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气藏水平井产能预测方法

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水平 产能 预测 方法
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    3 本 文 系 中 国 石 化 资 助 项 目 “ 凝 析 气 藏 开 发 技 术 研 究 ” ( 分 成 果 。作 者 简 介 :陈 志 海 ,1980 年 生 ,高 级 工 程 师 ,博 士 研 究 生 ;已 公 开 发 表 论 文 10 余 篇 ,获 省 部 级 科 技 进 步 奖 2 项 ,现 从 事 油 气田 开 发 工 作 。 地 址 : (100083) 北 京 市 学 院 路 31 号 中 国 石 化 石 油 勘 探 开 发 研 究 院 油 藏 所 。 电 话 : 13681062836。 水 平 井 产 能 预 测 方 法 3陈 志 海 1 ,2   马 新 仿 1   郎 兆 新 1(1. 中 国 石 油 大 学 · 北 京   2. 中 国 石 化 石 油 勘 探 开 发 研 究 院 )陈 志 海 等 . 气 藏 水 平 井 产 能 预 测 方 法 . 天 然 气 工 业 ,2006 ,26 (2) : 要   近 年 来 ,随 “ 西 气 东 输 ” 工 程 的 启 动 ,越 来 越 多 的 水 平 井 在 气 藏 开 发 中 得 以 应 用 ,但 国 内 外 对 气 藏 中 水平 井 产 能 预 测 方 法 研 究 较 少 。 由 于 气 藏 中 气 体 的 流 动 方 程 和 油 藏 中 液 体 的 流 动 方 程 具 有 很 大 的 差 异 ,所 以 油 藏 中的 水 平 井 产 能 计 算 公 式 不 能 直 接 应 用 于 气 藏 。 但 如 果 气 体 流 动 渗 流 方 程 采 用 拟 压 力 ,液 体 流 动 渗 流 方 程 采 用 压力 ,二 者 的 流 动 方 程 形 式 具 有 相 似 性 ,均 为 线 性 方 程 。 为 满 足 气 藏 水 平 井 产 能 计 算 的 需 要 ,文 章 对 油 藏 水 平 井 产 能解 析 式 进 行 了 改 进 ,提 出 了 适 用 于 气 藏 的 水 平 井 产 能 计 算 公 式 。 利 用 改 进 后 的 产 能 计 算 公 式 对 新 疆 塔 里 木 盆 地 某气 藏 水 平 井 产 能 进 行 了 计 算 ,结 果 表 明 改 进 的 水 平 井 产 能 计 算 公 式 是 可 行 的 。主 题 词   气 藏   水 平 井   数 学 模 型   产 能 预 测   塔 里 木 盆 地一 、 引   言随 我 国 “ 西 气 东 输 ” 工 程 的 启 动 ,水 平 井 开 发 气藏 因 其 生 产 压 差 小 和 控 制 的 泻 气 面 积 大 的 优 势 而 获得 广 泛 应 用 。 但 是 水 平 井 的 产 能 解 析 公 式 主 要 是 基于 油 藏 推 导 的 [125 ] ,国 外 有 考 虑 底 水 油 藏 的 临 界 产 量公 式 和 无 底 水 油 藏 的 产 量 公 式 [1 ] 。 而 国 内 部 分 学 者李 晓 平 [6 ] 、 刘 想 平 [7 ] 、 何 凯 [8 ] 等 人 进 行 了 有 益 的 探索 ,分 别 建 立 了 适 用 于 气 藏 水 平 井 产 能 公 式 ,在 现 场取 得 了 一 定 的 应 用 效 果 。 笔 者 欲 利 用 气 相 流 体 流 动的 拟 压 力 与 液 相 流 体 流 动 的 压 力 对 应 的 渗 流 方 程 具有 形 式 上 的 相 似 性 原 理 ,对 部 分 适 用 于 油 藏 的 水 平井 公 式 进 行 改 进 ,并 利 用 现 场 实 例 进 行 验 证 。二 、 解 析 式 的 改 进 方 法据 文 献 [1 ]报 道 ,适 用 于 无 边 底 水 油 藏 水 平 井 产能 预 测 的 解 析 方 法 有 很 多 种 ,国 外 的 有 法 、 法 、 法 、 法 、 法 和 修 正 的 法 ,国 内 的有 郎 兆 新 方 法 [ 2 ] 和 刘 慈 群 方 法 [6 ] 。 文 献 [ 1 ]用 电 场模 拟 渗 流 场 的 方 法 对 比 了 不 同 方 法 计 算 精 度 ,表 明修 正 的 式 比 式 计 算 精 度 高 ;修 正 的 郎 兆 新 公 式 计 算 结 果非 常 接 近 , 修 正 的 郎 兆 新 方 法 的 计 算结 果 几 乎 完 全 相 同 ,与 实 验 值 最 大 误 差 在 10 %以 内 。适 用 于 油 藏 的 水 平 井 产 能 公 式 很 多 ,但 这 些 解析 方 法 目 前 无 法 适 用 于 气 藏 。 根 据 气 相 渗 流 与 液 相渗 流 的 相 似 原 理 [2 ,9 ] ,以 气 相 拟 压 力 m ( p) =∫ 2 d 油 相 压 力 p ,气 相 Tp 油 相 μ o 对 适 用 于油 藏 的 水 平 井 产 能 解 析 式 进 行 改 进 ,可 获 得 适 用 于气 藏 的 水 平 井 解 析 式 。三 、 适 用 于 气 藏 的 解 析 式对 法 、 法 、 修 正 的 郎 兆 新 公 式 进 行 改 进 ,以 适 应 气 藏 水 平 井 产能 预 测 的 需 要 。1. 法J h = α T h h/ ( Tp hL ln 式 适 用 于 均 质 气 藏 、 非 偏 心 井 的 产 能 计 算 ,根 据 公 式 A/π 计 算 水 平 井 的 泄 油 半 径 ,已 知水 平 井 长 度 (L)和 典 型 垂 直 井 的 泄 油 半 径 ( ,则 水平 井 椭 圆 形 泄 油 面 积 为 π L/ 2) ,然 后 根 据 椭圆 形 泄 油 面 积 计 算 水 平 井 泄 油 半 径 :·89·开 发 及 开 采                             天   然   气   工   业                                 2006 年 2 月 L/ 2)2. 法J h = α T h h/ ( Tp Lh 1 - [ L/ (2 ]2L/ (2 + 式 适 用 于 均 质 气 藏 、 非 偏 心 井 的 产 能 计 算 。3. 法J h = α Kh ( ln a + (L/ 2) 2L/ 2 +β 2 hL h/ 2) 2 +δ 20. 5 : a = 0. 5 + (2 L) 4 + 0. 25 ]0. 5 ;β = δ 为 偏 心 距 。对 于 均 质 油 藏 :β = 1 ;对 于 非 偏 心 油 藏 :δ = 0。4. 修 正 的 法J h = α Kh hT ( Tp ln a + ( L/ 2) 2L/ 2 +hL 郎 兆 新 方 法J h = α Kh hT ( Tp hL ln rw π a/ h)四 、 应 用 实 例新 疆 塔 里 木 盆 地 某 凝 析 气 藏 的 原 始 地 层 压 力 为56. 2 气 水 界 面 - 4200 m ,气 藏 厚 度 60 m ,平 均孔 隙 度 15 % ,平 均 渗 透 率 228. 6 × 10 - 3μ 属 中 低孔 中 高 渗 储 层 。 气 藏 流 体 的 基 本 参 数 如 表 1。表 1   气 藏 流 体 基 本 参 数 表 凝 析 油相 对 密 度采 出 气相 对 密 度气 体 偏 差系 数地 层 温 度( ℃ )凝 析 油分 子 量气 油 比( 0. 7702 0. 69 0. 9555 133. 6 140. 6 2111. 5该 气 藏 部 署 了 1 口 水 平 井 ( ) ,基 本 参 数 如表 2。 投 产 初 期 排 液 ,生 产 不 稳 定 ,后 来 生 产 效 果 很好 。 图 1 是 该 井 投 产 15 个 月 以 来 的 日 产 油 气 量 ,累计 产 凝 析 油 9. 5 × 104 t ,累 计 产 天 然 气 1. 6 × 108 表 2   水 平 井 基 本 参 数 表 靶点靶 点 海 拔深 度 (m)距 顶 面距 离 (m)水 平 段 长 度(m)流 动 压 力( 管 内 径( 管 内 径( 皮系 数165- 41652217 500 55. 13 10. 05 22. 7 - 1. 18说 明 该 井 生 产 稳 定 ,生 产 状 况 良 好 。而 对 于 凝 析 气 井 而 言 ,气 井 的 地 面 产 量 分 为 两个 部 分 :凝 析 气 产 量 和 凝 析 油 产 量 。 在 计 算 中 ,将 地面 凝 析 油 产 量 根 据 下 式 折 算 成 为 当 量 气 体 产 量 [9 ] 。图 1   塔 里 木 盆 地 某 气 田 水 平 井 生 产 曲 线凝 析 油 的 油 气 当 量 为 : 24056γ 气 量 为 : 的 日 产 气 变 化 范 围 在 40 × 104 ~ 45 ×104 日 产 凝 析 油 在 106~ 210 t 之 间 ,折 算 油 体 积为 137~ 273 凝 析 油 的 气 当 量 为 1. 9 × 104 ~ 3. 9× 104 该 井 的 总 产 气 量 变 化 范 围 在 44 × 104~ 50× 104 利 用 上 述 水 平 井 解 析 式 对 该 井 的 产 量 进 行 了 计算 ,计 算 结 果 为 凝 析 气 井 的 折 算 总 产 气 量 ,如 表 3 所示 。表 3   不 同 方 法 对 水 平 井 产 量 的 计 算 结 果 表方   法 水 平 井 产 量 (104 10. 23025. 71757. 7317修 正 的 1. 1094郎 兆 新 67. 3272表 3 中 的 计 算 结 果 与 该 水 平 井 实 际 产 量 对 比 表明 , 法 预 测 的 产 量 偏 高 , 法 和 法 预 测 的 结 果 偏 低 ,修 正 的 法 和 郎兆 新 方 法 预 测 的 结 果 与 实 际 的 比 较 接 近 ,相 对 误 差在 25 %左 右 。 若 取 修 正 的 Jo 法 和 郎 兆 新 方 法预 测 的 结 果 的 平 均 值 49. 2 × 104 与 实 际 结 果 具有 很 好 的 符 合 度 ,相 对 误 差 在 10 %以 内 ,完 全 达 到 现场 要 求 的 精 度 。 计 算 结 果 与 油 藏 中 水 平 井 公 式 评 价结 论 基 本 一 致 ,修 正 的 Jo 法 和 郎 兆 新 方 法 预 测的 结 果 与 实 际 气 藏 水 平 井 产 量 比 较 接 近 。(下 转 第 119 页 )·99·第 26 卷 第 2 期                               天   然   气   工   业                             开 发 及 开 采度 高 于 节 流 后 压 力 条 件 下 的 水 合 物 形 成 温 度 ,能 够在 一 定 程 度 上 防 止 水 合 物 生 成 ,从 而 取 消 地 面 保 温装 置 、 减 少 注 醇 量 、 节 约 生 产 成 本 。符   号   说   明为 焦 耳 — 汤 姆 逊 系 数 , K/ 流 体 定 压 比 热 ,J/( K) ; D 为 油 管 内 径 ,m ; d 为 节 流 孔 眼 直 径 , f 为 摩阻 系 数 ; f ( 为 无 因 次 时 间 函 数 ; g 为 重 力 加 速 度 , m/ 焓 ,J/ 体 的 焓 值 ,J/ 地 层 导 热 系 数 ,W/(m · K) ; k 为 气 体 绝 热 指 数 ; p 为 压 力 , q 为 热 交 换 量 ,J/ 体 体 积 流 量 (标 况 ) , d ; 油 管 外 半 径 ,m ; 度 , K; 层 原 始 温 度 , K; 流 体 温 度 , K; U 井 筒 总 传 热 系 数 ,W/ ( K) ; v 为 流 速 ,m/ s ; w s 为 气 体 作的 轴 功 ,J/ Z 为 气 体 偏 差 系 数 ; z 为 井 深 ,m ;ρ 为 流 体 密 度 ,θ 为 油 管 与 水 平 方 向 的 夹 角 , (° ) ;γ g 为 天 然 气 相 对 密度 ;下 标 :1、 2 为 节 流 前 、 后 的 状 态 。参   考   文   献[1 ] 佘 朝 毅 ,等 节 流 工 艺 技 术 在 气 田 开 发 中 的 应 用 [J ] 工 艺 ,2003 ,26 (增 ) :52256.[2 ] 雷 群 ,等 . 井 下 节 流 技 术 在 长 庆 气 田 的 应 用 [J ]. 天 然 气 工业 ,2003 ,23 (1) :81283.[3 ] 郭 春 秋 ,李 颖 川 . 气 井 压 力 温 度 预 测 综 合 数 值 模 拟 [J ]. 石油 学 报 ,2001 ,22 (3) .[4 ] J . ]. J 1962 ,14 (4) :4272435.[5 ] 李 颖 川 ,胡 顺 渠 ,等 . 天 然 气 节 流 温 降 机 理 模 型 [J ]. 天 然气 工 业 ,2003 ,23 (3) .(收 稿 日 期   2005211209   编 辑   韩 晓 渝 )(上 接 第 99 页 )五 、 结   论(1)利 用 气 相 拟 压 力 与 液 相 压 力 渗 流 方 程 的 相似 性 原 理 ,把 5 种 适 用 于 油 藏 的 水 平 井 产 量 解 析 式改 进 为 适 用 于 气 藏 的 水 平 井 产 量 解 析 式 ,为 气 藏 中水 平 井 产 能 计 算 提 供 了 新 方 法 。(2)现 场 实 例 应 用 表 明 利 用 改 进 的 气 藏 水 平 井产 能 公 式 计 算 气 藏 中 水 平 井 的 产 量 是 可 行 的 ,修 改的 法 和 郎 兆 新 方 法 计 算 结 果 与 实 际 产 量 比较 接 近 。感 谢 中 国 石 油 勘 探 开 发 研 究 院 叶 继 根 博 士 和 中 国 石 油大 学 (北 京 )刘 立 明 博 士 的 帮 助 和 指 导 。符   号   说   明J h 为 水 平 井 产 能 指 数 ; p 为 压 力 , 水 平 方 向渗 透 率 , × 10 - 3μ h 为 油 藏 高 度 , m ;μ o 粘 度 , s ; 系 数 ; 井 泄 油 半 径 ,m ; L 水 平 井 长 度 ,m ; 筒半 径 ,m ; 面 温 度 , ℃ ; T 为 油 藏 温 度 , ℃ ; 面 压力 ,α 为 修 正 系 数 ; A 为 水 平 井 的 泄 油 面 积 ,参   考   文   献[1 ] 万 仁 溥 编 译 . 水 平 井 开 采 技 术 [ M ]. 北 京 :石 油 工 业 出 版社 ,1990 :852105.[2 ] 郎 兆 新 . 油 气 地 下 渗 流 力 学 [ M ]. 山 东 东 营 :石 油 大 学 出版 社 ,2001 :60270.[3 ] M. of ]. 4 ] J D ,et ]. 5 ] K ,et of a J ]6 ] 李 晓 平 ,刘 启 国 ,赵 必 荣 . 水 平 气 井 产 能 影 响 因 素 分 析[J ]. 天 然 气 工 业 ,1998 ,18 (2) :53256.[7 ] 刘 想 平 . 气 藏 水 平 井 稳 态 产 能 计 算 新 模 型 [J ]. 天 然 气 工业 ,1998 ;18 (1) :37240.[8 ] 何 凯 . 气 井 产 能 评 价 资 料 在 水 平 井 优 化 设 计 中 的 应 用[J ]. 天 然 气 工 业 ,2003 ,23 (增 刊 ) :1182119.[9 ] 杨 宝 善 . 凝 析 气 藏 开 发 [ M ]. 北 京 :石 油 工 业 出 版 社 ,1983 :72274.(收 稿 日 期   2005209214   编 辑   韩 晓 渝 )·911·第 26 卷 第 2 期                               天   然   气   工   业                             开 发 及 开 采 of of of of of is of in of By of it is is a , 967 , a D he is in of 10500 , P. R. 8622828303 2734     163.     e/ F 2 , 1 2 . N A . I N D . v. 26 , 2 , 98299 , 2/25/ 2006. ( 000 - 0976 ; of in of of As of of of be If is in is in of i. e. of In to of of of is to of a is , 980 , is a D on of 31 , P. R. 13681062836     F 2 , 4 , 1 2 3 4 . N A . I N D . v. 26 , 2 , 1002101 , 2/ 25/ 2006. ( 000 - 0976 ; A A L I N R Y , 26 , 2                       5 , 2006  
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