凝析氣藏非穩(wěn)態(tài)產(chǎn)能預(yù)測(cè)新方法

1、地層流體粘度、地層非均質(zhì)性、地層損，預(yù)測(cè)出生產(chǎn)系統(tǒng)在不同生產(chǎn)（2.1-2）d （ 2.1-1）tDqD tD二 0 qD t凝析氣藏非穩(wěn)態(tài)產(chǎn)能預(yù)測(cè)新方法摘要：生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析、產(chǎn)能預(yù)測(cè)及優(yōu)化配產(chǎn)是凝析氣藏開發(fā)中的重要工作。但對(duì)于凝析氣藏來(lái)說(shuō)，應(yīng) 用常規(guī)生產(chǎn)系統(tǒng)分析存在兩大主要問(wèn)題：一是對(duì)凝析氣藏流入動(dòng)態(tài)的預(yù)測(cè)大都采用均質(zhì)氣藏模型的半經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，該方法本身不考慮氣井的生產(chǎn)方式和氣藏的滲流特征；二是由于采用二項(xiàng)式穩(wěn)態(tài)公式不能反映開發(fā)過(guò)程中凝析氣藏的狀態(tài)隨時(shí)間變化的趨勢(shì)。同時(shí)，對(duì)于凝析氣藏水平井不同水平段長(zhǎng)度條件下，各種對(duì)產(chǎn)量影響因素很少考慮。為此，提出了采用非穩(wěn)態(tài)的氣藏滲流與井筒耦合的新方法，即將 油嘴

2、（氣嘴）控制、井筒流動(dòng)與儲(chǔ)層滲流視為一耦合作用的整體，將傳統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)分析法與不穩(wěn)態(tài)滲流 的試井分析相結(jié)合，以新的生產(chǎn)系統(tǒng)分析方法考慮凝析氣藏滲流特性、井筒流動(dòng)特征、氣藏邊界及開 發(fā)過(guò)程中各種變化趨勢(shì)；并針對(duì)水平井，充分考慮水平井流入動(dòng)態(tài)特征、不同水平井段長(zhǎng)度條件下影 響水平井產(chǎn)量的因素（井筒的粗糙度、井筒半徑、地層流體粘度、地層非均質(zhì)性、地層損害和完井方 式等），預(yù)測(cè)出生產(chǎn)系統(tǒng)在不同生產(chǎn)方式、不同時(shí)間下的協(xié)調(diào)狀態(tài)、參數(shù)變化情況，由此建立起一套 凝析氣藏動(dòng)態(tài)分析與產(chǎn)能預(yù)測(cè)的新技術(shù)、新方法。關(guān)鍵詞：凝析氣藏 非穩(wěn)態(tài)氣藏井筒耦合模型動(dòng)態(tài)分析產(chǎn)能預(yù)測(cè)優(yōu)化配產(chǎn)1、 引言獲取地層參數(shù)資料、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析和產(chǎn)能

3、預(yù) 測(cè)是凝析氣藏開發(fā)中的重要工作，對(duì)于凝析氣藏來(lái)說(shuō)，應(yīng)用常規(guī)生產(chǎn)系統(tǒng)分析存在兩大主要問(wèn) 題：一是對(duì)凝析氣藏流入動(dòng)態(tài)的預(yù)測(cè)到目前為 止，均是采用均質(zhì)氣藏的模型的半經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，即 二項(xiàng)式公式來(lái)預(yù)測(cè)氣井的流入動(dòng)態(tài)，該方法本身不考慮氣井的生產(chǎn)方式， 同時(shí)也不考慮氣藏的滲 流特征；二是由于采用二項(xiàng)式穩(wěn)態(tài)公式不能描述 象氣藏開發(fā)過(guò)程中地層壓力遞減的情況，不能反映開發(fā)過(guò)程中氣藏的狀態(tài)隨時(shí)間變化的趨勢(shì)，而凝析氣藏隨著開采，壓力變化、滲流特征及相態(tài) 均發(fā)生較大變化，特別是地層中壓力低于露點(diǎn)壓 力以后更為明顯。同時(shí)，對(duì)于凝析氣藏水平井不 同水平段長(zhǎng)度條件下， 各種對(duì)產(chǎn)量影響因素考慮 較少。為此，針對(duì)以上問(wèn)題提出了新

4、的動(dòng)態(tài)分析 與產(chǎn)能預(yù)測(cè)方法。2、 凝析氣藏非穩(wěn)態(tài)產(chǎn)能預(yù)測(cè)新方法及應(yīng)用主要采用非穩(wěn)態(tài)的氣藏滲流與井筒耦合的 新方法，即將油嘴（氣嘴）控制、井筒流動(dòng)與儲(chǔ) 層滲流視為一耦合作用的整體，將傳統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)分析法與不穩(wěn)態(tài)滲流的試井分析相結(jié)合，以新的生產(chǎn)系統(tǒng)分析方法考慮氣藏滲流特性、井筒流動(dòng)特征、氣藏邊界及開發(fā)過(guò)程中地層壓力的遞減情 況；并針對(duì)水平井，充分考慮水平井流入動(dòng)態(tài)特 征、影響水平井產(chǎn)量的因素（井筒的粗糙度、井筒半徑、害和完井方式等）方式、不同時(shí)間下的協(xié)調(diào)狀態(tài)、參數(shù)變化情況。該項(xiàng)新技術(shù)不僅可以直接利用不穩(wěn)定試井 解釋成果進(jìn)行產(chǎn)能預(yù)測(cè)；對(duì)于未測(cè)試的生產(chǎn)井， 可以通過(guò)擬合生產(chǎn)動(dòng)態(tài)進(jìn)行產(chǎn)能遞減分析，估求取地層

5、參數(shù)，并進(jìn)行產(chǎn)能預(yù)測(cè)；同時(shí)還可以用來(lái) 研究不同工作制度、完井方式以及增產(chǎn)措施改善 情況下的產(chǎn)能變化，以及求取氣井動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量、不 同開采階段合理工作制度確定、不同工作制度下 生產(chǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)以及優(yōu)化配產(chǎn)等，為凝析氣藏的氣藏工程研究提供了先進(jìn)手段。2.12.1、氣藏滲流與井筒流動(dòng)藕合模型1 1）、不穩(wěn)態(tài)IPRIPR數(shù)學(xué)模型不穩(wěn)態(tài)IPR實(shí)質(zhì)是氣井在某個(gè)瞬時(shí)的流量壓 力關(guān)系，即是變流壓控制條件下的流量動(dòng)態(tài)預(yù) 測(cè)，利用疊加原理可以從定流壓條件下的流量響 應(yīng)導(dǎo)出變流壓響應(yīng)。根據(jù)杜哈美疊加原理，變流 壓條件下的流量響應(yīng)等于定流壓的流量響應(yīng)與 變流動(dòng)壓力的褶積：式（2.1-1 ）的離散化計(jì)算形式為：BLL*1qtB

6、 3j.-j qD-tj 、f 1.842D0 kh j j jj 其中，取to =0，0, qD（tD）為流壓條件下的氣藏流量響應(yīng)，在Laplace空間中定壓響應(yīng)與定流量響應(yīng)之間存在一種簡(jiǎn)單的對(duì)應(yīng)關(guān)系： 1qD（S）2（ 2.1-3）S 即 D（S）因此，前述的滲流數(shù)學(xué)模型及其解式可以轉(zhuǎn) 換為定壓條件下的流量解式。2 2）、流動(dòng)系統(tǒng)耦合模型自噴井生產(chǎn)過(guò)程中，其流動(dòng)分為三個(gè)階段：1 ）從氣藏到井底的流動(dòng)，由不穩(wěn)態(tài)流動(dòng)模型（2.1-1 ）式描述；2）從井底到井口的垂直管流， 考慮流體的舉升壓降、摩阻、溫度影響；3）從井口通過(guò)油嘴節(jié)流。垂直管流能量平衡方程為：dP 、 r dv -v2g ： v

7、f -dzdz d 2（ 2.1-4）式中，P為壓力，Pa;為混合流體密度，kg/m3；g為重力加速度，m/s2; V為流體平均流速，m/s ；f為磨擦阻力系數(shù)。假設(shè)油管內(nèi)各處流速相同，忽略加速度影響，井底流壓Pwf與井口壓力Pwh之間的關(guān)系為：L上is fq2 PPwf -Pwh0 （10 也 3.393 1048-）dz05（2.1-5）式中，Pwf為壓力，MPa ;為混合流體平均密度，kg/m3； g為重力加速度，m/s2; q為油井產(chǎn)量，m3/d ； L為井筒長(zhǎng)度；f為磨擦阻力系數(shù)，由Jain公式計(jì)算。在給定油嘴直徑d和油嘴下游壓力Pchd條件 下，將油嘴、井筒（油管）、氣藏作為一個(gè)耦

8、合 系統(tǒng)來(lái)分析，求解由（2.1-22.1-2）式、（2.1-52.1-5）式構(gòu) 成的非線性方程組，即可預(yù)測(cè)油氣井生產(chǎn)過(guò)程的 不穩(wěn)定壓力、流量。注：在求解耦合模型非線性方程組之前，通過(guò)建立井筒多相管流計(jì)算模型，按照Beggs-Brill法進(jìn)行流型判別，并確定出持液率及混合物密 度、阻力系數(shù)及流體物性參數(shù)等，為已建立的氣 藏滲流與井筒流動(dòng)藕合模型中參數(shù)的計(jì)算提供 基本參數(shù)支撐。2.22.2、非穩(wěn)態(tài)產(chǎn)能預(yù)測(cè)新方法的用途1）、求取氣井動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量不穩(wěn)定產(chǎn)能評(píng)價(jià)系統(tǒng)計(jì)算的氣井動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量為氣井控制半徑范圍內(nèi)的地質(zhì)儲(chǔ)量，應(yīng)理解為最小控制體積的儲(chǔ)量，雖然其計(jì)算值和動(dòng)態(tài)法的計(jì) 算值存在著一定的差異，但總體上比較接近。

9、2）、氣井動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)與配產(chǎn)不穩(wěn)定產(chǎn)能評(píng)價(jià)系統(tǒng)利用生產(chǎn)數(shù)據(jù)可針對(duì) 不同氣藏的不同生產(chǎn)階段，擬合氣井的不穩(wěn)定 IPR曲線或不穩(wěn)定無(wú)阻流量曲線，并且能夠預(yù)測(cè) 不同工作制度下氣井壓力或產(chǎn)量的變化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)科學(xué)配產(chǎn)。3）、定工作制度下氣井的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)氣井生產(chǎn)到一定階段時(shí)，往往需要了解下一 階段其產(chǎn)量或壓力變化情況，以便能及時(shí)調(diào)整工 作制度，保證氣井正常生產(chǎn)。4）、氣井的優(yōu)化配產(chǎn)應(yīng)用不穩(wěn)態(tài)產(chǎn)能評(píng)價(jià)軟件可以預(yù)測(cè)氣井不 同工作制度下的無(wú)阻流量、井底流壓、穩(wěn)產(chǎn)年限、 采出程度及累積采出量等，并可生成不穩(wěn)定IPR曲線以及無(wú)阻流量變化曲線，根據(jù)生產(chǎn)狀況、采 出程度，以及無(wú)阻流量變化情況的分析對(duì)比，優(yōu) 選出氣井目前最合理

10、產(chǎn)量。5）、氣井不同開采階段合理工作制度確定在氣井開采過(guò)程中，隨著地層壓力的下降， 無(wú)阻流量不斷降低， 這就意味著氣井不同開采階 段（不同地層壓力）應(yīng)對(duì)應(yīng)不同的工作制度。非 穩(wěn)態(tài)產(chǎn)能預(yù)測(cè)方法能在利用初期生產(chǎn)數(shù)據(jù)的基 礎(chǔ)上，指導(dǎo)氣井不同階段的配產(chǎn)，使氣井生產(chǎn)動(dòng) 態(tài)預(yù)測(cè)更具有長(zhǎng)遠(yuǎn)性。2.32.3、非穩(wěn)態(tài)產(chǎn)能預(yù)測(cè)新方法實(shí)際應(yīng)用1）、雅克拉凝析氣田直井YK1井利用生產(chǎn)數(shù)據(jù)直接模擬預(yù)測(cè)圖2.3-2 YK1井口壓力-時(shí)間擬合、預(yù)測(cè)曲線表2.3-1 YK1井參數(shù)解釋結(jié)果圖2.3-4 YK1井月產(chǎn)量-時(shí)間預(yù)測(cè)曲線通過(guò)對(duì)井口日產(chǎn)量、井口壓力進(jìn)行歷史擬 合，并設(shè)定某一工作制度， 便可預(yù)測(cè)日產(chǎn)、月產(chǎn)、 油壓、流壓、

11、靜壓即壓差變化，并可以得到任意 條件下的IPR （壓力、產(chǎn)量）關(guān)系曲線。圖2.3-3 YK1井IPR流量-壓力曲線（2006-4-21）表2.3-2 YK1井產(chǎn)能預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)表（2006-4-21）虻底序號(hào)（IUW-5）誕時(shí)】鈿cm）曲s）1風(fēng)關(guān)52.4&5S1L30.P1W25.K2124跚泗7750JM1233.73M22.4S713123.155g.4326647.TB511333.171?36.5415IPjfiW!4121.1.屈蒂718533JJ241加5U33:也421S333酈ITQA33MJ0S44611.747IftMS3PJJ2416ilQPl112啷1117稅1IQ fiW

12、16 WS17心俯1腫浙ioe.52fl血枷133J2O6謔42.268SOJS5/31?9衛(wèi)西3DJ157.7LW537106E211C0）10帥如281085第皿300K3L77n圖2.3-6 YK1井生產(chǎn)壓差-時(shí)間預(yù)測(cè)曲線2）、雅克拉凝析氣田水平井YK6H井利用試井解釋結(jié)果與生產(chǎn)數(shù)據(jù)相結(jié)合模擬預(yù)測(cè)圖2.3-7 YK6H井日產(chǎn)量-時(shí)間擬合、預(yù)測(cè)曲線兩相滲透率K （ 103um）7.045干氣區(qū)滲透率K （ 10-3um1）46.064井筒表皮Sd1.91非達(dá)西流動(dòng)系數(shù)DS（ 104M/d）-11.6015內(nèi)區(qū)半徑R （ m）148內(nèi)外區(qū)流度比*M6.5385內(nèi)外區(qū)擴(kuò)散系數(shù)比D6.5385供

13、氣半徑Re （ m）1498.1動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量NV（ 108m1/d）153.36無(wú)阻流量QOF（ 104mi/d）68.148*內(nèi)外區(qū)流度比、內(nèi)外區(qū)擴(kuò)散系數(shù)比定義為外區(qū)/內(nèi)區(qū)圖2.3-5 YK1井流壓-時(shí)間預(yù)測(cè)曲線MW3、結(jié)束語(yǔ)非穩(wěn)態(tài)產(chǎn)能預(yù)測(cè)新技術(shù)主要采用了氣藏、井筒、井口控制作為一個(gè)耦合體，并通過(guò)實(shí)際生產(chǎn) 5Pwi 叭圖2.3-11 YK6H井生產(chǎn)壓差-時(shí)間預(yù)測(cè)曲線生產(chǎn)IE程済量甌生產(chǎn)壓旌iMPt)(MPa)睜號(hào)(10W)(MP(MP13M3643.79334R回11233301733325144ti2302JD35.38768刃389】12218JL83352612235UJ3298.6783

14、8152肛電刃132041302363199I9JJ6942935M1U75444701J118939 J138lti.76315跖刃is wra41907615IT23S241期&13閉兌63S1J0639. L138161J3559447OU11 :妙72711M19JJ6935.319917132104?.538.381525血血22.33C71E107酈知觀)1J.謝釀925414225L4463O73Z31P7JJ3M刃翊1753841DS43.1752WB84200另幻68D圖2.3-8 YK6H井IPR流量-壓力曲線(2006-4-24)表2.3-3 YK6H井IPR流量-壓力曲

15、線(2006-4-24)Sl-filM212HSiSW3W 呦g：w他眄I圖2.3-12 YK6H井平均靜壓-時(shí)間預(yù)測(cè)曲線圖2.3-9 YK6H井月產(chǎn)量-時(shí)間預(yù)測(cè)曲線圖2.3-10 YK6H井流壓-時(shí)間預(yù)測(cè)曲線數(shù)據(jù)(也可用試井解釋結(jié)果與生產(chǎn)數(shù)據(jù)擬合)，求取地層參數(shù)及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、產(chǎn)能預(yù)測(cè)。為今后凝 析氣藏氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析、產(chǎn)能預(yù)測(cè)及最優(yōu)化配 產(chǎn)提供了新方法。參考文獻(xiàn)：1Goode, P.A. and Kuchuk, F.J.:InflowPerformanee of Horizontal wells, ”PERE (Aug.1991), 319-23.2何志雄、孫雷、李士倫，凝析氣井生產(chǎn)系 統(tǒng)分析

16、方法，石油學(xué)報(bào)，1998 (10).3陳偉、段永剛，水平裂縫水平井試井分析， 油氣井測(cè)試，2000 (3).4朱德武、鄭曉志，凝析氣井流入動(dòng)態(tài)分析 新方法，斷開油氣田，1997 ( 9). 唐海、黃炳光，氣井(藏)動(dòng)態(tài)優(yōu)化配產(chǎn)方法研究，天然氣工業(yè)， 1998; 18 (3).王俊明、唐海，確定凝 析氣井合理產(chǎn)能的新方法，石油勘探與開發(fā)， 2004（ 6）.出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂，今天下三分，益 州疲弊，此誠(chéng)危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣不懈 于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇， 欲報(bào)之于陛下也。誠(chéng)宜開張圣聽，以光先帝遺德， 恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞 忠諫之

17、路也。宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。 若有作奸犯科及為忠善者，宜付有司論其刑賞， 以昭陛下平明之理；不宜偏私，使內(nèi)外異法也。侍中、侍郎郭攸之、費(fèi)祎、董允等，此皆良 實(shí)，志慮忠純，是以先帝簡(jiǎn)拔以遺陛下：愚以為 宮中之事，事無(wú)大小，悉以咨之，然后施行，必 能裨補(bǔ)闕漏，有所廣益。將軍向?qū)?，性行淑均，曉暢軍事，試用于?日，先帝稱之曰 能”是以眾議舉寵為督：愚以 為營(yíng)中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣 得所。親賢臣，遠(yuǎn)小人，此先漢所以興隆也；親小 人，遠(yuǎn)賢臣，此后漢所以傾頹也。先帝在時(shí)，每 與臣論此事，未嘗不嘆息痛恨于桓、 靈也。侍中、 尚書、長(zhǎng)史、參軍，此悉貞良死節(jié)之臣，愿陛下 親之、信之，則漢室之隆，可計(jì)日而待也！_臣本布衣，躬耕于南陽(yáng)，茍全性命于亂世， 不求聞達(dá)于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈， 三顧臣于草廬之中，咨臣以當(dāng)世之事，由是感激, 遂許先帝以驅(qū)馳。后