低渗气藏产能评价技术

1中国石油大学（北京）低渗气藏产能评价技术2汇报提纲产能评价方法1两相流产能3气井优化配产4异常曲线处理方法23一、气井产能评价方法一点法产能方程指数产能方程二项式产能方程气井产能方程经验公式靖边气田4气井流入动态曲线是指气井产量与井底流动压力的关系曲线，它表示气层向井底的供气能力它是预测油井产能、确定采油井合理工作制度以及分析油井产能变化规律的主要依据IPR曲线图一、气井产能评价方法气井产能方程IPR曲线绘制及用途5一、气井产能评价方法常规回压试井等时试井修正等时试井常规回压试井示意图亦称稳定试井，即把气井产量由小到大控制3~5个工作 制度，依次测得每个工作制度下的稳定产量和相对应的 井底压力等时试井示意图 常规回压试井规定至少要测4个稳定的测点，因而历时较长,特别是在低渗透层试井Cullender等人提出的等时试井，主要出发点就是缩短试井时间基本方法：同流量的流动时间相等，进行开关序列的测试改进的等时试井示意图 每一测试流量下的试气时间和关井时间都相同, 每次关井到规定时间 就测量气层压力），并用 代替 计算下一测试流量相应的 经过改进，缩短了测试时间，其结果与等时试井比较相差微小。

气井产能试井方法6一、气井产能评价方法长庆气田气井修正等时试井流程图 气井产能试井方法7产能方程分析影响因素边 界 影 响陕5井产能方程系数A变化曲线 产 水 影 响陕陕93井产产能方程系数A关系曲线线地 层 压 力气井无阻流量与地层压层压 力关系曲线线 测 试 时 间气井绝对绝对 无阻流量与影响半径关系曲线线 陕93井气井未产水前，系数A沿第一直线段缓慢变化，A应当4.3896 ，但生产至第10天时，地层严重出水，A值急剧上升到21.99气井 绝对无阻流量由无水时的58.29×104m3/d降低35.18×104m3/d，即由 于气井产水使其绝对无阻流量降低39.6%一、气井产能评价方法8产能指示曲线异常二、异常曲线处理异常曲线原因YK6H井二项式产能方程Y5KH井二项式产能方程9①井底积液，获取的压力偏小(压力计未下致产层中部或用井口测试计算井底压力 等) ②泥浆或措施后液体进入地层，井底有堵塞，井附近渗透率变小，阻力增大泥浆 或液体可能随测试产量增大逐渐解除 ③关井未稳定，使测取的地层压力偏小 ④每个工作制度都未稳定就进行测试、使测取的Pwfi、qsci不准确 ⑤稳定试井过程中，井周围地层凝析油析出或含水饱和度变化，改变了地层附近的 渗流条件。

⑥底水锥进或边水舌进，即使水未进入井中，也改变了地层内的渗流特征 ⑦井底出砂，疏松砂岩地层出砂，还导致测试产量或压差过大而挤坏套管 ⑧井间或层间干扰 ⑨压力敏感地层，渗透率和孔隙度随压力变化 ⑩井口或地面流程漏气二、异常曲线处理异常曲线原因影响因素10二、异常曲线处理常见曲线类型2311二、异常曲线处理常见曲线类型4512二、异常曲线处理常见曲线类型678二、异常曲线处理异常曲线处理方法类型一（当得不到地层压力时的处理）在无法获得地层压力Pe时，通过每个工作制 度的准确产量qsci和流动井底压力Pwi，对几 个测点写出联立方程：…若绘制 关系曲线 ，可得一直线，此直线截距为A，斜率为B.类型二（当测取的地层压力偏小时的识别和校正）由于关井时间不足，末达到稳定即测取压力 ，以此压力作为地层压力是偏小的.校正：地层压力偏小时二项式 产能曲线校正后的二项式产能曲线若绘制 关系曲 线，可得一直线，此直线截距为A，斜率为B.二、异常曲线处理类型三（当测取的井底流压偏小时的识别和校正）在某些情况下，比如井筒积液，由于压力计 未下至产层中部，若井筒仍按纯气柱考虑， 势必造成流动井底压力偏低的情况。

如下校正：若绘制 关系曲线 ，可得一直线，此直线截距为A，斜率为B.类型四（井筒或井底残留液体逐渐吸净的识别）一些新井或措施后的井测试时，若测试前未 用最大产气量放喷，井内或井底附近残留液 体，随测试产量增大，残留液体被逐渐带出 以至喷净，这时测试的Δp2－qsc指示曲线会 凹向qsc轴，表明每降低单位压差所获产量会 越来越多，若再继续顺次回测，则可得正常 曲线 井底流压偏小时的二项式产能曲线井筒附近存在积液时的指示曲线AB段－未形成水锥，为 直线； BC段－水锥已淹没部分 产层厚度，渗流阻力增 大，为曲线 CD段－水锥已淹没产层 顶部，气必须穿过水才 能进入井中，出现随 Δp2上升，qsc反而下降 ，曲线倒转二、异常曲线处理类型五（底水锥进的识别）类型六（凝析油影响）对于有边水舌进的气藏，若测试井已受 到边水舌进的影响，出现与底水锥进类 似的情况有底水存在的气藏，应特别注意控制测试产量 ，以免测试产量过大，底水锥进甚至突入井中 底水锥进影响的二项式产能曲线凝析油影响的指示曲线对含凝析油的气藏，一定要注意测试产量引 起的压力降，是否会使井底流压低于初始露 点压力。

若测试产量由小到大，在此过程中，小产量的测 点不会引起井底流压低于露点压力，且凝析范围 （两相区）随产量增大而扩大，此时，Δp2－qsc 曲线高于正常曲线其中的1、2、3这三点，因 不出现凝析油，点子落在 正常曲线上 4、5两点是因为出现凝析 油后改变井底渗流条件， 使渗流阻力增大，点子不 能落在正常曲线①上，因 而凝析气井测试曲线②高 于曲线①二、异常曲线处理实例1日期地层压层压 力 (MPa)工作制度 (mm)A点流压压 (MPa/m )生产压产压 差 (MPa)井口 油压压 (Mpa )井口 套压压 (Mpa)油(m3/d)日产产气 104(m3/d)2005.8.3056.363.1755.380.9839.58.89.64.13192005.9.143.9755.610.7537.97.814.45.92612005.10.15.5655.750.6139.517.433.7113.78282005.10.136.3555.740.6239.718.1349.9520.4476YK6H异常情况的主要原因：1）地层压力、实测井底流压不准；2）井底可能存在污染；3）测试时气产量不稳定。

两相拟压力指数式产能方程 两项拟压力二项式产能方程 指数式产能方程 ： =373.302(104m3/d) 二项式产能方程 ： =176.8172(104m3/d) 二、异常曲线处理二、异常曲线处理实例219三、两相流产能当水驱气藏气井生产时，井附近产生一个压力降漏斗，它可以远远扩展到水层，使水进入井筒依 照气与水间的界面形状，称这种现象为“水锥” 水锥形成可以认为是粘性力与重力之间的竞争粘性力趋向于将水拖曳至井筒，并与井 的产量成正 比，重力趋向于使水向下降落，它与水、气之间的密度差成正比在某个产量下， 粘性力正好与重力平 衡，这个产量称为形成水锥的临界产量 临界压差”是指能控制底水水窜高度小于井底至气水界面高度 的气井最大的生产压差临界压差下的产气量即“临界产量”气井在低于临界产量条件下生产时不会出现水的锥进，也就是说，气水之间的边界产生变形并形成 锥状，但未达到贯穿的程度同样，气井以超过临界产量生产时必然导致产水底水气藏临界产量20三、两相流产能底水气藏临界产量研究底水气藏临界产量研究关系图底水气藏的临界产量研究影响水影响水 锥稳定锥稳定 因素因素水锥形水锥形 状研究状研究极限生极限生 产压差产压差 确定确定底水气藏临界产量的确定21三、两相流产能底水气藏临界产量研究影响水锥稳定的主要因素通过数值模拟研究表明影响水锥稳定的因素主要有：a、开采速度；b、完井层位、穿透率；c、基质渗透率、裂缝渗透率、垂直与水平渗透率之比；d、产层有效厚度、水层尺寸；e、毛细管压力；f、残余气饱和度；g、裂隙大小；h、垂直流动障碍（隔离层）。

对于气水、裂缝气藏，由于地层裂缝经常导致垂直与水平渗透率之比较大，这有助于水锥进，所以控 制水产量是很困难的底水沿垂直或近于垂直大裂缝上窜，然后沿着平缝或高孔隙层横侵，气水关系 异常复杂在气藏内不存在规则、连续、统一的动气水界面水下有气、气中有水，裂缝中以水为主 ，基质孔隙中以气为主这就是底水裂缝气藏在底水锥进到井底以前的气水关系和宏观分布规律22三、两相流产能底水气藏临界产量的确定——利用气水界面形状平面径向流——不考虑非达西流动平面径向流——考虑非达西流动球面向心流---考虑非达西球面向心流---不考虑非达西23三、两相流产能气水两相流二项式产能方程如果不考虑紊流（湍流）效应24三、两相流产能气水两相流二项式产能方程确定气水两相流二项式产能方程1、确定α 由于测试持续时间一般较短，在这个 过程中，可以认为地层压力不变，并 且可以认为在不同测试油嘴下生产气 水质量比α保持不变2、确定Kg/Krw 考虑天然气的密度和粘度随压力的变化，不考虑不同测试油嘴 下的气水质量比的变化一个压力值，对应一个气体粘度与密 度值,代入式（3），可以计算出 一个Kg/Krw这样，就可以 得到不同压力下的Krg/Krw，也就是可以得到Kg/Krw ～p的关 系。

3、借助气水相对渗透率曲线K得到Krg/Krw ～ sw,根据 Krg/Krw 可以得到sw，从而得到Krg和Krw4、由数值积分方法求出两相拟压力函数，作出 的关系 曲线 5、利用产水气井的测试资料和上述计算，就可以线性回归确 定系数和 6、确定A和B，从而确定出产水气藏二项式产能方程，），建 立了气水同产井流入动态关系 (3)(4)(2)(1)25三、两相流产能气水两相流二项式产能方程应用（1）确定产水气井流入动态方程先给定在压力与拟压力关系曲线数据中插值 可得到的 ，这样就可以计算出不同质 量流量对应的井底拟压力，进而再次插值求 得对应的井底压力通过这个方法可以求出 可靠的产水气井流入动态曲线方程，这对于 产水气井生产动态预测，确定合理产能是十 分重要的对于产水气井，应该依据上式求出的最大 无阻流量来确定产水气井的合理产量2）确定产水气井无阻流量（3）节点分析法 把节点选择在井底压力处，系统则被分成地层流入系统和油管流出系统，相对应的是井底流入曲线和井底流出曲线这样，根据节点处压力唯一性便可由两条曲线方程得出稳定生产的工作点对于气水同产井，应该依据下图求出气井的合理产量。

节点分析法井底流入曲线和流出曲线随着水气比的增加，流入动态关系曲线向左下方偏移，即在相同井底流压下，随气水比的增加，气体产量将减少或者说，在相同气产量下，随着水气比的增加，生产压差将增大不同水气比下流入动态曲线： 三、两相流产能气水两相流产能方程应用气水同产井产能曲线对比： 当地层中为气水两相流动时，气相的相对渗透率大幅度下降，导致气产量下降如果不考虑气相渗流能力的变化势必导致过高确定气井产水后的产气能力 三、两相流产能气水两相流产能方程应用两相区单相区可动气和可动油可动气和不可动油可动气凝析气井凝析油凝析气 I区II区III区不同区域的流动特征：I区：生产气油比是常数；进入I区的 单相气与产出井流物有相同的组分；II区：凝析油净聚集的区域，可以采 用等容衰竭来描述；III区：组分不变，等于原始状态 对于近井区的描述过于简单，忽视了不同流动相间过渡区的存在；对 渗流过程中不同影响因素的考虑还不全面；I区边界定义合理性还有待验 证 三区油气分布示意图考虑高速效应的凝析气井多相流产能分析三、两相流产能耦合影响分析00.20.40.60.810.10.30.50.70.9凝析油饱和度气相相对渗透率基础相渗(低速) 高速相渗(只考虑毛管数效 应) 高速相渗(考虑毛管数和非 达西效应)基础相渗(低速) 高速相渗(只考虑毛管数效 应) 高速相渗(考虑毛管数和非 达西效应)05101520255101520时间（年）产量,MMscf/d高速流动对气相相对渗透率的影响 高速流动对气井产能的影响 30三、两相流产能考虑高速效应的凝析气井多。