凝析氣井井筒瞬態(tài)溫度對(duì)壓力影響研究

凝析氣井井筒瞬態(tài)溫度對(duì)壓力影響研究第一頁(yè)，共20頁(yè)。前言凝析氣井壓恢試井時(shí)，如果壓力計(jì)未下入井底，采用常規(guī)的恒定溫度和靜氣柱折算井底壓力往往會(huì)出現(xiàn)較大偏差，關(guān)井初期壓恢曲線常出現(xiàn)一個(gè)下“凹”型，影響試井解釋。根據(jù)大量調(diào)研和分析研究，壓恢測(cè)試過(guò)程中井筒溫度變化對(duì)壓力存在較大影響，下面通過(guò)建立凝析氣井關(guān)井后井筒瞬態(tài)溫度、壓力耦合數(shù)學(xué)模型，分析井筒溫度變化對(duì)壓力的影響。第二頁(yè)，共20頁(yè)。溫度變化直接影響凝析氣相態(tài)變化，流體從井筒流動(dòng)過(guò)程中，溫度比地層溫度高，地層溫度的變化，不僅與徑向距離相關(guān)，也與生產(chǎn)時(shí)間密切相關(guān)。一、井筒與地層間熱交換地層中巖石的熱阻以及井筒水泥環(huán)和套管的熱阻，會(huì)隨著溫度的變化而改變，在開(kāi)井生產(chǎn)7天后，熱流量就已經(jīng)處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，這時(shí)可認(rèn)為地層和井筒結(jié)構(gòu)中熱阻隨溫度變化很微小，井筒與地層間的總傳熱系數(shù)恒定，溫度分布處于相對(duì)恒定的狀態(tài)，處于穩(wěn)態(tài)傳熱階段。氣井關(guān)井后，流體由流動(dòng)變?yōu)殪o止，井筒與近井地層的溫度下降，地層和井筒結(jié)構(gòu)中熱阻隨溫度發(fā)生變化，處于非穩(wěn)態(tài)傳熱階段。氣井井筒與地層間傳熱示意圖

第三頁(yè)，共20頁(yè)。關(guān)井測(cè)試時(shí)，井筒中流體質(zhì)量流量=0，根據(jù)能量平衡方程表示為：能量守恒方程井筒流體內(nèi)能的變化量被油管、套管和水泥環(huán)吸收的能量熱傳導(dǎo)損失于地層中的熱量=內(nèi)能的變化量+井筒（油套管、水泥環(huán)）吸收的熱量二、關(guān)井后井筒瞬態(tài)溫度、壓力場(chǎng)模型第四頁(yè)，共20頁(yè)。從井筒向地層傳熱表示為能量守恒方程為松弛距離，其表達(dá)式為是瞬態(tài)溫度分布函數(shù)（SPE17306）

二、關(guān)井后井筒瞬態(tài)溫度、壓力場(chǎng)模型第五頁(yè)，共20頁(yè)。能量守恒方程被油套管和水泥環(huán)吸收的熱量與井筒中的能量變化量是成比例的關(guān)系，這個(gè)比例被ASHaSan（SPE84288）定義為那么能量守恒方程改寫(xiě)成關(guān)于井筒流體溫度Tf的表達(dá)式CT被定義為熱存儲(chǔ)系數(shù)，在關(guān)井壓力恢復(fù)時(shí)取值為2.0，可以根據(jù)擬合程度進(jìn)行調(diào)節(jié)。二、關(guān)井后井筒瞬態(tài)溫度、壓力場(chǎng)模型第六頁(yè)，共20頁(yè)。能量守恒方程初始條件：，關(guān)井時(shí)的流體溫度等于穩(wěn)定生產(chǎn)期間井筒溫度通過(guò)上述方程可得到溫度的微分方程二、關(guān)井后井筒瞬態(tài)溫度、壓力場(chǎng)模型第七頁(yè)，共20頁(yè)。氣井壓力方程式對(duì)于井筒靜壓計(jì)算可以采用常規(guī)的平均溫度系數(shù)法，將計(jì)算微元段氣體溫度、偏差系數(shù)視為常數(shù):pwspts二、關(guān)井后井筒瞬態(tài)溫度、壓力場(chǎng)模型第八頁(yè)，共20頁(yè)。井筒溫度壓力耦合模型模型

關(guān)井后井筒壓力和溫度分布按上面章節(jié)的推導(dǎo)可以得到方程組溫度：壓力：二、關(guān)井后井筒瞬態(tài)溫度、壓力場(chǎng)模型第九頁(yè)，共20頁(yè)。流體相平衡計(jì)算根據(jù)PR狀態(tài)方程，計(jì)算流體氣液相摩爾含量，得到偏差因子（1）流體在井筒中的流動(dòng)，根據(jù)閃蒸計(jì)算方法可以得到在該位置壓力和溫度下的氣、液相的組成和摩爾分?jǐn)?shù)。（2）根據(jù)P-R狀態(tài)方程計(jì)算出井筒中氣、液相的壓縮系數(shù)?？紤]流體相態(tài)變化的偏差因子計(jì)算方法如下：二、關(guān)井后井筒瞬態(tài)溫度、壓力場(chǎng)模型第十頁(yè)，共20頁(yè)。二、關(guān)井后井筒瞬態(tài)溫度、壓力場(chǎng)模型軟件開(kāi)發(fā)第十一頁(yè)，共20頁(yè)。井筒壓力氣液摩爾分?jǐn)?shù)井筒溫度偏差系數(shù)流體密度壓力二、關(guān)井后井筒瞬態(tài)溫度、壓力場(chǎng)模型第十二頁(yè)，共20頁(yè)。根據(jù)井口電子壓力計(jì)測(cè)試壓力計(jì)算井底壓力X井斜深5571m，產(chǎn)能試井與壓力恢復(fù)試井測(cè)試，壓力計(jì)下深4700m，根據(jù)井口壓力計(jì)測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算到井下壓力計(jì)位置。4700m處實(shí)測(cè)壓力計(jì)算井底壓力4700m處實(shí)測(cè)溫度4700m處計(jì)算溫度二、關(guān)井后井筒瞬態(tài)溫度、壓力場(chǎng)模型第十三頁(yè)，共20頁(yè)。三、井筒瞬態(tài)溫度分布及其對(duì)壓力的影響分析以某凝析氣井為例，該井井深4059m，油管內(nèi)徑3.958in，壓力計(jì)下入深度為1000m，井口壓力恢復(fù)測(cè)試數(shù)據(jù)顯示關(guān)井后壓力下降，利用該模型通過(guò)關(guān)井后井口油壓測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算壓力計(jì)位置深度的井筒流體壓力和溫度，與測(cè)試值對(duì)比顯示溫度和壓力符合度均較好，壓力相對(duì)誤差小于0.17%，平均誤差0.12%

。井筒溫度和壓力計(jì)算值與實(shí)測(cè)值對(duì)比4059m1000m第十四頁(yè)，共20頁(yè)。

位置越深井筒溫度變化值越小，這和井筒流體與地層間溫差相關(guān)，越深井筒流體溫度越接近儲(chǔ)層溫度，也就與周?chē)貙訙囟认嘟兓翟叫?。關(guān)井后不同井深處溫度變化三、井筒瞬態(tài)溫度分布及其對(duì)壓力的影響分析第十五頁(yè)，共20頁(yè)。關(guān)井后，井筒流體向地層傳熱，溫度在關(guān)井后迅速下降，在關(guān)井初期的下降幅度最快，在48小時(shí)后，基本接近地層溫度。關(guān)井前后井筒溫度分布變化

三、井筒瞬態(tài)溫度分布及其對(duì)壓力的影響分析第十六頁(yè)，共20頁(yè)。關(guān)井前后井筒天然氣密度分布變化

受井筒溫度和壓力變化的雙重影響，流體密度在關(guān)井后變化明顯，溫度的快速下降導(dǎo)致密度大幅增加，在第1個(gè)小時(shí)內(nèi)密度增加值超過(guò)整個(gè)壓力恢復(fù)期增加值的50%。密度增加導(dǎo)致井筒內(nèi)流體對(duì)井底產(chǎn)生的回壓增量抵消了部分關(guān)井后井底壓力恢復(fù)值，出現(xiàn)壓力曲線“下凹”。三、井筒瞬態(tài)溫度分布及其對(duì)壓力的影響分析第十七頁(yè)，共20頁(yè)。結(jié)論（1）建立的凝析氣井關(guān)井瞬態(tài)溫度壓力分布模型考慮了流體相變的影響，通過(guò)與實(shí)測(cè)值對(duì)比，該模型能有效模擬井筒非穩(wěn)態(tài)傳熱引起的溫度變化及其對(duì)壓力的影響，精確度高，適合于凝析氣井壓恢試井井筒壓力計(jì)算。（2）通過(guò)計(jì)算關(guān)井后井筒溫度、流體密度分布剖面，分析了關(guān)井后井筒溫度和流體密度的變化規(guī)律，結(jié)果表明，關(guān)井初期井筒溫降最快，流體密度增幅最大，位置越淺，這種現(xiàn)象越明顯。（3）通過(guò)模擬計(jì)算能夠定量的解釋壓力恢復(fù)測(cè)試中出現(xiàn)壓恢曲線下凹的原因，通過(guò)該模型能對(duì)這類(lèi)受溫度影響的壓恢試井異常曲線還原到井底相對(duì)真實(shí)的狀態(tài)。第十八頁(yè)，共20頁(yè)。參考文獻(xiàn)[1]蔣裕強(qiáng),李成勇,曹成惠等;高產(chǎn)氣井試井壓力資料異常原因分析[J];天然氣工業(yè);2008年07期[2]A.R.Hasan,C.S.Kabir,D.Lin,U.:“AnalyticWellboreTempertatureModelforTransientGas-WellTesing”SPE84288Presentedat2003(October)[3]閆正和，劉永杰，唐圣來(lái)，等.海洋凝析氣井關(guān)井井筒溫度與壓力的計(jì)算[J].天然氣工業(yè)，2010,30（9），36~38[4]廖新維,馮積累;深層高壓氣藏井筒不穩(wěn)態(tài)傳熱壓力溫度藕合計(jì)算方法