氣井產(chǎn)能計算方法介紹

氣井產(chǎn)能計算方法介紹及應(yīng)用氣井產(chǎn)能計算方法介紹及應(yīng)用摘要：本文介紹了氣井產(chǎn)能常用的4種方法，一點法測試、系統(tǒng)試井、等時試井和修正等時試井。通過實際生產(chǎn)實例來分析計算方法在白馬廟氣田蓬萊鎮(zhèn)組氣藏氣井產(chǎn)能，白云巖氣藏基質(zhì)酸化后產(chǎn)能預(yù)測，蘇里格氣田特殊開采模式下的氣井產(chǎn)能中的應(yīng)用。并在綜合比較中得出不同氣井應(yīng)采用的計算方法，使理論值與實際值誤差縮小，從而指導(dǎo)實際開采工作，提高開采效率和質(zhì)量。關(guān)鍵詞：氣井產(chǎn)能；計算方法；應(yīng)用；引言：本文介紹了氣井產(chǎn)能常用的4種方法，一點法測試、系統(tǒng)試井、等時試井和修正等時試井。通過實際生產(chǎn)實例來分析所采用的計算方法，使理論值與實際值誤差縮小，從而指導(dǎo)實際開采工作，提高開采效率和質(zhì)量。一、氣井產(chǎn)能試井測試計算方法氣井產(chǎn)能試井測試主要包括4種方法，即一點法測試、系統(tǒng)試井、等時試井和修正等時試井。一點法測試一點法測試是測試一個工作制度下的穩(wěn)定壓力。該方法的優(yōu)點是縮短測試時間、減少氣體放空、節(jié)約測試費用、降低資源浪費;缺點是測試資料的分析方法帶有一定的經(jīng)驗性和統(tǒng)計性，分析結(jié)果有一定的偏差。經(jīng)驗表明，利用該方法測試，當(dāng)測試產(chǎn)量為地層無阻流量的0.36倍時，測試結(jié)果最可*。測試流動時間可采用以下計算公式：[1]式中：一一穩(wěn)定時間，h；——排泄面積的外半徑，m；——在下的氣體黏度，；——儲存巖石的孔隙度；K——氣層有效滲透率，；一一含氣飽和度。系統(tǒng)試井系統(tǒng)試井又稱為常規(guī)回壓試井，也稱多點測試，是測量氣井在多個產(chǎn)量生產(chǎn)的情況下，相應(yīng)的穩(wěn)定井底流壓。該方法具有資料多，信息量大，分析結(jié)果可*的特點。但測試時間長，費用高。系統(tǒng)試井測試產(chǎn)量的確定：①最小產(chǎn)量至少應(yīng)等于井筒中攜液所需要的產(chǎn)量，此外還應(yīng)該足以使井口溫度達(dá)到不生成水化物的溫度；②最大產(chǎn)量不能破壞井壁的穩(wěn)定性，對于凝析氣藏，還要考慮減少地層中兩相流的范圍；③測試產(chǎn)量必須保持由小到大的順序。等時試井等時試井測試，首先以一個較小的產(chǎn)量開井，生產(chǎn)一段時間后關(guān)井恢復(fù)地層壓力，待恢復(fù)到地層壓力后，再以一個稍大的產(chǎn)量開井生產(chǎn)相同的時間，然后又關(guān)井恢復(fù)，如此進(jìn)行4個工作制度。最后以一個小的產(chǎn)量生產(chǎn)到穩(wěn)定。等時試井與系統(tǒng)試井相比，縮短了開井時間，但由于每個工作制度都要求關(guān)井恢復(fù)到原始壓力，使得關(guān)井恢復(fù)時間較長，整個測試時間較長，測試費用比較高。確定等時試井流動時間，一般要求開井生產(chǎn)時間必須大于井筒效應(yīng)結(jié)束的時間，并且要求開井流動結(jié)束時，探測半徑必須達(dá)到距井30m的范圍，以便在流動期能夠反映地層的特性，參考公式為：[1]式中：——在儲存溫度壓力下的氣體黏度，；——在儲存溫度下的氣體壓縮系數(shù)，。如果公式計算的結(jié)果小于井筒儲存效應(yīng)結(jié)束的時間，則流動期時間必須要大于井筒儲存效應(yīng)結(jié)束的時間。確定每一工作制度下關(guān)井時間，要求關(guān)井壓力恢復(fù)到原始地層壓力，便可進(jìn)行下一工作制度的測試。最后延續(xù)期流動修正等時試井修正等時試井是等時試井的改進(jìn)，二者的最大區(qū)別是后者開井生產(chǎn)的時間與關(guān)井恢復(fù)的時間相等。測試時，要求所有工作制度下的開井生產(chǎn)時間和關(guān)井恢復(fù)時間一樣，操作十分方便，這樣既縮短了開井流動期的時間，又縮短了關(guān)井恢復(fù)期的時間。修正等時試井流動期產(chǎn)量大小的確定方法與系統(tǒng)試井方法基本相同，測試的最小產(chǎn)量和最大產(chǎn)量分別為0.01和0.75倍的地層無阻流量，并且要求％（1=1，2,3,4）是等比數(shù)列，其公比為1.9-2.0比較合適。修正等時試井測試時間的確定方法與等時試井一樣。延續(xù)期生產(chǎn)時間的確定，理論上要求延續(xù)生產(chǎn)時間必須持續(xù)到壓力穩(wěn)定，實際工作中可根據(jù)一點法測試時間的確定方法來確定。二、氣井產(chǎn)能測試計算方法在實際中的應(yīng)用（一）白馬廟氣田蓬萊鎮(zhèn)組氣藏氣井產(chǎn)能1.氣井產(chǎn)能受沉積相帶控制（1）氣層受砂體控制、具很強(qiáng)的層段性蓬萊鎮(zhèn)組屬陸源河湖相碎屑巖沉積，在時空上變化大、非均質(zhì)性強(qiáng)，導(dǎo)致了氣井分布和產(chǎn)能的差異。氣層分布具很強(qiáng)的層段性，主產(chǎn)層多集中分布在蓬W、III段，尤其集中在w—③、iii—③兩套砂組，其鉆探成功率分別達(dá)82%和100%。⑵氣井產(chǎn)能與儲層參數(shù)具有較好的正相關(guān)關(guān)系對氣井產(chǎn)能與儲層的有效厚度H和孔隙度之乘積進(jìn)行統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，氣井產(chǎn)能與儲層的值之間具有較好的正相關(guān)關(guān)系（圖2），相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.83,其表達(dá)式為=0.0221=0.7066。表明氣井產(chǎn)能與砂體規(guī)模、物性條件、沉積相帶緊密相關(guān)，那些物性好、大而厚的砂體多屬河口壩、河道砂體沉積徽相。[2]圖1氣井無阻流量與儲層的參數(shù)（H?）關(guān)系圈⑶砂體有效（＞8%）厚度影響氣井產(chǎn)能大小17口井高一中產(chǎn)能的井，其有效厚度大于10m的砂體有5口，8?10m的有6口，而有效厚度小的砂體多為干井和微氣井，可見單砂體越大，氣井產(chǎn)能越高；而從生產(chǎn)效果看，目前氣藏投產(chǎn)31口井，高、中產(chǎn)井各占7口，其產(chǎn)層有效厚度都在5m以上，高產(chǎn)井產(chǎn)層厚度多在8m以上。圖2蓬萊鎮(zhèn)組頂部構(gòu)造與氣井產(chǎn)能等值線疊合圈白馬廟氣田蓬萊鎮(zhèn)氣藏儲層致密，孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，非均質(zhì)性強(qiáng)，單井產(chǎn)能低，研究儲層特征和受控因素，加強(qiáng)儲層改造方是氣藏效益開發(fā)的出路。儲層精細(xì)研究揭示，氣井產(chǎn)能受沉積相和構(gòu)造條件控制；商、中產(chǎn)井與大而犀、物性好的河口壩、河道砂壩沉積微相有關(guān)，縱向上具很強(qiáng)的層段性，主產(chǎn)層集中在W?③、111?③兩套砂組，其鉆探成功率分別達(dá)82%和100%；平面上多分布于主體構(gòu)造和東南鼻狀突起，二者商、中產(chǎn)能井分別占30%和70%。在深入的地質(zhì)研究和儲層壓裂評層選井的基礎(chǔ)上，采用多層打開、分層壓裂、多層合采的方法可提高氣井產(chǎn)能，并形成了一套行之有效的壓裂評層選井的綜合配套技術(shù)。采用該技術(shù)優(yōu)選出19口井，已實施5口井全獲成功，氣產(chǎn)量成倍或十幾倍增加，其中自淺45井氣無阻流量高達(dá)18X10m3/d，自淺38井投產(chǎn)165d凈增產(chǎn)值100余萬元。[2]（二）白云巖氣藏基質(zhì)酸化后產(chǎn)能預(yù)測方法1、考慮氣體流動時的非達(dá)西效應(yīng)，則氣體穩(wěn)定滲流時的產(chǎn)能二項式方程為：式中，為地層壓力，MPa；為流動壓力，Mpa：q為氣井產(chǎn)量，；h為氣層厚度，m；Z為氣體偏差因子；T為地層溫度，K；下標(biāo)sc表示標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的酸化。由式（7）可以得到氣井酸化前的無阻流量為：當(dāng)氣井酸化后，其污染程度發(fā)生改變，即表皮系數(shù)與酸化前不同，因此系數(shù)A將發(fā)生變化。針對不同的酸化效果，系數(shù)A可分別表示為：則酸化后氣井無阻流量表示為：[3]2、實例計算G1、G2、G3井分別為某白云巖氣藏的3口采氣井。氣井初期試氣產(chǎn)量普遍較低，試井結(jié)果表明這3口井污染比較嚴(yán)重，表皮系數(shù)較高。因此先后對3口井進(jìn)行了基質(zhì)酸化，并在酸化后進(jìn)行了修正等時試井。G1、G2、G3三口井的基本參數(shù)見表1，酸化施工參數(shù)見表2。井號G1G2G3原始底層壓力/Mpa30.894132.0996130.4569底層溫度/°C109.69106.5104.2有效厚度/m8.213.66.8孔隙度0.04150.049150.0655天然氣相對密度0.5980.58570.5951滲透率/1.40.923.5污染系數(shù)11.28.115污染半徑/m0.510.410.76表1氣井基本參數(shù)表井號G1G2G3有效厚度/m8.213.67.8酸量/41.378.138.6排量/8309601233表2氣井酸化施工參數(shù)井號G1污染系數(shù)無阻流量/相對誤差/%數(shù)據(jù)來源G1-3.12-3.5513.8114.555.06計算試井G2-3.36-3.116.2615.713.49計算試井G3-2.62-2.527.8427.421.51計算試井表3酸化后無阻流量對比表根據(jù)酸液的性質(zhì)以及施工參數(shù)，計算出3口井中螞fL的穿透距離分別為1.23、1.57、1.16m。與酸化前的解釋數(shù)據(jù)對比可知，3口井酸化后蚓孔均穿透污染帶，因此在無阻流量計算時，選用蚓孔穿透污染帶公式。將本文公式計算的無阻流量與試井結(jié)果相比較（表3），可以看出，根據(jù)文中所建立模型計算得到的無阻流量與修正等時試井的解釋結(jié)果符合程度很高，說明本文建立的酸化后氣井產(chǎn)能預(yù)測方法是可行的，對于今后酸化產(chǎn)能預(yù)測具有科學(xué)的指導(dǎo)意義。（三）1.參數(shù)計算研究中對前期生產(chǎn)老井壓裂排液過程壓力恢復(fù)資料進(jìn)行了重新統(tǒng)計，通過整理氣井動態(tài)資料數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，氣井在壓裂排液過程中的恢復(fù)壓力與恢復(fù)時問呈很好的對數(shù)關(guān)系（見圖3）。由于壓裂排液過程的壓力一時問數(shù)據(jù)錄取受人為因素影響，存在準(zhǔn)確度偏低的情況。壓力恢復(fù)曲線不規(guī)則，與理論上的壓力一時問關(guān)系曲線存在局部偏差（見圖3）。圖3壓力一時間關(guān)系曲線圖為了讓現(xiàn)場資料更接近理論數(shù)據(jù)，出現(xiàn)如圖1-b所示的壓力數(shù)據(jù)異常時，必須進(jìn)行真實壓力值篩選。當(dāng)篩選后得到的回歸曲線與實際壓力一時間曲線擬合性較差時，可以通過調(diào)整設(shè)定時間變量逐步擬合直至最佳效果(如圖4)。圖4壓力一時問關(guān)系曲線擬合圖恢復(fù)壓力與恢復(fù)時間滿足對數(shù)式：p==AIn(t+C)+B (1)最佳擬合后壓力一時問公式為：p=AInT+B (2)式中：p為恢復(fù)壓力，MPa；f為累計恢復(fù)時間，h；T為擬合后時間變量，T—f+C；A為最佳擬合時系數(shù)；B為最佳擬合時常數(shù)；C為擬合設(shè)定時間變量。[4]通過改變時間變量C值，使R達(dá)到最大值為止，此時曲線得到了最佳擬合，擬合公式(2)即為計算壓力最終標(biāo)準(zhǔn)式。實事上，不同井壓裂排液過程中技術(shù)措施不同，開關(guān)井制度各異，開井排液壓力很難達(dá)到同一個壓力基數(shù)，計算結(jié)果可比性差。比如，部分井排液壓力可以達(dá)到0MPa，關(guān)井恢復(fù)則從0MPa開始；另一部分井壓力沒有放噴到0MPa，關(guān)井恢復(fù)則從某一壓力值開始。另外，氣井井況各不相同。一般高產(chǎn)井排液時壓力很難降到0MPa，甚至根本降不到0MPa，同時，因氣井地層能量大，關(guān)井短時間內(nèi)壓力上升很快、很高，必須再一次放噴排液，壓力恢復(fù)時間段很短，造成壓力恢復(fù)時間不一致。井筒可視為彈性定容容器，在氣層井深、井身結(jié)構(gòu)大致相似的情況下，氣井井容基本相同，在井筒存在壓力情況下，井筒余壓越大，壓力恢復(fù)速度越慢。所以，氣井前期壓力恢復(fù)較快，越到后期壓力恢復(fù)越慢，如果時間不一致，計算的壓力恢復(fù)速度誤差很大，很難得到氣井真實壓力恢復(fù)速度，要使氣井在同一標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行對比，須進(jìn)行參數(shù)校正。校正參數(shù)首先必須將壓力恢復(fù)時間