合理生产压差的确定方法

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1、测试合理生产压差的确定方法 测试合理生产压差的确定方法n测试合理生产压差确定的意义n测试合理生产压差确定应考虑的因素n测试合理生产压差的确定方法测试合理生产压差确定的意义n生产压差过小，使得侵入井底附近地带中钻井泥浆中的固相微粒难以排除，达不到清除井壁附近污染的目的。n生产压差过小，还可能使井筒中的积液难以排出，造成井底积液。 测试合理生产压差确定的意义n生产压差过大，又可能造成气体渗流的 非线性效应严重，使用压力恢复资料所 求得的地层渗透率值，不是反映地层的 真实值。 n生产压差过大，还要造成井壁失稳、垮 塌、地层出砂而使测试失败或造成井壁 附近储层岩石永久性压密，再次造成应 力污染。 合理

2、生产压差确定应考虑因素n井筒携液问题n返排泥浆侵入地层中的固相颗粒问题n考虑渗流的非线性问题n储层出砂的问题n考虑井筒中的问题井筒携液在钻井和完井过程中，都可能残留液体在井底，在深井测试时，要在一开时要能排出井底积液，因此，在设计生产压差时，必须要考虑能在测试一开时，将井底积液排出。 返排泥浆侵入地层中固相颗粒在高温高压气井钻井过程中，由于地层 为 高压气层，为防止发生井喷，往往需要加大 泥 浆密度，这样，当钻开油(气)层时，泥浆就 会 侵入到储层孔隙中，由于又是高温，泥浆的 性 能难以稳定，一些固相颗粒就脱离出来，堵 塞 储层渗流通道，降低储层渗透率。为此，在 测 试时，需要考虑气流速度，让

3、泥浆固相颗粒 返 排出来，以减少储层伤害。 非线性渗流气体在渗流时，井底附近极易产生非线性效应，非线性效应的产生在井底产生附加压力降，并且会影响测试数据分析的质量，造成分析结果的错误。 储层出砂在考虑合理生产压差时，必须考虑储层的出砂问题。生产压差越大，井眼周围岩石骨架应力越大，储层越容易破坏。因此，在考虑合理生产压差时，必须考虑储层出砂的问题。 油管强度及变形井筒中问题主要考虑油管的变形与破坏、封隔器的失效等问题，即测试管柱的力学问题。 测试合理生产压差的确定方法n生产压差与气产量之间的关系 n从井筒携液的角度研究合理生产压差 n从返排泥浆侵入地层中的固相颗粒研究合理生产压差 n从渗流的非线

4、性效应研究合理生产压差 n从井壁稳定出砂的角度研究合理生产压差n合理生产压差的综合评判生产压差与气产量之间的关系由于超深气井具有压力高、温度高的特点。因此，超深气井在地层中的渗流满 足如下的二项式渗流定律：其中： 生产压差与气产量之间的关系P：地层压力，MPa r：距气中心的径向距离，m：地层气体粘度，mPas K：地层有效渗透率，um2 v：地层条件下流向井底的气体流速，m/s：湍流引起的惯性阻力系数：气体的密度 ：气体的相对密度 Z：气体偏差系数 T：气藏温度K R：通用气体常数 生产压差与气产量之间的关系在地层中一截面处的气体流速由下式表示：已知气体的体积系数可表示为： 将其代入上式得：

5、 生产压差与气产量之间的关系将气体流速v代入二项式渗流定律：对上式进行分离变量，并考虑取平均压 力下的 和 值进行积分得： 生产压差与气产量之间的关系其中：生产压差与气产量之间的关系上式即为生产压差与气产量之间的关系式 ， 可进一步写为：其中：返回1返回2从井筒携液的角度 研究合理生产压差在钻井和完井过程中，都可能残留液体 在 井底，在气井的测试过程中，一个重要的作 用 就是要排除井底积液。根据文献研究表明， 运 用气流进行井底排液需要的最小流速为：:液体表面张力 (mN/m)从井筒携液的角度 研究合理生产压差若测试管柱的横切面积为A，则排液 所需要的最小流量为：表面张力可按下式进行计算:其中

6、： 从井筒携液的角度 研究合理生产压差只要已知温度、压力以及气体性质、油管大小，则可以计算气井排液所需要的最小流量qc，将qc代入(1)式中，即可计算井筒携液条件下，所要求的气井最小生产压差 。 从返排泥浆侵入地层中的 固相颗粒研究合理生产压差根据C.M.吉里耶夫的资料，充填在 孔 隙中的微粒发生运移的液流最小速度为：式中： a：带时间因次的实验系数，a=0.51.7 d：填充固相颗粒的直径 g:气体的密度从返排泥浆侵入地层中的 固相颗粒研究合理生产压差ko由下式计算：式中： r：岩石密度 f：颗粒摩擦系数 ：液流方向与气井垂直方向的夹角，若为直井，则有=90o。 从返排泥浆侵入地层中的 固相

7、颗粒研究合理生产压差若钻井液固相颗粒侵入的深度为L ，那 么， 在L处，返排泥浆侵入地层中的固相颗粒必须 的真实速度为： 即： 根据渗流速度与真实速度的关系： 可得： 从返排泥浆侵入地层中的 固相颗粒研究合理生产压差则：又因为：所以：将q代入方程(1)式中，可得将钻井液中的固 相颗粒返排入井的最小生产压差 。 从渗流的非线性效 应研究合理生产压差因为：式中： 称为线性项， 称为非线性项。 为使试井解释结果可靠，存在有非性效应项所的比例不能太大，否则，试井求出的参数的结果不可靠。由此，可得： 从渗流的非线性效 应研究合理生产压差将qsc代入(1)式中，可得从非线性效应所得到的最大生产压差为 。

8、从井壁稳定出砂的 角度研究合理生产压差n从井壁岩石的坚固程度确定合理压差 垂直井井壁岩石的坚固程度判据：式中：C：产层岩石抗压强度，MPa：井壁岩石承受的最大切向应力，MPa 从井壁稳定出砂的 角度研究合理生产压差：岩石泊松比 ：上覆岩石平均密度，kg/m3 g：重力加速度，m/s2 H：产层中部深度，m Pe：地层孔隙流体压力，MPa Pwf：井底压力，MPa 从井壁稳定出砂的 角度研究合理生产压差从上式中可以得出： 就是井底不垮塌、井壁不出砂的最大生产压差。 从井壁稳定出砂的 角度研究合理生产压差n从井壁岩石抗剪切强度确定合理生产压差 国外石油工作者认为预测出砂需要考虑 地 层岩石的强度，认为剪切强度同油气井生产 压 降具有密切的关系。70年代初EXXON公司开 始寻求二者之间的关系。发现当生产压差是 岩 石剪切强度的1.7倍时，岩石开始破坏并出砂 。 国内外通过大量的分析计算表明，该方法预 测 确度极高。 合理生产压差的综合评判从上面四个方面研究了测试合理生产压 差的确定。合理的生产压差必须满足以上四 个方面的条件，若设生产压差为 ，则必 须 有： 仍需注意的问题合理生产压差由上述四种影响因素来确定， 即：n井筒携液n返排泥浆颗粒n非线性渗流n井壁稳定出砂 除此之外，还应考虑生产压差对测试管柱安 全 性的影响，进行测试管柱的设计与校核。