氣井產(chǎn)能確定方法歸類總結(jié)

頁腳頁腳.氣井產(chǎn)能確定方法可分為六大類：一、無阻流量法確實定。氣井確定無阻流量值可通過氣井產(chǎn)能測試直接求取，如多點的系統(tǒng)試井〔或稱對未進(jìn)展產(chǎn)能測試的井，可應(yīng)用氣井確定無阻流量與其地層系數(shù)或與其儲能系〔qAOF

~Kh、qAOF

~φhS〕來估算，還可承受簡化試氣經(jīng)g驗判別法?！惨弧钞a(chǎn)能測試法行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《SY/T5440其原理與方法如下：氣井的無量綱IPR曲線的表達(dá)式為：PD

qD

1q2D

(1)也可變形為：P /q (1)q

(2)D D式中： PD

p2R

p2wf

/P2 (3)Rq qD g

/qAOF

(4)A/(ABq

)(5)AOF(5)〔5〕式中的A、B為氣井二項式產(chǎn)能方程系數(shù)A、B。..頁腳頁腳 141 p 1由〔1〕式得：

2

(6)q Dq

21g141p2D1AOF

(7)上面式中的α值，可通過其他井多點產(chǎn)能測試資料計算的二項式產(chǎn)能方程系數(shù)A、B統(tǒng)計回歸確定，見圖1。1、2就可計算得到更為牢靠的氣井無阻流量值。圖1某氣田氣井二項式產(chǎn)能方程系數(shù)α統(tǒng)計回歸求取圖圖2某氣田氣井指數(shù)式產(chǎn)能方程指數(shù)n統(tǒng)計回歸求取圖〔二〕統(tǒng)計回歸關(guān)系式法氣井生產(chǎn)層段的地層系數(shù)Kh、儲能系數(shù)φhSg

大小，通常是打算氣井確定無阻流量凹凸的關(guān)鍵參數(shù)。無阻流量進(jìn)展估算。例如，圖3、4分別某氣田氣井測試確定無阻流量與對應(yīng)地層系數(shù)Kh、儲能系數(shù)φhSg

的統(tǒng)計回歸關(guān)系圖。對于沒有開展產(chǎn)能測試的氣井，可依據(jù)相對應(yīng)的參數(shù)大小，估算其確定無阻流量值。圖3 某氣田氣井測試確定無阻流量與地層系數(shù)Kh回歸關(guān)系圖10001000〕/dR=0.891001〔量流阻無1010.100.40.81.21.62HφSg圖4 某氣田氣井測試確定無阻流量與儲能系數(shù)φhSg

回歸關(guān)系圖〔三〕簡化試氣的壓力恢復(fù)速率法的無阻流量本錢較高，可實行簡化試氣的壓恢速率法進(jìn)展無阻流量估算。簡化試氣的壓恢速率法，就是在氣井壓裂入井液體返排率到達(dá)肯定程度后，進(jìn)行短期關(guān)井壓力恢復(fù)，依據(jù)早期的壓恢速率進(jìn)展進(jìn)展無阻流量初步估算，并作為配產(chǎn)依據(jù)。為例進(jìn)展說明。151時至第3小時壓力數(shù)據(jù)計算的壓力恢復(fù)速率為4.8MPa/h，依據(jù)蘇里格分類標(biāo)準(zhǔn)，該10×104m3/d。)a〔)a〔力壓時間壓恢速率無阻流量配產(chǎn)井類別〔MPa/h〕(104m3/d)(104m3/d)Ⅰ＞2.4>10.02.0Ⅱ1.0～2.44.0～101.0Ⅲ＜1.0<4.00.626.01423.01220.010〕d/17.014.086〔油壓套壓流量量氣11.04產(chǎn)8.025.002023-6-2023-6-2023-6-2023-6-2023-6-2023-6-2023-6-2023-6-2023-6-2023-6-131313140:00142:24144:48147:12149:36141416:4819:1221:3612:0014:245蘇××井測試求產(chǎn)曲線二、采氣指示曲線法方法采氣指示曲線法的根本理論動身點，是為了最大程度降低氣井井底四周非達(dá)西流效應(yīng)引起的附加壓降〔對于井口需要節(jié)流降壓的高壓氣井，無需考慮此影響，進(jìn)而實現(xiàn)地層能量的最大化發(fā)揮。由氣井的二項式方程 R

p2wf

Aqg

Bq2可得到：gPP P

Aq g g

(8)R wf

P R R

Aqg

Bq2g上式兩邊同除以qg

，得到采氣指數(shù)的倒數(shù)(P-PR wf

)/q與產(chǎn)量關(guān)系，見圖6。從圖6可看出：當(dāng)氣井產(chǎn)量較小時，采氣指數(shù)的倒數(shù) (P-P)/q與產(chǎn)量近似R wf線段那一點的產(chǎn)量為氣井的最大合理產(chǎn)能。圖6 采氣指數(shù)與產(chǎn)量關(guān)系曲線示意圖應(yīng)用條件：氣井具有產(chǎn)能測試資料，能夠求取產(chǎn)能方程。三、生產(chǎn)動態(tài)分析法的方法，統(tǒng)稱為生產(chǎn)動態(tài)分析法，主要包括壓降速率法、不穩(wěn)定產(chǎn)量分析法?！惨弧硥航邓俾史ㄔ诳隙〝?shù)值以下為推斷標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)展氣井產(chǎn)能確實定。氣井原始井口壓力氣井最低外輸壓力

設(shè)定穩(wěn)產(chǎn)年限330下面以蘇里格氣田為例進(jìn)展說明：蘇里格氣田要求單井穩(wěn)產(chǎn)三年，氣井原始井口壓力為24MPa，氣井最低外輸壓力為5MPa，則壓降速率標(biāo)準(zhǔn)為2450.02MPa/d。333072023924/24MPa，初期以3×104m3/d生產(chǎn)，壓降速率偏大，后產(chǎn)量調(diào)整為1.5×104m3/d，壓降速率為0.013MPa/d32525壓力(MPa)20油壓套壓1510500309155031215040315 040615 040915 041215 050315 050615 050915 051215 060315 060615 060915 061215d氣量/41 3(量氣產(chǎn)210030915031215 040315 040615 040915 041215 050315 050615 050915 051215 060315 060615 060915 061215圖7 蘇里格氣田××井生產(chǎn)曲線〔二〕不穩(wěn)定產(chǎn)量分析法目前氣井生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)分析方法有傳統(tǒng)的Arps方法，經(jīng)典的Fetkovich典型曲BlasingameAgarwal-Gradner、Agarwal-Gardner(AG法的優(yōu)勢以及局限性。〔1〕ARPSArps2050Arps不需了解油氣藏或井的參數(shù)，可以應(yīng)用于不同類型的油氣藏。但是，該方法的局限性也顯而易見，即推測的產(chǎn)量變化是以從前生產(chǎn)歷史條件〔井況、井底流壓等〕保持不變?yōu)榍疤帷?..頁腳頁腳指數(shù)式遞減曲線對于指數(shù)式遞減來說，qqeDt，在半對數(shù)曲線上logq~t是一條直線，即遞減i率D是常數(shù)，見圖8。通過簡潔的數(shù)學(xué)處理，產(chǎn)量與累積產(chǎn)量的關(guān)系也是一條直線。由于存在簡潔的直線關(guān)系，指數(shù)式遞減規(guī)律簡潔識別，簡潔易用。雙曲遞減對于雙曲遞減來說，q

q11 i

logq~t不再是一條直線，9所示，即遞減率Db〔0<b<1〕來描述這種變化規(guī)律，b=0b=1圖8 指數(shù)式遞減

圖9 雙曲遞減q

q

，對其進(jìn)展積分，有Dtit q q

q qQ1i

dt iln1Dti

iln i (9)Dt D D q0 i i i即在半對數(shù)曲線上logq~Q是一條直線。遞減指數(shù) 遞減類型產(chǎn)量：時間關(guān)系 產(chǎn)量：累計產(chǎn)量關(guān)系Dt遞減指數(shù) 遞減類型產(chǎn)量：時間關(guān)系 產(chǎn)量：累計產(chǎn)量關(guān)系Dt關(guān)系iQ/〔qt〕關(guān)系t ib=0b=0指數(shù)q qeDitQ(qq)/DtiDtln(q/q)ti ttii tQqtti1(qq)2ln(q/q)i ti to<b<1雙曲qq(lbDt)1/nt i iQtqb(lb)Dii(q1bq1b)itDti(q/q)b1i tbQ/qtt i1(q/q)b1(q/q)b11bi ti tbb=1調(diào)和qq(lDt)1Qq/Dln(qq)tt iitDt(q/q)1t i i i i tQ/qtt iln(q/q)(q/q)1i ti t比照上述三種遞減規(guī)律，指數(shù)遞減最快，調(diào)和遞減最慢，雙曲遞減介于前面二者之間，見圖10。圖10 三種產(chǎn)量遞減規(guī)律比照Gentryq〔q＝q/q〕t〔t＝Dt〕概念，Dd Dd i Dd Dd i將Arps傳統(tǒng)遞減曲線繪制在q～t 雙對數(shù)坐標(biāo)中，由此統(tǒng)一了曲線形式，建立了Dd Dd遞減曲線典型圖版〔圖11〕。頁腳頁腳.產(chǎn)量—時間公式產(chǎn)量—時間公式q(t)qi11bDt1/iq(t) 1qi圖11 Arps遞減曲線典型圖版從圖11q和初始遞減率Di i適用于全部井的遞減分析。典型圖版的適用條件與傳統(tǒng)的Arps遞減曲線一樣。q對于指數(shù)式遞減：qDd

eDtet (10)i qi i

qDd

1qqi(1tDdqqi

(11)對于雙曲遞減：

q

1 〔b為常數(shù)，0<b<1〕 (12)Dd qi

1btDd

1/b在實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析中，將生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)展相應(yīng)變化后，通過與典型圖版擬合的b、q、D，從而計算可采儲量，并進(jìn)展產(chǎn)量推測。i i需要留意的是，參數(shù)b的取值對可采儲量計算影響格外大。典型氣井ｂ值范圍ｂ>1①解釋錯誤，b<1③壓裂裂縫氣井可能消滅這種狀況?！?〕Fetkovich方法Arps遞減曲線典型圖版只能用于分析邊界掌握流淌階段，F(xiàn)etkovich將試井分析中的不穩(wěn)定流淌公式引入遞減分析中，使圖版擴展到邊界掌握流淌之前的不穩(wěn)定..頁腳頁腳流淌階段，見圖12。圖12 Fetkovich典型曲線在Fetkovich在t＝0.2~0.3時刻。利用FekovichDdq，Di i早期曲線的擬合確定r/r，并可以計算r，K，S。e wa e該方法適用條件是：定井底流壓生產(chǎn)，可用于兩相或多相流淌。盡管Fetkovich該圖版，否則會使r/r的擬合存在多解性，如圖13e waFetkovich方法的優(yōu)越性在于：從本質(zhì)上屬于閱歷做法，應(yīng)用簡潔，不需要流壓數(shù)據(jù)。Fetkovich方法的局限性在于：分析結(jié)果唯一性差〔雙曲遞減曲線在外形上格外相像〕；依據(jù)歷史生產(chǎn)條件僅能計算最終可采儲量〔不是地質(zhì)儲量〕；動態(tài)推測仍無法脫離生產(chǎn)條件限制。方法

圖13 早期數(shù)據(jù)擬合存在多解性Arps和Fetkovich典型遞減曲線以產(chǎn)量數(shù)據(jù)為主，沒有考慮到井底流壓的變化，PVTBlasingame在建立典型遞減曲線圖版時引入了擬壓力規(guī)整化產(chǎn)量〔q/Δp〕和擬時間p函數(shù)t。物質(zhì)平衡擬時間函數(shù)t的引入，不但可使變產(chǎn)量解等效成定產(chǎn)量解，讓分ca caPVT及巖石壓縮系數(shù)變化〔特別高壓氣藏〕的影響。在Blasingame曲線中，可以繪制擬壓力規(guī)整化產(chǎn)量、擬壓力規(guī)整化產(chǎn)量積分、擬壓力規(guī)整化產(chǎn)量積分導(dǎo)數(shù)三個函數(shù)與物質(zhì)平衡時間曲線，如圖14所示。早期的不穩(wěn)定流階段為一組r/r不同的曲線，由于應(yīng)用了擬時間函數(shù)t

，這組曲線到邊界流e wa ca階段會聚成一條調(diào)和遞減曲線。擬壓力規(guī)整化產(chǎn)量〔q/Δp〕：pq pp擬壓力規(guī)整化產(chǎn)量積分函數(shù)：

qppippwf (13)t q tcaqt dt

(14)p pp pi擬壓力規(guī)整化產(chǎn)量積分導(dǎo)數(shù)函數(shù)：

p ca ca0 q q pd d p q

p

i

p it

(15) pp d pid ca

dt caca圖14 Blasingame遞減曲線典型圖版K，井的污染表皮系數(shù)S，井控供氣半徑r，井控原始地質(zhì)儲量OGIP，壓裂井壓裂裂縫半長X，水平井e f地層的縱、橫向滲透率K，K等。v hBlasingame的優(yōu)越性在于：由于承受了產(chǎn)量積分后求導(dǎo)的方法，使導(dǎo)數(shù)曲線比較平滑，便于推斷。在解釋模型選擇上，除了直井徑向流模型外，還包括壓裂直井裂縫模型、水平井模型、水驅(qū)模型、井間干擾模型，這進(jìn)一步擴大了典型圖版的解釋范圍。Blasingame的局限性在于：產(chǎn)量積分對早期數(shù)據(jù)點的誤差格外敏感，早期數(shù)據(jù)點一個很小的誤差都會在(q/Δp)、(q/Δp)曲線產(chǎn)生很大的累積誤差。pi pid〔4〕Agarwal－GardnerAgarwal等人在建立圖版時，直接利用了擬壓力規(guī)整化產(chǎn)量〔q/Δp〕、物質(zhì)平p衡擬時間tca

和不穩(wěn)定試井分析中無因次參數(shù)關(guān)系。q/Δp1/p〔1/p＝q〕的關(guān)系為：p D q

D1.417106TR

q 1.417106T R

(16)D kh ppi

ppwf

kh pptt

的關(guān)系是： t

0.00634ktca

(17)ca

DA ti e為提高分析的牢靠程度，Agarwal等人又建立了產(chǎn)量歸整化擬壓力導(dǎo)數(shù)的倒數(shù)形式1/DER，即： 1DER

1 ppq

(18)ln( t )ca15Agarwal-Gardner一組不同的r/r 曲線，到邊界掌握流淌階段會聚為一條調(diào)和遞減曲線。同樣，通過e wa對實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)展典型圖版擬合的方法，可計算得到K，S，r，OGIP等。e圖15 Agarwal-Gardner遞減曲線典型圖版Agarwal-Gardner方法可以處理徑向流、裂縫和水驅(qū)等模型。在典型圖版中，產(chǎn)量規(guī)整化壓力導(dǎo)數(shù)的倒數(shù)曲線與不穩(wěn)定試井分析中壓力導(dǎo)數(shù)曲線功能一樣，能夠更簡潔地區(qū)分不同的不穩(wěn)定流態(tài)。tDA

為0.1時，不穩(wěn)定流轉(zhuǎn)換成邊界掌握流，這在曲Blasingame(5)NPI〔normalizedpressureintegral〕方法前面介紹的BlasingameAgarwal-Gardner分析方法都是利用壓力規(guī)整化產(chǎn)量的形式對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)展整理，NPI〔規(guī)整化壓力積分〕方法則是利用產(chǎn)量規(guī)整化壓力的積分形式。NPI方法是由Blasingame提出來的，主要是通過積分后建立一種比較可靠的、不受數(shù)據(jù)分散影響的分析方法。NPI遞減曲線典型圖版的橫坐標(biāo)與Blasingame以及Agarwal-Gardner方法一樣，為物質(zhì)平衡擬時間tca

?？v坐標(biāo)為：p產(chǎn)量規(guī)整化擬壓力： pq

(19)p

pq

pdt (20)qi ca0

p t d pcaq 產(chǎn)量規(guī)整化擬壓力積分的導(dǎo)數(shù)： q

q

(21) i dtid ca16NPI際生產(chǎn)數(shù)據(jù)來與NPI典型圖版的擬合，可以求得K、S、r、OGIP等，其求取過程與e前面提到的Agarwal－Gardner方法一樣。圖16 NPI遞減曲線典型圖版〔6〕FMB〔FlowingMaterialBalance〕方法〔Br〔原始地層壓力除外〕?！矓M〕時間的關(guān)系來建立一種簡潔的線性曲線，可以推算出地質(zhì)儲量。171、2、312，整個地層的壓降一樣〔“平行”的〕，曲線23傳統(tǒng)物質(zhì)平衡方法需要在時間1關(guān)井，使地層壓力穩(wěn)定，這樣可以得到平均地p23R1平均地層壓力p p，這樣利用p/z曲線可計算單井動態(tài)儲量。R2、 R3明顯，從pR1

ppR2

的壓降與沿曲線1、2、3上任選點的壓降一樣〔三條曲線是“平行”的〔pwf1

,p

pwf3

〔pR1，p p〕平行。因此，利用流淌井底壓力也象用p/z曲線那樣計算單井動態(tài)儲量，如R2， R318圖17 擬穩(wěn)態(tài)示意圖 圖18 流淌物質(zhì)平衡方程示意圖對于半徑為re狀態(tài)方程表示為：

的柱狀氣藏中心的一口直井，應(yīng)用擬壓力和擬時間表示的擬穩(wěn)定pp

2p

(22)i i

q (cz)G t i i

psspp 1.417e6*T r 3pp整理可以得到：

zpb

bpss

kh lnre 4wa4

(23)q 2qt p 1 1 ca ip (cz

b

(24))p t i

p Gbp i

pss pss

p〔cμZ⊿p〔天p

tca

tii i p i〔Qn〕；繪制q/⊿p相對Qn曲線圖；獲得最正確擬合，并推算出OGIP；使用的OGIP，重復(fù)上述步驟；一旦OGIP收斂，就可以使用以下方程推測預(yù)期最終可采儲量〔依據(jù)某一特定的廢棄壓力〕：Eur

z pi

pab

OGIP (25)p z zi i ab流淌物質(zhì)平衡方法簡潔有用，無需關(guān)井壓力，即可進(jìn)展自然氣地質(zhì)儲量的推測，〔p/z曲線相像。圖19 流淌物質(zhì)平衡方程典型曲線上述幾種不穩(wěn)定產(chǎn)量分析方法，由于多涉及到簡單的運算，實際應(yīng)用中需要借助軟件來實現(xiàn)。除Arps、流淌物質(zhì)平衡FMB兩種方法外，其他方法實際上均是依據(jù)圖版擬合及生產(chǎn)史擬合確定氣井泄流范圍屬性參數(shù)〔K、re等〕，然后建立模型，并與實際流淌壓力〔或產(chǎn)量〕進(jìn)展歷史擬合，進(jìn)展模型校正和微調(diào)，最終利用該模型進(jìn)展氣井合理產(chǎn)能確實定。協(xié)同比照的方式，來提高確定結(jié)果的牢靠性。四、數(shù)值模擬法本方法是應(yīng)用油氣藏數(shù)值模擬軟件，通過進(jìn)展多方案的氣井壓力、產(chǎn)量等參數(shù)的推測比照分析，進(jìn)而確定氣井合理產(chǎn)能。圖20為承受數(shù)值模擬法對某井合理產(chǎn)能的推測。通過3種產(chǎn)能方案的模擬推測〔505×04m3d0×04m3d，該方案具有氣井穩(wěn)產(chǎn)時間長，累采氣量較高的優(yōu)勢。圖20 某井3種不同產(chǎn)能方案的數(shù)模推測曲線比照應(yīng)用條件：數(shù)模計算結(jié)果準(zhǔn)內(nèi)容詳盡，但是操作簡單，工作量較大，推測結(jié)果的牢靠性依靠于地質(zhì)模型的牢靠程度。 對于能夠建立牢靠數(shù)值模型的氣田，可以應(yīng)用此方法。五、閱歷類比法參考已開發(fā)氣田氣井的生產(chǎn)井特征，對標(biāo)定區(qū)塊的氣井產(chǎn)能進(jìn)展確定。應(yīng)用條件：具有可類比對象。六、特別氣井的產(chǎn)能確定還需考慮臨界出砂壓差、最小攜液產(chǎn)量、應(yīng)力敏感等因素。〔一〕出砂氣井對于出砂氣井，確定的氣井產(chǎn)能需小于臨界出砂流量，以確保氣井安全生產(chǎn)?！捕吵鏊畾饩坝凸苤睆较職饩臄y液力量，確定的氣井產(chǎn)能應(yīng)大于最小攜液產(chǎn)量。Turner人給出的經(jīng)典公式來確定。Turnerv 5.5 L

g

(26)g 2 g式中：σ—氣液外表張力，N/m；ρ—液體密度，kg/m3；Lρ—氣體密度，kg/m3。g

Apvqsc式中：q—產(chǎn)氣量，104m3/d；scA—油管截面積，m2；P—井口壓力，MPa；T—井口氣流溫度，K；

2.5104 gZT

(27)Z—井口流壓及溫度下的氣體壓縮系數(shù)。圖21 產(chǎn)水氣井流入、流出及最小攜液量示意圖應(yīng)用條件：該方法主要用于產(chǎn)水氣井產(chǎn)能確定的附加約束條件?！踩衬鰵饩闹艿囊后w飽和度不斷上升，附加生產(chǎn)壓差會越來越大。因此，當(dāng)井底壓力下降到露點壓力后，氣井配產(chǎn)應(yīng)留意掌握生產(chǎn)壓差，既不能生產(chǎn)壓差過大，加快凝析油反凝析，也不能生產(chǎn)壓差過小，使氣井?dāng)y液力量降低，引起井底四周凝析油的聚攏。23。圖22 某凝析氣井產(chǎn)氣量、凝析油含量變化曲線〔四〕應(yīng)力敏感因素的影響對于特別高壓氣藏，生產(chǎn)中隨著地層壓力的下降，儲層的孔隙度和滲透率也會降低，進(jìn)而影響到氣井的產(chǎn)能。例如，我國某特別高壓氣藏的巖心應(yīng)力敏感性試驗分析說明，從原始地層壓力到廢棄壓力，儲層的孔隙度平均下降6%，滲透率平均下2985%。但巖心試驗分析獲得的儲層物性變化規(guī)律，與實際地層條件下的物性變化規(guī)律可能不同。俄羅斯自然氣爭論院利用不同時期的氣井產(chǎn)能試井資料，爭論確定了實際生產(chǎn)過程中儲層應(yīng)力敏感性變化〔.別列別利欽科，23。具體過程如下：依據(jù)產(chǎn)能試井確定A、B系數(shù)：P2P2

Aq

Bq2

(28)R wf g gA103P

ZТ

(29)аK86.4а

RAHТ

ln r

SS1 2其中S1

sc

w 1Hрlnδ

(30)1 H2

р H r р р w12SnR20

(31)wr r/H (32)w δ1.6

1Н2р

(33)..頁腳頁腳式中Р——大氣壓，MPa；a——自然氣粘度，mPa?s；Z——壓縮因子；Т，Т——地層、標(biāo)準(zhǔn)溫度，К；R scН——地層沿井剖面的產(chǎn)層總厚度，m；A