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1、氣井產(chǎn)能預測方法的研究與進展文章編號:1006—6535(2011)05—0011—05引言.器氣井產(chǎn)能預測方法的研究與進展唐洪俊,徐春碧,唐皓(1.重慶科技學院,重慶401331;2.成都中油工程設計西南分公司,四川成都610017)摘要:氣井產(chǎn)能預測是氣田開發(fā)中一項非常重要的工作和任務.目前,氣井產(chǎn)能預測的方法有多種,但穩(wěn)定滲流理論依然是氣井產(chǎn)能預測重要的理論基礎(chǔ).首次以穩(wěn)定滲流理論為基礎(chǔ),對各種氣井產(chǎn)能預測的新理論,新方法進行了較全面地論述,評價和討論.特別是對二次三項式,三次三項式的適應性進行了深入的研究.實例表明,應用二次三項式,既可確定氣井的絕對無阻流量,
2、又可以獲得氣井臨界產(chǎn)量這個重要參數(shù),用該參數(shù)確定氣井的工作制度更合理.對高壓高產(chǎn)氣井應用三次三項式確定氣井的絕對無阻流量是可行的.在此基礎(chǔ)上,文中分別對考慮啟動壓力梯度和滑脫效應及同時考慮啟動壓力梯度和滑脫效應的氣井產(chǎn)能公式,變形介質(zhì)氣藏氣井和水平氣井產(chǎn)能公式等新的理論公式進行了扼要論述,分析和討論.關(guān)鍵詞:氣井;產(chǎn)能預測方法;穩(wěn)定滲流;研究進展中圖分類號:TE32文獻標識碼:A自1929年P(guān)ierec和Rawlins首次提出了測量各種回壓下井的生產(chǎn)能力的氣井試井(即產(chǎn)能試井,亦稱穩(wěn)定試井)方法以來,相繼提出單點試井,多點等時試井¨和修正的等時試井等方法.以上各種測試
3、方法所獲得的產(chǎn)能試井資料多年來都是以Forchheimer二項式分析方法以及指數(shù)式分析方法為基礎(chǔ).但在實際的生產(chǎn)和研究中,人們發(fā)現(xiàn)對高滲氣井,低滲氣井及變形介質(zhì)地層氣井等復雜地層氣井用上述傳統(tǒng)方法預測氣井產(chǎn)能常常不能獲得理想的預測效果,存在誤差或誤差較大.因此提出了不同地質(zhì)條件下所建立的二次三項式,三次三項式,考慮啟動壓力梯度影響時的氣井產(chǎn)能和考慮滑脫效應存在時的氣井產(chǎn)能,變形介質(zhì)氣藏氣井產(chǎn)能和變形介質(zhì)氣藏水平井產(chǎn)能公式等新的理論公式.從穩(wěn)定滲流理論和應用2個方面對上述氣井產(chǎn)能預測方法進行了深入地分析,評價和討論.1三次三項式與二次三項式預測氣井產(chǎn)能方法分析1.1三次
4、三項式很早以前,Forchaeimer發(fā)現(xiàn)僅用二項式難以解釋天然氣在多孔介質(zhì)中高速流動情況下的實驗結(jié)果,于是提出了描述氣體在多孔介質(zhì)中滲流的三次三項式定律.該方程提出后,直到1982年Ezeudernhah等才用黏性流體動力學的知識從機理上進行了分析.在多孔介質(zhì)中高速流動的天然氣,由于其流動通道的曲折復雜,天然氣與流動通道的接觸表面積很大,致使在孔道表面形成了一層特殊的流動區(qū)域,而且速度越高,2個流動區(qū)域的差別越大,把流動通道中天然氣的流動速度分為2個部分,即平均速度和脈動速度,二者之和即為天然氣的流動速度.這樣處理后,經(jīng)過一系列的推導,即可得到式(1)的表達式:p一
5、Pwf=aq+6q:+cq(1)式中:PR為地層壓力,MPa;pf為井底流壓,MPa;g為天然氣產(chǎn)量,10in/d;.為達西系數(shù);b為非達西系數(shù);c為邊界層內(nèi)由黏性力和邊界層阻力作用構(gòu)成速度的三次方項系數(shù).文獻[4]通過建立非線性規(guī)劃模型,用最優(yōu)化方法來處理高壓高產(chǎn)氣井產(chǎn)能測試資料,就能得到式(1)系數(shù)a,b,C,從而確定氣井產(chǎn)能方程,并進一步采用交會作圖法獲得氣井絕對無阻流量,由此即可預測出氣井產(chǎn)能.收稿日期:20110118;改回日期:20110425基金項目:重慶市教委科技自然科學基金項目"高含硫氣井井筒壓力計算研究"(kj091412)作者簡介:唐洪俊(195
6、2一),男,教授,1985年西南石油學院開發(fā)系油氣田開發(fā)工程專業(yè)碩士研究生畢業(yè),現(xiàn)從事油氣藏工程方面的教學和科研工作.12特種油氣藏第18卷1.2二次三項式文獻[5]指出,按傳統(tǒng)的二項式規(guī)律處理油氣井試井資料,有50%一60%的油氣井試井結(jié)果不服從二項式規(guī)律,因此提出了二次三項式.二次三項式是在聲波一力學達西試驗基礎(chǔ)上提出來的.當多孔介質(zhì)的幾何條件不變時,氣流聲譜出現(xiàn)的特點是當流速到達某些臨界速度時開始出現(xiàn)雜聲.滲流速度進一步增大的同時,聲音的總強度也明顯地增加.在實際縱坐標和橫坐標Re中,每個多孔介質(zhì)都具有自己的臨界雷諾數(shù)Re,在≤e.范圍內(nèi)達西定律正確,此時沒有氣
7、流聲.當e>Re觀察到達西定律的偏差伴隨著氣流聲強度急劇增加.和尺e之間的關(guān)系式用下式表示:6Rek.=1一盧如k.+fire(2)方程(2)即為二次三項式定律.文獻[6]由式(2)推導出了實用的氣井二次三項式產(chǎn)能方程:p一p2f=aq+6qkpq+6g(3)式中:Re為雷諾數(shù);Re為臨界雷諾數(shù);為常系數(shù);q為臨界產(chǎn)量,10m./d.由式(3)也可確定出氣井的絕對無阻流量.1.3三次三項式和二次三項式預測氣井產(chǎn)能方法評價與分析(1)三次三項式算例分析.三次三項式主要是針對高速流動氣井提出的,文獻[7]算例研究結(jié)果表明:①高產(chǎn)氣井用三次三項式計算
