天然气勘操与开发
2016年12月出版
致密砂岩气藏压裂井两相流流入动态研究
宋力1覃勇2崔永兴3王明华4王平4
1.中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院2.中国石油川庆钻探工程有限公司钻井液技术服务公司公司
3.中国石油塔里木油田分公司塔中勘探开发项目经理部4.中国石油川庆钻探工程有限公司川西钻探公司
摘要由于裂缝的影响，致击砂岩气压裂井易产水，准确地预测地层内流入动态对合理配产非常重要。针对致密砂岩气藏气水同产压裂并的渗流特征，将渗流场划分为地层及裂缝两个部分，以非达西稳态渗流理论为基础，基于扰动赖圆及等价发展形思想，分别建立了启动压力梯度及应力敏感的气水两相拟压力函数，推导出各区相应的产能方程，最终采用Newton-Raphson数值方法对产能方程进行求解。实例计算表明，该方程计算的气并无阻流量与实际产能测试结果误差较小，具有较强的实用性。
政密砂岩气藏压聚井产水井流入动态启动压力梯度应力敏感产能方程
关键调
致密砂岩气是现今开发规模最大的非常规天
然气类型，是接替常规能源、维系我国能源安全的重要组成部分。由于致密砂岩气藏具有非达西渗流特征"],单井自然产量低，在实际生产中需通过压裂工艺获得工业产能。随着气井生产的进行，地层压力的下降易导致气藏周围连通关系较好的边、底水沿压裂裂缝侵入井底，压裂井产水改变了地层内气体的渗流特征，使气并产能进一步降低，流入动态随之发生变化。然而目前对于致密砂岩气藏产水压裂井的研究并不完善，一些学者基于非达西稳态渗流理论，研究了低渗砂岩气藏气井单相产能-司，但忽视了压裂及气水两相渗流的影响：部分学者通过定义气水两相拟压力函数推导出气井稳态产能模型-9，但仅适用于普通直井；还有学者对压裂井产能进行了分析00-1围,但忽视了裂缝与基质应力敏感程度不同这一事实。鉴于此，笔者在前人研究的基础上，基于稳态渗流理论及扰动椭圆思想，建立并求解了综合考虑裂缝及基质非达西效应、气水两相渗流的压裂井产能方程。
1致密砂岩气藏压裂井气水两相产能
方程推导及求解 1.1物理模型
气井流入动态的理论基础是合理的产能方程，
假设一口压裂直井位于供给半径为r。、储层有效厚度为的均质各向同性圆形低渗透气藏中央，并筒半径为r.,边界定压，压力为pe,井简压力为pt。为简化计算，作如下假设：①压裂裂缝为沿井眼对称分布的垂直裂缝；②裂缝为有限导流裂缝；③裂缝剖面呈高为储层有效厚度的矩形：④地层与裂缝内均为气水两相等温稳态渗流，相间不存在化学作用；③不考虑地层及裂缝壁面污染；③忽略重力及毛管力的影响。在三维空间中，压裂井渗流物理模型如图1所示。
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图1三维空间中压裂井渗流物理模型图
将垂直裂缝井生产时的渗流场划分为裂缝与地层两个部分，水平平面渗流场如图2所示。其中裂缝内的渗流为气水两相线性流，渗流场为1区；地层内的渗流为以气并为中心，以裂缝端点为焦点的气水两相椭圆流，渗流场为2区。对于低渗致密砂岩气藏而言，应力敏感、启动压力梯度及滑脱效应的存在导致其渗流呈现出非达西流动特征。实验研究表明，致
作者简介：宋力，1988年生，助理工程师，硕士；从事非常规气藏渗流力学及定向井工程工作。地址：(618300)四川广汉市中山大道南二段。电话：18581899351。Email:ssongli1988@163.com
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