水驱气藏渗流及应用
水驱气藏渗流原理及试井分析理论研究
西南石油学院博士学位论文水驱气藏渗流原理及试井分析理论研究姓名：李晓平申请学位级别：博士专业：油气田开发工程指导教师：赵必荣19990501摘要本文主要以单井作为研究对象，系统地研究了边水气藏中水驱气渗流的基本理论。
取得了以下成果：．・研究了非活塞式水驱气渗流的基本理论。
获得了某一饱和度在任意时刻的位置方程，饱和度移动速度方程，前缘饱和度及相应位嚣的方程，气水两相区平均含水饱和度方程。
ｒ，・研究了直线平面及平面径向水驱气稳定渗流的基本理论。
皎得了含气区和含水区的压力、渗流速度、井产量、压力梯度、分界面运动规律的表达式，在此基础上获得了气井的见水时问公式。
卜一７．・首次研究了水驱强度对气井压力动态和试井分析的影响。
冰驱强度及气水流度比的大小会不同程度地影响气井的压力动态，压力动态表现为纯井筒储存、径向流及拟稳定流（或压力及压力导数曲线下掉）的特征。
扩“・首次研究了考虑井筒储存和表皮效应影响的气水同产井试井分析理论。
胙出了不同含水率的典型曲线，并指出压力导数水平线的值为（１－Ｌ），２，提出了试井分析方法。
｝～’’・首次研究了考虑井筒储存和表皮效应影响的边水气藏水驱气渗流的不稳定试井分析理论。
舴出了不同影响因素下的试井分析典型曲线，分析了渗流特征，提出了试井分析方法。
》一‘，・首次研究了气水同产井的稳态及瞬态产能分析分析理论。
ｆ获得了二项式产能分析方程，提出了产能分析方法，．作出了实例井的流入动态关系曲线。
！・研究了单井产量递减分析理论。
Ｈ乍出了单井产量递减典型曲线，分析了影响单井产量递减的因素。
ｒ～・在上述不稳定渗流理论及试井分析方法研究的基础上，提出了边水气藏水驱早期识别的新方法。
本文的部分研究内容分别是“九五”部级课题“老区挖潜及提高采收率技术研究”、“井筒积液规律及排液方法研究”的部分研究内容。
水驱压力渗流篷诧试井并祈关键词水鲥《度产能夯崭气水办井钰磷聪ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｉｓｐａｐｅｒ’ｔａｋｉｎｇｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｗｅｌｌａ８ｉｔｓｍａｉｎｏｂｊｅｃｔｏｆｒｅｓｅａｒｃｈ．ｍａｋｅｓａｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｆｏｕｎｄａｍｅｎｔａｉｔｈｅｏｒｙｏｆｔｈｅｗａｔｅｒ－ｄｒｉｖｅｇａｓｓｅｅｐａｇｅｆｌｏｗｉｎｅｄｇｅ－ｗａｔｅｒｇａｓｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓａｎｄｈａｓｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓ：●Ｂｙｄｏｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｆｏｕｎｄａｍｅｎｔａｌｔｈｅｏｒｙｏｆｎｏｎ－ｐｉｓｔｏｎｗａｔｅｒ－ｄｒｉｖｅｇａｓｓｅｅｐａｇｅｆｌｏｗ，ｉｔｏｂｔａｉｎｓｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎｏｆａｃｅｒｔａｉｎｓａｔｕｒａｔｉｏｎａｔａｒｂｉｔｒａｒｙｔｉｍｅ，ｔｈｅｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｓａｔｕｒａｔｉｏｎｍｏｖｉｎｇｒａｔｅ，ｔｈｅｅｑｕａｔｉｏｎｏｆａｆｒｏｎｔａｌｓａｔｕｒａｔｉｏｎａｎｄｉｔｓｒｅｌｅｖａｎｔｐｏｓｉｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｖｅｒａｇｅｗａｔｅｒ－ｓａｔｕｒａｔｉｏｎｉｎａｔｗｏ－ｐｈａｓｅｒｅｇｉｏｎ．●Ｂｙｄｏｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｆｏｕｎｄｍｅｎｔａｌｔｈｅｏｒｙｏｆｔｈｅｓｔｅａｄｙｓｅｅｐａｇｅｆｌｏｗｏｆａｓｔｒａｉｇｈｔ－ｌｉｎｅｐｌａｎｅｗａｔｅｒ—ｄｒｉｖｅｇａｓａｎｄａｐｌａｎｅｒａｄｉａｌｗａｔｅｒ－ｄｒｉｖｅｇａｓ，ｉｔｒｅｓｕｌｔｓｉｎｔｈｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓｏｆｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｔｈｅｓｅｅｐａｇｅｖｅｌｏｃｉｔｙ，ｔｈｅｗｅｌｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｇｒａｄｉｅｎｔ，ａｎｄｔｈｅｍｏｔｉｏｎｌａｗｏｆｉｎｔｅｒｆａｃｅｉｎａｇａｓ—ｂｅａｔｉｎｇａｑｕｉｆｅｒａｎｄａｗａｔｅｒ－ｂｅａｒｉｎｇａｑｕｉｆｅｒ，ｂａｓｅｄｏｎｗｈｉｃｈ，ａｌｌｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｔｉｍｅｆｏｒａｇａｓｗｅｌｌｔｏｂｅｓｅｅｎｗａｔｅｒｉｓｄｅｄｕｃｅｄ．●Ｔｈｊｓｐａｐｅｒｓｔｕｄｉｅｓｆｏｒｔｈｅｆｉｒｓｔｔｉｍｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｗａｔｅｒ－ｄｒｉｖｅＯｎｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｂｅｈａｖｉｏｒａｎｄｔｈｅｗｅｌｌｔｅｓｔａｎａｌｙｓｉｓ．Ｉｔｓｔａｔｅｓｔｈａｔｖａｒｉｅｄｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｗａｔｅｒ－ｄｒｉｖｅａｎｄｇａｓ－ｗａｔｅｒｍｏｂｉｌｉｔｙｒａｔｉｏｈａｖｅａｌｌｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｌｌｅｐｒｅｓｓｕｒｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｆａｇａｓｗｅｌｌｉｎａｃｅｒｔａｉｎｄｅｇｒｅｅ，ａｎｄｔｈａｔｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｂｅｈａｖｉｏｒａｐｐｅａｒｓｔｏｂｅｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｐｕｒｅｗｅｌｌｂｏｒｅｓｔｏｒａｇｅ，ｒａｄｉａｌｆｌｏｗａｎｄｐｓｅｕｄｏ－ｓｔｅａｄｙｆｌｏｗ（ｏｒｄｒｏｐｏｆｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｃｕｒｖｅ）．●Ｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔａｋｉｎｇｉｎｔｏａｃｃｏｕｎｔｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｗｅｌｌｂｏｒｅｓｔｏｒａｇｅａｎｄｓｋｉｎｅｆｆｅｃｔｏｎｇａｓ－ｗａｔｅｒＣＯ—ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｗｅｌｌ．ｓｔｕｄｉｅｓｆｏｒｔｈｅｆｉｒｓｔｔｉｍｅｔｈｅｗｅｌｌｔｅｓｔａｎａｌｙｓｉｓｔｈｅｏｒｙｏｆｔｈｅｇａｓ－ｗａｔｅｒＣＯ—ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｗｅｌｌ．Ｉｔｄｒａｗｓａｔｙｐｉｃａｌｃｕｒｖｅｓｏｆｄｉｌｙｅｒｅｎｔｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｒａｔｉｏ。
不同气藏开发难点及开发方式
不同气藏开发难点及开发方式一、水驱气藏开发难点:与气驱气藏相比较，水驱气藏有采气速度小、产能递减快、采收率低、投资大和成本高等特点。
1、采气速度低为了控制水驱气藏特别是非均质水驱气藏的选择性水侵或边底水的突进，水驱气藏开发中采气速度低于气驱气藏。
2、产能递减快边底水较活跃的水驱气藏，开发过程中气井出水是迟早要发生的,边底水侵入气井的主要产气层段，使气体相对渗透率降低，且气井出水后,井筒内流体密度加大，增加井底回压，使气井产量大幅度递减,甚至水淹。
3、采收率低在非均质水驱气藏中，水窜形成多种方式的水封气，同时气井的水淹也使气藏废弃压力高于气驱气藏，因而降低了水驱气藏的采收率。
气藏非均质性越强，水侵强度越大,气藏一次采收率越低。
4、建设投资大，采气成本高由于水驱气藏建设中，增加了卤水转输、处理、泵站、管网、回注井等配套建设和二次采气中排水采气井下工艺，地面配套设备以及补充开发井增多，因而投入资金多，操作费用高，使水驱气藏的采气成本大大高于气驱气藏.由于水驱气藏在天然气开发中的重要地位，五十年代以来，国内外科技工作者，围绕水驱气藏开发中的诸多难点，开展了大量理论、实验和气田现场研究工作,我国四川盆地天然气田开发已有较长的历史，水驱气藏从威远气田算起，三十多年来做了大量科研攻关工作,取得了可喜的成果，总结了水驱气藏的开发地质规律，形成了系列配套的采气工艺技术，获得了良好的开发效果和经济效益。
本章以四川水驱气藏开发实例为主，从气藏工程的角度，说明水驱气藏开发的地质特征和动态特征,以供同类气藏开发借鉴和参考。
二、水驱气藏开发阶段的划分和特征根据气藏、气井产水情况及生产方式，水驱气藏开发阶段可划分为:无水采气阶段、气水同产阶段及二次采气人工助排阶段（排水采气阶段）。
有时为了分析气藏水侵对产气量的影响，也同时使用根据气藏稳产情况划分产量上升、稳定和递减三个阶段。
1、无水采气阶段无水采气阶段是水驱气藏开发初期，生产气井尚未出地层水的开采阶段（不包括已钻穿气水界面的气水同产井）。
板桥地区凝析油气藏气液两相渗流机理及水驱特征
的 ８ ７ 以 上 。此 外 ， 气体 作 用 的 强 弱 对 剩余 油 的形 成 与 分 布 具 有 明 显 的 影 响 。 关键词 ： 板桥地 区； 凝析油气藏 ； 渗 流机 理 ； 注水开发 ； 剩余 油 中图分类号 ： Ｔ Ｅ ３ １ ２ 文 献标 识码 ： Ａ
摘要： 板 桥 地 区板 ２油组 为 典 型 的 凝 析 油 气藏 ， 其 流体 渗 流 机 理 及 水 驱特 征 复 杂 ， 致 使 开 发 调 整 工 作 难 度 较 大 。通
过 开展 气 液 两 相 渗 流 实验 ， 认 为伴 有 相 变过 程 的 气液 两相 流体 随 着 流动 状 态 和压 力 的 变 化 而 发 生 相 变和 相 间 质 量 传递 ， 流体 的挥 发 与 气液 流动 速 度 、 状 态 以及 压 力 有 一 定 的 关 系 ， 压 力 降低 有 利 于 液 体 挥 发 产 生 气 体 。 实验 表 明 降
凝 析 油气藏 流 体 性 质 复杂 多 变 ， 随着 流 体 的 流
动、 压力 的降低 、 相 的变 化 和 相 问质 量 的 传输 ， 渗 流
速度 会 发生 变化 ， 给 油 气 开 发 造 成 了很 大 困 难 － ４ ］ 。
１ 气 液 两 相 渗 流 特征
凝析 油气 藏开 发初期 地层 压力 高 于泡点 压 力和 露点 压 力 ， 流体 为单 相液 体或气 体 ， 随后 压 力下 降引 起相 变 ， 变成 了气 液 两相 渗 流 ］ 。通 过 微 观 观 察 系 统 和高 温高 压 Ｐ ＶＴ 仪 ， 对 多孔 介 质 中 的相 变 过 程 进行 详 细观察 ， 发 现高 于第一 露点 压力 时 ， 视场 清晰 可见 ， 流 体为无 色 透 明气 体 ； 随着 压 力 的 下 降 ， 流 体
低渗透气藏气水两相渗流物理特征及应用研究
摘要据近年来的油气勘探和开发实践表明，低渗透气藏作为一种典型的油气藏类型在我国的各大油气田和各含油气盆地中都有广泛分布。
低渗透气藏的储集介质类型大部分都是低渗透砂岩，这种岩类成岩作用十分强烈，结构紧密，其基质渗透率极低，因此，低渗透气藏的开发难度较大。
国内多采用水力压裂方式提高其采收率，但由于裂缝形成和分布的复杂性，井中压裂液以及地层水与天然气的相互作用使此类低渗透气藏的开发难度进一步加大。
目前，此类气藏的储量动用程度低，开发效果不够理想，经济效益差，因此，研究低渗透气藏的气水两相渗流物理特征及其应用技术，对改善此类低渗透气藏的开发效果，提高其经济效益，保证我国天然气工业持续稳定的发展有重要意义。
本文针对新场气田低渗气藏难动用储量开发与开采技术研究的需要，从德阳岩心库中选取了一些有代表性的样品开展应力敏感、可动水饱和度、以及反渗吸水锁启动压力等渗流物理特性实验测试研究。
结果表明，在相同的驱替压差下，渗透率大的岩心其累计可动水饱和度更大、束缚水饱和度更低;随着压力平方梯度的变大，渗透率逐渐增大，这是和含水饱和度相关的,并且渗透率随压力平方梯度增大而增加的这个过程，均经历了急剧增大随后增长放缓，持续增加的阶段，这说明含水饱和度减小使渗透率增大，其对渗透率的影响也是先大后逐渐变小的。
本文通过实验结果推导出了考虑反渗吸水锁效应的产能公式，并将研究成果应用于新场低渗低压气藏气井产能和生产动态分析中，对实验结果的实用性进行了综合分析，从而为该类气藏的物理模拟研究和应用提出指导性意见。
关键词:低渗透气藏、气水两相、水锁启动压力、反渗吸效应、可动水饱和度AbstractThe exploitation and development of gas and oil nowadays proved that low permeability gas reservoirs are widely distributed in large oil and gas fields or main oil-bearing basins in China. The medium of low-permeable gas reservoir is mainly low-permeable sandstone, diagenesis of this type is strong, structure tightness, its matrix has extremely low permeable, so the difficultly of development is a little big. In home, mainly using the hydraulic fracture to enhance the reserves, but due to the complexity of form and spread of the fracture, the interaction of fracture liquid, water and natural gas makes the low-permeable gas reservoir’s development more complex. At present, usage percent of this type is low, the result of development and economic is not well, so research for the gas-water phase physical transfusion characteristic and usage skill, it has the significant meaning for improving the development of this kind reservoir, increasing the economic benefit and ensuring the sustainable development in gas industry.To meet the needs of difficult-to-production in Xintian gas reservoir and exploitation technology, this research seeks some typical samples for the test of stress sensitivity, movable water saturation and the starting pressure of reverse imbibitions water blockage effect eta..It turned out that the total saturation of large permeable cores is higher and the saturation of bound water is lower under equal differential pressure; as the square of pressure raise, the permeability raise also, it is related to water saturation, and it shows that the permeability raise as the water saturation decrease.The capacity equation concerned reverse imbibitions water blockage effect is derived from the experimental result, and the research achievement would apply to the gas well capacity and Production dynamic analysis of Low permeability and low pressure gas reservoir in Xinchang reservoir. By the comprehensive analysis for the practical applicability of the experimental result, it will raise some guiding views for the physical simulation study and application of this style gas reservoir.Key word: Low permeability gas reservoir, Gas-water two-phase flood ,Gas-water relative permeability ,Starting pressure of water lock ,Movable water saturation ,reverse imbibitions water blockage effect目录1 引言 (1)1.1 选题的目的和意义 (1)1.1.1 论文选题的目的 (1)1.1.2 论文选题的意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1国外研究 (2)1.2.2国内研究 (2)1.3主要研究内容 (3)1.4 研究方法和技术路线 (3)1.4.1研究方法 (3)1.4.2 技术路线 (3)2 气水两相相渗曲线测试研究 (5)2.1储层岩心基础储渗物性实验 (5)2.1.1 实验仪器 (5)2.1.2 测试步骤 (6)2.2 相渗曲线测试 (7)3 非线性渗流特征实验研究 (9)3.1 实验仪器设备 (9)3.2 实验测试方法和步骤 (10)3.3测试结果分析 (10)3.3.1驱替压差对可动水饱和度的影响 (10)3.3.2不同束缚水饱和度下渗透率随压力平方梯度变化规律 (12)4反渗吸水锁效应及解除水锁启动压差实验测试 (13)4.1 实验设备及流程 (13)4.2 长岩心的排列方式 (15)4.3 实验结果 (15)4.3.1 基质长岩心水锁启动压差实验测试 (15)4.3.2 压裂长岩心水锁启动压差实验测试 (17)4.3.3 反渗吸水侵入深度预测 (19)5 低渗透气藏特殊渗流机理及产能计算 (22)5.1考虑反渗吸水锁的渗流物理模型 (22)5.2 低渗气藏未压裂井产能方程建立及实例计算 (24)5.2.1 气水两相渗流未压裂气井产能影响因素 (24)5.2.2 未压裂含水气井稳态产能方程 (32)5.2.3 未压裂井产能实例计算 (34)5.2.3.1 一点法 (34)5.2.3.2 产能公式计算法 (34)5.3 小结 (36)6 结论 (38)致谢 (39)参考文献 (40)低渗透气藏气水两相渗流物理特征及应用研究1 引言1.1 选题的目的和意义1.1.1 论文选题的目的如今随着石油工业的快速发展，油气田开发技术愈趋成熟，石油地质的勘探程度与深度得到极大的提高，发现的油气田埋深逐渐加大，油气藏的渗透率和孔隙度也越来越低。
水驱气藏的渗流及应用
水驱气藏的渗流机理及应用引言随着油气田开发的深入和发展,油气层渗流力学作为流体力学的一个分支,已日臻完善,形成了独自一体的学科,多相流渗流力学是油气层渗流力学的进一步发展和延伸。
总的来看,在多相渗流力学问题研究中,大多集中在油水两相、油气两相或油气水三相的渗流力学以及应用研究上,而对气水两相渗流理论的研究则相对薄弱。
本文将对气水两相渗流机理、模型和其应用进行评述。
水驱气藏的地质特征有水气藏储层与常规气藏相似,一般由砂岩、碳酸岩组成。
砂岩储层渗透率一般以中高渗为主。
碳酸岩储层多为裂缝-孔隙型。
我国大多数已投入开发的气藏都属于不同程度的水驱气藏，其中边底水活跃的气藏约占总开发气藏的40~50%。
水驱气藏开采到一定程度就会产水，气藏产水会增加气井的举升难度，提高气藏的废弃压力，从而降低气藏采收率，边底水的侵入使得气藏的开采动态变得复杂，因此做好水驱气藏的开发工作，提高水驱气藏的采收率是我国天然气工业发展的关键（宋代诗雨 水驱气藏动态特征及分析方法研究）。
开发特征水驱气藏的开发过程中面临的主要问题便是水侵，包括了边水指进，底水锥进和底水的纵窜。
边水指井会导致边水沿高渗透层、或低角度缝局部指井，导致气井过早水淹。
底水锥进是因为气井生产过程中，井底附近压力下降，底水上升，形成水锥，如果气井生产压差过大，水锥将快速上升到井底，影响气井的生产。
另外当气井位于高角度裂缝区，或者有高角度断层将气区和水区沟通时，底水将沿高角度裂缝（或断层）很快窜入井内，使气井含水率快速上升，而且出水量大，严重影响气井生产。
渗流实验机理1. 实验的理论依据测定岩心水-气两相相对渗透率数据时，在实验过程中不考虑毛细管压力和气休膨胀的影响，驱替过程为一等温过程，水驱在均质岩心中的流动符合达西定律：Lp v K w w w ∂∂=/μ （1）Lp v K g g g ∂∂=/μ （2）式中L p ∂∂/为压力梯度。
根据物质平衡原理，导出连续性方程： 水相：tS L Q A w w ∂∂-=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂φ1 （3）气相：tS L Q A w w ∂∂-=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂φ1 （4） 根据式（3）、（4）得出水气两相的总流量g w Q Q t Q +=)(，从方程（1）、（2）得出分流量方程：w g g w w K K f μμ+=11（5）gw w g g K K f μμ+=11（5）因此，水相流量为)(t Q f Q w w =，气相流量为)(t Q f Q g g =。
渗流的应用
渗流的应用渗流是指流体在多孔介质中的运动过程。
多孔介质可以是岩石、土壤、过滤材料等，流体可以是水、气体或其他液体。
渗流广泛应用于地下水资源开发、石油开采、土壤水分运动等领域。
渗流在地下水资源开发中起着重要的作用。
地下水是人类重要的淡水资源之一，通过渗流可以将地表水引入地下，形成地下水储备。
渗流过程中，流体在多孔介质中的运动受到多种因素的影响，如孔隙度、渗透率、水头差等。
通过对这些因素的研究，可以合理利用地下水资源，保证人类的生活用水需求。
渗流在石油开采中也扮演着重要的角色。
石油是世界上主要的能源之一，而石油的开采需要通过渗流的方式来进行。
在石油开采过程中，通过注入高压液体或气体，使石油在多孔介质中流动，从而提高石油的采集效率。
渗流模型的建立和优化，可以帮助工程师更好地预测石油开采的效果，减少资源的浪费。
渗流还在土壤水分运动中起着重要的作用。
土壤是植物生长的基质，土壤中的水分对植物生长起着至关重要的作用。
通过渗流的方式，水分可以在土壤中向植物根部输送，满足植物的生长需求。
同时，渗流还可以影响土壤中的养分运动，对植物的吸收起到调节作用。
因此，对土壤中的渗流过程进行研究，可以帮助农民合理灌溉，提高农作物的产量和质量。
除了上述应用领域，渗流还在环境工程、地质灾害评估等方面有着重要的应用价值。
例如，在环境工程中，通过渗流模型的建立，可以预测污染物在地下水中的传播规律，指导环境污染治理。
在地质灾害评估中，渗流模型可以帮助预测地下水位变化对地质灾害的影响，提前采取相应的防灾措施。
渗流作为一种流体在多孔介质中的运动方式，在地下水资源开发、石油开采、土壤水分运动等方面都有着广泛的应用。
通过对渗流过程的研究和模拟，可以更好地理解和利用地下水资源，提高石油开采效率，改善土壤环境，保护生态系统。
渗流的应用将进一步推动相关领域的发展和进步，为人类社会的可持续发展做出贡献。
水驱气藏的水驱特征曲线与应用效果分析
水驱气藏的水驱特征曲线与应用效果分析一、绪论A.研究背景B.研究目的C.论文结构二、水驱气藏A.定义及特点B.驱油效果C.常用的水驱方式三、水驱特征曲线A.定义及解释B.构建方法C.曲线解读与分析四、水驱特征曲线的应用A.水驱效果预测B.开发方案设计C.油田管理及优化五、应用效果分析A.应用现状B.效果评估与问题探讨C.发展前景六、结论A.研究结论B.不足与展望C.致谢思路提示：1.在绪论中可以概述水驱气藏提高驱油效果的重要性，进一步明确研究目的，确定论文结构。
2.在水驱气藏部分增加案例、实验等研究，以确保研究可靠性。
3.对于常用的水驱方式，可以进行比较分析，提高文章可读性。
4.水驱特征曲线的构建方法，需要详细说明，切忌一笔带过。
5.针对性阐述应用效果，如何更好地将水驱特征曲线应用到实际井场开发中，讨论可行性和问题，并提出可行解决方法。
6.在结论中，总结研究成果和贡献，还要指出未来可以继续深挖和拓展的方向。
一、绪论A.研究背景石油资源是人类社会的重要能源之一，而气藏则是石油资源的重要组成部分。
气藏采出油气资源所面临的难题之一是油气分布不均，导致采收率不高。
而常规的开发方式往往难以提高采收率，于是新的开发方式不断被提出。
其中，水驱气藏技术因其具有驱油效果突出、操作简单等优点被广泛使用。
B.研究目的本文旨在通过分析水驱气藏的驱油特点、应用水驱特征曲线来提高气藏采收率，以探索提高气藏采收率的有效方式，为实现我国石油资源的可持续利用和开发做出贡献。
C.论文结构本文主要包括五个章节：第一章为绪论，介绍了水驱气藏的研究背景和研究目的，以及本文的章节结构安排。
第二章为水驱气藏，主要论述了水驱气藏的定义、特点和常用的驱油方式，以及水驱气藏的优点和限制。
第三章为水驱特征曲线，阐述了水驱特征曲线的定义、构建方法和曲线解读与分析。
第四章为水驱特征曲线的应用，讨论了水驱特征曲线在水驱气藏的效果预测、开发方案设计和油田管理及优化方面的应用。
石油生产中的水驱与气驱技术
石油生产中的水驱与气驱技术石油是现代社会中最重要的能源之一，为了实现高效率的石油生产，科学家和工程师们不断探索新的采收技术。
水驱和气驱技术作为两种常见的石油开采方法，在石油产业中发挥着重要作用。
本文将介绍石油生产中的水驱和气驱技术，并分析其优缺点及适用情况。
一、水驱技术水驱技术是一种通过注入水来增加油田压力、推动原油流入生产井的方法。
水驱技术相对简单，操作较为容易，被广泛应用于油田开发中。
1. 水驱原理在油田内注入水后，水在注入点形成水柱，并向周边扩散。
随着水柱扩散的增加，原油被推出孔隙内，并流向注水井，从而实现油井的增产。
2. 水驱的优点水驱技术具有以下优点：首先，水资源广泛且成本较低，使用成本相对较低。
其次，水驱技术对于油藏采收有较好的增产效果，可以有效提高油田的采收率。
最后，水驱技术具有简单操作、容易控制的特点，操作工艺相对简单，特别适用于中小型油田。
3. 水驱的缺点水驱技术也存在一些缺点和限制：首先，注入水会引起油井周边地层的水淹，可能导致含油层堵塞，从而降低采收效果。
其次，对于一些不适用于水驱的油藏，例如含有脆弱岩层的油藏，水驱技术可能导致油田的破坏。
最后，注入的水对环境也有一定的影响，如水源污染和地下水位下降等问题。
二、气驱技术与水驱技术相比，气驱技术是通过注入气体推动油藏中的原油流动的一种方法。
气驱技术在特定的油藏条件下，能够实现更高效的油井开采。
1. 气驱原理气驱技术通过注入气体（如天然气或氮气）来增加油藏压力，使原油流动。
气体的注入导致油藏压力上升，从而推动原油流向生产井。
气体可以降低原油的粘度，减小油井周围的毛细管力，促进原油的流动。
2. 气驱的优点气驱技术具有以下优点：首先，气体注入可以提高油井的产能，增大采收效果。
其次，气驱技术适用于高粘度油藏，能够有效降低原油粘度，促进采收。
最后，气驱技术可以避免水驱技术可能引起的地层崩塌和含油层堵塞等问题。
3. 气驱的缺点气驱技术也存在一些局限性：首先，气体注入量的控制和压力的调节需要精确把握，操作难度相对较大。
裂缝型水驱气藏渗流理论及应用
裂缝型水驱气藏渗流理论及应用1裂缝型水驱气藏研究现状天然气作为一种对于环境污染相对小的能源，越来越受到全世界的青睐，从环境保护和优化能源结构的角度来看，二十一世纪将是天然气的世纪。
从二十世纪七十年代初到二十世纪九十年代中的二十年间，世界能源消费增长了38%，而其中65%是靠天然气来实现的，据估计到2010年，天然气在世界油气一次能源消费结构中的比例将从由1970年的17.7%上升到24.3%。
从我国的形势来看，国家己将天然气的开发和利用提高到一个非常重要的地位，目前己经开始实施的“西气东输”将全国天然气工业的发展带到了一个新的高度。
天然气的逐渐大规模开发和开采给天然气工业上游工业带来了新的机遇，加快天然气的开发必将有助于适应我国国民经济对天然气日益增长的需要。
我国大多数气藏均属不同程度的裂缝型水驱气藏，其中边底水活跃的气藏约占40-50%，其中以四川气田及塔河气田为主，以四川气田为例，在中国石油西南油气田分公司所属的472个气藏和含气构造中，水驱气藏达240个，占总气藏数的50.85%，己经见水气藏的剩余储量为1663.9×108 m3，占西南油气田分公司全部剩余储量的41.88%。
对于水驱气藏，随着开发过程的不断进行，天然气的不断采出，气藏压力的不断下降，将导致边底水侵入气区，从而形成地层中的气水两相流动。
水驱气藏中出现的气水两相流和气井产水现象，必然使气藏采收率降低，国内外研究表明，纯气藏即弹性气驱气藏的采收率在80-95%之间，而水驱气藏的采收率在40-60%之间，显然水驱气藏的采收率远低于气驱气藏的采收率，必然导致水驱气藏开发经济效益的降低，就开发的角度而言，由于水驱气藏中存在气水两相渗流使气体的渗流阻力增大，水的侵入实际上是对气藏的一种伤害，这种伤害可能使大量气井水淹，其结果在气藏中形成封闭气而无法采出，致使气井停产，大量天然气滞留地下，其结果必然严重影响气藏的产量和最终采收率，造成严重的资源浪费和经济损失。
水驱气藏水侵预测经典经验关系式lnω=BlnR的适用性分析
第28卷第6期2016年12月中国海上油气Vol. 28 No. 6 Dec. 2016CHINA OFFSHORE OIL AND GAS文章编号：1673-1506(2016)06-0040-06DOI ：10. 11935/j. issn. 1673-1506. 2016. 06. 007水驱气藏水侵预测经典经验关系式犾=別狀的适用性分析<鹿克峰.水驱气藏水侵预测经典经验关系式W =的适用性分析[J ].中国海上油气，201628(6) :45.L u K efeng. A p p lic a b ility analysis on classical e m pirical re la tio n ln 〇>= B \n R o f w a te r inva sio n p re d ic tio n fo r w a te r d rive gas re s e rv o irs [J ]. ChinaO ffsh o re O il and G a s ,2016,28(6) ：40-45.摘要东海已开发接近废弃的水驱砂岩气藏实际动态表明，被国内学者和现场油藏工程师广泛引用的水 驱气藏水侵预测经典经验关系式1 n = B 1 n 并不完全符合气藏开发全过程。
为此将水驱气藏物质平衡方 程式与Fetkovich 解析水域模型相结合，采用试算法实现了二者相互匹配条件下的水侵预测。
采用本文试 算法对水驱气藏水侵预测经典经验关系式的适用性进行了分析，结果表明经验关系式的适用条件与气藏水 体倍数、采气速度、产量变化情况存在密切关系：水体倍数越大、采气速度越高，经验关系式适用的采气程度 范围越宽；体倍数有限、控制采气速度生产时，经验关系式仅适用于开发早期的短期预测；果开发过程中 进行了产量调整，将引起视相对压力与采出程度关系曲线上翘或下弯，经验关系式将不再适用。
本文研究成 果对水驱砂岩气藏水侵预测方法选择及水侵预测关系式的应用具有重要借鉴意义。
渗流方程的原理和应用
渗流方程的原理和应用1. 渗流方程的基本概念渗流方程（Darcy’s law）是描述岩石或土壤中流体渗透运动的基本方程。
它是流体力学中的一种基本方程，由法国工程师亨利·达西（Henry Darcy）在1856年提出。
渗流方程表示了渗透流量与渗透率之间的关系。
渗透率是描述岩石或土壤中孔隙的互连程度的物理量，它决定了流体在岩石或土壤中的移动能力。
达西理论适用于岩石、土壤、沙砾等多孔介质中的流体渗透问题。
2. 渗流方程的数学表达根据渗流方程，渗透流量（Q）等于渗透率（K）乘以梯度（∇h）。
数学表达式如下：Q = -K * ∇h其中，Q表示渗透流量，K表示渗透率，∇h表示压力梯度。
3. 渗流方程的应用3.1 地下水资源评估渗流方程在地下水资源评估中起着重要作用。
通过对地下水流动的模拟和预测，可以评估地下水资源的分布、储量和可利用性。
利用渗流方程可以计算地下水的流量和流速，并研究不同参数对地下水流动的影响。
3.2 污染物迁移研究渗流方程在研究污染物在地下水中的迁移、扩散和传输过程中也得到了广泛应用。
通过模拟污染物在地下水中的迁移行为，可以评估污染物对地下水质量的影响，指导环境保护和水资源管理。
3.3 石油开采渗流方程在石油开采领域的应用也非常重要。
通过研究岩石的渗透性和岩石中原油、天然气等流体的运移规律，可以指导石油开采工程的设计和操作。
渗流方程在石油开采领域的应用可以优化采油方案，提高油田开采效率。
3.4 地下工程渗流方程在地下工程中的应用也很广泛。
地下工程包括地下建筑、隧道、地下储气库等，渗流方程可以用于模拟地下水的流动，评估地下工程的稳定性和可行性。
4. 渗流方程的局限性渗流方程是基于一些假设和简化条件推导出来的，因此在某些情况下可能存在局限性。
例如，渗流方程假设介质是均质、各向同性的，但实际介质往往是非均质和各向异性的。
在研究介质非均质性和各向异性时，需要引入更复杂的模型和方法。
此外，渗流方程还假设流体是层流流动，不考虑湍流效应。
渗透流体力学及其在石油工程中的应用研究
渗透流体力学及其在石油工程中的应用研究引言渗透流体力学是一门综合了渗流力学和流体力学的学科，研究通过多相流动在孔隙介质中的运动和传递规律。
在石油工程领域，渗透流体力学被广泛应用于油田开发和油藏管理中，以优化油藏开发方案，提高采油率，确保油田的可持续生产。
本文将介绍渗透流体力学的基本概念和原理，并详细探讨其在石油工程中的应用。
首先，我们将回顾渗透流体力学的基本方程和假设，并介绍渗流现象的主要参数。
接着，我们将讨论渗透流体力学在油藏描述和模拟中的作用，以及其在气藏开发和水驱采油中的应用。
最后，我们将总结渗透流体力学的研究进展和未来发展趋势。
渗透流体力学的基本概念和原理渗透流体力学是从渗流力学和流体力学两个学科中发展起来的。
渗流力学主要研究液体或气体在多孔介质中的渗透运动规律，而流体力学则研究流体的流动行为。
渗透流体力学结合了这两个学科的原理和方法，研究多相流动在孔隙介质中的传递和变化。
在渗透流体力学中，我们常用的基本方程是达西定律和质量守恒方程。
达西定律描述了流体在多孔介质中的运动规律，包括渗流速度和渗透率的关系。
质量守恒方程用于描述流体在多相流动中的质量传递和守恒。
此外，渗透流体力学中还有一些重要的参数和假设，如孔隙度、渗透率、相对渗透曲线等。
孔隙度是指孔隙介质中的有效孔隙空间占总体积的比例，是衡量介质孔隙性能的重要参数。
渗透率是衡量多孔介质渗透性能的指标，它反映了流体在介质中的渗透能力。
相对渗透曲线则描述了不同相渗透率随着饱和度的变化关系，是优化油藏开发方案的重要依据。
渗透流体力学在油藏描述和模拟中的应用渗透流体力学在油藏描述和模拟中的应用主要包括油藏描述和渗透流体模型的建立。
油藏描述是指通过采集和分析油藏数据，确定油藏的物理结构和性质。
渗透流体模型则是建立在油藏描述的基础上，通过数学建模和模拟，研究油藏中流体运动和传递规律。
在油藏描述中，渗透流体力学可以帮助确定孔隙度、渗透率和相对渗透曲线等参数。
确定水驱气藏动态储量及水侵量新方法
确定水驱气藏动态储量及水侵量新方法水驱气藏是目前主要的利用天然气发电技术。
水驱气藏主要是通过水注入和管道注入来把天然气压缩到储存地层中，以便发电时充分利用。
然而，水驱气藏的运行是相当复杂的，一旦水驱进入气藏，就会发生各种现象，比如水侵入、气体渗漏、水体释放等，影响气藏的动态储存量和利用率。
因此，确定水驱气藏动态储量和水侵量，对于改善水驱气藏的性能和提高利用效率都有重要意义。
为了确定水驱气藏动态储量和水侵量，近年来研究者开展了大量研究工作。
根据水驱气藏的特点，研究者们提出了多种方法，比如射流技术、压力拦截技术、水压拦截技术、地面试验技术等，这些方法能够精确地测量水驱气藏的动态储量和水侵量。
射流技术是当今确定水驱气藏动态储量和水侵量的最常用方法。
该技术通过引入大量的水进入气藏，并通过测量水的流量来计算气藏的动态储量和水侵量。
射流技术能够模拟实际情况，清楚地显示水流过程中储量变化和水侵量增加情况，从而提高测量精度。
此外，还有压力拦截技术、水压拦截技术和地面试验技术。
压力拦截技术是在水驱气藏注入过程中，在打孔和抽采区建立多个压力拦截点，以便测量储量变化和水侵量特征。
水压拦截技术是针对渗流层的地层特征，在注水和卸水过程中将渗层的压力变化同时记录。
地面试验技术是在预先察看和评估气藏发展潜力之后，通过运行水驱气藏的采收过程上的地面试验，测定水驱气藏的储量、压力变化特征和水侵量。
上述技术可以用来测量水驱气藏的动态储量和水侵量，但是其应用需要依赖于许多复杂的系统参数，参数的不准确可能导致测量结果的偏差。
因此，为了解决上述问题，研究人员提出了新的方法，即现场地球物理和数学模型联合应用的方法。
现场地球物理和数学模型联合应用的方法利用地球物理技术和数学模型来计算水驱气藏的动态储量和水侵量。
在联合应用中，地球物理技术用于测量地层渗透性和各种流体密度，而数学模型用于准确描述地下渗流和气体渗漏等过程。
通过地球物理技术和数学模型的联合应用，可以准确地测量水驱气藏的动态储量和水侵量。
一种气水两相渗流预测模型及其建立方法和应用
一种气水两相渗流预测模型及其建立方法和应用
气水两相渗流是指在地下岩石孔隙中同时存在气相和水相，并通过岩石孔隙中的渗流作用相互影响和传递的现象。
预测气水两相渗流的模型的建立对于地下水资源开发和管理、油气勘探开采等领域具有重要的理论和实际意义。
以下是一种气水两相渗流预测模型的建立方法和应用：
1.建立气水两相渗流方程：根据渗流理论和岩石孔隙介质的特性，可以建立气水两相渗流方程。
常用的方程包括达西定律、负渗透率方程和气相和水相的质量守恒方程等。
通过这些方程描述气水两相在岩石孔隙中的流动规律。
2.确定模型边界条件：根据实际问题的情况，确定模型的边界条件。
边界条件包括渗流体的环境参数、孔隙介质的特性、初始条件等。
边界条件的合理选择对于模型的准确预测具有重要意义。
3.选择数值解法：由于气水两相渗流通常涉及到复杂的非线性方程，常规的解析方法难以求得解析解。
因此，需要选择适当的数值方法进行求解。
常用的数值方法包括有限差分法、有限元法、边界元法等。
通过数值方法可以在计算机上求解数学模型，预测气水两相渗流的变化规律。
4.模型验证和应用：建立气水两相渗流预测模型后，需要进行模型的验证和应用。
可以通过实际观测数据和实验室试验数据来验证模型的准确性和可靠性。
在验证通过后，可以应用该模型进行相关问题的预测和分析，比如预测地下水位变化、优化注水开采方案、评估油气储层的产能等。
该种气水两相渗流预测模型的建立方法和应用可以为地下水资源开发和管理、油气勘探开采等领域提供有效的工具和方法。
通过该模型的应用，可以更好地理解和预测气水两相渗流的规律，为相关领域的决策提供科学依据。
有关渗流的概念
有关渗流的概念渗流是指在固体颗粒之间或者多孔介质中流体（包括气体和液体）从一个地方流向另一个地方的现象。
渗流是一种重要的自然现象，在地球的各个角落都能观察到渗流现象的存在。
渗流不仅在地球上广泛存在，在工程和科学研究中也扮演着重要的角色。
以下将详细介绍渗流的概念以及其在不同领域的应用。
渗流的概念渗流是指在多孔介质中流体的流动现象。
多孔介质可以是岩石、土壤、砂土或其他材料构成的物体，其中包含许多微小的空隙或孔隙。
这些孔隙可以是连接的，也可以是孤立的。
渗流是由于液体或气体在多孔介质中的净流，其方向可能是自上而下、自下而上、水平或混合方向。
流体的渗透性是决定渗流的重要参数。
在渗流过程中，流体从一个地方流向另一个地方，这种流动往往涉及到流体的输运和扩散。
渗流可以是稳定的，也可以是非稳定的，取决于介质的性质以及操作条件。
多孔介质中的渗流可以分为饱和渗流和非饱和渗流。
饱和渗流是指全部孔隙都被流体填满的渗流过程。
饱和渗流在岩石中普遍存在，如地下水渗流等。
非饱和渗流是指只有一部分孔隙关联着流体的渗流过程。
非饱和渗流在土壤中常常发生。
渗流的应用渗流在很多领域都有广泛的应用，下面列举了一些主要的应用领域：1. 地下水资源管理：渗流在地下水资源管理中起着关键作用。
地下水是地球上最重要的淡水资源之一，渗流过程决定了地下水的生成、运移和补给。
了解地下水渗流的特点和参数可以帮助对地下水资源进行合理利用和保护。
2. 油气田开发：渗流是石油和天然气储层开发中的一个重要过程。
通过了解储层的渗透性和渗流特性，可以预测油气分布、优化生产方式和提高采收率。
3. 地质工程：渗流在地质工程领域有着广泛的应用，如地下水位降低、土壤和岩石的边坡稳定性分析等。
通过对渗透性和渗流规律的研究，可以评估和预测地质工程中的渗流现象，并采取相应措施。
4. 污染和土地保护：渗流过程在污染和土地保护方面也起着重要的作用。
了解渗流规律可以帮助预测污染物的迁移和扩散，从而采取相应的控制措施。
水驱气藏渗流及其应用课程讲义(ppt 21页)
水驱气藏渗流模型及求解
在拉普拉斯空间,由定水侵速度在气水 界面处产生的压力降为:
~ px(s)c1qx 1(s)c2qx1 sn 1 2(s, n)
水驱气藏压力特征
水驱气藏压力特征可以由渗流模型求解得 到的无因次压力和压力导数典型曲线表示。
水相：
1 QwSw
A L t
（3）
气相： 1 QwSw
A L t
（4）
（3）（4）得出水气两相的总流量 Q(t)QwQg，
（1）（2）得出分流量方程：
1
fw 1 wK g gKw
（5）
渗流实验原理
fg
1
1
gKw
wK g
图3 裂缝型底水气藏底水驱渗流模型示意图
水驱气藏渗流模型及求解
底水气藏渗流数学模型：
2r 2p1 r rpK K V H 2z 2p 1 rp
初始和边界条件为：
t0, p(0,r,z)0
r
ra,
p r
0
r 0, p 0 r
z 0, p 0 z
P wD s
s/CDeM M 1 1II0 1
1 s/CDM e 2K1 s/CDe s/CDM e 2K0 s/CDe
外区无因次压力：
P2D N3 K0rDeS N4 S3
水驱气藏渗流模型及求解
（2）底水气藏渗流模型及求解
裂缝型底水气藏的水侵多表现为边底水复合侵入的方式， 研究对象均是外边界封闭的气藏,故可将其简化为一种底水模 型来研究气水界面处压力动态表征。对具有底水的裂缝型气 藏可简化为由含气区和含水区构成,其底水驱模型如下图所示：
参考文献：
水驱气藏的分类与驱动方式
水驱气藏的分类与驱动方式一、水驱气藏的分类水驱气藏从水体产状看可分为边水、底水两类。
前者仅局部与气藏底界接触，多存在于层状气藏；后者则整个气藏底界均与水体接触，是块状气藏的主要形式。
从水驱气藏水体与外界连通性看，又有封闭型与开启型之分。
不同水体类型的水驱气藏在开发布局、原则上有不同的策略方法。
通常对边水气藏采取边部少布井、低速度的开采方法，以延缓边水的侵入，而对底水气藏则采取均匀布井，均衡开采，控制打开程度方法，以达到水侵均匀、防止水锥的目的。
另外，可以根据压力系统分类法对水驱气藏进行分类研究。
根据压力系统分类法，压力系数0.8〜1.2为正常压力，大于1.2 为高压异常，小于0.8 者为低压异常。
气藏开发的实际资料表明：正常压力系统气藏的压力系数在0.9〜1.5 之间，而异常高压气藏的压力系数在1.5 〜2.23 之间。
水驱气藏从压力系统与形成原因可以分为：异常高压水驱气藏、正常压力系统水驱气藏和异常低压水驱气藏，目前的研究主要集中与正常压力系统的水驱气藏和异常高压水驱气藏，而异常低压的水驱气藏很少见。
对于异常高压水驱气藏，由于开采过程不仅要考虑水侵的影响，还要考虑由于地层压力下降造成的气藏物性参数和体积变化，即要考虑介质形变问题。
二、水驱气藏驱动方式的分析在油气藏的开发过程中，驱动方式反映了促使油、气由地层流向井底的主要能量形式。
目前物质平衡方程为判断水驱气藏驱动方式的主要手段，对于定容封闭气藏而言，气压驱动为主要方式：对水驱气藏来讲，在气藏驱动的基础上，驱动方式主要有刚性水驱与弹性水驱两类。
弹性水驱是指在水驱气藏开发过程中，随着采气量的增加和地层压力的下降，造成边、底水的侵入，由于含水层的岩石和流体的弹性能量较大，边水或底水的影响明显，使地层压力下降要比气藏缓慢的一种驱动方式。
供水区面积愈大，压力较大的气藏出现弹性水驱的可能性就愈大。
刚性水驱是指侵入气藏的边、底水能量完全补偿了从气藏中采出的气产量，此时气藏压力能保持原始水平上的驱动方式。
气藏 水驱指数
气藏水驱指数
气藏水驱指数是用来评估油气田中天然气驱替原油的能力的指标。
它是通过比较气相渗透率与水相渗透率的大小来确定的。
气藏水驱指数越大，说明气相渗透率相对较高，天然气在油藏中的驱替能力越强。
气藏水驱指数是油气勘探开发中的重要参数之一，对于评估油气田的开发潜力和优化开发方案具有重要意义。
它是研究天然气驱替原油过程中的关键参数，能够反映气相和水相在油藏中的相对渗透能力。
气藏水驱指数大，说明气相渗透能力强，天然气在油藏中的驱替能力强，开发效果好；反之，气藏水驱指数小，说明水相渗透能力强，天然气在油藏中的驱替能力弱，开发效果较差。
气藏水驱指数的计算方法比较简单，可以通过实验室测定或现场测试得到。
实验室测定时，可以采用气相和水相渗透试验，通过测量气相和水相在相同条件下的渗透速率来计算气藏水驱指数。
现场测试时，可以通过注入气相和水相的方法，观察它们在油藏中的渗透能力来计算气藏水驱指数。
气藏水驱指数的应用范围很广，不仅可以用于评估油气田的开发潜力和优化开发方案，还可以用于评估气藏的储量和开采效果。
在油气田的开发中，通过合理调整注采比和注采顺序，可以提高气藏水驱指数，增强天然气在油藏中的驱替能力，从而提高开发效果。
此
外，气藏水驱指数还可以用于评估注气和注水的效果，指导油气田的生产管理和决策。
气藏水驱指数是评估油气田中天然气驱替原油能力的重要指标。
它可以帮助我们评估油气田的开发潜力和优化开发方案，指导油气田的生产管理和决策。
在油气勘探开发中，我们应该重视气藏水驱指数的研究和应用，提高天然气在油藏中的驱替能力，实现油气田的高效开发。
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外区无因次压力： 外区无因次压力：
P2 D = N3 N4 S 3 K 0 rDe Sσ
(
)
水驱气藏渗流模型及求解
（2）底水气藏渗流模型及求解 ） 水气藏渗流模型及求解
裂缝型底水气藏的水侵多表现为边底水复合侵入的方式， 裂缝型底水气藏的水侵多表现为边底水复合侵入的方式， 研究对象均是外边界封闭的气藏,故可将其简化为一种底水模 研究对象均是外边界封闭的气藏 故可将其简化为一种底水模 型来研究气水界面处压力动态表征。 型来研究气水界面处压力动态表征。对具有底水的裂缝型气 藏可简化为由含气区和含水区构成,其底水驱模型如下图所示 其底水驱模型如下图所示： 藏可简化为由含气区和含水区构成 其底水驱模型如下图所示：
）（4） （3）（ ）得出水气两相的总流量 Q(t) = Qw + Qg ， ）（ ）（2）得出分流量方程： （1）（ ）得出分流量方程： ）（
fw = 1
µwK g 1+ µgKw
（5） ）
渗流实验原理
fg = 1
µgKw 1+ µwK g
（6） ）
f w Q (t )
因此，水相流量为： 因此，水相流量为： Qw = 气相流量为： 气相流量为： Q g
现代油气藏渗流力学
水驱气藏渗流及其应用
水驱气藏渗流及应用
◆地质特征 ◆渗流实验机理 ◆渗流模型 ◆渗流模型求解方法 ◆水驱气藏压力特征 ◆水驱气藏生产特征
地质特征
水驱气藏根据气藏中的气水关系可以将其划 分为边水气藏和底水气藏， 分为边水气藏和底水气藏，水驱气藏地质特征即 是边水气藏地质特征和底水气藏地质特征。 是边水气藏地质特征和底水气藏地质特征。
参考文献： 参考文献：
[1]余进 水驱气藏渗流机理及模拟理论与方法研究 西南石油大学博士论 文.2005,1-2 余进.水驱气藏渗流机理及模拟理论与方法研究 余进 水驱气藏渗流机理及模拟理论与方法研究.西南石油大学博士论 [2]熊钰 裂缝型底水气藏水侵动态分析方法[J].天然气工业 熊钰.裂缝型底水气藏水侵动态分析方法 天然气工业,2010,30(1): 61-64 熊钰 裂缝型底水气藏水侵动态分析方法 天然气工业 [3]李晓平 边水驱气藏气井压力的动态特征 李晓平.边水驱气藏气井压力的动态特征 重庆大学学报， 李晓平 边水驱气藏气井压力的动态特征[J].重庆大学学报，2000，23：83-85 重庆大学学报 ， ： [4]李晓平 不稳定渗流理论在水驱气藏水侵识别中的应用 李晓平.不稳定渗流理论在水驱气藏水侵识别中的应用 李晓平 不稳定渗流理论在水驱气藏水侵识别中的应用[J].应用基础与工程科学学 应用基础与工程科学学 报,2009,17(3):364-368
K rw =
µ w L ∆W
AK∆p∆T
K rg =
K rw R f µ g
µw
Sw
G − ∆S = Vp
渗流实验原理
图2 非稳态法水驱气相对渗透率实验装置图 水驱气前，在模拟地层压力下对岩心饱和气，然后将水压升高至设计的压力， 水驱气前 ， 在模拟地层压力下对岩心饱和气 ， 然后将水压升高至设计的压力 ， 缓慢降低回压达到设计的驱替压差，同时打开计时装置，水驱气开始。 缓慢降低回压达到设计的驱替压差 ， 同时打开计时装置 ， 水驱气开始 。 在驱替过程 中准确记录累积气量、累积水量和累积时间。 中准确记录累积气量 、 累积水量和累积时间 。 整个驱替过程中保持围压和驱替压差 不变，一直驱到岩心中不出气为止。并测定出残余气下的水相渗透率， 不变 ， 一直驱到岩心中不出气为止 。 并测定出残余气下的水相渗透率 ， 用称重法确 定残余气饱和度，根据记录的数据按上述计算方法求出水相、气相的相对渗透率。 定残余气饱和度 ， 根据记录的数据按上述计算方法求出水相 、 气相的相对渗透率 。
感谢
请各位批评、指正。 请各位批评、指正。 谢谢！ 谢谢！
(2)底水驱气藏压力特征（未调研到） 底水驱气藏压力特征（未调研到）
水驱气藏生产特征
（1）边水气藏生产特征 ）
当储层物性分布较均匀，储层为视均质或网状微细裂缝储层时， 当储层物性分布较均匀 ， 储层为视均质或网状微细裂缝储层时 ， 水侵方式多 为边水延产层推进（舌进侵入） 此时，通过试井解释可以发现， 为边水延产层推进（ 舌进侵入） ；此时， 通过试井解释可以发现 ，其综合渗透率 与基质渗透率的比值较小，一般在5~10倍以下，可以推测井区附近无断层，气井 倍以下， 与基质渗透率的比值较小，一般在 倍以下 可以推测井区附近无断层， 无水采气期一般较长，产水情况可控性较好，对气藏或气井危害较小。 无水采气期一般较长 ，产水情况可控性较好 ，对气藏或气井危害较小 。当地层为 裂缝控制渗流通道的储层时，发生水侵的方式多为窜进侵入。此时， 裂缝控制渗流通道的储层时 ，发生水侵的方式多为窜进侵入 。此时， 气井无水采 气期一般都很短，气井出水初期产水量上升迅猛，产水量较大， 气期一般都很短 ，气井出水初期产水量上升迅猛 ，产水量较大， 产水情况难以控 对气藏气井有很大的危害， 严重影响了气藏的采收率、 产量和开采效益。 制 ， 对气藏气井有很大的危害 ， 严重影响了气藏的采收率 、 产量和开采效益 。 边水气藏不同水侵方式的生产特点 不同水侵方式的生产 表1 边水气藏不同水侵方式的生产特点 水侵方式 地层特征 均质网状微 裂缝地层 出水特点 无水采气期较长， 无水采气期较长，产水 可控性好 典型代表 中坝气田雷三气藏，龙头 中坝气田雷三气藏，龙头— 吊钟坝石炭系气藏
图1 底水气藏与边水气藏地质构造图
渗流实验原理
（1）实验原理 测定岩心水测定岩心水 - 气两相相对渗透率 数据时， 数据时，在实验过程中不考虑毛细管 压力和气休膨胀的影响， 压力和气休膨胀的影响，驱替过程为 一等温过程， 一等温过程，水驱在均质岩心中的流 动符合达西定律： 动符合达西定律：
Kw vwµ w = ∂p / ∂L
图3 裂缝型底水气藏底水驱渗流模型示意图
水驱气藏渗流模型及求解
底水气藏渗流数学模型： 底水气藏渗流数学模型：
∂ 2 ∆p 1 ∂∆p KV ∂ 2 ∆p 1 ∂∆p + + + = 2 2 r ∂r K H ∂z η ∂r ∂r
初始和边界条件为： 初始和边界条件为：
t = 0, ∆p (0, r , z ) = 0
图5 外边界封闭的边水驱地层压力动态特征典型曲线
水驱气藏压力特征
图6 外边界封闭的边水驱地层压力动态特征典型曲线
从压力导数曲线可以看出：纯井筒储存阶段，表现为单位斜率的直线； 从压力导数曲线可以看出：纯井筒储存阶段，表现为单位斜率的直线； 气区的径向流阶段，表现为斜率是零其值为0.5的水平直线 的水平直线； 气区的径向流阶段，表现为斜率是零其值为 的水平直线；气区的拟稳定流 动阶段，表现单位斜率直线；水区的径向流动阶段， 动阶段，表现单位斜率直线；水区的径向流动阶段，表现为斜率是零的直线 其值为气水流度比的一半；总系统拟稳定流阶段，表现为单位斜率直线。 段，其值为气水流度比的一半；总系统拟稳定1）边水气藏渗流模型及求解 ） 水气藏渗流模型及求解
由李晓平等建立的边水气藏渗流模型如下图所示： 由李晓平等建立的边水气藏渗流模型如下图所示 ： 边水驱气藏存在两个渗流区域,井底附近的一个区域 井底附近的一个区域(即 边水驱气藏存在两个渗流区域 井底附近的一个区域 即 内区)为不稳定表皮效应引起的渗流区 气区),,另一个区 为不稳定表皮效应引起的渗流区(气区 内区 为不稳定表皮效应引起的渗流区 气区 另一个区 域 ( 即外区) 是半径为re的有界封闭渗流区 水区) 。 即外区 是半径为 的有界封闭渗流区( 水区 的有界封闭渗流区
（1） ） （2） ）
Kg =
vg µ g ∂p / ∂L
渗流实验原理
根据物质平衡原理，导出连续性方程： 根据物质平衡原理，导出连续性方程： 水相： 水相：
∂Sw 1 ∂Qw =− Aφ ∂L ∂t
（3） ） （4） ）
气相： 气相：
∂Sw 1 ∂Qw =− Aφ ∂L ∂t
∂∆p r = 0, =0 ∂r
∂∆ p r = ra , =0 ∂r
∂∆p z = 0, =0 ∂z 0, rR < r < ra ∂∆p qs µ w z = ha , = 282 ,0 < r < ra ∂z 2 K V rR
水驱气藏渗流模型及求解
在拉普拉斯空间,由定水侵速度在气水 在拉普拉斯空间 由定水侵速度在气水 界面处产生的压力降为: 界面处产生的压力降为
舌进侵入
窜进侵入
裂缝控制渗 流通道储层
无水采气期短， 无水采气期短，出水初 期产水量上升快
中坝气田须二气藏， 中坝气田须二气藏，平落坝 气田须二气藏
水驱气藏生产特征
（2）底水气藏生产特征 ）
在底水气藏中，其分类类似于边水气藏，当储层物性分布较均匀， 在底水气藏中，其分类类似于边水气藏，当储层物性分布较均匀，储层为视均质或网状 微细裂缝储层时，多发生气水锥进现象。当地层为裂缝控制渗流通道的储层时， 微细裂缝储层时，多发生气水锥进现象。当地层为裂缝控制渗流通道的储层时，发生水侵的 方式多为气井裂缝水窜。底水气藏发生水侵以后，将会产生许多危害。 方式多为气井裂缝水窜。底水气藏发生水侵以后，将会产生许多危害。裂缝水窜会使气井产 水量增大，气井和气藏产量将快速下降；其次，由于气藏被裂缝水窜所分隔， 水量增大，气井和气藏产量将快速下降；其次，由于气藏被裂缝水窜所分隔，使得地层连通 性变差；并且由于发生了水侵，需要进行排水采气，以及对地层水进行处理， 性变差；并且由于发生了水侵，需要进行排水采气，以及对地层水进行处理，这都将大大增 加气藏开采成本。 加气藏开采成本。
水驱气藏渗流模型及求解
内外边界条件： 内外边界条件： P1D (rDe ,0) = P2 D (rDe ,0) = 0