低渗透/特低渗透储层启动压力梯度与非达西渗流相关问题探讨

penaldo

“penaldo的无端指责没有任何论据，逻辑混乱，自相矛盾”
首先，我不知道窦专家何出此言？又在哪里自相矛盾了？我是第一次听说压力系数低于1的油藏需要注水补充“启动压力”，注意，我打了引号，我质疑的是补充“启动压力”，并没有反对注水是补充地层能量。低渗透油藏由于需要较大的压差才能形成工业流量，所以即使用人工举升方法将油井的井底压力降到很低的水平，仍然产油效率很低，所以需要注水补充地层能量，提高生产压差。窦专家企图转移话题，让人质疑我连基础的油田开发知识都不懂。
退一步来说，即使我确实对油田开发一无所知。你可以指责我知识匮乏，或者不懂装懂，但我并没有推理和结论矛盾的地方，因为我并没有给出结论，我只是质疑您。因此，您指责我“逻辑混乱，自相矛盾”，就没有任何根据了，这只会让人觉得您在虚张声势。并且，我相信，所有网友都是第一次听说窦专家提出的“注水是补充压力系数低于1油藏的启动压力”这个说法，不是吗？

好，我知道窦专家又会接着钻空了，“penaldo承认注水补充地层能量，从而提高压力系数，这不就是承认了压力系数低于1的油藏存在启动压力吗?”我发现窦专家有一个习惯，当他遇到回答不了的问题的时候，就会想方设法写一大段让人看了云里雾里的论述（见下文），莫测高深，把很简单的道理整得很复杂，或者转移话题，但从来不正面回答问题。可惜这种伎俩在逻辑严密的人看来，不堪一击。不好意思，我不会给您钻空子的机会。首先，大家都知道，启动压力是针对低渗油气藏储层提出的概念，且不说存在与否（李传亮教授已经有详细的论述），至少启动压力和压力系数一点关系没有。注意，我说的是“低渗透”如果压差不够，产油量很低，并没有说“压力系数低于1的油藏”，也没有说不流动。如果渗透率足够高，即使压力系数低于1，我不需要注水，只需要通过泵降低井底压力，就能实现足够高的油流，就像农村里抽地下水的抽水机一样。如果油质较轻，有的低压油藏甚至还能通过氮气气举实现自喷。

窦专家引用了胡文瑞院士的一段话并加以评论：“这口‘干井’自喷原油了，说明压力系数超过了2，或者更高，污水井压力回灌的重要作用就是给80多年“有油而不出油”的三叠系储层提供了“启动压力”，导致渗透率较低的三叠系储层产油了。上面的实际已经证明了异常低压的低渗透油藏存在“启动压力”，已经成为一种事实，总不能视而不见吧！”。注意，这句话逻辑不混乱，但是有漏洞。这种只能说明压力系数低于1并且“低渗透”的长庆油田通过注水实现了“工业”油流（请注意我的引号），并不能说明压力系数低于1并且“高渗”的油田存在启动压力。这就是我提出质疑的重点。窦专家连我质疑的点都没搞清楚，就上来一阵乱喷。窦专家说压力系数低于1的油藏存在启动压力梯度，所以需要注水补充启动压力才能开发。换句话说，如果压力系数低于1的油藏不通过注水就能实现工业油流，那么窦专家的观点就错了。请接着看下文：

“液体分子排列的最大特点是远程无序而短程有序，即首先液体分子在短暂时间内，在很小的区域(与分子距离同数量级)作规则的排列，称为短程有序；其次，液体中这种能近似保持规则排列的微小区域是由诸分子暂时形成的，其边界和大小随时改变，而且这些微小区域彼此之间的方位取向完全无序，表现为远程无序。因而液体的物理性质在宏观上表现为各向同性。液体分子间的距离小，相互作用力较强，分子热运动主要表现为在平衡位置附近做微小振动，但其平衡位置又是在不断变化的，因而，宏观上表现为液体具有流动性。液体没有一定的形状，只有一定的体积。而气体分子极度散乱，间距很大，以高速向四面八方运动，粒子间作用力较小，容易被压缩，具有流动性。体积不固定，形状不规定。”
求求您能说点人类能听懂的语言行不？一位诺贝尔奖得主（名字我忘了）在每次学术交流之前，都会先给高中学历的妻子演讲，反复修改讲稿，直到他的妻子能听懂了之后，再上讲台讲给大家听。难道非要整得如此高深才能代表您水平高吗？我也不知道哪位专家能看懂如此晦涩的语言，或者您自己都不知道自己在说什么，反正我学历低看不懂。我只想和大家做几道简单的数学题。埋深1000m的油藏，油质较轻（相对密度0.8），压力系数0.9（低于1），也就是原始地层压力大约9MPa。完井后我通过氮气气举（由油套环空大排量注入氮气，从油管中返出），顶替出油管中的泥浆或水，有效降低了油管内的流体密度，后期油管中逐渐被地层原油占据充满，1000m深的油柱形成8MPa的井底压力，换句话说，井口还有余压1MPa。我想请问，现在压力系数低于1的油井能不能自然喷出原油？还需不需要人工注水补充“启动压力”？进一步说，如果压力系数再低点，油质再重一点，自喷不了，我通过泵把井底压力降到4MPa甚至更低，如果渗透率足够高，在没有注水补充“启动压力”的情况下，生产压差高于5MPa能不能满足工业油流？

“从这段话看，penaldo前面几句是在说“低渗透气藏”，而后面几句是在说“低渗透油藏”。近年来，本人研究的是“低渗透油藏”的相关问题，但从未讨论过“低渗透气藏”的事宜。”
窦专家以为我也像他一样，偷换话题，其实不是。我们知道，不管是油藏工程还是气藏工程，不管是油渗流还是气渗流，都是基于Darcy公式推导而来的。既然都是基于Darcy公式，那么对于地下渗流来说，油和气的差别在本质上仅仅是粘度不同而已。油的粘度随压力有一定幅度变化，在一般情况下我们可以简化给定一个值。而气体的粘度和体积压缩系数Z随压力P的变化幅度较大，因此在一定条件下必须处理为压力P的变量。所以才出现了压力、压力平方和拟压力等气体渗流方程。形式变了，本质没有变。我这么说是省略了中间一些话，以为窦专家您明白这个道理，而这番话恰恰反应了您不懂油气渗流。既然油气渗流的本质是一样的，那么按照窦专家的说法，压力系数低于1的气藏同样需要注入水或气补充“启动压力”才能流动，否则不会流动。然而我们为什么不需要补充“启动压力”就能开采低压气藏呢？窦教授的解释是“气体没有一定的体积，它总是充满它所能达到的全部空间，也就是说，把气体放进任何一个容器中，它总能充满整个容器。这个特点是他与液体不同的。气体是‘无孔不入’”。那么我就请问了，气体由地下流向地面的动力是什么？我们姑且姑且假设窦专家这番话是对的，为什么我用井筒将气藏和地面连通后，不是地面的空气流向地下，而是地下的天然气流往地面呢？大家都会说，是因为地下的压力比地上高。这句话是对的，但是问题就来了，按照窦专家的说法，如果压力系数低于1的气藏存在启动压力，地下的压力不足以举升气体达到地面，这不就自相矛盾了吗？好吧，我来给大家解释一下真实的原因，其实就是相对于油藏来说，气藏更容易达到自喷的条件。我们回到上面的算术题，通过氮气气举有效排出油管内的水之后，1000m的气柱大约只有0.1-0.2MPa的压力，因此生产压差最大能达到9MPa，并且气体粘度小，流动阻力小，完全能靠流体的弹性能实现自喷，所以压力系数低于1的气藏一般都能采用衰竭式开采。不知道我的论述窦专家是否能听明白？

“为什么需要启动压力？其实道理很简单，就是压力系数低于1的油藏能量不够，地层有流体而不能流动，通过其他手段提供能量使这些流体流动起来而已。”
我是看到这句话才忍不住质疑窦专家的。本想质疑您逻辑混乱，偷梁换柱。结果发现您是自己定义“启动压力”了，所以说您“标新立异，自创名词”，你原本沿用的是长庆油田对超前注水补充地层能量这个做法的一种解释，但是您自己把自己搞晕了，您把这个“启动压力”和我们油层物理教材里经典定义的“启动压力”混为一谈了，并且越谈越离谱，最后您提出压力系数低于1的油藏存在启动压力，这是完全不对的。长庆超前注水的本质是“低渗透”，而不是“压力系数低”，“压力系数低”仅仅是长庆油田的另一个特征而已。然而您在解释启动压力的时候又时不时会回到经典的“启动压力”定义上，所以李传亮教授一开始没注意，还以为您讨论的是经典的“启动压力”。“压力系数”可以用来衡量地层能量补充程度的重要指标，没有问题。这只是一种评价方法，我们可以提出很多种方法，但机理只有一个。这和我质疑您的观点是两回事。您连问题都没搞清楚就开始喷。什么叫“逻辑混乱，自相矛盾”？我相信您的表演已经充分展示给大家看了。

我说审稿的事是我开始以为您发的是已通过期刊发表的文章，后来才注意到这只是一篇网络文章。我记得您以前有篇文章《质疑不存在启动压力之观点》说过，“实验是检验和验证认识是否正确的唯一手段”，从此以后我就对您的文章再也没多少兴趣。看来窦专家一直以来是很擅长偷换概念的。我还真不知道您在《石油学报》等刊物发表了类似观点的文章，如果真是这样，我会给《石油学报》的编辑发一封邮件，提醒他们的审稿专家遗漏了这么明显的错误。毕竟人都会犯错误，这很正常。但是明明指出错误了还不改，甚至强词夺理，在我看来就是耍流氓了。

窦专家给我回复之后，我就把这个贴子发给很多学者看，他们都叫我不用回应如此文章，说没有必要。我先前质疑的每句话都有理有据，窦专家居然用了3个“荒唐”来回复我。我这次的回复在窦专家看来是不是还是很“荒唐”呢？学术讨论本应该就事论事，我只针对窦专家的观点提出质疑，然而窦专家的回复就不那么专业了。窦专家说我“逻辑混乱，自相矛盾”，虽然没提出事实依据，但毕竟是针对我的观点而言，这没什么，我可以再反驳您的推断。但是“以圣人自居”、“荒唐可笑至极”、“奉劝学习谦卑”这样的语句就涉嫌质疑我的动机和人品了。讨论问题的基础就是只问是非，不问动机，更不能人身攻击。上面的文字如有让大家感觉不舒服的地方，敬请原谅。我只是针对窦专家3个“荒唐”的一点反击，连这么简单的道理还需要在这讨论，我感到很无奈。但逻辑我相信还是讲得比较清楚，耍流氓我不会。我相信这几道数学题还是做对了的，大家也可以去问问身边的老师或者油田的专家，或者和现场还有什么矛盾的地方。如果大家还有疑惑，小弟愿意亲自解答。我的电话是13661386208，随时欢迎来电讨论。

smartdou

我想大家看了penaldo在30楼的回复，除了一些“指责”和“谩骂”以外，那些解释我想大家依然看不懂他在解释些什么？是否将什么是低渗透储层渗流过程中的“启动压力”或者“启动压力梯度” ？我想不会令大家满意吧！为了讨论问题方便，将其回复贴在下面:      
（1）本人并没有说过”“注水是补充压力系数低于1油藏的启动压力” （图中第一个红线的句子）。这是penaldo自己的话。
    本人一直强调的是低渗透或特低渗透油藏压力系数低于1启动压力的存在问题，在任何文章、论坛及发言中一直没有讨论过“渗透率高，且压力系数低于1”的状况，而penaldo使用了如此恶毒的语言：“窦专家引用了胡文瑞院士的一段话并加以评论：‘这口‘干井’自喷原油了，说明压力系数超过了2，或者更高，污水井压力回灌的重要作用就是给80多年“有油而不出油”的三叠系储层提供了“启动压力”，导致渗透率较低的三叠系储层产油了。上面的实际已经证明了异常低压的低渗透油藏存在“启动压力”，已经成为一种事实，总不能视而不见吧！’。注意，这句话逻辑不混乱，但是有漏洞。这种只能说明压力系数低于1并且“低渗透”的长庆油田通过注水实现了“工业”油流（请注意我的引号），并不能说明压力系数低于1并且“高渗”的油田存在启动压力。这就是我提出质疑的重点。窦专家连我质疑的点都没搞清楚，就上来一阵乱喷”。


上面是penaldo的质疑，大家可以看看，哪里有提到过他所提到的“这种只能说明压力系数低于1并且“低渗透”的长庆油田通过注水实现了“工业”油流（请注意我的引号），并不能说明压力系数低于1并且“高渗”的油田存在启动压力。这就是我提出质疑的重点（penaldo语）”。所以，我们看看是谁在“转移话题，但从来不正面回答问题（penaldo语）”。而本人对启动压力的定义是：低和特低渗透储集层致密，储集层压力较低，一些地区的储集层内压力系数小于1，我国长庆油田压力系数在0.6~0.8之间，储集层中流体流动的压力梯度未达到一定压力界限，流体在储集层中不具备流动条件，导致储集层内的流体不会发生流动，需要外加流体压力才能流动，将这个外加的使流体流动的压力，通常称“启动压力”。如果是平面线性流动，将其折算到单位长度的压力，通常称其为“启动压力梯度”（Threshold PressureGradient）。
（2）试油过程中的“氮气气举诱喷”不能和工业生产过程相提并论。
    在许多井中试油过程中现场都使用大排量“氮气气举诱喷” ，由于这种操作在井底形成的负压较大，是近井地带的油可以流到井底，并自喷，但维持时间都相当短，在现场工作时间较长的工程师们都很了解，它形不成工业油流的。
    另外，很奇怪的是大家一直都在讨论的低渗透油藏的“启动压力”而penaldo突然就跳到了高渗透油藏来进行质疑，“如果渗透率足够高，在没有注水补充“启动压力”的情况下，生产压差高于5MPa能不能满足工业油流？（penaldo语）”，难道这种逻辑很正常？
    我们再来分析penaldo给出的例子，并讨论几个问题：“埋深1000m的油藏，油质较轻（相对密度0.8），压力系数0.9（低于1），也就是原始地层压力大约9MPa。完井后我通过氮气气举（由油套环空大排量注入氮气，从油管中返出），顶替出油管中的泥浆或水，有效降低了油管内的流体密度，后期油管中逐渐被地层原油占据充满，1000m深的油柱形成8MPa的井底压力，换句话说，井口还有余压1MPa。我想请问，现在压力系数低于1的油井能不能自然喷出原油？还需不需要人工注水补充“启动压力”？进一步说，如果压力系数再低点，油质再重一点，自喷不了，我通过泵把井底压力降到4MPa甚至更低，如果渗透率足够高，在没有注水补充“启动压力”的情况下，生产压差高于5MPa能不能满足工业油流？”
    1）请问不给地层补充能量这种生产能维持多久？
    2）讲泵下到井底，就能降低4MPa的压力吗？地层压力是谁想降多少就能降多少？
    3）请问生产压差是可以想要多少就能有多少？如果这样的话地层的原油就是取之不尽用之不竭吗？
    4）长庆渗透率在2mD以下的油藏，无自然产能的油井，请问这样的油井将压差放大到多少就可以长期实现“工业生产”？
    难道这不“荒唐”吗？
（3）气藏渗流与油藏渗流有着本质的不同
    气体和液体在性质上存在较大差异，导致其在渗流过程中也与液体不同：   
    1）气体产量不是和压差成直线关系，而是和压力平方差成正比关系。
    2）气体体积随温度和压力都会发生变化，越靠近出口端，压力越低，气体体积越膨胀，流速增加比液体快的多。
    但由于人们“在研究气体渗流时，引入了一些新的变量，仿照研究液体渗流所采用的方法，得出来的渗流方程及解和液体渗流方程及解具有相似的形式，但在物理实质上则有差别(葛家理：《油气层渗流力学》1982年版，p123)”。所以，Penaldo下面批判的语言正确与否，大家评判：
   “那么对于地下渗流来说，油和气的差别在本质上仅仅是粘度不同而已。油的粘度随压力有一定幅度变化，在一般情况下我们可以简化给定一个值。而气体的粘度和体积压缩系数Z随压力P的变化幅度较大，因此在一定条件下必须处理为压力P的变量。所以才出现了压力、压力平方和拟压力等气体渗流方程。形式变了，本质没有变。我这么说是省略了中间一些话，以为窦专家您明白这个道理，而这番话恰恰反应了您不懂油气渗流”。
    我们比较葛老师的论述与penaldo上面的语，气体与液体渗流相比是形式和本质究竟谁变了，谁没有变，我想也就一目了然了。比较完这两段话，让读者评判究竟谁不懂渗流力学。
（4）我们再来分析penaldo下面一段话，看看他的无端指责

    本人在在任何地方都未说过压力系数低于1的气藏渗流需要“启动压力”之说，或目前气如何补充能量的研究论文。上面的红线部分都是penaldo靠自己的一些假设进行了无端攻击。
   还是要强调一下气体与液体性质的不同，导致气体和液体在储层中的分布形式不同，人们“把气体放进任何一个容器中，它总能充满整个容器”，而液体就不能。这就是为什么气体可以在渗透率极低极低的地层中渗流的原因，而液体则不能。由于气体的性质与液体差异较大，在地层压力下只要有孔隙，气体就会有流动，并充满它。我想其他的大家去思考和理解即是。
（5）谁再将“启动压力”和经典教材中的“启动压力”混淆？
    我定义的低渗透储层渗流过程中的“启动压力”或“启动压力梯度”，又何时将它与经典教材中的“启动压力”混淆过？在何处“混为一谈”了 ？再说，经典教材中何处又有“启动压力”的概念？压汞得到的毛管压力曲线中的“阈压”，有人称“启动压力”，这个启动压力不是我们在低渗透油藏渗流中讨论的“启动压力”。这个压力是指非润湿相开始进入岩样最大喉道的压力。这个压力与人们讨论的低渗透储层渗流中的“启动压力”之间有一定函数关系。这里不再赘述。因此说，让大家评判：谁“连问题都没搞清楚就开始发言（‘喷’(penaldo语）”，谁在骂人，使用不文明语言，是就事论事吗？

penaldo

又在偷换话题，满篇的漏洞，自己找找再贴出来吧，别这么仓促，省得我说出来又让您难堪。我开始好意提醒您，您却来质疑我的动机和人品，当一个人穿着西装打着领带以一种看似文明的方式跟你耍**的时候，你该怎么办？那就是无情地回击他。窦专家先违反规则，对您这样的人就不能客气。我建议您的话想清楚再说，您想继续是吧？我奉陪，不过过几天再说，这段时间太忙了，没时间跟你多耗。也好让大家发表一下自己的见解。

sunyuanwei6

窦老师，您好！有几个问题想请教一下。
（1）气体跟液体非达西渗流要求的地层条件有什么不同吗？
（2）低渗透气藏压裂生产的时候，在储层内的渗流认为是非达西的，在裂缝内是不是认为是达西的，但是我看到很多不同的说法，您能不能给个肯定的答复。

smartdou

sunyuanwei6 发表于 2014-4-1 15:43
窦老师，您好！有几个问题想请教一下。
（1）气体跟液体非达西渗流要求的地层条件有什么不同吗？
（2）低 ...

窦老师，您好！有几个问题想请教一下。 （1）气体跟液体非达西渗流要求的地层条件有什么不同吗？ （2）低渗透气藏压裂生产的时候，在储层内的渗流认为是非达西的，在裂缝内是不是认为是达西的，但是我看到很多不同的说法，您能不能给个肯定的答复。

      答问题1：气体与液体在地层的条件是不同的。一般气层渗透率和孔隙度都要比油层的渗透率要小。一般低渗透气层K<0.01毫达西，孔隙度<10%;而高渗透气层K>50毫达西，孔隙度>20%。而油层的渗透率和孔隙度都要比气层的高。
      答问题2：实际上，低渗透储层在压裂（特别是目前的体积压裂）后层内流动是否是非达西流动，在地面进行测试也是目前一个渗流力学实验的难题。
      是否流动呈现非达西渗流，可以通过产量进行判断，其实也就是气藏试井，如果是非达西流动的话，气井产量Q和压力P的平方差之间的关系不是直线关系，而是抛物线关系。采气指示曲线是一条通过远点的抛物线。供您参考，同时您也可参考学习气藏工程和气藏试井等。

sunyuanwei6

smartdou 发表于 2014-4-1 21:57
答问题1：气体与液体在地层的条件是不同的。一般气层渗透率和孔隙度都要比油层的渗透率要小。一般 ...

首先，谢谢窦老师！
然后，我想再请教几个问题：
       （1）低渗透储层生产的时候，往往在井的周围划定一个区域，认为是非达西渗流的，然后距井较远的地方的渗流，认为是达西的，这是为什么？这样认为有什么依据吗？如果只是划定这么一个区域的话，那么考虑非达西和不考虑非达西得出的产能应该不很大，是吗？
       （2）如果没有试井资料的话，如何确定低渗储层是达西渗流还是非达西渗流？一般计算产能的话，认为低渗储层是达西还是非达西渗流？如果是垂直压裂井的话，认为低渗储层内是达西流动，裂缝内是非达西流动，影响大吗？
再次谢谢窦老师！

smartdou

sunyuanwei6 发表于 2014-4-2 10:21
首先，谢谢窦老师！
然后，我想再请教几个问题：
       （1）低渗透储层生产的时候，往往在井的周围划 ...

问题： （1）低渗透储层生产的时候，往往在井的周围划定一个区域，认为是非达西渗流的，然后距井较远的地方的渗流，认为是达西的，这是为什么？这样认为有什么依据吗？如果只是划定这么一个区域的话，那么考虑非达西和不考虑非达西得出的产能应该不很大，是吗？答：通常您说的这种划定，也是一种认为的假定。流体在地层中的流动，影响到地层边界一般经历3个阶段，第1阶段是先期的不稳定流，第二阶段是拟稳定流，第三阶段是稳定流。对于中高渗透油藏而言，不稳定流动的时间很短，一般是几个小时或者几天。对于低渗透/特低渗透油气储层而言，不稳定流动可以延长数月。不稳定流持续的时间长短，通常采用导压系数K/（μφC）来衡量，导压系数越大，不稳定流的持续的时间就越短。由于储层油气流动是逐渐向边界传递的，所以有人划分为什么离井远的认为是达西流，距井较近的是非达西流。但如果是非达西流动就应该按非达西流动来处理。
问题：（2）如果没有试井资料的话，如何确定低渗储层是达西渗流还是非达西渗流？一般计算产能的话，认为低渗储层是达西还是非达西渗流？如果是垂直压裂井的话，认为低渗储层内是达西流动，裂缝内是非达西流动，影响大吗？
答：是否是非达西流动不论采用什么样的试井方法，您都要采用一种，去判断是否是非达西流动。没有其他任何办法。
    关于储层呈达西流动，裂缝内流动呈非达西流动也是一种假设而已。这样假设的话，问题会很复杂，如果认为流体从基质中流出，通过裂缝交换，然后再流入井筒的话。您就需要考虑基质中的流动模拟，同时要考虑裂缝中的流动模拟。

sunyuanwei6

smartdou 发表于 2014-4-2 21:04
问题： （1）低渗透储层生产的时候，往往在井的周围划定一个区域，认为是非达西渗流的，然后距井较远的地方 ...

首先，谢谢窦老师的答复，但是仍然有些疑问。
（1）“由于储层油气流动是逐渐向边界传递的，所以有人划分为什么离井远的认为是达西流，距井较近的是非达西流。”这句话是什么意思，我还是没弄明白。这是说波及到了是非达西流，没波及到是达西流吗？但是压力没波及到的时候流体不应该是不流动的吗？
（2）不通过试井就不知道低渗透储层的渗流规律，这是不是说有的低渗透储层里面渗流规律是达西渗流，而有的是非达西渗流，那达西渗流和非达西渗流储层的比例大约各占多少？
（3）压裂优化是在明确了低渗储层渗流规律的前提下进行的，那么假设低渗储层内渗流是达西的，裂缝内流动是非达西的这么个前提，压裂优化设计有研究的意义吗？能对实际产生指导吗？