有水氣井產(chǎn)能公式推導(dǎo)及影響因素分析.pdf

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1、114I怔2014年．第4期有水氣井產(chǎn)能公式推導(dǎo)及影響因素分析◇西南石油大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室胡科中石化華東分公司采油廠胡賀濤中石化中原石油工程有限公司西南鉆井分公司聶冬杰中石化中原油田鉆井一公司蔡鍔在有水氣藏中，水的流動狀態(tài)決定了氣井產(chǎn)能方程的形式。水在砂巖氣藏中通常為層流流動，以此為基礎(chǔ)，本文推導(dǎo)了水服從達(dá)西流動、氣服從非達(dá)西流動的有水氣井二項(xiàng)式產(chǎn)能方程。分析了不同水氣質(zhì)量比對IPR曲線的影響，供給邊界半徑、表皮系數(shù)對氣井無阻流量的影響，不同水氣質(zhì)量比或者不同井底流壓下，含水飽和度隨滲流半徑的分布。通過分析得出：水氣質(zhì)量比越小，氣井的產(chǎn)量越高；合理地減小井距，改

2、善井底附近的地層，都將增大氣井的產(chǎn)能。有水氣井生產(chǎn)初期，邊水突進(jìn)速度較快，生產(chǎn)層位含水飽和度上升較快；生產(chǎn)中后期，大部分進(jìn)入生產(chǎn)層位的水隨氣體產(chǎn)出，生產(chǎn)層含水飽和度上升較慢。邊水砂巖氣藏，水來自氣藏邊界外，供給邊界處的含水飽和度最大，井底附近的含水飽和度最小。1‘前言目前，我閣大部分氣Hj都在經(jīng)歷有水生產(chǎn)階段。如何準(zhǔn)確塵d=Vg+13&l，(1rK·K、地預(yù)測有水氣井產(chǎn)能，及時(shí)有效地淵整生產(chǎn)制度，關(guān)系到氣田的生產(chǎn)年限和每年產(chǎn)量。水在地層中的滲流速度方程為：地層水除了在一些重要的巖石構(gòu)造中如溶洞石灰?guī)r、白云d=(2)rK---～巖和多孔洞的火山巖中會出現(xiàn)非達(dá)西流動外，因在非膠結(jié)巖石、

3、膠結(jié)巖石和顆粒式材料中的滲流速度很小，其滲流可以看定義水氣質(zhì)量比為：O作是一種水流流線卡H互平行的層流流動，滲流流動規(guī)律符合達(dá),wsoqwsc(3)兩定律”。但大多數(shù)人在建立有水氣井產(chǎn)能方程時(shí)，}人為氣、根據(jù)質(zhì)量守恒定理及流量方程得到滲流數(shù)學(xué)模型的微分表水在地層中時(shí)流動，給出了地層水服從非達(dá)西流動的假設(shè)條達(dá)式為：件‘’。本次研究以地層水的層流流動為基礎(chǔ)，建立了水服從達(dá)西c譬+譬w2肋(流動、氣服從非達(dá)西流動的有水氣井二項(xiàng)式產(chǎn)能方程。之后，41應(yīng)用具體實(shí)例分析了不同水氣質(zhì)量比對氣井IPR曲線的影響，以+p(及供給邊界半徑、表皮系數(shù)對無阻流量的影響，同時(shí)也分析不外邊界條件：，同水氣質(zhì)量

4、比、或者不同井底流壓下含水飽和度隨滲流半徑的rre，PPif51分布。內(nèi)邊界條件：2產(chǎn)能方程的建立及求解，PPf(f1)假設(shè)儲層水平、均質(zhì)且各向同性的水驅(qū)氣藏中有一口生產(chǎn)井，以恒定的水氣質(zhì)量比生產(chǎn)。氣在地層中服從非達(dá)西流動，定義氣、水兩相擬壓力函數(shù)為：水服從達(dá)西流動，且氣、水呈平面徑向穩(wěn)定等溫滲流，忽略重de：(+)(7)力及毛管力的影響。ktg／1學(xué)術(shù)研討115考慮地層表皮效應(yīng)，并對其在(r，)至(re，d))區(qū)k=12×10～m，井簡半徑r=()．1m，表皮系數(shù)s=4．425．地面氣『日】上進(jìn)行積分，得到：體密度fJ=()．687kg／m，地面水密度p=1．013g／cm。氣水

5、{：H對滲透率曲線圖如圖1。一=兀^門(In號．．+S)2qgsc+‘

6、兀象一療’。e～r．krgr1‘·g。(、8?)4影響因素分析在推導(dǎo)該有水氣井產(chǎn)能方程時(shí)，所有變量使用的是達(dá)西單4．1不同水氣比對IPR_曲線的影響位制單位。為了滿足礦場生產(chǎn)需要，將其換算成礦場實(shí)用單位有水氣井生產(chǎn)過程中，當(dāng)水氣質(zhì)量比較大時(shí)，錐進(jìn)的底水制，得到如下方程：和舌進(jìn)的邊水不但增加了氣井的產(chǎn)水量，而且還會占據(jù)生產(chǎn)層一~Owr=1．843cn號十，·g9中的一部分滲流通道，封隔、幽閉生產(chǎn)層中的部分氣體，增大滲流阻力，使得同井底流壓下氣井的產(chǎn)氣量下降；相應(yīng)地，氣1井無阻流量也會下降(見圖2)。因此，水氣質(zhì)量

7、比越小，越利+3．397×峰o_k~Lh／．／一，于提高氣井的產(chǎn)能。令A(yù)=1．843等(1n主+)(1())＼y6＼～—一、．B：3_397×10一峰f(11)h‘／Xgrt。氣嘉量})”。?若輩鋤譬’“每t_々嘲璐罌得到簡化的有水氣井二項(xiàng)式產(chǎn)能方程：圖2不同水氣比下的1PR曲線圖3供給邊界半徑與氣井無阻流量一，wf=A(1+wG)gg。+g2(12)4．2供給邊界對無阻流量的影響其中，不同供給邊界半徑，對氣井無阻流量的影響不『畝】、供給邊B：7．644×10。／(13)界半徑小于sf)I)m時(shí)，有水氣井的無阻流量受供給半徑變化影式中：d)，(b一擬壓力，MPa’kg／(mPa·s

8、·in)；P／p／p／響較大，當(dāng)供給邊界半徑增大時(shí)，無阻流量減小幅度較大；反P一地面氣體密度／地面水密度／地下氣體密度／地下水密度，kg／m；r／之，供給邊界半徑大于)m時(shí)，供給邊半徑對有水氣井無R／r／h一供給邊界半徑／井筒半徑／滲流半徑／儲層厚度，m；Ix／、氣體阻流量影響較小(見圖3)、減小供給邊界半徑的主要措施是增粘度／水粘度，mPa·s；R一水氣質(zhì)量比，kg／kg；k-滲透率，1(rm；加生產(chǎn)井，減小井距；但多鉆井，意味著增加生產(chǎn)投入，7JI】重k-氣體相對