壓力相關性,Ertekin等人(1986年)假定氣體運移是在致密氣藏中,在濃度差和壓力差驅動(雙重作用機理流動)的共同影響作用下進行的。進一步地,也假定兩種機理流動的作用時等同的。用
8、達西定律模擬壓力差驅動的流動,用Fick定律模擬在孔隙邊緣與氣體滑脫相關的濃度差驅動的流動。單相流和多相流的表觀Klinkenberg氣體滑脫因子引入如下: (3)我們注意到在Ertekin等人的方程(方程3)中,氣體滑脫因子(b)不是常量,在致密氣藏中通常假定它是常量,但它與壓力和組分是相關的。Ertekin等人也注意到在多相流中滑脫因子是與飽和度相關。表觀氣體滲透率和動態(tài)滑脫因子給出如下: (4)因為在方程3中的壓力 ,表觀滲透率的壓力-溫度-組分相關性與氣體的壓縮性和氣體粘度有關(假定擴散系數(shù)與壓力無關)。因此,在他們的研究中,Ertekin等人首次認為在致密砂巖氣藏中雙重機理作用流動不
9、包括解吸項。在隨后研究中,在模擬煤層氣雙重機理作用流動時包括了解吸項(例如,2010年的Thararoop)。Javadpour(2009年)和Civan(2010年)引入了計算表觀滲透率隨著Knudsen函數(shù)()改變的方法。是用來區(qū)別連續(xù)流()、滑脫流()、過渡流()和自由分子流()的參數(shù)(假定管道幾何流): (5)Javadpour(2009年)和Civan(2010年)的方法是精確的,因為他們將主要的流態(tài)作為孔隙大小、壓力、溫度和氣體組分的函數(shù)。我們發(fā)現(xiàn)在所有的例子中,動態(tài)滑脫因子能夠通過解方程4的得到,正如Civan(2010年)所作那樣。這些公式推導的詳細工作讀者可以查閱相關文獻資料
10、。在本文中,我們使用方程3和方程4來預測表觀滲透率隨著壓力函數(shù)的改變。在本文的討論部分,我們將對計算表觀滲透率改變的Ertekin等人(1986年)和Javadpour(2009年)方法做有限的對比。模擬方法 在目前的研究工作中,我們假定頁巖氣基質(無機質和有機質骨架)有雙重孔隙結構,正如我們最近觀測的一樣。使用類似Ertekin等人(1986年)方法模擬通過無機質(或有機質部分)半微孔或大孔隙的流動,這一方法中動態(tài)滑脫因子包含在運移方程中。假定氣體吸附在有機質的微孔隙中(kerogen),通過微孔隙的運移遵循Fick定律。這種新的頁巖基質流模擬方法類似適用于煤層氣藏的雙重孔隙(裂縫和基質)模
11、型,假定通過頁巖氣大孔隙(無機質部分)的流動在多重機理作用下發(fā)生,并在煤層氣模擬中代替了裂縫流。通過基質流動的數(shù)學模型描述如下: (6)方程6描述了氣體通過二維并有不可壓縮孔隙體積基質(笛卡爾坐標)的流動。我們注意到稍大的孔隙(半微孔或大孔隙)可能與無機質骨架或有機質骨架有關;的確如此,在一些例子中,基質孔隙度可能主要與有機質有關(wang等人,2009年)。原始項代表從有機質微孔隙(通過擴散)到與無機質或有機質骨架有關的半微孔或大孔隙的流動,正如Clarkson等人(2007年)關于煤層氣所作那樣,它可以用簡單擬穩(wěn)態(tài)方法計算得到,或者如Clarkson等人(1999年)那樣,用更復雜的單孔或
12、雙向擴散非穩(wěn)態(tài)模型計算得到。在稍大孔隙中包含有動態(tài)滑脫的項表述如下: (7)盡管在本文中我們已經(jīng)使用Ertekin等人(1986年)的方法來計算動態(tài)滑脫,但我們也會使用Civan(2010年)和Javadpour(2009年)的方法來計算。我們提出了電腦模型來從數(shù)值上解方程6.假定基質孔隙體積是不變的以便得到表觀滲透率變化與滑脫效應的關系。正如我們隨后將要討論的那樣,頁巖氣的孔隙體積可能是變化的,在某些例子中(Thompson等人,2010年)孔隙度與滲透率的應力相關性是很大的。因為我們的數(shù)值模擬就網(wǎng)格化選擇而言是相對有限的,我們研究了商業(yè)模擬器的使用以便完成敏感性運行。選擇一個能夠模擬煤層氣
13、雙重孔隙結構特征(包括氣體吸附和基質擴散)的商業(yè)模擬器。裂縫孔隙度等同于估算頁巖氣的半微孔或大孔隙度,用一系列傳導率倍數(shù)作為壓力的函數(shù)來說明動態(tài)滑脫效應。正如后面部分所述,這一方法得出的結構與我們用方程6描述的數(shù)值模擬有類似的結果。瞬時流量技術的改進 本文一個主要的任務就是證實瞬時流量分析技術是否適合于同時解釋動態(tài)滑脫效應和解吸作用。前面的工作(例如Clarkson等人,2007年)已經(jīng)表明,解吸效應能夠在含有相對高的滲透率的煤氣層中通過在總的壓縮性計算中包含的解吸壓縮性項上得到說明(擬時間的應用要求改進煤層氣基質平衡)。動態(tài)滲透率(相對的和絕對的)變化已經(jīng)得到說明(Clarkson等人,20
14、09年)。在最近一篇文章中(Thompson等人,2010年),在用于樣板曲線分析的擬壓力和擬時間計算中包含了動態(tài)(與壓力相關的)滲透率。在本文中,我們使用了類似的方法,假定與壓力相關的滲透率是由于非達西(滑脫)流。我們認為在頁巖氣藏中可能有很多原因引起與壓力相關的滲透率。在本文中,提出了改進的擬壓力和擬時間如下: (8) (9)其中*指改變了的變量,在方程7中給出。注意到包括了解吸壓縮性,它轉而假定從微孔隙到半微孔或大孔隙系統(tǒng)的解吸作用是瞬時發(fā)生的。在擬時間的被積函數(shù)中與壓力相關的變量被定義為,它可以從流動物質平衡分析中得到。我們注意到這種近似可能會出現(xiàn)一些錯誤,使用 概念來計算擬時間的一個
15、更精確的方法在Nobakth和Clarkson(2011年)中被討論。方程8和9能夠用于標準曲線分析和流態(tài)(直線)分析中。正如Clarkson和Beierle(2010年)詳細討論的那樣,直線分析說先涉及到使用偏導手段來完成流態(tài)的定義,接下來使用特性曲線來完成與流態(tài)相關的數(shù)據(jù)分析。這些特性曲線是 與時間疊加函數(shù)。對于徑向流和線性流分析,時間疊加函數(shù)表述如下: (10) (11)其中,方程10和11中的時間是方程9中改進的擬時間。對于流動物質平衡分析,我們使用一個Clarkson(2009年)討論過的干煤層流動物質平衡的改進的版本,它說明了自由氣和吸附氣的儲集。改變的流動物質平衡(解釋氣體滑脫)
16、包括繪制與改進的累積產量,表述如下: (12)流動物質平衡分析過程是迭代的,物質平衡計算包括解吸作用。本文中我們用方程來說明吸附氣和自由氣的儲集。模擬結果和瞬時流量分析在這一部分,我們說明動態(tài)滑脫效應和解吸作用在模擬的產能預測上的影響。我們也證實了將瞬時流量分析應用到之前部分使用模擬例子得到的擬變量修正的敏感性上,同時沒有修正氣體滑脫效應和吸附作用對瞬時流量分析結果的影響。在使用數(shù)值模擬器進行模擬敏感性分析之前,通過與本文中提出的數(shù)學模型對比,我們首先證實了在數(shù)值模擬器中傳導率倍數(shù)(方程7的逆式)的精確性,它包含了動態(tài)滑脫效應。我們注意到這種(傳導率倍數(shù))方法之前被Clarkson和McGov
17、ern(2005年)用來模擬在煤層氣中絕對滲透率的改變。作為對比,所選擇的商業(yè)模擬器應具備模擬雙重煤層氣特性的能力。一個比較運行(完成了一些額外的運行)的輸入如表1,比較運行的結果如圖2。應用方程3和Ertekin等人(1986年)的方法計算了動態(tài)滑脫,使用方程7的逆式計算了傳導率倍數(shù)。假定解吸(吸附時間為0)是瞬時的。圖2 使用方程6的數(shù)值模擬預測和商業(yè)模擬器的對比。商業(yè)模擬器通過使用傳導率倍數(shù)將動態(tài)滑脫效應包括在內。認同商業(yè)模擬器和新的模擬(方程6)是有道理的。由于更易于得到結果,因此在之后的所有運行中我們使用了商業(yè)模擬器。為了研究模擬的敏感性,我們模擬了一口直井,這口井在頁巖氣藏的高滲透
18、層(0.005md)和低滲透層(0.0005md)鉆完,該頁巖氣藏有無限導流能力的水力裂縫。模型的輸入如表2所示,使用對數(shù)網(wǎng)格(圖3)來獲得模擬的壓力瞬時值。如無特殊說明,假定為250psia。圖3 用于模擬敏感性實例的網(wǎng)格壓力的瞬態(tài)圖模擬例子如下:實例1:假定沒有表觀氣體滲透率的改變實例2:使用Ertekin等人(1986年)的動態(tài)滑脫方法假定表觀氣體滲透率的改變實例3:使用Jones-Owens(1979年)的靜態(tài)滑脫方法假定表觀氣體滲透率的改變實例4:假定沒有表觀氣體滲透率的改變,也沒有氣體解吸除了實例4,在所有其他實例中,都假定解吸作用是瞬時的。使用兩種方法計算滲透率的改變:Ertek
19、in等人(1986年)的動態(tài)滑脫方法(方程3)和Jones-Owens(1979年)的靜態(tài)滑脫方法: (13)我們現(xiàn)在概括模擬運行和瞬時流量分析的結果,假定原始基質滲透率是0.005md,預測結果歸納如圖4,使用方程3(實例2)和方程13(實例3)計算的滑脫因子在圖5a中給出,在模擬器中是偶那個的滲透率倍數(shù)相應地在圖5b中給出。動態(tài)滑脫因子是非線性的,隨著壓力低于2000psi它劇烈下降。表觀氣體滲透率保持相對不變,直到壓力低壓(低于100psi)時,在此時表觀氣體滲透率有明顯的上升。在儲層高壓蓋層低壓情況下,動態(tài)(Ertekin)滑脫因子和靜態(tài)(Jones-Owens)滑脫因子的不同點是很明
20、顯的。兩種模型中表觀氣體滲透率的增長預測也是不同的(如圖5b)。對于高滲透率實例,但當壓力下降到250psi時,提起滑脫效應對產能預測的影響是很微弱的。圖4 用于實例1至4的假定高的原始基質滲透率(0.005md)的模擬預測圖5 假定原始基質滲透率為(0.005md)時,使用動態(tài)滑脫(方程3)和靜態(tài)滑脫(方程13)方法得到的氣體滑脫因子(a)和滲透率倍數(shù)(b)計算最大的預測產量(如圖4)是實例2(動態(tài)滑脫和解吸),緊接著的是實例3(靜態(tài)滑脫和解吸),實例4的產量最低。如實例4和實例1的對比所證實的那樣,在這種例子中解吸作用的影響是很小的。我們再來關注瞬時流量分析,我們現(xiàn)在分析動態(tài)滑脫和解吸效應
21、對原始儲層或水力裂縫特性的影響,來確定在理論部分提出的擬變量的修正是否全面。我們以實例2和實例4的半對數(shù)計算的比較開始,對擬變量有修正和沒有修正時的討論如圖6。這些圖表明在直井(以無限導流能力水力裂縫完井的)中的流態(tài)順序,也就是說先是直線流,接著是擬徑向流,然后是邊界流。注意到邊界流中沒有發(fā)現(xiàn)斜率為1的直線,因為我們沒有用物質平衡的擬時間。我們發(fā)現(xiàn),如果擬變量沒有修正量(如圖6a),那這些衍生曲線將有微弱不同,它會隨著修正量地加入而下降(如圖6b)。圖6 實例2(動態(tài)滑脫和解吸效應)的半對數(shù)計算;實例4(無動態(tài)滑脫和解吸效應),對于擬變量,其中a沒有引入修正量,b是引入了修正量。當將這些流態(tài)用
22、他們各自的特殊曲線分析時,這些實例的不同之處就變的顯而易見。徑向流和線性流曲線分別在圖7和圖8中給出。曲線的實際部分(適合于分析的直線部分)在曲線上表明。圖7 實例2(動態(tài)滑脫和解吸效應)的徑向流曲線;實例4(無動態(tài)滑脫和解吸效應),對于擬變量,其中a沒有引入修正量,b是引入了修正量。對于徑向流(如圖7),實例2的不同點是顯而易見的(如圖7a),轉換成計算的基質滲透率上是7%的不同,這些是在徑向流階段從與曲線匹配的直線上獲得的。在計算的表皮效應上也有稍微不同。在擬變量修正量應用之后(如圖7b),在兩個實例上計算的滲透率在本質上市一樣的。對于線性流(如圖8),兩個實例的不同點也是明顯的(如圖8a
23、),轉換成上是11%的不同,這些是在線性流階段從與曲線匹配的直線上獲得的。即便是擬變量加入修正量之后,還是存在微小的誤差(4%),我們認為這與解析效應有關。為了驗證這一假設,我們運行了另外一個實例(實例5),它包括動態(tài)滑脫,但沒有解析作用(如圖9).我們注意到在除去解析效應之后,對于動態(tài)滑脫的擬變量修正量的效果相當好。明顯一點就是:使用簡單解析壓縮性方法得到的解析效應修正量對那些低滲體系(其中接近裂縫表面的壓力梯度很高)來說是錯誤的。然而,從實際角度來說,如果下降的壓力與朗格繆爾壓力(在這以實例中535psia)有很大關系,那這種錯誤就會小些。例如,當我們以一個較高的(1000psia對比25
24、0psia)重新運行實例4,在將修正量加入擬變量之后,實例4和實例2將有更好的一致性。例如在與實例2有關的實例4中的誤差現(xiàn)在只有2.5%。圖8 實例2(動態(tài)滑脫和解吸效應)的線性流曲線;實例4(無動態(tài)滑脫和解吸效應),對于擬變量,其中a沒有引入修正量,b是引入了修正量。圖9 實例5(有動態(tài)滑脫效應無解吸效應),徑向流曲線(a)和直線流曲線(b)。最后,對于流動物質平衡計算,擬變量的修正量看似是適當?shù)模ㄈ鐖D10)。例如,在OGIP和排液區(qū)域實例2 (動態(tài)滑脫和解析)的分析結果與模擬輸入(分別是7100MMscf和160acres)時相當接近的。圖10實例2的流動物質平衡方程。低滲透率模擬運行和分
25、析 在前面部分我們重復了高滲透率情況的分析,以便證實動態(tài)滑脫在低滲體系分析中有相對更大的影響。圖11 用于實例1至4的假定低的原始基質滲透率(0.0005md)的模擬預測圖12 假定原始基質滲透率為(0.0005md)時,使用動態(tài)滑脫(方程3)和靜態(tài)滑脫(方程13)方法得到的氣體滑脫因子(a)和滲透率倍數(shù)(b)計算。對于高滲透率實例,圖11-12與圖4-5是類似的。注意到,如預期那樣,較大的氣體滑脫因子(圖12a)和表觀氣體滲透率變化(圖12b)與高滲透率情況相關。在地滲透率情況中,顯著的滲透率增長開始在較高的壓力(對比圖12b和圖5b),因此氣體滑脫效應的影響相對大些。例如,在10天的生產之
26、后,實例2和實例4在低滲透率情況下有大于17%的不同,而在高滲透率情況下有不到10%的不同。圖13(類似于圖6)在再次證實了滑脫和解吸效應對求導有明顯的影響,但擬變量修正量(圖13b)效果很好。注意到邊界流沒有出現(xiàn)在例子中。圖14-15(類似于圖7-8)顯示的是徑向流曲線(圖14)和線性流曲線(圖15),同時證實了在擬變量中沒有進行滑脫和解吸效應修正而導致的相關錯誤。在實例2和實例4中沒有應用修正量而引起的滲透率的不同時11%,的不同是16%。在應用了修正量之后不同點分別是忽略不計和1.7%。如之前的例子,由于解吸效應,這里存在小的誤差,但對滑脫效應修正而不對解吸效應修正似乎也是精確的(如圖1
27、6)。進一步地,如之前的例子,當我們以一個較高的(1000psia對比250psia)重新運行實例4,在將修正量加入擬變量之后,實例4和實例2將有更好的一致性。例如在與實例2有關的實例4中 的誤差現(xiàn)在只有不到1%。圖13 實例2(動態(tài)滑脫和解吸效應)的半對數(shù)計算;實例4(無動態(tài)滑脫和解吸效應),對于擬變量,其中a沒有引入修正量,b是引入了修正量。圖14 實例2(動態(tài)滑脫和解吸效應)的徑向流曲線;實例4(無動態(tài)滑脫和解吸效應),對于擬變量,其中a沒有引入修正量,b是引入了修正量。圖15 實例2(動態(tài)滑脫和解吸效應)的線性流曲線;實例4(無動態(tài)滑脫和解吸效應),對于擬變量,其中a沒有引入修正量,b
28、是引入了修正量。圖16 實例5(有動態(tài)滑脫效應無解吸效應),徑向流曲線(a)和直線流曲線(b)。對一口真實的頁巖氣井的瞬時流量分析中,我們現(xiàn)在驗證忽略滑脫和解吸效應時的影響。這個例子就是在Barnett頁巖氣藏,用減水阻壓裂以6段(30個射孔組)實施完井的多裂縫水平井。輸入數(shù)據(jù)如表3。這口井顯示了長期的線性流特從標準化的擬壓力與時間的關系曲線的一個1/2斜率上定義(如圖17),半對數(shù)導數(shù)也是一個1/2斜率。如上面模擬的例子那樣,我們用線性流曲線分析線性流階段,同時忽略滑脫和解吸效應,并通過改善擬變量來修正它們。動態(tài)滑脫(如圖18)用方程3再次得到計算,并且假定解吸作用是瞬時的。圖17 長期的線
29、性流特(1/2斜率)從標準化的擬壓力曲線圖18 Barnett頁巖氣井的線性流分析(a),在這一分析中忽略并修正了動態(tài)滑脫和解吸效應。(b)顯示由于動態(tài)滑脫效應,氣體表觀滲透率的增長。這個例子中,在修正與不修正的情況下,的計算結果有明顯的差異(20%),這種大的差異是由于假定基質滲透率較低(0.0001md),它反而造成了明顯的動態(tài)滑脫效應,尤其是在壓力低于1000psia時。在這個例子中,由于流壓明顯高于解吸壓力,解吸效應相對很小。此時,有無解吸效應時用擬時間計算的差異不到5%。討論在本文中,我們證實了在非常規(guī)儲藏中非達西流效應(致密氣藏和頁巖氣藏)和解吸效應(頁巖氣藏)是否發(fā)生。應該來解釋
30、這些效應以便從瞬時流量分析中得到水力壓裂或儲藏的特性。由于存在滑脫和解吸效應,非達西流的影響會隨著滲透率(有效孔隙大?。┑慕档投兊蔑@著。我們在非達西流和解吸效應的擬變量中應用了修正量,這些擬變量在頁巖氣藏的實際例子中有效果,但注意到如果流壓低于解吸壓力時,解吸效應的修正量可能還是存在很大誤差。在不久的將來,我們將繼續(xù)完善這些修正量。我們注意到誤差是由于非達西流效應和解吸效應,另外還由于擬時間的不恰當定義引起。根據(jù)那些原稿(Nobakht和Clarkson,2011年),能夠發(fā)現(xiàn):基于原始壓力或孔隙體積平均壓力的擬時間計算會導致在與很多頁巖氣藏中線性流、主要過渡流階段相關計算中的重大誤差。在N
31、obakht和Clarkson在2011年先后發(fā)表的兩篇論文中,分別討論了關于恒定流量和恒定壓力情況下擬時間的修正。對于頁巖氣藏產能分析的一種精確的方法將是使用在那些研究中提出的擬時間計算,加上非靜態(tài)(表觀氣體)滲透率,以及在目前研究中提出的解吸效應。這將是未來文章的主要任務。盡管在本文中我們使用Ertekin等人(1986年)提出的動態(tài)滑脫方法作為一種以壓力、溫度和氣體組分來計算表觀氣體滲透率的方法,我們發(fā)現(xiàn)用來解釋多重機理作用流動的其他方法最近已經(jīng)被用在了一些文獻中(例如2009年的Javadpour和2010年的Civan)。由于我們用于修正在擬變量計算和儲藏模擬(通過傳導率倍數(shù))的非達西效應的方法要求表觀氣體滲透率作為壓力的函數(shù),這一方法普遍使用于非達西流的計算。例如,圖19對比了用于在高滲透率和低滲透率情況下計算滲透率倍數(shù)的動態(tài)滑脫方法(如圖19a)和用Javadpour方法得到的Barnett頁巖氣田實例。我們發(fā)現(xiàn)這兩種方法中滲透率倍數(shù)曲線是非常相似的,但Javadpour方法中要輸入孔隙半徑。為了獲得Ertekin關于高滲透層和低滲透層情況下預測的對比,在Javadpour方法中將分別輸入140nm和65nm作為孔隙半徑。在氣田實例中,將輸入37.5。圖19 用動態(tài)滑脫方法(Ertekin等人1986年
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