凝析气藏非稳态产能预测新方法.doc

凝析气藏非稳态产能预测新方法凝析气藏非稳态产能预测新方法摘要摘要：生产动态分析、产能预测及优化配产是凝析气藏开发中的重要工作但对于凝析气藏来说， 应用常规生产系统分析存在两大主要问题：一是对凝析气藏流入动态的预测大都采用均质气藏模型 的半经验关系，该方法本身不考虑气井的生产方式和气藏的渗流特征；二是由于采用二项式稳态公 式不能反映开发过程中凝析气藏的状态随时间变化的趋势同时，对于凝析气藏水平井不同水平段 长度条件下，各种对产量影响因素很少考虑为此，提出了采用非稳态的气藏渗流与井筒耦合的新 方法，即将油嘴（气嘴）控制、井筒流动与储层渗流视为一耦合作用的整体，将传统的节点分析法 与不稳态渗流的试井分析相结合，以新的生产系统分析方法考虑凝析气藏渗流特性、井筒流动特征、 气藏边界及开发过程中各种变化趋势；并针对水平井，充分考虑水平井流入动态特征、不同水平井 段长度条件下影响水平井产量的因素（井筒的粗糙度、井筒半径、地层流体粘度、地层非均质性、 地层损害和完井方式等） ，预测出生产系统在不同生产方式、不同时间下的协调状态、参数变化情况， 由此建立起一套凝析气藏动态分析与产能预测的新技术、新方法 关键词关键词：凝析气藏 非稳态 气藏井筒耦合模型 动态分析 产能预测 优化配产1、引言、引言获取地层参数资料、生产动态分析和产能 预测是凝析气藏开发中的重要工作，对于凝析 气藏来说，应用常规生产系统分析存在两大主 要问题：一是对凝析气藏流入动态的预测到目 前为止，均是采用均质气藏的模型的半经验关 系，即二项式公式来预测气井的流入动态，该 方法本身不考虑气井的生产方式，同时也不考 虑气藏的渗流特征；二是由于采用二项式稳态 公式不能描述象气藏开发过程中地层压力递减 的情况，不能反映开发过程中气藏的状态随时 间变化的趋势，而凝析气藏随着开采，压力变 化、渗流特征及相态均发生较大变化，特别是 地层中压力低于露点压力以后更为明显。

同时， 对于凝析气藏水平井不同水平段长度条件下， 各种对产量影响因素考虑较少为此，针对以 上问题提出了新的动态分析与产能预测方法2、凝析气藏非稳态产能预测新方法及应、凝析气藏非稳态产能预测新方法及应用用主要采用非稳态的气藏渗流与井筒耦合的 新方法，即将油嘴（气嘴）控制、井筒流动与 储层渗流视为一耦合作用的整体，将传统的节 点分析法与不稳态渗流的试井分析相结合，以 新的生产系统分析方法考虑气藏渗流特性、井 筒流动特征、气藏边界及开发过程中地层压力 的递减情况；并针对水平井，充分考虑水平井流入动态特征、影响水平井产量的因素（井筒 的粗糙度、井筒半径、地层流体粘度、地层非 均质性、地层损害和完井方式等） ，预测出生产 系统在不同生产方式、不同时间下的协调状态、 参数变化情况 该项新技术不仅可以直接利用不稳定试井 解释成果进行产能预测；对于未测试的生产井， 可以通过拟合生产动态进行产能递减分析，估 求取地层参数，并进行产能预测；同时还可以 用来研究不同工作制度、完井方式以及增产措 施改善情况下的产能变化，以及求取气井动态 储量、不同开采阶段合理工作制度确定、不同 工作制度下生产动态预测以及优化配产等，为 凝析气藏的气藏工程研究提供了先进手段。

2.1、、气藏渗流与井筒流动藕合模型气藏渗流与井筒流动藕合模型 1）） 、不稳态、不稳态IPR数学模型数学模型 不稳态 IPR 实质是气井在某个瞬时的流量 压力关系，即是变流压控制条件下的流量动态 预测，利用叠加原理可以从定流压条件下的流 量响应导出变流压响应根据杜哈美叠加原理， 变流压条件下的流量响应等于定流压的流量响 应与变流动压力的褶积：（2.1-1） dtqtqDtDDDDD  0式（2.1-1）的离散化计算形式为：Dj jDjjttqkhBtq1 11310842. 1  （2.1-2）其中，取 ，，为流压00ti0)(DDtq条件下的气藏流量响应，在 Laplace 空间中定压 响应与定流量响应之间存在一种简单的对应关 系：（2.1-3）)(1)(~ 2sssq DD因此，前述的渗流数学模型及其解式可以 转换为定压条件下的流量解式 2）） 、流动系统耦合模型、流动系统耦合模型 自喷井生产过程中，其流动分为三个阶段： 1）从气藏到井底的流动，由不稳态流动模型 （2.1-1）式描述；2）从井底到井口的垂直管流， 考虑流体的举升压降、摩阻、温度影响；3）从 井口通过油嘴节流。

垂直管流能量平衡方程为：（2.1-4）22v dfdzdvvgdzdP式中，为压力，Pa；为混合流体密度，Pkg/m3；为重力加速度，m/s2；为流体平均gv流速，m/s；为磨擦阻力系数f假设油管内各处流速相同，忽略加速度影响，井底流压与井口压力之间的关系为：wfPwhPLwwhwfdzrfqgPP 022 186)10393. 310(（2.1-5）式中，为压力，MPa；为混合流体平均密wfP度，kg/m3；为重力加速度，m/s2；为油井gq产量，m3/d；为井筒长度；为磨擦阻力系Lf数，由 Jain 公式计算在给定油嘴直径 d 和油嘴下游压力 Pchd条 件下，将油嘴、井筒（油管）将油嘴、井筒（油管） 、气藏作为一个耦、气藏作为一个耦 合系统来分析，求解由（合系统来分析，求解由（2.1-2）式、）式、 （（2.1-5）式）式 构成的非线性方程组构成的非线性方程组，即可预测油气井生产过 程的不稳定压力、流量 注：在求解耦合模型非线性方程组之前， 通过建立井筒多相管流计算模型，按照Beggs- Brill法进行流型判别，并确定出持液率及混合物 密度、阻力系数及流体物性参数等，为已建立 的气藏渗流与井筒流动藕合模型中参数的计算 提供基本参数支撑。

2.2、非稳态产能预测新方法的、非稳态产能预测新方法的用途用途 1)、求取气井动态储量 不稳定产能评价系统计算的气井动态储量 为气井控制半径范围内的地质储量，应理解为 最小控制体积的储量，虽然其计算值和动态法 的计算值存在着一定的差异，但总体上比较接 近 2） 、气井动态预测与配产 不稳定产能评价系统利用生产数据可针对 不同气藏的不同生产阶段，拟合气井的不稳定 IPR 曲线或不稳定无阻流量曲线，并且能够预测 不同工作制度下气井压力或产量的变化规律， 实现科学配产 3） 、定工作制度下气井的动态预测 气井生产到一定阶段时，往往需要了解下 一阶段其产量或压力变化情况，以便能及时调 整工作制度，保证气井正常生产 4） 、气井的优化配产 应用不稳态产能评价软件可以预测气井不 同工作制度下的无阻流量、井底流压、稳产年 限、采出程度及累积采出量等，并可生成不稳 定 IPR 曲线以及无阻流量变化曲线，根据生产 状况、采出程度，以及无阻流量变化情况的分 析对比，优选出气井目前最合理产量 5） 、气井不同开采阶段合理工作制度确定 在气井开采过程中，随着地层压力的下降， 无阻流量不断降低，这就意味着气井不同开采 阶段（不同地层压力）应对应不同的工作制度。

非稳态产能预测方法能在利用初期生产数据的 基础上，指导气井不同阶段的配产，使气井生 产动态预测更具有长远性 2.3、非稳态产能预测新方法实际应用、非稳态产能预测新方法实际应用 1）、雅克拉凝析气田直井 YK1 井利用生产数据 直接模拟预测图2.3-1 YK1井日产量-时间拟合、预测曲线图2.3-2 YK1井口压力-时间拟合、预测曲线 表2.3-1 YK1井参数解释结果两相渗透率K1（10-3um2）7.045 干气区渗透率K2（10-3um2）46.064 井筒表皮Sd1.91 非达西流动系数Ds（104m3/d）-11.6015 内区半径Ri（m）148 内外区流度比*M6.5385 内外区扩散系数比*D6.5385 供气半径Re（m）1498.1 动态储量Nv（108m3/d）153.36 无阻流量QAOF（104m3/d）68.148 *内外区流度比、内外区扩散系数比定义为[外区/内区] 通过对井口日产量、井口压力进行历史拟 合，并设定某一工作制度，便可预测日产、月 产、油压、流压、静压即压差变化，并可以得 到任意条件下的IPR（压力、产量）关系曲线图2.3-3 YK1井IPR流量-压力曲线(2006-4-21)表2.3-2 YK1井产能预测数据表(2006-4-21)图2.3-4 YK1井月产量-时间预测曲线图 2.3-5 YK1 井流压-时间预测曲线图 2.3-6 YK1 井生产压差-时间预测曲线 2）、雅克拉凝析气田水平井 YK6H 井利用试井 解释结果与生产数据相结合模拟预测图 2.3-7 YK6H 井日产量-时间拟合、预测曲线图 2.3-8 YK6H 井 IPR 流量-压力曲线(2006-4- 24) 表 2.3-3 YK6H 井 IPR 流量-压力曲线(2006-4- 24)图 2.3-9 YK6H 井月产量-时间预测曲线图 2.3-10 YK6H 井流压-时间预测曲线图 2.3-11 YK6H 井生产压差-时间预测曲线图 2.3-12 YK6H 井平均静压-时间预测曲线3、结束语、结束语非稳态产能预测新技术主要采用了气藏、 井筒、井口控制作为一个耦合体，并通过实际 生产数据（也可用试井解释结果与生产数据拟 合） ，求取地层参数及生产动态、产能预测。

为 今后凝析气藏气井生产动态分析、产能预测及 最优化配产提供了新方法参考文献：参考文献：[1]Goode, P.A. and Kuchuk, F.J.: “Inflow Performance of Horizontal wells,” SPERE (Aug.1991), 319-23.[2]何志雄、孙雷、李士伦，凝析气井生产系 统分析方法，石油学报，1998（10）. [3]陈伟、段永刚，水平裂缝水平井试井分析， 油气井测试，2000（3）. [4]朱德武、郑晓志，凝析气井流入动态分析 新方法，断开油气田，1997（9）. [5]唐海、黄炳光，气井（藏）动态优化配产 方法研究，天然气工业，1998；18（3）. [6]王俊明、唐海，确定凝析气井合理产能的 新方法，石油勘探与开发，2004（6）.。