复杂气藏有效开发非线性渗流理论和开发方法PDF电子书下载

第一部分 低渗透气藏有效开发非线性渗流理论 3

第1章 低渗透砂岩气藏开发的基本表征 3

1.1 低渗气藏的地质表征 3

1.1.1 低渗气藏的类型 3

1.1.2 低渗气藏的特点 11

1.1.3 低渗透砂岩气藏储层特征 13

1.2 低渗气藏开发的动态特征 19

1.2.1 低渗砂岩气藏总体开发特征 19

1.2.2 典型气田开发特征 22

第2章 低渗透气藏储层流体渗流机理 31

2.1 低渗透气藏滑脱效应 31

2.1.1 实验仪器及方法 31

2.1.2 测量结果及数据处理 31

2.1.3 气体滑脱效应对气藏生产的影响 33

2.2 低渗透气藏压敏效应 34

2.2.1 孔隙度变化规律 35

2.2.2 渗透率变化规律 37

2.3 储层岩石孔隙中可动水分析 42

2.3.1 岩石孔隙中水的赋存状态 42

2.3.2 不同压差气驱含水饱和度变化分析 44

2.3.3 储层岩石孔隙中的可动水分析 49

2.4 水相启动压力梯度对渗流的影响 55

2.4.1 水相流动启动压力梯度 55

2.4.2 启动压力梯度与渗透率和含水饱和度的关系 59

2.4.3 启动压力梯度在气藏开发中的应用 62

2.5 低渗透储层非线性渗流特征 63

2.5.1 单相气体渗流特征 63

2.5.2 有水条件下的渗流特征 65

2.6 裂缝对渗流的影响 68

2.6.1 微观可视化气驱水实验 68

2.6.2 气水两相平面径向微观渗流可视化实验 71

2.7 储层供气机理与生产动态物理模拟研究 74

2.7.1 物理模型的建立与实验方法 74

2.7.2 非均质低渗气藏储层供气机理与影响因素研究 76

第3章 低渗透气藏单相非线性稳定渗流理论 84

3.1 单相线性稳定渗流规律和数学模型 84

3.2 气体非线性稳定渗流方程及其典型解 86

3.2.1 气体平面单向稳定非线性渗流规律 86

3.2.2 气体平面径向稳定非线性渗流规律 86

3.2.3 非线性渗流与线性渗流的比较 87

3.2.4 直井产能模型方程 88

3.3 非达西条件下水平井单相气体稳定渗流 90

3.3.1 水平井单相气体稳定渗流方程 90

3.3.2 水平井产能方程 91

3.4 非达西条件下压裂井单相气体稳定渗流 93

3.4.1 低渗透气藏基质——裂缝耦合定常渗流数学模型 93

3.4.2 压裂井产能方程 97

3.5 压裂水平井的稳定渗流数学模型和产能方程 99

3.5.1 水平井横向缝产能模型 99

3.5.2 水平井纵向缝产能模型 101

3.6 考虑应力敏感性和滑脱效应的直井单相气体稳定渗流数学模型和产能方程 104

3.6.1 考虑应力敏感性的直井稳定渗流数学模型和产能方程 104

3.6.2 考虑应力敏感性和滑脱效应的直井非稳态渗流数学模型和产能方程 105

3.6.3 产能因素分析 106

3.7 考虑应力敏感性和滑脱效应的水平井单相气体稳定渗流数学模型和产能方程 108

3.7.1 考虑应力敏感性的水平井稳定渗流数学模型和产能方程 108

3.7.2 考虑应力敏感性和滑脱效应的水平井稳定渗流数学模型和产能方程 109

3.7.3 产能因素分析 109

3.8 考虑应力敏感性和滑脱效应的压裂井单相气体稳定渗流数学模型和产能方程 111

3.8.1 考虑应力敏感性的压裂井稳定渗流数学模型和产能方程 111

3.8.2 考虑应力敏感性和滑脱效应的压裂井稳定渗流数学模型和产能方程 112

3.8.3 产能影响因素分析 113

3.9 考虑应力敏感性和滑脱效应的压裂水平井单相气体稳定渗流数学模型和产能方程 115

3.9.1 考虑应力敏感性的压裂水平井稳定渗流数学模型和产能方程 115

3.9.2 考虑应力敏感性和滑脱效应的压裂水平井稳定渗流数学模型和产能方程 116

3.9.3 产能影响因素分析 116

第4章 低渗透气藏单相非线性不稳定渗流理论 119

4.1 单相不稳定渗流规律和数学模型 119

4.2 气体不稳定渗流直井产量变化规律数学模型 121

4.2.1 产能公式推导 121

4.2.2 产能影响因素分析 121

4.3 气体不稳定渗流水平井产量变化规律数学模型 124

4.3.1 产能公式推导 124

4.3.2 产能影响因素分析 126

4.4 气体不稳定渗流压裂井产量变化规律数学模型 127

4.4.1 产能公式推导 127

4.4.2 产能影响因素分析 128

4.5 气体不稳定渗流压裂水平井产量变化规律数学模型 130

4.5.1 模型假设 130

4.5.2 数学模型 130

4.5.3 产能影响因素分析 131

4.6 考虑应力敏感性和滑脱效应的直井单相气体不稳定渗流数学模型和产能方程 133

4.6.1 考虑应力敏感性的直井单相气体不稳定渗流数学模型和产能方程 133

4.6.2 考虑应力敏感性和滑脱效应的直井不稳定渗流数学模型和产能方程 134

4.6.3 产能影响因素分析 136

4.7 考虑应力敏感性和滑脱效应的水平井单相气体不稳定渗流数学模型和产能方程 137

4.7.1 考虑应力敏感性的水平井单相气体不稳定渗流数学模型和产能方程 137

4.7.2 考虑应力敏感性和滑脱效应的水平井不稳定渗流数学模型和产能方程 139

4.7.3 产能影响因素分析 141

4.8 考虑应力敏感性和滑脱效应的压裂井单相气体不稳定渗流数学模型和产能方程 143

4.8.1 考虑应力敏感性的压裂井单相气体不稳定渗流数学模型和产能方程 143

4.8.2 考虑应力敏感性和滑脱效应的压裂井不稳定渗流数学模型和产能方程 144

4.8.3 产能影响因素分析 145

4.9 考虑应力敏感性和滑脱效应的压裂水平井单相气体不稳定渗流数学模型和产能方程 146

4.9.1 考虑应力敏感性的压裂水平井单相气体不稳定渗流数学模型和产能方程 146

4.9.2 考虑应力敏感性和滑脱效应的压裂水平井不稳定渗流数学模型和产能方程 147

4.9.3 产能影响因素分析 148

第5章 低渗透气藏两相非线性渗流理论 150

5.1 低渗透气藏气水两相渗流基本方程 150

5.2 低渗透气藏直井气水两相渗流数学模型 152

5.2.1 非线性渗流模型方程 152

5.2.2 影响因素分析 153

5.3 非达西条件下水平井气水两相渗流规律 156

5.4 非达西条件下压裂井气水两相渗流规律 158

5.4.1 人工压裂裂缝内的高速非达西渗流 158

5.4.2 裂缝控制椭圆范围内的达西流 158

5.4.3 远离裂缝位置的流体流入裂缝控制范围椭圆的达西流动 159

5.4.4 影响因素分析 159

5.5 压裂水平井的稳定渗流数学模型和产能方程 162

5.5.1 水平井横向缝产能模型 162

5.5.2 水平井纵向缝产能模型 163

5.5.3 影响因素分析 164

5.6 考虑应力敏感性和流动特性变化的单井两相气体渗流数学模型和产能方程 165

5.6.1 考虑应力敏感性的单井气水两相渗流数学模型和产能方程 165

5.6.2 考虑应力敏感性和滑脱效应及启动压力梯度的直井气水两相渗流数学模型和产能方程 165

5.6.3 影响因素分析 166

5.7 考虑应力敏感性和流动特性变化的水平井气水两相渗流数学模型和产能方程 168

5.7.1 考虑应力敏感性的水平井气水两相渗流数学模型和产能方程 168

5.7.2 考虑应力敏感性和滑脱效应及启动压力梯度的水平井两相气体不稳定渗流数学模型和产能方程 169

5.7.3 影响因素分析 170

5.8 考虑应力敏感性和流动特性变化的压裂直井气水两相渗流数学模型和产能方程 171

5.8.1 考虑应力敏感性的压裂直井气水两相渗流数学模型和产能方程 171

5.8.2 考虑应力敏感性和滑脱效应及启动压力梯度的压裂直井两相气体不稳定渗流数学模型和产能方程 173

5.8.3 影响因素分析 175

5.9 考虑应力敏感性和流动特性变化的压裂水平井气水两相渗流数学模型和产能方程 177

5.9.1 考虑应力敏感性的压裂水平井两相气体不稳定渗流数学模型和产能方程 177

5.9.2 考虑应力敏感性和滑脱效应及启动压力梯度的压裂水平井两相气体不稳定渗流数学模型和产能方程 178

5.9.3 影响因素分析 180

第6章 低渗透非均质气藏有效动用计算方法 183

6.1 低渗透非达西渗流基本微分方程 184

6.2 低渗透非达西径向流方程解析解 185

6.3 低渗透基质动用模板 187

6.3.1 低渗透基质非达西渗流理论分析 189

6.3.2 压裂直井非达西渗流有效动用数学模型 191

第7章 低渗透气藏混合井型整体压裂开发渗流理论 199

7.1 直井排布产能计算方法 199

7.2 水平井和直井排布井网产能计算 200

7.3 垂直压裂井和直井排布产能计算方法 202

7.4 压裂水平井与直井排布产能计算方法 204

7.5 水平井与垂直压裂井排布产能计算方法 207

7.6 压裂水平井与垂直压裂井排布产能计算方法 209

第二部分 凝析气藏有效开发非线性渗流理论 215

第8章 我国主要凝析气田的基本特征 215

8.1 凝析气田的地质特征 215

8.1.1 凝析气藏分布特点 215

8.1.2 凝析气藏压力、温度特点 215

8.1.3 凝析气组成特征 215

8.1.4 凝析气藏析气井井流物性特征 216

8.2 凝析气藏的开发特征 217

第9章 凝析气藏流体的相态特征 220

9.1 凝析气－液二相相平衡 220

9.1.1 相变过程的观察 220

9.1.2 PVT特性 221

9.2 含蜡凝析气的气－液－固三相相平衡 223

9.2.1 含蜡凝析油气体系析蜡实验 223

9.2.2 含蜡凝析油气体系的气－液－固三相相平衡理论 226

9.2.3 模拟计算 227

第10章 高温高压下凝析气－液微观渗流机理 228

10.1 高温高压下凝析气－液微观可视化实验方法 228

10.1.1 实验方法 228

10.1.2 高温高压下微观可视化模型 229

10.2 高温高压下凝析气－液微观渗流机理 230

10.2.1 高压玻璃微珠模型可观察流动模拟实验 230

10.2.2 高压光刻仿真微观模型可观察流动模拟实验 231

第11章 含蜡凝析气藏气－液－固变相态微观渗流机理 233

11.1 凝析气－液－固微观渗流实验方法 233

11.2 气－液－固相态变化和流动特征 233

11.2.1 高温、高压下液体析出及凝聚过程 234

11.2.2 高温、高压下蜡的析出及凝聚 235

11.3 孔隙介质中气－液－固（蜡）三相流动机理 237

第12章 凝析气藏变相态渗流特征 241

12.1 凝析气液两相渗流特征 241

12.1.1 凝析油形成过程及产状 241

12.1.2 凝析油流动方式 242

12.1.3 多孔介质对渗流的影响 243

12.2 蜡沉积气－液－固渗流特征 244

第13章 凝析气藏气－液变相态渗流理论 246

13.1 凝析油气藏气、油相渗透率 246

13.1.1 相对渗透率理论 246

13.1.2 凝析气藏油气相对渗透率曲线测试 247

13.2 凝析气液变相态渗流数学模型 248

13.2.1 渗流数学模型 248

13.2.2 模拟计算研究 252

13.3 凝析气变相态流－固－热耦合渗流数学模型 253

13.3.1 数学模型建立 253

13.3.2 数值模拟研究 258

第14章 含蜡凝析气藏气－液－固复杂渗流理论 263

14.1 具有蜡沉积的凝析气藏气－液－固微尺度相变渗流动力学模型方程 263

14.2 含蜡凝析气藏气－液－固变相态渗流理论 264

14.2.1 具有蜡沉积的凝析气藏复杂渗流数学描述 264

14.2.2 凝析气藏三区模型的建立 268

第三部分 低渗含硫气藏开发非线性渗流理论 277

第15章 低渗含硫气藏硫沉积机理和渗流规律 277

15.1 我国主要含硫气藏的基本特征 277

15.1.1 我国高含硫气田的分布规律 277

15.1.2 我国高含硫气田地质特征 279

15.2 含硫气藏相态特征与沉积模型 280

15.2.1 含硫气藏相态特征 280

15.2.2 硫沉积机理 282

15.3 硫沉积－堵塞预测模型 285

15.3.1 固态硫沉积模型 285

15.3.2 颗粒悬浮条件 288

第16章 有水含硫气藏具有硫沉积的复杂渗流数学模型 292

16.1 变相态复杂渗流数学模型 292

16.1.1 多孔介质中气－液－固混合渗流模型 292

16.1.2 流动机理数学模型 295

16.2 数学模型方程的解 298

16.2.1 定产量解 298

16.2.2 产能方程 298

第四部分 含CO2火山岩致密气藏开发非线性渗流理论 301

第17章 我国含CO2火山岩致密气藏的基本特征 301

17.1 我国含CO2火山岩天然气藏的地质特点 301

17.1.1 火山岩气藏的岩性、构造特征 301

17.1.2 火山岩气藏的储渗条件 301

17.2 储层储渗特征实验 302

17.2.1 岩石孔隙结构特征 302

17.2.2 储层物性特征 311

17.2.3 储层应力敏感性特征 319

17.2.4 大庆火山岩储层气水渗流特征 328

17.3 裂缝的分布特征 338

17.3.1 储层裂缝的分类 338

17.3.2 储层裂缝特征 342

17.3.3 裂缝类型与产量关系 347

17.4 底水分布模式、控制因素及水体能量 355

17.4.1 底水分布模式研究 355

17.4.2 水体能量研究 363

第18章 含CO2天然气藏的流体流动规律 366

18.1 储层渗流数学描述现状及分析 366

18.1.1 等效孔隙介质模型 366

18.1.2 多重介质模型 367

18.1.3 离散裂缝网络模型 369

18.1.4 混合网络模型 370

18.2 裂缝网络的渗透率模型 370

18.2.1 树枝状裂缝网络渗透率模型 370

18.2.2 网状裂缝网络渗透率模型 379

18.3 微裂缝储层相对渗透率计算 382

18.4 裂缝性气藏渗流数学模型 384

18.4.1 基本数学模型 384

18.4.2 直井解析解 386

18.4.3 水平气井产能模型 390

18.5 底水锥进井产量预测模型 392

18.5.1 直井水锥模型 392

18.5.2 水平井水脊模型 395

第19章 裂缝性气藏宏观尺度混合网络渗流理论 401

19.1 基质－裂缝组合渗透率连续可微表征 401

19.2 基质与树枝状裂缝的组合条件下的数学模型 402

19.3 基质与网状裂缝的组合条件下的数学模型 403

19.4 树枝状裂缝与网状裂缝的组合条件下的数学模型 404

第五部分 非常规气藏非线性渗流理论初步 409

第20章 煤层气藏非线性渗流理论初步 409

20.1 煤层气藏的基本特征 409

20.1.1 煤层介质的结构特性 409

20.1.2 煤层气的吸附特性 410

20.1.3 煤层气的输运特性 411

20.2 煤层气藏非线性渗流数学模型 412

20.2.1 有效动用控制方程推导 412

20.2.2 低速非达西径向渗流有效动用解析解 414

20.2.3 考虑启动压力梯度、应力敏感、解吸气的气井产能公式 416

第21章 页岩气藏非线性渗流理论初步 418

21.1 页岩气藏基本特征 418

21.1.1 页岩层微观孔隙结构特征研究 418

21.1.2 裂缝特征研究 420

21.1.3 页岩岩石物性研究 421

21.1.4 天然气富集状态及影响因素研究 423

21.2 页岩气藏非线性渗流数学模型 429

21.2.1 页岩气流动机理 429

21.2.2 页岩气藏流动规律及渗流模型 430

21.2.3 压裂水平井稳态渗流数学模型 439

21.2.4 实例分析 444

第六部分 非线性渗流理论与方法的应用 457

第22章 低渗透砂岩气藏的有效开发 457

22.1 模型建立和参数选取 457

22.2 数值模拟结果分析 459

22.2.1 非达西渗流对生产的影响 459

22.2.2 配产对生产的影响 462

22.2.3 外围渗透率变化对生产的影响 466

22.2.4 对三类气井的综合评价 468

第23章 凝析气藏的有效开发 470

23.1 地质模型 470

23.1.1 yh2-3凝析气田地质概况 470

23.1.2 相态特征 470

23.1.3 数学地质模型 471

23.1.4 参数选取 472

23.2 石蜡沉积对凝析气田开发动态和生产的影响 473

23.2.1 枯竭式开采 473

23.2.2 循环注气开采 475

23.2.3 储层渗透率大小对开采效果的影响 476

23.2.4 凝析气重组分含量大小对开采效果的影响 477

23.3 示例计算 478

23.3.1 模拟参数选择 478

23.3.2 凝析气井近井地带地层油气渗流特征 479

23.3.3 产能计算 479

第24章 低渗含硫气藏的有效开发 481

24.1 气藏地质 481

24.1.1 气藏构造特征 481

24.1.2 地层及沉积相特征 482

24.1.3 储层特征 484

24.1.4 气藏流体、温度、压力系统及气水界面分析 494

24.2 产能分析 499

24.2.1 各气井无阻流量 499

24.2.2 气井产能分析 500

24.3 气藏数值模拟 501

24.3.1 模拟模型 501

24.3.2 数值模拟关键因素 501

24.3.3 气井出水分析 502

24.3.4 开发方案设计 502

24.3.5 开采方式 505

24.3.6 方案预测 505

第25章 含CO2火山岩致密气藏的有效开发 509

25.1 裂缝对底水气藏气井见水时间影响 509

25.1.1 cs1井 509

25.1.2 cs1-2井 510

25.1.3 cs平3井 510

25.1.4 cs平4井 511

25.1.5 xs14井 511

25.1.6 xs23井 513

25.1.7 xs27井 513

25.2 储层开发特征对直井底水锥进影响分析 514

25.2.1 气层厚度影响分析 514

25.2.2 气层打开程度底水锥进分析 517

25.2.3 产气量对底水锥进影响 519

25.3 储层开发特征对水平井底水脊进影响分析 523

25.3.1 水平井避水高度影响分析 523

25.3.2 产气量对底水脊进影响分析 523

参考文献 526