立项课题名称 | |||||
立项课题研究时长 | 2020年7月－2022年7月 | ||||
立项人 姓名 | 白玉湖 | 岗位名称 | 页岩气研究室主任 | 专家 级别 | 人物画报 T6 |
一、立项背景、目的及必要性 在我国天然气技术可采资源量中，常规天然气20×1012m3，致密气11.3×1012m3，基本跟常规天然气平分秋。2018年国内致密气产量接近400×108m3，具有广阔的市场开发前景。 临兴区块是中海油首个独立开发的陆上致密气区块，各气层组有效储层平均孔隙度7.41%~9.50%，岩心分析平均渗透率0.484~1.375mD，属于典型的低渗-特低渗致密储层。目前先期开发的临兴先导试验区，位于临兴区块的东部，部分气井产量没有达到预期的目标，原因比较多，但其中由于气井产水，造成井筒积液，影响了气井产能的发挥，是其中的主要原因之一。后续的三期一体化项目，也有部分生产井存在产水问题。中联公司正在加快致密气产能建设工作，有大量的井需要在近两年投产。解决产水的认识问题和对产能的影响程度，直接决定气田的开发效益，开展含水气层气水渗流机理研究，量化含水对气井产能的影响具有重要且迫切的意义。 临兴区块有比较丰富的岩心资料，可以满足长岩心稳态法水气渗流实验，有比较多的生产数据支持数值模拟实验，具备开展该项工作的研究条件。 二、国内外研究现状 国内外关于气水渗透机理的研究主要通过稳态法水气相渗实验和数值模拟来完成。 气水两相渗流相关领域的研究，国外学者很早就有了不少重要的发现。 非稳态法：即传统气驱法是利用单相气体驱替饱和水的岩心。依赖于粘性动力和气、水两相的产出率。该方法对气驱压差和驱替速率比较敏感，主要的缺陷是不反映真实的含水气层的开采过程。 离心法：提供了被驱替相的相对渗透率数据，但岩心的渗透率太低对这一测试方法有影响。 脉冲衰减法：该方法的特点，是釆用相互结合的方式测定非常规岩心的相对渗透率。具体做法为：使用非稳态流体脉冲衰减法测量水相端点相对渗透率；使用非稳态气驱或离心法测定水相相对渗透率；使用非稳态气体脉冲衰减法和自吸法测定气相相对渗透率；使用对流自吸法测定最大滞留气饱和度；使用压汞法测定气体临界饱和度；最后，将测试结果整合，得到气水相渗曲线，得到水气在不多孔介质中的流动机理。该方法被认为是代表了对致密砂岩气相相对渗透率滞后现象和在页岩气方面以岩心为基础发展相对渗透率函数的首次处理。但该方法比较复杂，难以实现。 稳态法：即以不同的含水饱和度，气水同时以相同的压力在岩心内流动，测得不同含水饱和度下的相对渗透率值，获得岩心的气水相对渗透率。但该方法由于岩心样品比较短时，很难控制和计量。 在国内，近些年来气水相渗方面的研究引起了学者们的关注，开展了一系列的研究。 在非稳态高射炮打坦克方法：国内在非稳态法研究气水渗流机理方面做了大量的工作，无论是影响因素方法，可视化方面，还是岩石薄片方面做了大量的探索，但基本都是以研究气驱水为主。 任晓娟、阎庆来（1997）通过实验模拟得出结论：气相的渗流形态会受到三方面因素影响，它们分别是低渗岩心的渗透率、含水饱和度和压力梯度大小。江义容等（1997）在国内较早研究了气水相对渗透率特征。他们研究了基准渗透率对相对渗透率的影响和驱替压力、速度对气相端点相对渗透率的影响，发现基准渗透率存在误差或者失真会导致气体相渗出现超过的情况。 计算机分形计算：周克明（2007）等提供了一种能够更快速得到气水相渗曲线的新办法-通过分形模型计算的气水相渗曲线与岩心实验实际测出的结果差别较小，符合程度较高。 可视化微观孔隙模型研究气水两相渗流机理：李登伟、张烈辉（2008）使用真实气藏的岩样，运用先进的激光刻蚀技术制作了均质微观孔隙模型测试低渗气藏气水相对渗透率曲线。研究结果显示，在驱替压差较小时，不管是孔隙还是喉道，主要的气水分布和流动形式是水包气，水沿着管壁流动，气体则在孔道中央流动。水驱气过程中形成封闭气的重要原因有绕流形成的封闭气、“H型”孔道形成的封闭气、卡断形成的封闭气、孔隙盲端和角隅形成的封闭气。 利用孔隙网络模型研究低渗岩心气水渗流机理：邵长金(2010)利用孔隙网络模型进行低渗透气藏相对渗透率影响因素研究表明：气体相对渗透率会受到孔吼比极大的影响，相同含水情况下的气体相对渗透率与孔吼比的大小呈现反比关系；0.4是含水饱和度影响气相相对渗透率的分界点，高于时，气体相对渗透按照水湿—弱水湿—弱气湿—气湿的顺序依次增加，低于0.4时，该次序被打乱；残余气饱和度越高，气体相对渗透率曲线越抖直，下降越迅速。 岩石薄片模型研究气水驱替机理：陈朝阵（2010）等利用岩石薄片模型研究气水驱替，结果显示充气完全时，储层中只存在束缚水，驱替压差会引起束缚水从不可动水变成次生可动水，被驱替着渐渐采出，但实际出水量小，对气井产气不会造成大的影响；而当充气不完全时，超过束缚水饱和度的地层水在原始状态下就可以流动，形成原生可动水，生产后原生可动水逐渐产出，由于出水量较大，对气井生产造成严重影响。 以上研究均是围绕非稳态实验研究的内容，而非稳态气驱水与含水致密气层的渗流特征不符合，不能反映含水气层共同衰竭过程的气水流动机理。 通过调研，结合临兴区块致密气开发现状，认为气井产水及对产能影响评价存在以下问题： 1、传统的非稳态法测水气相渗是水饱和后，是气驱水的过程，相渗曲线两相区很小，束缚水饱和度高，不能真实反映气水共存的开发过程中的气水渗流机理。 2、行业标准的稳态法测相渗曲线，由于岩心比较短（5-7cm），很难测到数据，所以一般气田都不去测，同时常规气藏气水分异比较好，不是自由水和气共存状态，在开采过程中，是水驱气现象，而致密气是共同衰竭开发，水气共存开发机理需要进一步研究。 3、致密气井到底在什么样的物性条件下、什么样的生产条件下出水。 三、研究内容及关键技术 主要研究内容： 1、临兴致密储层水的赋存状态研究 主要通过分析致密岩心的驱替实验结合恒速压汞、核磁共振等数据，确定致密气藏在不同压差下的气水流动过程，以及水在孔隙中的赋存状态。 2、临兴致密储层气水两相渗流机理研究 主要通过分析加长岩心稳态法相渗实验数据，研究不同物性和不同自由水饱和度下的水气渗流机理。通过数值模拟研究不同物性和含水饱和度下的渗流机理和影响因素研究。 3、致密气含水对产能的影响评价 通过实验和现场生产数据，通过数值模拟研究，研究不同物性和自由水饱和度下的气层含水对气井产能的影响程度。 关键技术问题： 1、实验数据关联分析技术； 2、不同自由水饱和度对气井产能的影响模型建立。 四、实用价值、市场前景及效益 该项目是针对致密气开发过程中面临的气井含水这个关键问题开展研究工作，同时也是致密气开发决策及方案设计中所面临的关键问题。致密气含水机理不清楚，产水量无法预测，对产气的影响说不清楚，经济评价可信度不能保证，项目投资、开发实施就会存在一定的风险和不确定性。本项目的成果可以为中海油临兴、神府致密气先导试验区和康宁区致密气田开发提供参考和指导，也可为中海油在东海低渗、致密气田的开发和将来在海外致密气资产的并购决策提供技术参考。因此，本项目推广应用前景非常广阔。 五、预计工作量、研究进度计划、经费计划 本课题侧重理论研究、实验数据分析及现场数据的全面结合，所需要的经费和实验数据由“临兴一体化区石盒子组沉积微相研究与甜点预测”，总公司科研项目“非常规油气勘探开发实验平台建设（研究中心）”提供支持。有限公司勘探部每年在给总院的致密气勘探开发项目中均可配备经费，可以用于测试化验、资料购置、咨询等。此外，有限公司综合科研项目“致密气藏产水规律及其对产能影响评价”已经通过总院审查，并上报总公司。 研究计划： 2020.07-2020.10 致密砂岩水气两相渗流机理研究技术调研、整理、分析，消化吸收最新研究成果，在此基础上，根据临兴矿场实践需要，制定具体研究思路，周亮李美玲工作计划、实施方案和岩心实验数据的选取； 2020.11-2021.06 分析驱替实验、恒速压汞、核磁共振、长岩心稳态法气水相渗实验数据，揭示气水两相渗流规律； 2021.06-2021.12 结合现场生产数据和试验数据，应用数值模拟技术，拟合实际生产数据，研究气层产水对产能的影响； 2022.01-2022.03 结合现场生产数据，研究含水气井的动储量评价模型研究； 2022.03-2022.06 整理成果，撰写出站报告。 预计经费需求52000元，明细如下： 会议费：参加两次学术交流会，会议费2500元/次*2次=5000元 差旅费：5000元/次*8次=40000元 资料购买及打印费用：1000元 版面费：3000元/篇*2篇=6000元 六、依托项目及其它支持情况 1、本课题依托有限公司联合攻关课题：临兴一体化区石盒子组沉积微相研究与甜点预测；研究期限：2019年1月-2020年12月 2、集团公司科研项目：非常规油气勘探开发实验平台建设（研究中心），研究期限：2018年6月-2020年12月 3、具有持续的、带有经费的致密气生产项目支持。有限公司勘探部每年在给总院的致密气勘探开发项目中均配备经费，可以用于测试化验、资料购置、咨询等，并且可以根据总院研究需要申报经费类别和额度。此外，有限公司综合科研项目：致密气藏产水规律及其对产能影响评价已经通过总院审查，并上报总公司。致密气作为海油新的发展方向，作为未来利润增长点之一，将会是一个长期的、可持续的研究方向，具有系统的生产项目支持。 七、预期研究成果及验收标准 1、提出不同物性和自由水饱和度下产水气井的产能评价模型； 2、明确临兴致密砂岩层内水产出的物性和生产条件； 3、在核心及以上期刊至少发表2篇学术论文。 八、对所招博士后的期望 专业需求：油气田开发专业、渗流力学专业； 科研经历：具有致密油气、低渗透、页岩油气开发等方面的科研经验； 专业特长：精通渗流力学、熟悉油气田开发、具备一定的编程能力。 其他要求：乐观、开朗、容易相处、不偏激、集体荣誉感强。 | |||||
立项申请人意见： 签字： 年 月 日 | |||||
曾凡亚依托项目负责人审查意见： 工业节能十二五规划签字： 年 月 日 | |||||
| 海尔t628拆机 院/中心负责人审查意见： 签字： 年 月 日 | |||||
总院主管总师审查意见： 签字： 年 月 日 | |||||
本文发布于:2024-09-22 20:23:09，感谢您对本站的认可！
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