石油開采-氣井產(chǎn)能分析及設計

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1、石油開采-氣井產(chǎn)能分析及設計基本概念產(chǎn)能：一定回壓下的產(chǎn)量（Deliverability）產(chǎn)能試井(GasWellDeliverabilityTests)：以不同的流量生產(chǎn)，測試其井底壓力，反之亦然，也稱回壓試井(Back-PressureTests)流入動態(tài)(InflowPerformance)：井底壓力與產(chǎn)量的關系流入動態(tài)曲線(InflowPerformanceCurve-IPR)：井底壓力與產(chǎn)量關系的曲線，也稱IPR曲線主要內容第一節(jié)穩(wěn)定狀態(tài)流動的氣井產(chǎn)能公式第二節(jié)擬穩(wěn)定狀態(tài)流動的氣井產(chǎn)能公式第三節(jié)氣井產(chǎn)能經(jīng)驗方程第四節(jié)氣井產(chǎn)能試井工藝第五節(jié)完井方式對氣流入井的影響第一節(jié)穩(wěn)定狀態(tài)流動

2、的氣井產(chǎn)能公式一、穩(wěn)定狀態(tài)流動達西公式1、假設條件:水平、均質K、等厚h、圓形氣藏單相氣體服從達西平面徑向流Pehrwrep2公式推導達西公式：天然氣在r處的流量為：qr---cm3/s;K--D,?--cP,h--cm,r--cm,p--atm（1）因為：qr’——標準狀態(tài)下的流量（2）（1）代入（2），有：（3）分離變量，得：穩(wěn)定流，外邊界壓力恒定，各過水斷面的質量流量不變ρqr’=ρqsc方程右端積分：單位換算：經(jīng)單位換算后有：（5）Alhussaing和Ramey提出的擬壓力定義式（6）（7）使用擬壓力這一概念，式（5）可寫為（8）式（8）還可以寫為下面諸式（9）（10）在r=re

3、時，（11）（12）目前，氣田上仍習慣于用壓力。如取平均壓力用去求和，并認為在積分范圍內是常數(shù)，可移出積分號，則式（5）簡化為：（13）（14）（15）例1氣井數(shù)據(jù)如下：h=9.144m，pe=31.8894MPa，pwf=16.548Mpa，?g=0.76，T=395.6K且re=167.64m,rw=0.1015m。假設氣井流動符合達西流動條件，求產(chǎn)氣量。解：rwraK變好K變好K不變Pwf表皮效應二、考慮表皮效應的達西產(chǎn)能方程1、表皮效應由于鉆井傷害或對儲層進行改造，使得井底附近巖層滲透性變差或邊好的現(xiàn)象，稱之為表皮效應.用表皮系數(shù)S度量。2、表皮效應造成的附加壓降Hawhins將表

4、皮系數(shù)表示為(16)K——原氣層滲透率；Ka——變化了的滲透率；ra----污染帶半徑；當K=Ka，S=0；當K>Ka，S為正值；當K

5、流距離，m；r——徑向滲流半徑，m；K——滲透率，m2;β——描述孔隙介質紊流影響的系數(shù)，稱為速度系數(shù)，單位是長度的倒數(shù)m-1非達西流基本公式：β的通式為：=常數(shù)/其中常用計算公式為式中，K的單位用10-3μm2將式（24）中的第二項即非達西流動部分的壓降，用符號表示，則(26)在式（26）中，如將壓力單位由pa換為Mpa；將2、非達西表皮效應造成的附加壓降：考慮單位換算，有：將?和u的表達式代入上式，有：并對其積分(rw?re,pwf?pe)式中F——非達西流動系數(shù)（27）或：（28）（27A)(28)與(27A)比較，得到：可視為一種壓力擾動，流量一旦變化，立即變化。這一附加壓差也可以

6、合并到式（21）或（22）中(29)(30)3、產(chǎn)能公式:4、視表皮系數(shù)如前所述，式中S和都表示表皮系數(shù)，前者反映井底附近滲透性變化的影響，后者反映井底流量變化的影響。兩者都發(fā)生在井底附近,在同一條壓力分布曲線上難以區(qū)分。因此，常將S與合并在一起，寫成(31)式中——視表皮系數(shù)引入視表皮系數(shù)的概念，式（29）和式（30）可以寫成(32)(33)例3在例1中，若S=1.5,qsc=11.2079萬方/天,求(1)表皮效應引起的附加壓降；(2)非達西流動引起的附加壓降；（3）這兩種附加壓降同時存在時的井底流動壓力。解：(1)表皮效應引起的附加壓降解：(2)非達西流動引起的附加壓降解：（3）這兩

7、種附加壓降同時存在時的井底流動壓力第二節(jié)擬穩(wěn)定狀態(tài)流動的氣井產(chǎn)能公式一、產(chǎn)能公式1、假設條件：封閉、水平、均質K、等厚h、圓形氣藏單相氣體服從達西滲流擬穩(wěn)定流擬穩(wěn)定狀態(tài)：在一定范圍的排氣面積內，氣井定產(chǎn)量生產(chǎn)一段較長時間，層內各壓力隨時間的變化相同，不同時間的壓力分布曲線依時間變化互成一組平行的曲線族。此時這種情況稱為擬穩(wěn)定狀態(tài)。2產(chǎn)能公式推導呈擬穩(wěn)態(tài)實例：正常生產(chǎn)期內的壓力消耗方式開發(fā)，多井采氣的氣田。擬穩(wěn)態(tài)采氣特點：