气藏工程课件6

《气藏工程课件6》由会员分享，可在线阅读，更多相关《气藏工程课件6（59页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第六章 气井产能分析 第一节 指示曲线分析 第二节 无阻流量的确定 第三节 井底压力计算 第四节 单井产量预测 第五节 气井合理产量 难点:气井绝对无阻流量的确定,多点法,一点法,等 重点:1 井底压力计算中的有关参数的确定2异常指示曲线分析,第一节 指示曲线分析 一、概述在我国,经常使用的指示曲线有两大类:一类是流入动态曲线( Inflowe Performance Relationship )即IPR指示曲线, 一类是 产能指示曲线 包括二项式和指数式两种.,指数式 指示曲线,二、 IPR 公式设想一水平,等厚和均质的圆形气层中心的一口直井,径向流入井底.根据达西平面径向流公式 。,取平均

2、压力,用平均压力确定,稳定流达西产能方程简化为压力平方形式,常见试井指示曲线的类型,第二节 无阻流量的确定,一、无阻流量概念 二、产能方程 三、产能测试 四、影响气井产能的参数因素 五、手工方法分析产能试井资料（等时试井）（习题课）,一、无阻流量的概念,1.定义:井底压力Pwf等于大气压时的产气量,记为QAOF.,由定义可知,显然,无阻流量无法直接测量,但可以根据产能方程计算得到,2.研究意义:气井的无阻流量是反映气井潜在产能大小的重要标志,无论是新发现的产气探井还是投产井,都要不失时机的了解无阻流量.气井的无阻流量是气井配产的主要依据. 3.研究气井产能注意问题:“气井产能”、“无阻流量”、

3、“井口产气量”无阻流量：一口井的最高极限产量。但对于一些特殊岩性的储层，即使严格按照规范的修正等时试井法进行测试，有时却发现计算的无阻流量还不及某些油嘴开井的实际井口产量高。曾被怀疑为分析结果有误。同一口井，采取不同的测试方法，同一测试，采用不同计算方法，得到的无阻流量存在着差别，甚至相差很远。,.(1),-影响惯性阻力的孔隙结构几何特征参数,1.二项式方程,二、产能方程（回压方程）（P108）,由上式得到二项式压力平方方程:,式中:,Pe-供给边界上的地层压力，Pa,Pwf-井底流动压力，Pa,qsc-气井的地面标准流量，m3/s,1）二项式压力平方方程,无阻流量:,由非线性渗流方程同样可得

4、到二项式拟压力方程:,式中:,m（Pe）-供给边界上的拟地层压力，Mpa2/（mPa。s ）,m（Pw）-拟井底流动压力， Mpa2/（mPa。s ）,qsc-气井的地面标准流量，m3/s,2）二项式拟压力（P81-P83）方程,注意：,1。二项式压力平方方程考虑气体的压缩性，但忽略了 粘度与Z系数与压力的关系。 2。在实际中，二项式拟压力方程精确度要高些。,无阻流量:,2.指数式方程,指数式方程,C流动系数，与流体性质,地层性质有关，若压力不稳定:,n渗流指数， 0.5n1。n=1,表明地层中气体流动完全呈层流状态；n=0.5，完全的湍流（非达西流）。,罗林斯和谢尔哈特提出经验式：,式中：,

5、qsc-标准条件下的气体产量，m3/d,-关井到完全稳定时得到的平均地层压力，MPa,Pw-井底流压，MPa,无阻流量:,由于二项式产能方程是从渗流方程推导而来的，它对于不同地层的适用性及准确程度高一些，相反指数方程只是一种经验公式，准确程度相对较差。,(1)测点产气量超过无阻流量一半以上时，两种方程计算结果差别不大,3.两个产能方程的差别,一口在均质砂岩地层中的气井产能试井数据，4个工作制度进行回压试井，选择的测试点产量分别是2、4、6、8 *104m3/d。,(2)测点压差较小时，指数方程产生较大误差,4. 产能方程的三种不同压力表达形式（p81-83）,究竟使用哪种形式，看测点压力范围。

6、(p81参考范围：低压10MPa高压30MPa) 总的来说，拟压力能保证精度。,1. 稳定试井(常规回压试井流量逐次更替试井，1929，1936),三、产能测试（P111-116）,条件:1 .关井求得稳定的压力2.采用三-五种工作制度（用三个以上不同的气嘴连续开井），同时记录气井生产时的井底流动压力。即以不同的产量（通常是增加的次序）依次进行3.每一流动时间需要持续到井的压力达到稳定,测试数据:产气量,地层压力,井底流压,图1.关井的稳定试井工作制度示意图,实际确定生产方程的系数C,n,A,B,测试数据:产气量,地层压力,井底流压,要求不仅产气量稳定，而且流压也已达到基本稳定，同时要求地层压

7、力也是基本不变的。但是，现场施工时，达到流压稳定是很困难的，为了达到稳定，采取长时间开井，但又造成地层压力下降。,产能试井资料整理具体步骤:,1)关井测地层压力和测试各确定的气井稳定工作制度下的压力和产量,2)按照二项式和指数式方程整理测试数据表:,3)分别绘制二项式和指数式指示曲线,将二项式化成直线 式,将指数式化成直线 式,4)分别求生产方程,分别回归二项式和指数式直线 ，求得截距A与lgC，斜率B与n,2. 多点回压试井（1955,Culleder）,1)二项式方程,各个测点压力Pw和产量可构成m个方程组：,某些原因，不能关井求得地层压力,只要求几个点稳定测点资料来求地层压力和产气方程.

8、测试数据:产气量, 井底流压, ,(1)式减 (2)式有：,(1)式减 (m)式有：,通式可写为：,按 坐标整理测试资料，该式为一直线方程。,根据直线的截距A 斜率B和二项式求地层压力：,2）指数 式产气方程 方法1： 对于任意m个测点，同样构成m个方程组,(1)/(2)：,(1)/(m)：,通式：,做法：,1。对于任意两个测点，给一组n值，利用上式可计算一组Pe2值。,3。两两组合的测点有一组直线，在Pe2 -n图 上各 直线的交点即为所求的Pe2 n,2。作Pe2 -n图，可得一条直线，,方法2：,1。由指数式方程可得：,2。按Pwf2-Q 1/n整理测试数据，对给定的一个n值有一直线段，

9、斜率C-1/n和截距Pe2,3。在一组n值中选出相关系数最大的Pe2值,注意：无论方法1还是方法2，为了降低组合点的产生的误差，测试点应不少于5个,3.等时试井和修正等时试井前面两种方法必须在井 达到稳定时才可以测定，这对于低渗致密气藏很难达到，Cullender提出了等时试井。,气井以短而相等的时间间隔在几种 不同产量生产，除 最后一个产量 要求延续到稳定外，其余不要求一定达到稳定,条件：,修正等时试井与等时试井不同:前者不要求每次关井必须长达基本静止，而是和生产时间一样长,计算步骤：,1.等时数据线（不稳定产能）不止一条，如果在每一个测试产量下测几个压力点（不同产量测压点和测压时间相同），

10、就会得到一组平行的等时数据直线。,2.用等时数据，按二项式或指数式回归得到不稳定产能直线段，其斜率可确定n或B。,3.再通过稳定点，作不稳定产能直线段的平行线，即为稳定产能直线段，其截距可确定C或A。,一点法：只需在关井测得地层压力条件下，开井取得一个 工作制度下的产量和井底流压。,4. 一点法,回压试井：需要较长的测试时间，也常常因探井缺少集输流程和装置，而将大量气体放空烧掉,陈元千提出的三个经验公式：,1.第一种方程：,式中：,PD-无因次压力,2.第二种二项式方程：,3.第三种指数式方程：,注意：,1.一点法是一种近似方法，在推导以上三种方程时均将(Pe2-0.1012)简化为Pe2 ,

11、也就是井底流压近似等于0。,2.方程中的系数，是陈元千用大量实际资料计算得来，因此使用时应与实际动态资料对比验证,目前在气井探井的初期试气时，普遍用单点法估算一个无阻流量。由于这种方法简单，又可在试气早期即可提供有关产能的重要信息，因而被许多地方采用。但应该指出的是，单点法不是一种完善的、可靠的方法： （1）单点法提供的往往是瞬间的、不稳定的产能。对于均质地层，计算结果还是可以接受的。但对于不渗透边界的地层，特别是井底又连通了天然大裂缝，或经过人工压裂的井，这样得到的瞬时产能值，往往传递了一个过分乐观的信息。 （2）单点法不是一个独立的产能分析方法，它是前面提到的各种产能测试方法的简化版。如果

12、在一个大范围的气田，有数量很多的产能试井资料，则可以经过统计，得到对于整个大气田大体适用的n指数或B系数，只要再经过一个产能点的测试，即可完成基本的产能计算。,5.气井产能比预测方法渗流理论,有限地层、拟稳流、dpwf/dt=常数时,式中，st=s1+s2+s3+s4 s1打开程度，s2 射孔程度，s3 泥浆污染，s4 湍流影响， s4=Dtqg,由无阻流量定义，可有：,6.单位平方地层压力无阻流量法,在大量气藏产能统计过程中，可以看到，无阻流量不仅与kh有关，还与地层压力平方有关，尤其在非均质较为严重、生产井段较长的气层。,对于新井，可通过压力梯度曲线（h中深p）求pR，kh由试井解释获得，

13、然后则可用上式预测qAOF,7.统计法,1）qAOFkhpR2 2) qAOFkh,四、影响气井产能的参数因素,建立产能方程，就是确认一口井产气量与生差压差之间的关系。通过现场测试，得到了产气量与流压之间的实际对应值，也就得到了两者之间的数值关系。而且从理论关系式中，还可以分析地层参数好流体参数如何对产能造成的影响。 归纳起来，影响产能的主要因素：（1）井附近的地层系数值（kh）（2）地层压力和生产压差（3）以表皮系数s表示的完井质量,整理得：,(1)式中，系数AB与产量处于乘积位置，在相同生产压差下，AB值越小，则相应的产量越大。因此，对于一口高产能的井，AB值必定很小。由此判断，如果(2)

14、式、(3)式中的参数，影响AB使其变小，则相应使产能增大。 1. 对于A的表达式（2）的分析 （1）kh/ (流动系数)越大，A越小；（2） k/ ct(导压系数)越小，A越小，但是，在对数项上，影响很小，可以忽略。(3)s 越小，A越小。（4）开井不稳定条件下，A值随时间增大而增大，产能随之变小。 2. 对于B的表达式（2）的分析 （1）kh/ (流动系数)越大，B越小；（2）B值与非达西流系数D值成正比，即D值越大，产能越小。,（1）,（2）,（3）,S-气井真表皮系数；sa包含有湍流影响的视表皮系数。,一）均质无限大地层的产能方程中系数AB的表达式,二）流动进入拟稳态的产能方程,1. 对

15、于A的表达式（2）的分析 （1）kh/ (流动系数)越大，A、B越小；（2） s 越小，A越小。（3）B值与非达西流系数D值成正比，即D值越大，产能越小。（4）拟稳态公式中，生产压差应不受时间的影响。但现场实际情况往往是，近距离的边界影响虽已起作用，但较远距离的边界随着时间的推移，逐渐进入影响范围，因而测试井往往并未马上进入拟稳态，所以推算出的产能仍会有所降低。,拟稳态时，公式法计算无阻流量,（2）不稳定法实测正确确定的方法是，改换不同的油嘴，测压降或压力恢复曲线，求得视表皮与产气量的关系，经过回归得到D值（直线斜率）和气井真表皮系数。,非达西流系数D对于气井生产来说是一个很重要的参数，但也是

16、一个难以求得和容易被忽视的参数。 （1）公式方法：,公式中一些不确定因素，降低了精度。例如，厚度和有效渗透率。,第三节 井底流压和地层平均压力的计算,一 井底流压计算方法,井底流压是反映气井动态的一个重要指标,也是预测气井产能的基础.,所谓井底流压是指气层中部的压力.,井底流压获取有:,一 、下井底压力计,二 、通过井口压力计算,1.静气柱法-忽略摩擦阻力 气井关井或气井生产时,只要存在静止气柱且油套管之间 没有封隔器封隔,都应尽可能用静气柱法 目前,用静气柱法计算井底压力方法很多,应用广泛为平均温度法和平均压缩系数法 精确公式,Pwh -井口静气柱压力，实测值,Pwf-精确井底压力,Pwf-近似井底压力,rg-天然气相对密度,L-气层中部深度,-井筒内的气体平均绝对温度,计算值,-井筒内的气体平均偏差系数,计算值,2.动气柱法对于没有下油管或根本 不存在静气柱的,只能录取井口流动压力 1)当气体沿圆形管流动时:,