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凝析气藏非稳态产能预测新方法

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凝析气藏非 稳态 产能 预测 新方法
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凝析气藏非稳态产能预测新方法摘要:生产动态分析、产能预测及优化配产是凝析气藏开发中的重要工作。但对于凝析气藏来说,应用常规生产系统分析存在两大主要问题:一是对凝析气藏流入动态的预测大都采用均质气藏模型的半经验关系,该方法本身不考虑气井的生产方式和气藏的渗流特征;二是由于采用二项式稳态公式不能反映开发过程中凝析气藏的状态随时间变化的趋势。同时,对于凝析气藏水平井不同水平段长度条件下,各种对产量影响因素很少考虑。为此,提出了采用非稳态的气藏渗流与井筒耦合的新方法,即将油嘴(气嘴)控制、井筒流动与储层渗流视为一耦合作用的整体,将传统的节点分析法与不稳态渗流的试井分析相结合,以新的生产系统分析方法考虑凝析气藏渗流特性、井筒流动特征、气藏边界及开发过程中各种变化趋势;并针对水平井,充分考虑水平井流入动态特征、不同水平井段长度条件下影响水平井产量的因素(井筒的粗糙度、井筒半径、地层流体粘度、地层非均质性、地层损害和完井方式等) ,预测出生产系统在不同生产方式、不同时间下的协调状态、参数变化情况,由此建立起一套凝析气藏动态分析与产能预测的新技术、新方法。关键词:凝析气藏 非稳态 气藏井筒耦合模型 动态分析 产能预测 优化配产1、引言获取地层参数资料、生产动态分析和产能预测是凝析气藏开发中的重要工作,对于凝析气藏来说,应用常规生产系统分析存在两大主要问题:一是对凝析气藏流入动态的预测到目前为止,均是采用均质气藏的模型的半经验关系,即二项式公式来预测气井的流入动态,该方法本身不考虑气井的生产方式,同时也不考虑气藏的渗流特征;二是由于采用二项式稳态公式不能描述象气藏开发过程中地层压力递减的情况,不能反映开发过程中气藏的状态随时间变化的趋势,而凝析气藏随着开采,压力变化、渗流特征及相态均发生较大变化,特别是地层中压力低于露点压力以后更为明显。同时,对于凝析气藏水平井不同水平段长度条件下,各种对产量影响因素考虑较少。为此,针对以上问题提出了新的动态分析与产能预测方法。2、凝析气藏非稳态产能预测新方法及应用主要采用非稳态的气藏渗流与井筒耦合的新方法,即将油嘴(气嘴)控制、井筒流动与储层渗流视为一耦合作用的整体,将传统的节点分析法与不稳态渗流的试井分析相结合,以新的生产系统分析方法考虑气藏渗流特性、井筒流动特征、气藏边界及开发过程中地层压力的递减情况;并针对水平井,充分考虑水平井流入动态特征、影响水平井产量的因素(井筒的粗糙度、井筒半径、地层流体粘度、地层非均质性、地层损害和完井方式等) ,预测出生产系统在不同生产方式、不同时间下的协调状态、参数变化情况。该项新技术不仅可以直接利用不稳定试井解释成果进行产能预测;对于未测试的生产井,可以通过拟合生产动态进行产能递减分析,估求取地层参数,并进行产能预测;同时还可以用来研究不同工作制度、完井方式以及增产措施改善情况下的产能变化,以及求取气井动态储量、不同开采阶段合理工作制度确定、不同工作制度下生产动态预测以及优化配产等,为凝析气藏的气藏工程研究提供了先进手段。藏渗流与井筒流动藕合模型1) 、不稳态质是气井在某个瞬时的流量压力关系,即是变流压控制条件下的流量动态预测,利用叠加原理可以从定流压条件下的流量响应导出变流压响应。根据杜哈美叠加原理,变流压条件下的流量响应等于定流压的流量响应与变流动压力的褶积:(0式(离散化计算形式为: (其中,取 , , 为流压0 间中定压响应与定流量响应之间存在一种简单的对应关系:((1)(~2因此,前述的渗流数学模型及其解式可以转换为定压条件下的流量解式。2) 、流动系统耦合模型自喷井生产过程中,其流动分为三个阶段:1)从气藏到井底的流动,由不稳态流动模型(式描述;2)从井底到井口的垂直管流,考虑流体的举升压降、摩阻、温度影响;3)从井口通过油嘴节流。垂直管流能量平衡方程为:(式中, 为压力,为混合流体密度,kg/为重力加速度,m/s 2; 为流体平均m/s ; 为磨擦阻力系数。略加速度影响,井底流压 与井口压力 之间的关系为:L 186 )(中, 为压力,为混合流体平均密kg/m 3; 为重力加速度,m/s 2; 为油井m 3/d; 为井筒长度; 为磨擦阻力系 式计算。在给定油嘴直径 d 和油嘴下游压力 件下,将油嘴、井筒(油管) 、气藏作为一个耦合系统来分析,求解由(式、 (式构成的非线性方程组,即可预测油气井生产过程的不稳定压力、流量。注:在求解耦合模型非线性方程组之前,通过建立井筒多相管流计算模型,按照确定出持液率及混合物密度、阻力系数及流体物性参数等,为已建立的气藏渗流与井筒流动藕合模型中参数的计算提供基本参数支撑。稳态产能预测新方法的用途1)、求取气井动态储量不稳定产能评价系统计算的气井动态储量为气井控制半径范围内的地质储量,应理解为最小控制体积的储量,虽然其计算值和动态法的计算值存在着一定的差异,但总体上比较接近。2) 、气井动态预测与配产不稳定产能评价系统利用生产数据可针对不同气藏的不同生产阶段,拟合气井的不稳定线或不稳定无阻流量曲线,并且能够预测不同工作制度下气井压力或产量的变化规律,实现科学配产。3) 、定工作制度下气井的动态预测气井生产到一定阶段时,往往需要了解下一阶段其产量或压力变化情况,以便能及时调整工作制度,保证气井正常生产。4) 、气井的优化配产应用不稳态产能评价软件可以预测气井不同工作制度下的无阻流量、井底流压、稳产年限、采出程度及累积采出量等,并可生成不稳定 线以及无阻流量变化曲线,根据生产状况、采出程度,以及无阻流量变化情况的分析对比,优选出气井目前最合理产量。5) 、气井不同开采阶段合理工作制度确定在气井开采过程中,随着地层压力的下降,无阻流量不断降低,这就意味着气井不同开采阶段(不同地层压力)应对应不同的工作制度。非稳态产能预测方法能在利用初期生产数据的基础上,指导气井不同阶段的配产,使气井生产动态预测更具有长远性。稳态产能预测新方法实际应用1)、雅克拉凝析气田直井 1(10 2(10 d s(10 4m3/d) i(m) 148内外区流度比* M e(m) v(10 8m3/d) 0 4m3/d) 外区流度比、内外区扩散系数比定义为[外区/内区]通过对井口日产量、井口压力进行历史拟合,并设定某一工作制度,便可预测日产、月产、油压、流压、静压即压差变化,并可以得到任意条件下的力、产量)关系曲线。 量006 006时间预测曲线图 流压生产压差 雅克拉凝析气田水平井 利用试井解释结果与生产数据相结合模拟预测图 日产量测曲线图 量 006 量 006 月产量- 时间预测曲线图 流压- 时间预测曲线图 生产压差- 时间预测曲线图 平均静压- 时间预测曲线3、结束语非稳态产能预测新技术主要采用了气藏、井筒、井口控制作为一个耦合体,并通过实际生产数据(也可用试井解释结果与生产数据拟合) ,求取地层参数及生产动态、产能预测。为今后凝析气藏气井生产动态分析、产能预测及最优化配产提供了新方法。参考文献:[1] “ 3192] 何志雄、孙雷、李士伦,凝析气井生产系统分析方法,石油学报,1998(10).[3] 陈伟、段永刚,水平裂缝水平井试井分析,油气井测试,2000(3).[4] 朱德武、郑晓志,凝析气井流入动态分析新方法,断开油气田,1997(9).[5] 唐海、黄炳光,气井(藏)动态优化配产方法研究,天然气工业,1998;18(3).[6] 王俊明、唐海,确定凝析气井合理产能的新方法,石油勘探与开发,2004(6).
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