啟動(dòng)壓力梯度影響下低滲透氣藏水平井產(chǎn)能模型的建立

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1、第17卷第1期特種油氣藏Vol117No112010年2月SpecialOilandGasReservoirsFeb12010文章編號(hào):1006-6535(2010)01-0085-03啟動(dòng)壓力梯度影響下低滲透氣藏水平井產(chǎn)能模型的建立1112楊學(xué)云,張學(xué)婧,蔣國(guó)斌,曲占慶(11中油大慶油田有限責(zé)任公司,黑龍江大慶163453;21中國(guó)石油大學(xué),山東東營(yíng)257061)摘要:將氣藏中的流動(dòng)區(qū)域分為達(dá)西流動(dòng)區(qū)域和非達(dá)西流動(dòng)區(qū)域2部分,氣藏水平井湍流只發(fā)生在水平井附近短半軸小于10個(gè)井半徑的旋轉(zhuǎn)橢球體內(nèi),而達(dá)西流動(dòng)存在于此橢球體外。借助前期水平井研究成果,

2、考慮啟動(dòng)壓力梯度對(duì)低滲透氣藏中氣井產(chǎn)能的影響,推導(dǎo)出低滲透氣藏水平井新型產(chǎn)能模型。新模型考慮了啟動(dòng)壓力梯度對(duì)水平井產(chǎn)能的影響,對(duì)水平井產(chǎn)能預(yù)測(cè)研究有重要意義。關(guān)鍵詞:啟動(dòng)壓力梯度;水平井;產(chǎn)能模型;低滲透氣藏;產(chǎn)能預(yù)測(cè)中圖分類號(hào):TE33文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A井的2個(gè)端點(diǎn)為焦點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)橢球面。對(duì)于一般儲(chǔ)前言層,由于油氣藏邊界對(duì)井附近區(qū)域的影響可以忽略實(shí)際氣藏開發(fā)過程中,大量氣井產(chǎn)氣剖面資料不計(jì),因此等勢(shì)面也是橢球面。由于非達(dá)西流僅在表明,部分低滲透層動(dòng)用較差或者未動(dòng)用。同時(shí),高速氣流中發(fā)生,而水平井壓降較直井壓降低很因大量穩(wěn)定試井資料(即采氣指示曲線)不通過

3、原多,一般僅有直井的1%,故可以認(rèn)為非達(dá)西流動(dòng)點(diǎn)而無法求取氣井的無阻流量,上述現(xiàn)象在低滲透區(qū)域Sn是以rn為短半軸的旋轉(zhuǎn)橢球。由于rn很[1-5]氣藏開發(fā)中的表現(xiàn)更加突出。這與油藏的生小,通常不超過10rw,這意味著Sn是一個(gè)極扁的橢產(chǎn)特征極為相似,表明氣藏中氣體的滲流特征與油球。[6-9]藏滲流特征一樣存在著啟動(dòng)壓力梯度。但是,氣流的速度方向即橢球內(nèi)法向幾乎與井垂[5]目前在水平氣井產(chǎn)能研究中,還沒有考慮啟動(dòng)壓力直,表明橢球Sn的非達(dá)西流可以視為徑向流。梯度的影響。為簡(jiǎn)單起見,將Sn視為一個(gè)等效圓柱體,柱高為水[10]萬仁溥認(rèn)為,水平井的壓降較直

4、井低,因此平井長(zhǎng)度L,令圓柱半徑為Rn,假設(shè)Sn的表面積與[11]湍流只發(fā)生在水平井附近很小的區(qū)域內(nèi)。呂勁等效圓柱體的側(cè)面積相等,于是有:認(rèn)為,水平井在井筒附近的等勢(shì)面是以井的2個(gè)端122πRnL=Sn=πrnL(1)點(diǎn)為焦點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)橢球面,氣藏水平井湍流僅發(fā)生在2井附近短半軸小于10個(gè)井半徑的旋轉(zhuǎn)橢球體內(nèi),在天然氣藏中,高速氣流在氣井附近為湍流,而此橢球體外的流動(dòng)是達(dá)西流動(dòng),可以使用水平井其壓力梯度與滲流速度服從二次流動(dòng)規(guī)律。假設(shè):達(dá)西流在各種地層邊界條件下的產(chǎn)能公式。基于地層等溫;忽略氣體重力的影響;不考慮井筒儲(chǔ)集以上理論并考慮啟動(dòng)壓力梯度對(duì)氣井

5、產(chǎn)能的影響,效應(yīng),考慮啟動(dòng)壓力梯度的影響,有:進(jìn)行詳細(xì)的研究。p′=p-G·rn(2)式中:p′為任一點(diǎn)壓力,MPa;p為地層的平均壓力,1模型的建立MPa;r為滲流半徑,m;G為啟動(dòng)壓力梯度,MPa/m。在三維自由空間內(nèi),水平井的等勢(shì)面是一族以引入擬壓力m(p′),得到在徑向流情形下非收稿日期:20090515;改回日期:20091026基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“水平井壓裂改造及礫石充填防砂技術(shù)研究”(50274055)作者簡(jiǎn)介:楊學(xué)云(1981-),女,助理工程師,2005年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(華東)石油工程專業(yè),2008年獲中國(guó)石油大學(xué)

6、(華東)油氣田開發(fā)工程專業(yè)碩士學(xué)位,現(xiàn)從事采油工程方案設(shè)計(jì)工作。86特種油氣藏第17卷′達(dá)西流滿足的二項(xiàng)式規(guī)律:pn=pn-G·rn(11)′dm2p′μ·2(3)pwf=pwf-G·rw(12)=v+βρvdrμZK式中:pn為橢圓球面的壓力,MPa;pwf為井底壓力,β8HrwμTscRMPa。=11873×10D(4)rgpscK式(10)就是在非達(dá)西流動(dòng)區(qū)域內(nèi)的二項(xiàng)式模式中:H為有效厚度,m;Z為氣體偏差因子;μ為氣型。2體黏度,mPa·s;K為儲(chǔ)層有效滲透率,μm;ρ為氣儲(chǔ)層在橢球面外的氣體的流動(dòng)服從達(dá)西流動(dòng)3體密度,kg/m;v為氣體流

7、速,m/s;psc為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)H規(guī)律。儲(chǔ)層邊界是以為短半徑的旋轉(zhuǎn)橢球面,橢下的壓力,MPa;Tsc為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的溫度,K;rw為2井筒半徑,m;rg為氣體相對(duì)重度;D為慣性系數(shù);R球面的擬壓力mb為常數(shù),并考慮啟動(dòng)壓力梯度的為通用氣體常數(shù),與其他變量的單位有關(guān),R=影響,得到:3201008314MPa·m/(kmol·K)。HQpscT′已知流動(dòng)速度方程為mb-mn=(ln22L)+Ssp):2πKLTsc2rnlnrnKgΔpΔp--G,≥G(13)μLLv=(5)Δp式中:H為氣層有效厚度,m。0,

8、于圓柱體,其側(cè)面積為A,氣體的體積流量μZpTH′′sc′為Q,則有:(pb)2-(pn)2=(ln22L)+Ssp)Q2