气井真实产能方程及无阻流量确定方法探讨

针对目前存在的气井产能方程及无阻流量公式在特定的完井方式与工艺水平情况下易受表皮系数影响导致计算结果不准确的问题,在提出了气井真实产能方程及无阻流量概念的基础上,利用常规产能试井法及不稳定试井法计算出表皮影响系数,将现有的产能方程系数中的表皮影响剔除,得到不受表皮因素影响能够真实反映气藏产能属性的气井产能方程,进而计算出气井的真实无阻流量。以苏里格气田某井为例进行真实产能的敏感性因素分析,结果表明表皮系数对气井产能的影响较大,要准确客观地评价产能及无阻流量须建立无表皮系数影响的真实产能方程。     

利用修正等时试井确定凝析气井拟压力产能方程

在凝析气井产能评价中,利用拟压力两相渗流数学模型计算产能,能有效反映凝析气液两相渗流特征,比常规单相压力平方法计算的产能更准确,但模型涉及物性参数较多,参数间具有动态变化关系,因此,计算较为繁琐,方程系数不易确定。结合不稳定产能测试,引入修正等时试井方法及积分元素法对产能方程进行求解分析。首先基于考虑相变的凝析气井拟压力方法,建立气液两相渗流数学模型;然后结合实验室静态资料,运用积分元素法对模型中拟压力函数进行求解;再根据修正等时试井原理,利用不同工作制度下的动态测试产能点计算产能方程系数,从而确定凝析气井两相渗流拟压力产能方程。现场实例表明,与凝析气井常规单相渗流模型相比,运用该方法所得凝析气井产能偏小,这反映了凝析液析出对气井产能的影响,其结果更符合实际生产情况。因此为快速有效地确定凝析气井产能提供了一种实用方法。     

考虑滑脱效应的低渗低压气藏的气井产能方程

考虑了气体在低渗低压气藏中的滑脱效应,定义了考虑滑脱效应的滑脱表皮系数（S_滑脱）,建立了形式简洁的气井产能方程。S_滑脱介于-1～0之间,即滑脱效应可以增加气井产能。在已知其他参数的条件下,只需计算出S_滑脱就可以确定出存在滑脱效应的气井产能。由于实际气藏往往会表现出其他非线性渗流特征（如启动压力梯度效应和高速非达西效应）,因此实际应用时还需要考虑这些因素。现场实例分析表明：对于存在滑脱效应的低渗气藏气井而言,用该新的产能公式计算出的产能大于用常规产能公式计算出的产能,且与实际产能比较吻合,表明了公式的正确性和适用性。     

试气资料在低渗气藏产能评价中的应用

低渗气藏产能试井所需测试时间较长,产能试井的测试资料很少,对气井产能评价造成了严重影响。根据气体不稳定渗流方程,对气井产能方程进行剖析,提出一种利用试气资料,计算渗透率等地层参数,确定气井不稳定无阻流量与测试时间的关系曲线,估算气井的拟稳态无阻流量。通过现场计算表明,该方法计算精度较高,有效提高了试气资料的利用率,可推广应用于其它低渗透气藏。     

校正地层损害时绝对无阻流量的计算方法

不应把直接从二项式产能方程或指数式产能方程或经验产能方程得到的绝对无阻流量q作为评价气井产能的参数,应采用消除地层损害后的绝对无阻流量q′AOF作为评价气井产能的参数;校正后的绝对无阻流量与地层损害表皮系数、地层压力、厚度、渗透率、气体粘度、体积系数等有关。对于校正后的绝对无阻流量的计算,在利用压力法和压力平方法时有所不同。     

应用简易数值模型校正气井异常产能指示曲线

气井产能试井过程中,经常会出现产能试井指示曲线异常,导致产能参数无法求取。应用不稳定试井解释结果和已有参数建立简易数值模型,并对简易模型进行修正。以达到与测试数据基本符合。应用简易模型输出的数据进行产能计算,即可得出气井的产能方程及产能参数。由于建立的简易模型参数取自实际气井的不稳定测试资料,因此拟合后的模型能代表实际气藏,求得的气井产能方程即为实际气井的产能方程,达到了修正异常产能曲线的目的．为产能试井解释提供了一种新的方法。     

气井产能预测方法研究

利用探井取得的试采动态资料，对气井产能预测模型中的产能系数进行研究，分析了产能系数的影响因素，并通过统计分析方法，确定了产能系数的合理计算方法，使气井产能预测方程在勘探初期即可得到较好应用，为气井产能设计及产量预测提供了理论依据。     

考虑启动压力梯度的压裂气井产能数值模拟

压裂是低渗透气藏保持经济开采和增产的重要措施,压后产能是进行压裂方案优化设计的重要依据。考虑低渗透气藏中普遍存在的启动压力梯度对气体渗流的影响,建立了压裂气井产能模拟模型,给出了数值计算模型,编制出考虑启动压力梯度的压裂气井产能模拟软件。计算表明,启动压力梯度对压裂气井产能影响很大,在产能模拟时应考虑启动压力梯度的影响。     

考虑启动压力梯度的压裂气井产能数值模拟

压裂是低渗透气藏保持经济开采和增产的重要措施，压后产能是进行压裂方案优化设计的重要依据。考虑低渗透气藏中普遍存在的启动压力梯度对气体渗流的影响，建立了压裂气井产能模拟模型，给出了数值计算模型，编制出考虑启动压力梯度的压裂气井产能模拟软件。计算表明，启动压力梯度对压裂气井产能影响很大，在产能模拟时应考虑启动压力梯度的影响。     

利用试井资料快速求取复合型储层气井产能

由于近井带反凝析、水锁或储层再压实等原因导致渗透率降低,压力恢复曲线常出现复合储层特征。基于气井非达西稳定流产能方程,利用试井解释确定的渗透率、表皮系数、内外边界等参数,结合气井投产初已获取的产能方程,推导出目前复合型储层气井产能方程系数的计算方法,实现气井产能快速计算。理论计算与实测对比,绝对误差低于5%,表明该方法可靠,实用性强。     

优化设计方法在气井冲蚀计算中的应用

在气井的各类腐蚀中,冲蚀的危害性极大。随着流速增加,冲蚀加剧,如果气流速度增加3.7倍,则腐蚀速度增加5倍。利用优化设计软件对影响冲蚀速度的4个主要参数进行了优化设计,在优化设计的基础上对设计出的18种参数组合进行了冲蚀速度计算,进一步回归出了冲蚀速度计算方程,优化设计所得到的方程平均相对误差为1.43%。还利用优化设计得到了不同井口压力和不同油管直径下的井口防冲蚀最大允许气量,可以很直观的判断是否会发生冲蚀。     

实验设计和响应面方法在油田开发方案设计中的应用

实验设计方法(DOE)是一种确定因果关系的设计方法,可以用于任何有可量度的输入和输出的过程,响应面法(RSM)是数学方法和统计方法结合的产物,是用来对所感兴趣的响应受多个变量影响的问题进行建模和分析的,其最终目的是优化该响应值。本文在油藏工程研究的基础上利用优化设计软件对影响油田开发经济效益的5个主要参数井距、采油速度、注采比、注水时机和原油价格进行了优化设计,在优化设计的基础上利用数值模拟和经济评价软件对设计出的25种参数组合进行了经济效益计算,并进一步利用响应面方法学回归出了财务净现值计算方程,经与数值模拟和经济评价软件计算的结果对比,方程的平均相对误差为1.21%,利用响应面三维图得到了不同采油速度和不同井距下对应的财务净现值,并得到了最佳的采油速度和井网密度。在油田开发设计中运用该方法可以克服传统方法无法确定因素间交互作用的局限性。     

气井节点分析及其应用

根据气井的实际生产情况,建立了气井节点分析数学模型,给出了数学表达式。利用该数学模型,可计算不同油管直径的产气量和不同段的压力损失。根据气井的动态曲线预测气井生产气的能力,可进行气井系统指标预测、参数优选等工作。以中原油田文 23 气井实际资料为例进行了计算、分析,结果与实际值基本吻合。     

确定气井无阻流量的新经验公式

基于气井稳定产能方程，考虑影响气井产能的主要参数地层压力，地层系数，渗透率，提出气井无阻流量与这些参数的不同组合之间的函数关系，结合长庆气田下古气藏大量产能试井资料，建立其相关曲线，经线性回归分析，得到计算气井无阻流量的三种新经验公式，实例计算表明，新经验产能公式简便易行，计算结果可靠。     

压裂气井产能预测新方法研究

压裂气井产能预测是气井开发方案设计的重要基础,引入拟压力和拟时间函数建立封闭气藏点源渗流模型,采用源汇积分方法得到了无限导流垂直裂缝井井壁压力解析式,运用渐进分析及多元回归方法得到了拟稳态解析公式,同时利用Duhamel褶积通过数值反演得到了Fetkovich/Arps无限导流垂直裂缝井联合产量递减图版,并引入积分平均概念,进而得到了Fetkovich产量积分平均图版,最后对这种新的图版拟合方法的使用进行了实例说明,得到了产能预测参数,为压裂气井的产能预测提供了一种新方法。     

水平井射孔工艺技术及在罗家11H井实践

罗家11H井是高产天然气、高含硫化氢的罗家寨气田第一口射孔完井的水平井。文章介绍了水平井射孔常用施工管柱、深度定位方法、射孔地面监测技术、射孔参数优选方案、射孔弹定向原理和枪身特殊设计等工艺技术；分析了该工艺技术在罗家11H井的施工难点以及射孔参数优化结果，并成功地应用于该井的射孔施工作业，获得较好的产能效果，为优质、高效、安全开发罗家寨高含硫化氢气藏提供了有效的射孔完井方法。     

四川盆地长宁区块页岩气水平井地质目标关键技术参数优化

近年来,针对四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组在页岩气地质评价、工程试验和开发优化研究等方面均取得了较大的进展,初步掌握了页岩气开采主体技术,并在焦石坝、长宁、威远等区块实现了规模建产。为了给类似页岩气水平井的开发设计提供技术参考,以长宁区块五峰组—龙马溪组页岩气井为研究对象,采取地质与工程相结合、动态与静态相结合、统计分析与模拟预测相结合的技术手段,量化页岩气井产能主控因素,建立页岩气井产量预测模型,优化该区块页岩气水平井巷道方位、巷道位置、巷道间距、水平段长度以及气井生产指标等地质目标关键技术参数。结论认为:(1)水平段方位与最大主应力和裂缝发育方向之间的夹角最大、水平井巷道位于最优质页岩内、水平段钻揭Ⅰ类储层长度超过1 000 m,是页岩气井获得高产的基础;(2)水平井的井筒完整、优选低黏滑溜水+陶粒压裂工艺造复杂缝是页岩气井获得高产的保障。依据该研究成果形成了长宁区块页岩气开发的技术政策,指导了该区块页岩气的开发建产,也为类似区块页岩气水平井的开发设计提供了借鉴。     

多层复合油藏产能预测及主力层优选技术

影响特低渗油田油井产能的因素较多,核心因素为储层孔隙空间、渗透率和含油性。以姬塬油田 H195 井区为例,通过初期产能与各测井参数相关性分析,寻找能反映储层特征的测井参数,建立产能系 数法和综合指数法产能预测模型。通过对2 种方法计算结果进行综合分析,将产能预测技术从单井转向 单砂层,得到层内连续的产能评价参数,以此优选主力层及主力贡献段,指导水平井轨迹设计。     

高温高压含硫气井测试优化设计技术与应用

在高温高压含硫气藏测试难点分析的基础上,形成了以压力温度预测、管柱力学分析、水合物形成条件预测、储层参数及产能预测等研究为基础,综合考虑测试方式、测试设备、测试工艺间相互影响的测试优化设计指导原则;探讨了以管柱及工具优化设计、井口装置及地面流程设计、测试方式优选、施工参数优化为核心的测试优化设计主要技术。通过在川东北重点探井推广应用,取得了良好的经济效益和社会效益。     

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文章对水平压裂气井的渗流过程进行了分析，将气体从地层流入水平井底的压降分为三部分：一是气体从地层基质流入到裂缝，通过复位势理论和势的叠加原理得出了有关产能的压降方程；二是从裂缝流入到水平井段，通过对裂缝微元体的分析，得出有关裂缝参数的产能压降方程；三是气体从水平井段指端流入水平井段跟端，通过动量定理得出考虑井筒摩擦等影响因素的产能压降方程。根据得出的这三部分压降方程，考虑各部分间的连接条件，得出了含多条垂直裂缝的水平压裂气井的产能预测模型，通过编程求解了该模型，并分析了裂缝半长、裂缝条数以及裂缝在水平井筒中的位置对水平压裂气井产能的影响，从而为压裂后的产能评价及压裂井的优化设计提供了可靠的理论基础。