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气藏产能测试评价及试井分析(下2-凝析气井试井分析与动态预测)

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产能 测试 评价 分析 气井 动态 预测
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凝析气井试井分析及动态预测一 了解地层压力变化规律 ★获取地层参数的重要和有效的手段※ 可以了解地下油气渗流规律、油气藏动态特征※ 可为气藏描述、污染评价、数值模拟、油气藏开采动态预测以及油气井增产措施决策提供依据试井分析的目的:凝析气井的试井分析:具有相当大的研究难度,至今未能很好解决◆ 地层压力高于露点压力时,流体的渗流与干气藏无太大区别,仍沿用干气井的试井分析方法 地层压力低于露点压力以后,地层中将有凝析油的析出,出现油、气两相共存或渗流 。应:采用两相拟压力考虑多孔介质影响实际储层对凝析油、气将产生不可忽略的吸附,在地层中会出现自由的油、气相与吸附的凝析油、气相三相共存和自由的油、气两相渗流,多孔介质影响 :二、凝析油、气在储层多孔介质表面的吸附根据多孔介质基本物性及流体组成等采用( 计算凝析油、气在多孔介质表面的吸附量和吸附相的组成。三、凝析气井试井分析方法(一)常规试井分析:1. 压力降落试井分析凝析气井的渗流微分方程:    )()(1(对组分 i )     )()(1(对整个烃类流体 ) 0)()(两相拟压力 :不稳定渗流数学模型:  11w 2ir   ),( )0,(0 ie  ),((内边界条件 ) (封闭外边界 ) (定压外边界 ) (无穷大地层 ) (初始条件 )       )()(     )()(  气井地面质量流量 (产量 )  4),(2无穷大地层解:  在井底:t  (i — w ~  ~ 系曲线的中期直线段斜率值大小  222 243(封闭地层解: (弹性驱动第二相晚期 (拟稳定流期 ) ) 3在井底: i: 晚期直线段斜率2. 压力恢复试井分析 4)(44)(22 t  3 5 1 ()1(i *外推地层压力 :中期直线段外推至1 tt 拟压力轴上的截距: *i *P(二)现代试井分析:1 均质地层试井分析模型    )()(1引入拟压力函数 : 0)()(   11(考虑凝析水后烃可流动孔隙度 ))1( w i        )()(      )()(其中: ()(2  再引入无因次变量:2wD 22     1均质凝析气藏试井数学模型  1220)0,( DD r1  11      0, (无限大边界 )  0,D 封闭边界)   0, (定压边界)    1(   无限大边界 :封闭边界 :定压边界 :                             10 100 1000 10000D' *(D)I Ⅱ Ⅲ Ⅳ水平线斜率为 10 100 1000 10000 100000(D)002 裂缝性地层试井分析模型与典型曲线特征引入 (无因次 )变量 :    2( j=f、 m) 2)()( wD 2)(2)(        C C      122  )(1    0)0,(0,  111      0,,      0,,      0,, (无限大边界 )(封闭边界)(定压边界)裂缝凝析气藏试井数学模型      1  )()()(10                                           无限大边界 :封闭边界 :定压边界 :    u 1( )1()( 10 100 1000 10000D' *(D)I Ⅱ Ⅲ Ⅳ封闭无限大定压Ⅴ水平线斜率为 10 100 1000 10000D' *(D)ω 10 100 1000 10000D' *(D)λ 减小(不同储容比下裂缝性气藏试井模型特征 ) (不同窜流系数下裂缝性气藏试井模型特征 ) 3 双区复合凝析气藏试井分析模型与典型曲线特征引入 (无因次 )变量 : m (2   21r wD 22  22 112112 // 复合凝析气藏试井数学模型  111   r 1  21221     0)0,(0, 21  111 111     , 21    2121 1 (无限大边界 )(封闭边界)(定压边界)  0,2  DD t  0,2 r  0,2         11  11,, 011212   封闭边界 :定压边界 :)()(1)()()()(1)()(101201101201      )()()()()(1)()()()()()()()()()(1)()()()()(010101200001111101210101      )()()()()(1)()()()()()()()()()(1)()()()()(010101200001010101200001  uI   uI 00    uI 11  2 2 10 100 1000 10000 100000 1000000D' *(D)I Ⅱ Ⅲ Ⅳ封闭无限大定压Ⅴ水平线斜率为 10 100 1000 10000 100000 1000000D' *(D)R f D 10 100 1000 10000 100000 1000000D' *(D)M 1 2 减小不同流度比下凝析气藏双区复合试井模型特征4 应力敏感地层凝析气藏试井分析模型与典型曲线特征大量实验表明 , 高压低渗地层气体渗流时表现出很明显的应力敏感性 .     )()(1当考虑渗透率应力敏感性时 ,即认为渗透率是随压力 (或拟压力 )变化而变化的 ,那么 ,其渗流基本方程应为 : 渗透率  1视渗透率模量:   (  i       )()(2 11应力敏感地层气体渗流基本方程 : 引入 (无因次 )变量 :  t ()(2  2wD   22 应力敏感无限大凝析气藏试井数学模型D      21  00, DD r11  1  0),( 入变换式:  ),(1(  111    11 内边界条件变为:应用摄动技术变换式 :  22210  2211 1    2211   2211取零解摄动解 :   001   00,0 DD r1100   1000 0),(  应力敏感无限大凝析气藏试井分析数学模型          w D 10110  井底无因次拟压力:   )(1 Do w L    10 100 1000 10000D' *(D)I ⅡγD =0随着无因次渗透率模量数值的增加 ,拟压力及其导数往上翘 ,无因次渗透率模量数值越大,拟压力及其导数上翘越明显,这种特征和不存在应力敏感气藏加不渗透外边界试井曲线类似。斜率为 力敏感砂岩地层双区复合凝析气藏试井分析模型与典型曲线特征引入无因次变量:  2 21r wD  222  22112112 // i复合应力敏感凝析气藏试井数学模型D      1211 11  )1( r   21221       00,0, 21  1111  111 1     , 21    2121 1 0),(2  DD t引入变换式 : ),(1(   22210  )(1 Do w L     w D     1111),,( 011212   10 100 1000 10000 100000D' *(D)I ⅡγD =0随着无因次渗透率模量数值的增加 ,拟压力及其导数往上翘或值增大 ,无因次渗透率模量数值越大,拟压力及其导数上翘越明显,这种特征和不存在应力敏感气藏加不渗透外边界试井曲线类似。斜率为 径向流水平线径向流水平线 ,当 能仅有一个导数水平线 。6 考虑井筒积液的凝析气井试井分析模型与典型曲线特征考虑井筒积液凝析气井试井数学模型  122  00,  DD        0),( 1( /  )/( te r   其它变量定义同前    020 1 1 )(100   /1)2/()( 4/22 ue r f  )(— 10 100 1000 10000 100000D' *(D)IⅡ斜率为 10 100 1000 10000 100000 D 增大不同 下试井模型拟压力特征曲线 低速非达西渗流试井分析与常规中、高渗透凝析气藏相比,低渗透凝析气藏储层致密,渗透率极低,当有凝析水存在时,地下流体在一定压差 (启动压差 )下才能流动,这已为实验所证实。由于启动压差的存在,低渗透凝析气藏试井资料往往处于早期,或过早出现不渗透边界特征假象,影响了试井资料的正确解释和试井成果的实际应用。实际上,对于低渗透气藏,相应的渗流方程及井底压力解也都不同于常规气藏。引入无因次变量 :  t ()(2  22    222   we ek h    2   h (2  无因次启动压力梯度无限大凝析气井低速非达西渗流试井数学模型)/(11222    0)0,( eD r1)/(10)/,(  t2)(2)(21)()( )( 001100     10 100 1000 10000 100000D'*(D)C D 05对于固定参数当小时 , 双对数曲线在井筒储集阶段与达西渗流( 0 曲线重合 ; 导数曲线在井筒储集阶段和过渡阶段也与达西渗流曲线重合 , 但后期出现上翘 , 类似于达 西 渗流存在不渗透边界情形 。 增大 , 双对数曲线井筒储集阶段向上偏离 450, 呈上升直线段 , 后期快速上升偏离达西渗流曲线 ; 导数曲线在井筒储集阶段位于双对数曲线上方 , 过渡阶段后逐渐减速上升到双对数曲线下方 ( 类似变井筒储集典型曲线 ) , 但仍向上偏离达西渗流曲线。越大 , 双对数曲线和导数曲线早期和后期偏离达 西 渗流曲线的幅度越大 。 10 100 1000 10000 1000001 05在单对数曲线上 , 当 值增大时 , 后期曲线向上偏离达西渗流 无 量纲半对数曲线径向流动阶段 线段 , 快速上升。 值越大 , 偏离达西渗流曲线的时间越早 , 上升速度也越快 10 100 1000 10000D'*(D)00110 值增加得越大 ,双对数曲线早期和后期偏离达西渗流曲线的幅度越大。8 不考虑凝析水影响的无限大外边界复合凝析气藏模型 :   11 11  221 ),(),( 21   21   111111110),(  0)0,()0,( 21  1 续性条件)(连续性条件)(内边界条件 1)(内边界条件 2)(外边界条件)(初始条件)r 1r 2r 10 100 1000 10000 100000D¦×D¹Í¦×D'·(D)01Í» ÖÐ µ ·Ö ±ð Ϊ 1 030,1020,1010,105,102,1011030( a=250,¦ Ò =2,M=2 )009 不考虑凝析水影响的无限大外边界天然裂缝凝析气藏模型 :  221  01 22  110),((  0)0,()0,(   10 100 1000 10000 100000 1000000(D)030,1020,1010,105,103,102,101,100,100    )()()()(1002122222)1()1()(四、濮 12井试井分析1. 油田 :濮城油田 井别 :滚动开发井 投产时间 :? .5 m3/d ; *104m3/d;稳定时间: 60 井解释渗透率: ? 0 100 150 200 250 300 350¡÷t ( 力历史( 1) 两相拟压力 , 不考虑吸附 ) :解释结果:K=. 常规解释:l g ( ¦¤t / ( ¦¤t +¦×( 2) 两相拟压力 , 考虑吸附 ) :气体吸附作用使得渗流过程中地层反凝析油饱和度增加,气相相对渗透率相应减小,因此使得计算出的两相拟压力降低0246810120 50 100 150 200 250 300 350¡÷t ( ¦×²º ¾» ÂÇ Îü ·¼¾» ÂÇ Îü ·¼0 20 30 40 50 60Ѹ Á¦ ( M P a )Îü·¼ÏàÁ÷Ìå±¥¹Í¶È=¦¤t/( ¦¤t+¦×B. 现代试井分析:(1) 均质模型: ( 两相拟压力 , 不考虑吸附 ) 10 100 1000 10000 100000D¦·¦·(D)010解释结果:K= 系 数 : m/ 2)均质模型: ( 两相拟压力 , 考虑吸附 ) 10 100 1000 10000 100000D¦·¦·(D)011解释结果:K= 系 数 : 系 数 : m/力历史拟合101214161820222426280 50 100 150 200 250 300 350¡÷t ( µ ²â»Æ Ëã考虑多孔介质吸附影响时的解释结果不同于不考虑吸附影响的情况。存在介质吸附现象时,有效渗透率减小,表皮因子增大。因为多孔介质吸附了部分凝析油气,这些吸附相不参与流动,就相当于堵塞了部分渗流通道,增大了渗流阻力,脱附出的凝析油气与反凝析液也会堵塞一定渗流空间,自然会出现有效渗透率“降低”,表皮“增大”的现象。考虑吸附影响后 , 有效渗透率降低了约 表皮增大了约 部)测试时间: 9+ 0.6 m3/d ; 04m3/d;稳定时间: 井解释渗透率: 规解释:( 1) ( 单相拟压力 ) 10 100¤t ( 力后期下掉,(储层压力下降),无法应用。解释结果:K= 2) ( 单相拟压力 )¦¤t/( ¦¤t+t P ))释结果:K= 测半径 : 108 3) ( 两相拟压力,不考虑吸附 )解释结果:K= 测半径 : 108 ¦¤t/( ¦¤t+¦×( 3) ( 两相拟压力,考虑吸附 ) 10 15 20 25¡÷t ( h r s )¦×¾» ÂÇ Îü ·¼²º ¾» ÂÇ Îü ·¼ 10 15 20 25 30 35Ѹ Á¦ ( M P a )Îü·¼ÏàÁ÷Ìå±¥¹Í¶È)解释结果:K= 测半径 : 108 ¦¤t/( ¦¤t+¦×现代试井分析:( 1)均质模型: ( 两相拟压力,不考虑吸附 )1010010 100 1000 10000t D /C D¦·¦·(D)解释结果:K= S=mD.m/试后期压力下掉 ,曲线后期径向流段不完整,解释结果可靠性降低,解释结果可供参考。0 100 1000 10000t D /C D¦·¦·(D)C D 015压力历史拟合( 2)均质模型: ( 两相拟压力,考虑吸附 )0 100 1000 10000t D /C D¦·¦·(D)C D 01 9解释结果:K= S=mD.m/在多孔介质吸附现象时 , 有效渗透率低于无介质吸附时 ,而表皮因子则刚相反 。 原因与前类似 , 因为多孔介质吸附了部分凝析油气 , 这些吸附相不参与流动 , 就相当于堵塞了部分渗流通道 , 增大了渗流阻力 , 脱附出的凝析油气与反凝析液也会堵塞一定渗流空间 , 自然会出现有效渗透率 “ 降低 ” , 表皮“ 增大 ” 的现象 。考虑吸附影响后 , 有效渗透率降低了约 表皮增大了约 与 效渗透率降低的幅度与表皮增大的幅度 原因在于, 2井的低,7+摩尔含量为 而地层孔隙介质吸附时首先选择吸附的是大分子,即重烃成分,因此 10 15 20 25 30 35Ѹ Á¦ ( M P a )Îü·¼ÏàÁ÷Ìå±¥¹Í¶È)B 2 ½®B 6 ½®2井地层中吸附相流体饱和度与压力关系对比曲线( 3)复合模型: ( 两相拟压力,不考虑吸附 )解释结果:第一区: K= 第二区: K=层系数: 二区: 动系数: mD.m/ 井筒储集系数: 相流动区半径: m 0 100 1000 10000t D /C D¦·¦·(D
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