气井产能试井方法计算与分析评价
西南石油大学成人教育学院
气井产能试井方法计算与分析评价
学生姓名：冯靖
专业年级：油气储运本科
指导教师：
评阅老师：
完成日期：2010年8月26日
摘要
气井产能试井在气田开发工程中占十分重要的地位，是确定气井合理工作制度和气井动态分析的依据。高压气井在试井时，开井期井底压力常出现上升现象、有时出现油嘴大（产量高）井底流压也大的现象，导致建立的产能方程不符合实际情况，从而得不到绝对无阻流量。因此，研究高压气井产能评价方法有其必要性。本文通过对S气田C1井进行分析计算，分别运用了二项式、指数式和二次三项式、三次三项式的方法，进行计算和分析评价。计算结果表明，对于高压气井，高压气井试井方法较原有方法更简便、更精确。
关键词：高压气井，气井产能，稳定试井，渗流规律，无阻流量，三项式
ABSTRACT
The gas well deliverability test is very important in the project that recovery gas field. It can assure rational working system of the gas well and is the bases that conduct dynamic forecasting. It’s a new method for three term equation to take the place of two term equation in testing the gas well deliverability．Three term equation has come into use not only because many testing results disaccord with the two term equation but also because the three term equation is more exactly to calculate the permeable flow receptivity and the newly found important parameter．that is critical production．Thus，it could be possible to build up a more scientific working system of the gas well．Calculate example analysis indicate, about high pressure gas well, high pressure gas well testing method is more simple and more accurate, compared with original method.
KEY WORDS：high pressure gas well, Gas well productivity, systematic well testing, seepage law, open flow capacity, three term equation
目录
绪论 (1)
1 气井产能试井的基础理论 (2)
基本定义 (2)
2 气井产能试井几种方法的简单介绍 (3)
2.1 常规产能试井方法 (3)
2.1.1二项式产能方程 (3)
2.1.2 指数式产能方程 (4)
2.2 单点法试井 (4)
2.2.1 常系数α法 (5)
2.2.2 变系数α法 (5)
2.3 低渗透气井产能试井 (5)
2.3.1 等时试井 (5)
2.3.2 修正等时试井 (6)
2.4 高产气井产能试井 (7)
2.4.1 二次三项式 (7)
2.4.2 三次三项式 (7)
2.5 气井产能试井几种方法的评价及比较 (7)
3 气井产能试井方法的计算分析 (9)
3.1 常规试井方法二项式 (9)
3.2 常规试井方法指数式 (10)
3.2.1 n值的确定 (10)
3.2.2 系数c值的确定 (11)
3.2.3 指数式产能方程的用途 (11)
3.3 高产气井产能试井方法 (11)
3.3.1 三次三项式 (11)
3.3.2 二次三项式 (15)
3.3.3 三项式处理产能试井资料的应用方法研究 (17)
3.4 各种试井方法的优缺点及比较 (18)
4 S气田应用实例计算分析 (19)
4.1 常规回压产能试井方法 (19)
4.2 高产气井产能试井方法（二次三项式） (21)
4.3 分析与讨论 (22)
4.4 结论 (23)
5 计算机编程 (24)
5.1 软件的开发环境 (24)
5.2 软件的运行环境 (24)
5.3 软件的总结构 (24)
5.4 软件的功能 (26)
符号说明 (29)
总结 (27)
致谢 (28)
主要参考文献 (29)
程序界面及代码 (30)
绪论
气井产能试井又称为气井稳定试井，是以气体的稳定渗流理论为基础，目的是确定气井的产能及合理的生产制度，并求出的气井产能方程式，预测气井产量随着气藏衰竭而下降的方式。
气井的绝对无阻流量是反映气井潜在产能的重要指标，无论是新发现的产气探井或已投产的气井，都需要不失时机地了解绝对无阻流量的大小。一口气井的绝对无阻流量定义为井底压力等于大气压力时的产气量，显然这个产气量不能直接测量，但可以根据产能试井得到。
气井产能试井的基础方法是首先关井取得静止地层压力，然后开井生产，在短期内多次改变气井的工作制度（即改变产气量），待每个工作制度下气流达到稳产后（即井底压力和产气量都保持不变），测量该制度下的产气量、井底压力及井口油、套压等资料，按气体稳定渗流理论整理这些资料，求得气井生产方式和绝对无阻流量，并以此分析气井生产状况，这就是通常称之的“常规回压试井”。
在低渗透气藏中，为了达到稳定所需要的时间可能很长，且由于产气量低，难以确定足够的工作制度，往往造成测试失败。为此提出了“等时试井”及其“修正等时试井”方法，其作法是气井在相等的时间间隔内以几种不同的产量生产，除最后一个测点需要达到稳定条件外，其余测点均不需要达到稳定。这样，即容易作到又缩短了测试时间，已成为低渗透气藏产能试井的主要方法。
以上这些方法所需的试井时间长，且增加勘探成本。此外，对高压气井试井时开井期井底压力常出现上升现象，有时出现油嘴大(产量高)井底流压也大的现象，导致不能建立产能方程，从而得不到绝对无阻流量，因此，研究高压气井产能评价方法有其必要性。
1 气井产能试井的基础理论
基本概念
试井是通过监测油藏压力来研究油藏的一门学科。试井是油藏工程学的重要手段。其理论基础是描述流体在多孔介质中渗流规律的经典学科——渗流力学。
试井是一门应用性很强的边缘学科，涉及到开发地质、渗流力学、应用数学、采油工程等多门学科。
稳定试井是通过监测井在一系列不同工作制度稳定生产时的井底压力，以稳定渗流理论为基础，通过这些稳定产量与其对应的井底稳定流动压力关系，研究井的生产能力。所以，也称为产能试井。
产能试井可以在钻井过程中打开油气层后进行，也可以在完井投产后或者生产的不同阶段进行。通常把油、气井钻井过程中的产能测试或完井射空之后的第一次产能试井称之为“试油”或者“试气”。
产能试井的目的是为了确定井的产能，其主要成果是产能方程。产能方程的具体应用是计算无阻流量和进行产量——压力测试，进而指导油、气井的合理配产，达到高产、稳产的目的。
2 气井产能试井几种方法的简单介绍
2.1 常规产能试井方法
常规产能试井首先需要关井求得稳定的气藏压P r ，然后采用3—5种工作制度，依次取得每种工作制度下的稳定产量和压力，以取得足够的资料获得气井生产的二项式产能方程和指数式产能方程。
2.1.1二项式产能方程
在气井的稳定回压试井中，二项式是一个基本的方程式。它可以确定气井的绝对无阻流量、预测不同井底流动压力下的产量变化和对气井进行生产动态分析。因此，二项式产能方程在国内外得到了广泛的应用。由于二项式既考虑了层流的作用，又考虑到湍流的影响，故二项式方程又有层流、惯性湍流方程式之称。并可以作为等时试井的基本关系式。二项式产能方程如下：
22
2Bq Aq P P wf r +=-
将二项式改写为
Bq A q
p p wf
r +=-2
2
，作
q q
p p wf
r --22 的关系曲线，理论上应为一条
直线，如图2.1所示。分别回归二项式直线便可求得截距A 和斜率B ，从而构成二项式产能方程。
2.1.2 指数式产能方程
一般认为，应用指数法产能方程进行产能分
q g1
q g2
q g3
q g4
P wf1
P wf2
P wf3
P wf4
P R
回压试井工作制度示意图
析，是一种“简单分析”，也就是说分析时具有较大误差。在气田产能预测一般不推荐使用指数式方程，但作为一种方法，这里仍然介绍。在常规回压试井方法中，除了通过二项式产能方程获得气井的绝对无阻流量外，还可通过指数式产能方程获得气井绝对无阻流量。指数式产能方程和二项式产能方程获得的效果一样，只是前者考虑了流体的流动系数。指数式产能方程如下：
()
22
n
r wf
q C p p =-
将指数式方程改写为()
22lg lg lg wf r p p n c q -+=，作 ()
2
2lg lg wf r p p q -- 的曲线关系，
理论上应为一条直线，如图2所示。回归指数式直线便可求得截距 lgc 与斜率n ，从而构成指数式产能方程。
2.2 单点法试井
常规回压试井由于缺乏必要的集输装置，测试将大量气体放空烧掉，这不仅造成了很大的经济浪费又污染了环境。同时由于地质条件等因素（比如测试过程中气藏地层压力下降），而根本得不到正确的线性关系数据，为了改进这一情况，提出了单点产能试井法。这种测试方法，只需要在关井测得地层压力条件下，开井取得一个工作制度下产量和井底流动压力，这些资料只需通过一个简单的压力恢复曲线测试程序一次得到，或是先开井生产取得一个工作制度下的产量和流动压力之后，再关井测试压力恢复曲线确定地层压力。为了能尽快建立稳定的生产条件，所用的工作制度不宜过大。经过实际应用后表明，“单点”法测试计算结果与常规多点法计算结果基本上是一致的。因此该法是一种简便和经济效益较好的方法。单点法试井中系数α是一个关键值，而系数α又有常系数和变系数两种情况。下面便是陈元千同志提出的三种计算气井绝对无阻流量的方程。
第一种方程：28.08.1D
D AOF p q
q -= 该法是IPR 曲线的方法。
第二种方程：1
4816-+=
D AOF p q q 该法是二项式的方法。
第三种方程：6594
.00434.1D
AOF p q
q =
该法是指数式的方法。 在这三种方程中，可变系数α取值是0.25。一点法是一种近似的方法，在推导以上三种方程时均将()22101.0-r p 简化为2r p 。
2.2.1 常系数α法
目前，各油田在计算井的绝对无阻流量和产能方程时，均把α看为一统计均值常数。即各油气田在建立本地区绝对无阻流量公式时，都各自采用本地区的α值，因而各地区气田都在建立本地区的绝对无阻流量公式，即计算绝对无阻流量时都采用本地区的α值。各地区气田在确定本地区的α值后，再将α值代入一系列公式便可确定本地区的绝对无阻流量，具体计算方法和步骤我们将在下一章中作讨论。
2.2.2 变系数α法
目前，矿场在应用单点法试井时，其系数α值取一统计均值常数这与各地区气田的α值存在一定误差，如果把α值看作一个可变系数，建立可变系数α值的绝对无阻流量和产能方程，就可适应每都气井产能得计算。上述两种α值有一个共同特点，即α值仍为一定常数，只是区域范围不同的常数。这与每口不同的气井应具有不同α值的实际情况有误差，因此，建立一个对每口井都应用方便的可变系数α值计算公式由可变系数α确定该井的绝对无阻流量和产能方程，必然更加精确，更加符合实际情况。可变系数α确定后，在将α代入一系列公式便可确定该地区的绝对无阻流量，具体的计算方法和步骤将在下一章中作讨论。
2.3 低渗透气井产能试井
在低渗透气藏中，为达到压力稳定所需要的时间可能很长。因此，等时试井和修正等时试井便是低渗透气井行之有效的试井方法。这两种试井方法是在不稳定渗流状态下的试井，Cullender指出，一组产量不同而生产时间相同的试井在双对数坐标上将得出一条直线，这种动态曲线具有的幂值和稳定流动条件下得到的基本相同。而斜率也与生产时间无关，因此可以根据短期试井确定。C和A则只能从稳定条件下得到，但对于不同的产量，只要每一个产量的生产时间是常数，C和A也是固定不变的。于是，等时生产数据只要结合一个稳定流动点，就可以用来替代完全稳定的常规产能试井。
2.3.1 等时试井
在低渗透气藏中，为达到压力稳定所需要的时间可能很长。当对这种气藏进行常规试井时，由于实际生产时间的序列有时不够长，因此得到的资料可能会发生误解。Cullender叙述了一种“等时试井”的方法。它包括气井以相等的时间间隔在几种不同的产量下生产。一般这样做比每个生产间隔基本上都是从静止条件开始达到稳定所需要的时间要少的多。这种压力与产量数据的关系图给出一条直线或一条不稳定产能图。把某一产量延续到稳定并划上这个稳定的压力—产量点。这条稳定的产能直线基本上和用常规试井得到的直线是一样的。
等时试井的目的是获得确定气井稳定产能曲线的资料，方法是在气井在相同
的时间间隔内以几种不同的产量生产，除了最后一测点需要达到稳定条件外，其余测点都不用达到稳定点。它的数据只要结合一个稳定的流动点就可以代替完全稳定的常规产能试井。与系统试井相比，它缩短了开井时间，但由于每个工作制度都要求关井恢复到原始压力，使得关井恢复时间较长，从而使得整个测试时间较长，测试费用较高。
2.3.2 修正等时试井
修正等时试井是Katz等人提出来的。这种方法被广泛的用于石油工业是因为它要求生产时间间隔之间关井一段时间，但每段关井的时间不必长到基本达到静止条件，而是和生产时间一样长。实际的不稳定关井压力被用来计算下个生产点的压力平方差，它用数据作图和等时试井是一样的效果。
修正等时试井的目的是求得等时试井中相同的资料，它的关井操作时间等于生产时间，只要为计算下一个产量用拟压力差或压力差平方代替不稳定关井压力就可以了，它是等时试井的改进，二者最大的区别是后者开井生产时间与关井生产时间相同，其操作简单，既缩短了开井流动时间，又缩短了关井恢复期时间，它的流动期产量大小的确定方法与系统试井的方法基本相同，测试时间的确定方法与等时试井的方法一样。修正等时试井应用广泛，节省时间，降低了成本，且常常能够给我们带来满意的结果。
这两种试井方法是在不稳定渗流状态下的试井，Cullender指出，一组产量不同而生产时间相同的试井在双对数坐标上将得出一条直线。这种动态曲线具有幂值n和稳定流动条件下得到的基本相同。而B也与生产时间无关，因此可以根据短期试井确定。C和A则只能从稳定条件下求得。于是对于不同的产量，只要每一个产量的生产时间是常数，C和A也是固定不变的。于是，等时生产数据只要结合一个稳定流动点，就可以用来替代完全稳定的产规产能试井方法。
这种试井方法有两条直线，一条是等时数据线，表示了不稳定产能。另一条则是通过稳定点的直线，表示稳定产能。图上稳定数据线可以不止一条，如果在每一个测试产量下，测几个压力点（不同产量测压点和测压时间相同），就会得到一组平行的等时数据线。用等时测试数据，按二项式或者指数式回归得到不稳定产能直线段，气斜率可确定n值和B值。再通过稳定点，作不稳定产能直线段的平行线，即为稳定产能直线段，其截距可确定C值和A值，这样建立的产能方程式，在使用中给出了非常满意的结果。
2.4 高产气井产能试井
关于高压大产量气井，人们做了大量产能试井工作，发现用过去常规方法来处理试井资料，其稳定试井曲线常常出现异常情况，因此对于高产气井的产能试井应考虑三次三项式。
2.4.1 二次三项式
二次三项式考虑了临界产量，其产能方程如下：
222Bq q Bq Aq p p k wf r ++=- 作q q p p wf r --22的关系曲线,拐点处的产量为气井的临界产量。
2.4.2 三次三项式
三次三项式考虑了边界层阻力系数，在测试过程中，气体在地层中的渗流出
现了达西流、过度流和高速流，因而计算更具合理性，其产能方程是：
2223r wf p p Aq Bq Cq -=++ 作
q q p p wf r --22的关系曲线.
2.5 气井产能试井几种方法的评价及比较
在常规产能试井中，气井生产方程式有二项式产能方程和指数式产能方程。
1984年6月7日至6月9日对四川福成寨石炭系气藏成8井进行了常规产能试井，
分别绘制二项式和指数式产能曲线在图上都有很好的直线关系，并分别根据二项
式产能方程和指数式产能方程求出了二项式、指数式绝对无阻流量。两者的误差
是很小的，说明常规产能试井中二项式与指数式的计算结果是基本上一致的。目
前，矿场上通常采用常规产能试井来确定气井的绝对无阻流量，但这项工作一般
需要几天左右的时间。而且有时因难以建立连续的稳定条件，达不到预期的目的。
为了改进这一情况，又提出了单点法试井。该方法可以对气井的产能进行连续性
预测，以便了解不同井底流动压力下气井产量的变化。1977年4月6日对卧龙河
气田卧6井进行了多点稳定试井，利用取得的数据应用常规多点法计算出的绝对
无阻流量为d m /1006.15434⨯，应用单点稳定试井法求得各点绝对无阻流量的平均
值为d m /40.1573，可以看出这两个绝对无阻流量间的误差很小，而且经大量气田
或凝析气田的气井实际应用结果检验表明，提出的单点产能分析方法是非常有效
可靠的。“等时试井”及“修正等时试井”是为了解决低渗透气藏，为了达到稳定
所需要的时间很长，且由于产气量低难以确定足够的工作制度，往往造成测试失
败的问题提出的。这两种方法均采用气井以相等的时间间隔在几种不同产量下生
产，除最后一个产量要延续到稳定外，其余不要求一定达到稳定。两者不同在于，
修正等时试井也不要求每次关井必须达到基本静止，而是和生产时间一样长。对
某井进行修正等时试井，分别开关井四次，计算出该井的绝对无阻流量表明，四
个测试点求得的绝对无阻流量值相差不大，但有自大变小的趋势，而且测前测试
的关闭压力和测后测试的关闭压力是相同的，因此可以将关闭压力看为关闭的平均地层压力。此时，利用第一个测试点数据所求的绝对无阻流量应与稳定回压试井结果一致。对于低渗透气藏试井，“等时试井”及“修正等时试井”两种方法是非常可行的。目前现场上有许多油气井产能试井结果并不服从二项式产能方程，特别是高产气井，因此又提出了用三项式方程代替二项式方程，以便能更精确的确定渗流阻力系数和临界产量这一新的重要参数，从而更合理的确定油气井的合理工作制度。用三项式取代二项式，是油气井产能试井的一种新的理论和方法。经实例研究证明三项式方程是可行的也是实用的。对S气田C1井进行产能试井，该井由于是高产气井，我们用三次三项式方程代替二项式，计算出该井的达西系数、非达西系数、临界产量，得到该井的绝对无阻流量，发现该无阻流量是临界产量的10-15倍范围的平均值，这个值是非常符合实际的。因此本文方法所确定的绝对无阻流量和临界产量是较可靠的。说明三项式方程是可行又实用的。但根据现有的产能试井资料三项式方程不能得到直接应用。
3 气井产能试井方法的计算分析
3.1 常规试井方法二项式
二项式的产能方程为：
222g g wf R BQ AQ P P +=-
气井产能方程的二项式形式是气井产能方程的理论表达形式，根据实测数据
的不同，其处理方法也不同。例如，对于在产能测试过程中能获得地层压力的情
况，可以采用下述实测数据处理方法求取气井的产能方程和绝对无阻流量方程。
将二项式方程改写为：
()21122
g g wf
e Q B A Q P p +=-
式中：A ——产能曲线在Y 轴上的截距
B ——描述稳定产能曲线斜率
因此，在实测数据处理时，可以在直角坐标系上线性回归()g
g wf e Q Q P P ~22-关系曲线，利用直线的斜率和截距求取产能方程中的常数1A 和1B 值和绝对无阻流
量AOF Q 。
用途：①计算无阻流量： ()B A
P B A Q R AOF 2101.04222--+=
②预测产能：当气藏压力从R P 下降到1R P ，井底流压为1wf P 时，气井的产量
约为： ()B A
P P B A Q wf R 2421212--+=
③估算气层渗透率：气层渗透率本应由压降或恢复曲线求得，但若没有测得
合适得压降或恢复曲线，若由回压试井资料求得了产能方程，则可以从其系数A 大致估算出气层渗透率，即： ()Ah S r r PT K w e f ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⨯=
-43ln 10
288.182μ 由于e r 不易确定，一般可取0.80.6ln -=w
e r r 。
3.2 常规试井方法指数式
在常规回压试井方法中，除了通过二项式产能方程获得气井的绝对无阻流量
外，还可通过指数式产能方程获得气井绝对无阻流量。指数式产能方程和二项式
产能方程获得的效果一样，只是前者考虑了流体的流动系数。
罗林斯（Rawlins ）和谢尔哈特（Sohellhardt ）根据气井生产资料总结出了
气井产能经验方程，亦称为稳定回压方程或产能方程，在国内气田上习惯称之为指数式，他描述了在一定的R p 时，sc q 与wf p 之间的关系为：
()n
wf R sc p p C q 22-=.............................（1） 式中：C ——流动系数，描述稳定产能曲线位置；
n ——指数，描述稳定产能曲线斜率的倒数。
产能曲线
()22
lg lg lg wf R sc p p n C q -+= (2)
气井产能试井可以实测得几组2_p q sc ∆数
据，由方程可知，在双对数坐标纸上作图，纵坐
标为2p ∆，横坐标为sc q ，则根据实测的几组试井
数据做出的2p q sc ∆-关系应为一直线，见图3.1。
该直线称为稳定回压曲线或产能曲线，四川气田
又称之为指数式指示曲线。
3.2.1 n 值的确定
n 值就是所作产能曲线的斜率的倒数，见图3.1即
αtg n = (3)
亦可以在直线上任取两点（1sc q ，1p ∆），（2sc q ，2p ∆）代入方程（2）求解得
出。
得到的正确的n 的值应在0.5-1.0之间。
n=1时，曲线中直线段与横轴成45度角，气体流入井底时相当于层流。说明
井底附近没有发生与流量相关的表皮效应，完全符合达西渗流规律；
由1.0向0.5减小时，说明井底附近的视表皮系数可能增大；
n>1.0时，则说明试井有问题，必须重新试井。
3.2.2 系数c 值的确定
sc
q lg 图3.1
在图中，延长直线到与纵轴12=∆p 的水平横线相交，则交点对应于横轴的读数sc q 即为要求的c 值。但此种方法需要较大双对数纸，因此很少被采用。
若指数n 值已确定，可直接取直线上一点（1sc q ，1p ∆），代入方程（2）求出c 值。
3.2.3 指数式产能方程的用途
① 计算绝对无阻流量
绝对井底流动压力为0.101MPa 时的产量称为绝对无阻流量，用q AOF 表示：
n R AO F P C q )101.0(22-= (4)
② 预测测试井（层）的产量
由给定的生产条件 ，可以确
定气井井底流动压力，把它代入指
数式方程，便可计算出气井在该生
产条件下的产量。
由IPR 曲线(如图3.2)可直接
查出气层压力下降到某一数值，并
以某一流压生产时的产量。此外，
用IPR 曲线对应其他资料，还可确
定气井的最佳工作制度。
3.3 高产气井产能试井方法
3.3.1 三次三项式
天然气在多孔介质中的流动状态通常分为低速流、达西流、过渡流和高速。四种流态如图3.3所示。
过渡流表示天然气的流动已出现许紊流，层流与紊流存在，Forchheimer 发现仅用
二项式解释不了高速流动情况下的实验结果，采用下式则能吻合实际。
)(2
V V c V V b aV gradp ++-=...................（1） 图3.3 q P P wf r 2
2
-图3.2 IPR 曲线
Pwf
q
后来Firozzabodi 等（1979）把上式改写为 )(22V V V V V k
gradp γρβρμ++-=...............（2） 式（2）明确了式（1）中系数a 、b 、c 的物
γ为第二速度系数。但是并没有从机理上解决三次方项的物理意义。Ezevdembah 等（1982）用粘性流
体动力学的知识解决了这一问题。 把流动通道中，天然气的流动速度分为两部分，即平均速度V 和脉动速度V '：
V =V +V '...........................（3） 则Navier —Stokes 方程表示为
j
j i j i j j i i j X V V X X V V V X X P ∂∂'+∂∂∂='-∂∂+∂∂ρμρ2)(..........（4） 或
i
j i j j i j i j j X V V X V V X X V X P ∂'∂+∂∂'+∂∂=∂∂)(2ρρμ...............（5） 其中j V 为平均流动速度在j 方向的分量，i V '为脉动速度在i 方向的分量，
i ,j =1，2，3。
式（5）是Navier —Stokes 方程的张量形式，i ,j 按Eimteim 求和规律取值，通过流动相似性原理和因次分析，考虑一维情形（j =i ）得
LV V V A L V A L
V A dX dP 232221'++=-ρρμ................（6） 其中A 1、A 2、A 3为常数，L 为渗流介质长度。
由于V 与V '具有相同的数量级，因此上式可整理为
⎪⎭
⎫ ⎝⎛++-=322V V V k dX dP γρβρμ................（7） 显然式（7）与试（2）是一致的，从这里可以看出，三次方项表示脉动项。 根据雷诺应力的定义： j i ij V V '=ρτ............................（8） 式（7）右端第三项正好是雷诺应力在X i 轴上变化率i ij X ∂∂τ，因此式（7）的速度三次方项可解释为雷诺应力的变化引起的附加阻力。
另一方面，γ具有μ的倒数因次；
==e
R A 3γμ无因次量 (9)
式中R e 为雷诺数，进一步分析还可得到
2D =γμ (10)
其中D 为边界阻层力系数，可见式（7）的右端第三项与边界层的影响有关，因此我们称该项为边界层阻力项，γ为边界阻力系数。
可将式（7）写为一般形式：
)(2
2V V V V V K gradp γρβρμ
++-=.......（11） 将式（11）代人天然气渗流的连续方程，在稳定径向流动情况下，流动方程为
g g g g wf R Q T Z C Q T Z C Q K Z
T C P P 3322122γβμ++=- (12)
其中 ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛⨯=-w e r r h C ln 102955.131 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=-e w
r r h G C 11109229.2152 3C ⎪⎭
⎫ ⎝⎛-⨯=-e w r r h G 2232
2111105946.6 这里G 为天然气相对密度 ；h 为气藏有效厚度，m ；r e 为气藏供给半径，m ；
r w 为井半径，m ；K 为气藏渗透率，μm 2；Q g 为标准状态下的流量，m 3/s ；μg 为天然气的粘度, μPa.s ；Z 为天然气压缩因子；β为惯性阻力系数，m -1；P R '为地层压
力，kPa ；P w 为井底压力，kPa ；γ为三次方项参数，ms/kg 。
式（12）各项的物力意义为：一般情况下的粘性作用构成速度的一次方项；边界层外孔道中心的高速流动，惯性力起主要作用，构成了速度的二次方项；在边界层内，由粘性力和边界阻力作用构成速度的三次方项。
在应用式（12）前，必须知道β和γ值，确定β值的经验公式略。
建立高产气井产能方程的非线性规划模型用时（12）除立高产气井产能试井产能试井资料必须制定相应的底层和流体参数，这在应用上是有一定困难的。为了实用方便，本文采用下述高产气井产能试井资料的处理方法。即建立非线性规划模型求解系数A 、B 、C 。
首先将式（12）改写为
g g g wf R CQ BQ AQ P P 3222++=-...............（13） 其中A 、B 、C 是未知常数，根据产能测试资料可确定这些常数，再由式（12）计算出K 、h 和r e 。
将式（13）进一步改写为
g g g
wf R CQ BQ A Q P P 222++=- (14)
为了书写方便，令 g
wf R g Q P P Q P f 22),(-=..............（15） 于是式（14）可写成
g g g CQ BQ A Q P f 2),(++= (16)
以式（16）为依据，用最优化方法来处理高产气井产能测试资料。根据测试资料，有N 个测试点：
),(),,(),,(2211gN wfN g wf g wf Q P Q P Q P
计算成压力函数的形式：
[][]()[]
gN N g g Q P Q P f Q P f ,,),(,),(2211 式（16）计算值与实测值最佳拟和，构成下列非线性规划模型：
[]
()⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≥>++--∑=0,,0,)()(min 122C B A Qgi Pi f CQ BQgi A Qgi Pi f N i g (17)
输入f(P i ，Q gi )和Q gi ，由模型（17）
通过计算，就能得到式（17）系数A ，
B ，
C ，这样就得到了代表一定时期的气
井产能方程。
用会交法确定绝对无阻流量,绝对
无阻流量的定义，即井底压力为
0.101MPa 时的最大产量，同时满足两
个方程的定解点，恰恰是两个方程的交
会点，交会点所对应的产量即是所求绝
对无阻流量。
当p wf =0.101时，y 1随产量的增加呈三次方递减，y 2随产量的增加呈二次抛物
线递增，因此两线绘制在同一坐标图上必然相交，其交点所对应的横坐标就是绝对无阻流量，如图3.4所示。
3.3.2 二次三项式
二次三项式方程的基本理论:三项式方程是在声波-力学达西试验基础上提出来的。方法的实质是通过声波和力学鉴定渗流。在渗流过程中，随压力和流速的改变测定发出杂声的一般强度和它的频率谱。
声波-力学达西法的矿场应用表明，当多孔介质的几何条件不变时，气流声谱出现的特点是当流速进一步增大的同时，声音的总强度也明显地增加，从这一瞬时可看到达西规律的偏差，而气流声的现象可解释为紊流在每个孔道中形成的脉动。
在实际纵坐标ΨR e 和
横坐标R e 中，每个多孔介
质都具有自己的临界雷诺
数R ekp ，适合于达西定律的
上限，在R e ≤R ekp 范围内达
西定律正确，此时没有气
流声。当R e ＞R ekp 时，观察
到达西规律的偏差伴随着
气流声强度急剧地增加，
图3.5中的曲线明显的存
在着两种渗流方式。
在低速渗流时，即当R e ≤R ekp 时，达西定律由下式表出：
1=ψe R .........................（1） 式中
x
P V L ∂∂⋅=ψ2ρ......................（2） L
K V R e ⋅=μρ..................... （3） 当R e ＞R ekp 时，Ψ和R e 之间的关系式可用下式表示：
e ekp ekp R R R ββ+-=ψ1 (4)
方程（4）即为有别于二项式定律的三项式定律。油式（4）可推导出转换形式的实用三项式方程为：
bQ bQ a Q P kp +-=∆2 (5)
下面为二次三项式方程（5）的推导。
ψRe Re 图3.5 各种多孔介质实验研究处理结果 1 2 3 4 5 6
0.2 0.4 0.6 0.8
基于概率模型的气井效益评价方法
基于概率模型的气井效益评价方法 气井效益评价是评估一个气井的产能和经济效益的方法。基于概率模 型的气井效益评价方法是一种使用概率统计方法来评估和预测气井产能和 经济效益的方法。下面将详细介绍基于概率模型的气井效益评价方法。 首先，基于概率模型的气井效益评价方法需要收集和分析大量的数据，包括地质、地球物理、工程和经济数据等。这些数据可以用来建立一个概 率模型，用于评估和预测气井的产能和经济效益。 其次，建立概率模型需要考虑多个因素，包括气井地质特征、气藏性质、渗透率、含气饱和度、孔隙度等。可以使用统计方法对这些因素进行 分析和建模，找出它们之间的关联关系，并将其纳入概率模型中。 第三，基于概率模型的气井效益评价方法可以使用贝叶斯方法进行预 测和评估。贝叶斯方法是一种用来处理不确定性的统计方法，通过结合先 验信息和观测数据来更新先验概率。在气井效益评价中，可以使用贝叶斯 方法来更新气井产能和经济效益的概率分布，以得出更准确的评估结果。 第四，基于概率模型的气井效益评价方法可以使用蒙特卡洛模拟方法 进行模拟和分析。蒙特卡洛模拟是一种基于概率的随机模拟方法，可以通 过生成大量的随机样本来评估和预测不确定性事件的概率分布。在气井效 益评价中，可以使用蒙特卡洛模拟方法来生成大量的随机样本，以模拟气 井的产能和经济效益，并计算其概率分布。 最后，基于概率模型的气井效益评价方法需要进行不断的更新和调整。由于地质和工程条件随时间变化，气井的产能和经济效益也会随之变化。 因此，需要定期更新概率模型，以反映实际情况，并对气井的产能和经济 效益进行更新评估。
总之，基于概率模型的气井效益评价方法是一种使用概率统计方法来评估和预测气井产能和经济效益的方法。通过建立概率模型、使用贝叶斯方法和蒙特卡洛模拟方法，可以对气井的产能和经济效益进行更准确的评估和预测。此外，需要定期更新概率模型，以保持其准确性和可靠性。
第二章 试井分析的理论基础及方法论
第二章试井分析的理论基础及方法论 试井分析是建立在弹性渗流理论基础之上的，它涉及到了许多复杂的数学问题，并且与地质、工程有关。 第一节理论基础 一、不可压缩液体的稳定流动 1、稳定流动与不稳定流动 稳定流动：流动仅为坐标的函数，q、p不随t变而变。 不稳定流动：q或V渗流和P不仅是坐标的函数，而且也是时间的函数。 2、单相流和平面径向流 单相流：流线彼此平行，各处渗流面积不变；垂直流线截面的各点压力相同，渗流速度相同，压力和速度都为流动方向上X轴的函数即符合达西定律V X = - K/μ* dP/dX 平面径向流：流线在平面上向中心汇聚，并以井眼轴线为中心的各同心圆上，各点压力相同，速度相同，以井眼轴线为中心的极坐标上，各点压力和速度只与半径R有关，即V = K/U *DP/DR 3、不可压缩与可压缩流体 不可压缩流体：流体V不随P的变化而变化。 可压缩流体：可压缩流体的体积随P的变化而变化。M = ρυ, C = -1/V * dV/dp; 从而可导出：
ρ= ρo e c(p-po) ,此式据麦克劳林级数展开，取前二项近似，可得： ρ= ρO（（1 + C（P - P O ）） 1、稳定渗流的应用 V = K/U *DP/DR ，据初始条件及内外边界条件，可推得： q = 5.429*102kh/Bulnr e/r w * (P e - P wf) 此式为系统试井或称为稳定试井的理论基础，据此式可得油井指示曲线公式： q = PI*ΔP , 式中：PI为采油指数，ΔP为生产压差。 稳定试井的目的是确定井的合理工作制度，确定井 的地层参数以及了解油井生产能力。 气井的稳定试井也称为产能试井。 P = P e– qu/2πkh * ln r e / r 压力分布呈压降漏斗。 二、弹性液体的不稳定渗流 1、渗流过程 ⑴不稳定期（遇到外边界之前） ⑵过渡期（遇到外边界之后，在拟稳定期开始之前；图上的晚期不稳定段） ⑶拟稳定期（对封闭地层而言，DP/DT = 常数；对定压边界而言，
产能试井内容方法
油气藏动态分析 上机实践报告 姓名：王玮杰`` 专业班级：石工11-5 学号：2011444847
一、产能试井的目的意义 1.利用油气井产能试井可以分析油气井的生产特性，预测油气井的生产能力及确定井的合理工作制度，判断增产措施是否有效。 2.可利用产能试井来计算油气井的产能方程及无阻流量。 二、上机内容及原理 1.关井取得静止地层压力，然后开井生产，在短期内多次改变井的工作制度（改变产量Q），待每个工作制度井底流体稳定流动后，测量并记录该制度下的井口油压，套压，产气量，井底流压等资料。 2.根据测得数据及气体稳定渗流理论整理试井资料，做出相应的产气指示曲线，并求得生产所需参数。 3.通过产能试井可获得在不同工作制度下的一组井底流压（P w1、P w2、P w3……）和相应的产量（Q1、Q2、Q3……）数据。分别按二项式和指数式来整理试井资料。 附：二项式方程：P e2- P w2=AQ+BQ2 变形得：（P e2- P w2）/Q=A+BQ 指数式方程：Q=C（P e2- P w2）n
三、数据处理分析 开关井顺序 开井稳定时间（h) 地层压力（Mpa ） 流动压力（Mpa ） 产气量 （104m 3 /d ） （P e 2- P w 2）/Q P e 2- P w 2 初始关井 30 开井1 720 27.9196 2.0 60.24797 120.4959 开井2 720 25.6073 4.0 61.06655 244.2662 开井3 720 23.0564 6.0 61.4004 368.4024 开井4 720 20.0287 8.0 62.3564 498.8512 由上图可知A=0.333 B=59.603 求无阻流量时P W =0.101Mpa ， 代入（P e 2- P w 2）/Q=A+BQ 得：（302-0.1012）/Q=0.333Q+59.603 解得 Q=14Mpa 当用指数产能关系来计算时，由图可知C=0.0185，n=0.9776， 求无阻流量时P W =0.101Mpa 代入Q=C （P e 2- P w 2）n 得 Q=0.0185(302-0.1012)0.9776=14.297Mpa
气田常用产能计算公式及配产方法
气田常用产能计算公式及配产方法 作者：折文旭夏玉琴韩玙田建韩旭李勃阳周维锁文新宽杨燕 来源：《中国科技博览》2019年第02期 [摘要]目前气田常用的产能计算方法主要包括理论方法和经验公式法，根据气藏的驱动能量及开发阶段不同，气体的流动状态可以分为稳态和拟稳态两类。合理配产是气井合理生产制度的核心。常用的配产方法是经验配产法、采气曲线配产法、节点分析配产法。对气田常用的产能计算公式和配产方法进行总结，便于产量计算需要时使用。 [关键词]产能；气井；经验公式；配产 中图分类号：H319 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）02-0142-01 产能就是油气储层动态特征的一个综合指标，它是油气储层生产潜力和各种影响因素之问在互相制约过程中达到的某种动态平衡。井筒提供了储层流体和地面管线的流通通道，如果在一定时间内，地层平均压力变化可以忽略，当确定了井口回压或井底流压时，气井的产量可以利用渗流力学方法计算得到。气井的气井产能评价与预测的方法很多，概括起来主要包括理论方法和经验方法。 1 产能计算理论方法 1.1稳定状态流动条件下天然气产量的计算方法 气井产能为一定井底回压下的气井供气量。如果气井采出多少气体外界就补充进等量的气，则气井以恒产量生产一段时间后会达到稳定。事实上，外界不可能有气源，气井生产一般不存在稳定流，只是在一个短时间内可以把流动视为稳定的。为了建立气体从外边界留到井底时流入气量与生产压差的关系式，假设气层水平，等厚和均值，气体平面径向流入井底。气体在渗流过程中，由于压力不断变化，因此气体的体积也在不断变化，由于气体的粘度要比液体要低的多，因此，气体的渗流速度，尤其是井壁附近，比液体要高的多。一方面压力损失更集中于井壁附近，保护气井不受污染更加重要；另一方面，气体渗流过程中的惯性损失已不能忽略，因此达西定量已经不再适用，此时气井的径向流动状态要利用二项式定律描述： 式中A，B分别为达西流动系数和非达西流动系数，并表示如下： 式中：Pe—气藏供给边界压力，MPa；Pw—井底流压，MPa；qsc—标准状态下气井产量，m3/d；K—气层有效渗透率，10-3μm2；μg—气体粘度，mPa·s；Z—气体偏差系数；T—气层温度，K；h—气层有效厚度，m；re—泄气半径，m；rw—井底半径，m。 1.2拟稳定状态流动的气井产能公式
气井产能计算方法介绍及应用
气井产能计算方法介绍及应用 气井产能计算方法介绍及应用 摘要：本文介绍了气井产能常用的4种方法，一点法测试、系统试井、等时试井和修正等时试井。通过实际生产实例来分析计算方法在白马庙气田蓬莱镇组气藏气井产能，白云岩气藏基质酸化后产能预测，苏里格气田特殊开采模式下的气井产能中的应用。并在综合比较中得出不同气井应采用的计算方法，使理论值与实际值误差缩小，从而指导实际开采工作，提高开采效率和质量。 关键词：气井产能；计算方法；应用； 引言：本文介绍了气井产能常用的4种方法，一点法测试、系统试井、等时试井和修正等时试井。通过实际生产实例来分析所采用的计算方法，使理论值与实际值误差缩小，从而指导实际开采工作，提高开采效率和质量。 一、气井产能试井测试计算方法 气井产能试井测试主要包括4种方法，即一点法测试、系统试井、等时试井和修正等时试井。 1．一点法测试 一点法测试是测试一个工作制度下的稳定压力。该方法的优点是缩短测试时间、减少气体放空、节约测试费用、降低资源浪费；缺点是测试资料的分析方法带有一定的经验性和统计性，分析结果有一定的偏差。经验表明，利用该方法测试，当测试产量为地层无阻流量的0.36倍时，测试结果最可*。测试流动时间可采用以下计算公式： [1] 式中：——稳定时间，h； ——排泄面积的外半径，m； ——在下的气体黏度，； ——储存岩石的孔隙度； K——气层有效渗透率，； ——含气饱和度。 2．系统试井 系统试井又称为常规回压试井，也称多点测试，是测量气井在多个产量生产的情况下，相应的稳定井底流压。该方法具有资料多，信息量大，分析结果可*的特点。但测试时间长，费用高。系统试井测试产量的确定：①最小产量至少应等于井筒中携液所需要的产量，此外还应该足以使井口温度达到不生成水化物的温度；②最大产量不能破坏井壁的稳定性，对于凝析气藏，还要考虑减
气井产能试井方法计算与分析评价
西南石油大学成人教育学院 气井产能试井方法计算与分析评价 学生姓名：冯靖 专业年级：油气储运本科 指导教师： 评阅老师： 完成日期：2010年8月26日
摘要 气井产能试井在气田开发工程中占十分重要的地位，是确定气井合理工作制度和气井动态分析的依据。高压气井在试井时，开井期井底压力常出现上升现象、有时出现油嘴大（产量高）井底流压也大的现象，导致建立的产能方程不符合实际情况，从而得不到绝对无阻流量。因此，研究高压气井产能评价方法有其必要性。本文通过对S气田C1井进行分析计算，分别运用了二项式、指数式和二次三项式、三次三项式的方法，进行计算和分析评价。计算结果表明，对于高压气井，高压气井试井方法较原有方法更简便、更精确。 关键词：高压气井，气井产能，稳定试井，渗流规律，无阻流量，三项式
ABSTRACT The gas well deliverability test is very important in the project that recovery gas field. It can assure rational working system of the gas well and is the bases that conduct dynamic forecasting. It’s a new method for three term equation to take the place of two term equation in testing the gas well deliverability．Three term equation has come into use not only because many testing results disaccord with the two term equation but also because the three term equation is more exactly to calculate the permeable flow receptivity and the newly found important parameter．that is critical production．Thus，it could be possible to build up a more scientific working system of the gas well．Calculate example analysis indicate, about high pressure gas well, high pressure gas well testing method is more simple and more accurate, compared with original method. KEY WORDS：high pressure gas well, Gas well productivity, systematic well testing, seepage law, open flow capacity, three term equation
产能试井
第一章产能试井 油气井产能的确定方法 油气井产能的定义 ?过去的定义：在井底的流动压力等1大气压时油气井能够达到的产量. ?目前还有：采油指数：单位压差的产油量 采气指数：单位压差的产气量 ?生产的产量大小。 确定油井产能的常用方法 ?经验计算法 ?原理： –根据同类油藏的资料，建立一个经验关系式进行计算 ?特点 –简单 ?要求： –要有充分的经验数据，否则，计算结果误差很大 ?经验公式之一：全世界广泛应用的Vogel （300多口井的统计结果，上万口井的应用） ? ? ?该经验公式的进一步发展 ?根据实际资料求得c1和c2值，大庆油田、长庆都有自己的经验公式。 ? ? ?测井资料计算法 ?测试资料计算法 ?神经网络预测法 经验计算法 测井资料计算法 ?根据测井资料计算出的有效厚度和渗透率以及流体的粘度，可以计算得到生产压差与产量之间的关系曲线。其计算公式为： 直接测试法获得油气井的产能 ------产能试井 产能试井 ?产能试井是改变若干次油井、气井或水井的工作制度，测量在各个不同工作制度下的稳定产量及与之相对应的井底压力，从而确定测试井（或测试层）的产能方程（Deliverability Equation ）和 无阻流量（Open Flow Potential 或 Absolute Open Flow Potential ）。 产能试井（稳定试井） 稳定试井原理和测试方法 一．原理 })(8.02.01{2max e wf e wf o o p p p p q q =}))(21(21{12e wf e wf o p p c p p c c q =)(ln )(2skin r r B u p p h k q w e o o wf e o o +=
气井的动态分析综述
气井的动态分析综述 摘要：随着天然气的不断开采，地层压力的下降，使得开采难度愈来愈大。因此，国内外的许多专家都在气井的生产方面做了大量的研究，并提出一系列计算产能的公式，其经过不断地改进，气井产能公式不断接近于油田生产实际。从国内外专家学者研究气井产油指数、产水指数、油井最大潜能、气井绝对无阻流量、油气藏的产能指数以及GOR和WOR等油气井生产数据综述了国内外气井产能公式的研究进展，并针对产能公式的不足之处指出了下步的研究方向。 关键词：天然气；气井；动态；生产；公式 1.气井生产动态分析的基本内容 1.1气井生产动态分析的简介 气井生产动态主要是指油气从油藏流到井底的动态，油藏动态分析的主要任务就是较准确地油气从油藏流到井底的流量。 气井生产动态分析的主要任务是依据单井试井测试资料作出油气井产能曲线，然后确定出油气井产油指数、产水指数、油井最大潜能、气井绝对无阻流量、油气藏的产能指数数据以及GOR和WOR等油气井生产数据；除了分析得到油气井的产能数据外，还必须分析研究油气井试采过程中油气产量和地层压力的递减情况以及含水上升情况，并以此为基础预测油气生产动态、研究确定相应的开发措施。 1.2注水状况分析 分析注水量、吸水能力变化及其对油田生产形势的影响，提出改善注水状况的有效措施；分析分层配水的合理性，不断提高分层注水合格率；搞清见水层位、来水方向，分析注水见效情况，不断改善注水效果。 1.3油层压力状况分析 分析油层压力、流动压力、总压降变化趋势及其对生产的影响； 分析油层压力与注水量、注采比的关系，不断调整注水量，使油层压力维持在较高的水平上；搞清各类油层压力水平，减少层间压力差异，使各类油层充分发挥作用。 1.4含水率变化分析 分析综合含水、产水量变化趋势及变化原因，提出控制含水上升的有效措施；分析含水上升与注采比、采油速度、总压降等关系，确定其合理界限。 分析注入水单层突进、平面舌进、边水指进、底水推进对含水上升的影响，提出解决办法。 1.5气油比变化分析 分析气油比变化及其对生产的影响，提出解决办法；分析气油比与地饱压差、流饱压差的关系，确定其合理截面；分析气顶气、夹层气气窜对气油比上升的影响，提出措施意见。 1.6油田生产能力变化分析 分析采油指数、采液指数变化及其变化原因；分析油井利用率、生产时率变化及其对油田生产能力的影响；分析（自然或综合）递减率变化及其对油田生产能力的影响；分析油田
致密气藏压裂水平井产能计算方法
致密气藏压裂水平井产能计算方法 王新杰 【摘要】致密气藏开发普遍采用多段压裂水平井的开发模式.为了准确评价致密气藏压裂水平井产能并确定气井的合理配产,实现气井高效开发,基于保角变换理论和气水两相渗流理论,同时将基质有效渗透率作为变量来考虑压裂施工和气井产水对储层有效渗透率的影响,建立了压裂水平井气液两相产能方程.通过实际生产数据验证,结果表明:无因次泄气边界大于0.55时,气井生产压差随配产增加呈下凹型快速增长;相同气井产能条件下,水气比越大气井所需生产压差越大;水平段方向与Ky方向平行时,渗透率各向异性程度Ky/Kx越大,相同产气量时的生产压差越小;水平段与渗透率主值方向的夹角θ<30°时,相同产气量条件下的气井生产压差几乎不变.因此,从降低压裂水平井储层压力损失的角度来考虑,布井时必须充分考虑渗透率各向异性程度和水平井水平段方向的影响,同时注意控制气井配产和采取必要的控水排水措施,以便达到更好的开发效果. 【期刊名称】《岩性油气藏》 【年(卷),期】2018(030)005 【总页数】8页(P161-168) 【关键词】压裂水平井;气水两相渗流;保角变换;渗透率各向异性 【作者】王新杰 【作者单位】中国石化华北油气分公司勘探开发研究院,郑州450000 【正文语种】中文
【中图分类】TE37 0 引言 大牛地气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东北段，属于典型的低渗致密砂岩气藏，气层有效厚度薄，剩余未动用储量品位差，必须采用水平井多级压裂才能实现经济开发。如何同时考虑气液两相流和压裂施工及气井产水对渗透率的影响，获得多因素影响下的压裂水平井产能，现有文献还未见相关的报道。目前关于压裂水平井产能的计算，国内外学者［1-6］已经做了大量的研究工作，路爽等［7］基于偏心直井产能公式，利用汇源反应和叠加原理建立了压裂水平井产能公式，但没有考虑气水两相渗流的影响；袁琳等［8］、李旭成等［9］和孙恩慧等［10］虽然建立了气水同产压裂水平井产能计算方法，但是没有考虑渗透率各向异性及水平段分布方向对产能的影响，且没有考虑压裂施工和气井产水对基质有效渗透率的影响，而用来作产能分析的商业化试井软件，所基于的理论基础也都是单相流动，没有考虑气液两相渗流的影响［11-13］，同时致密气藏试井压力恢复需要的关井时间一般较长，而对于大牛地气田这种低压产水气井，长时间关井存在井筒积液造成气井水淹的风险。 基于保角变换理论和气水两相渗流理论，同时将基质有效渗透率作为变量来考虑压裂施工和气井产水对储层基质渗透率的影响，利用势函数叠加原理建立压裂水平井气液两相产能方程，分析泄气边界、水气比、渗透率各向异性程度、水平井井筒与渗透率主值方向夹角对气井产能和生产压差的影响，以期为气井产能预测和生产控制提供依据。 1 模型的建立及求解 1.1 模型的假设 建立的模型有以下假设条件：①压裂水平井位于顶底封闭的无限大的气藏中心；②
筛管砾石充填完井水平气井产能评价
筛管砾石充填完井水平气井产能评价 作者：许发宾张崇刘贤玉徐靖徐超葛俊瑞 来源：《科技创新导报》 2014年第7期 许发宾1 张崇1 刘贤玉1 徐靖1 徐超1 葛俊瑞2 (1.中海石油(中国)有限公司湛江分公司广东湛江 524057；2.中国石油大学(北京) 北京昌平 102249) 摘要：筛管砾石充填完井方式在水平气井中应用广泛。该文综合考虑流体通过射孔孔眼 周围压实带的压降、流体通过射孔孔眼的压降和流体通过筛套环空的压降，建立了表皮系数模 型及筛管砾石充填完井水平气井的产能预测模型，并对影响产能的因素筛管砾石充填参数、气 藏参数、地层污染程度等进行了分析。其中气藏条件和地层污染情况对产能影响较大。 关键词：水平井筛管砾石充填完井产能影响因素 中图分类号:TE328 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)03（a）-0078-05 砾石充填技术是目前疏松砂岩油气藏水平井开发中重要的防砂方式[1]。油气井出砂主要是由于井底附近岩层结构破坏，从而导致脱落的砂随储层流体进入井筒，影响生产作业[2]。而筛管砾石充填是在油气井下入筛管后进行砾石充填，在筛套环空、射孔炮眼内填满砾石[3]，可以有效地防止地层出砂，提高油气藏采收率，提高水平气井的产能。笔者在综合考虑砾石充填完 井的表皮系数影响下，根据水平气井产能计算方程，对影响气井产能的各个因素进行了分析， 通过实例计算揭示了其影响规律，为以后水平井砾石充填完井优化设计提供了依据。 1 筛管砾石充填完井水平气井产能计算方法 水平气井生产过程中的泄气区形状与垂直井不同，垂直井的泄气区可以假定是一个圆柱体，而水平井所形成的泄气区形状是椭球体[4]。采用筛管砾石充填完井时，主要包括以下几方面的伤害：流体通过射孔孔眼周围压实带的压降、流体通过射孔孔眼的压降和流体通过筛套环空的 压降。
气井产能确定方法归类总结
气井产能确定方法 气井产能是进行气井合理配产、评价气田生产能力的重要依据，其评价结果的可靠与否，直接关系到气田能否实现安全平稳生产。目前常用的气井产能确定方法可分为六大类： 一、无阻流量法 气井绝对无阻流量是反映气井潜在生产能力的主要参数之一。利用气井绝对无阻流量百分比大小确定气井产能的方法称为无阻流量法，该方法通常用于新井产能的确定。 气井绝对无阻流量值可通过气井产能测试直接求取，如多点的系统试井（或称为回压试井、稳定试井）、等时试井、修正等时试井及单点测试等方法。某些条件下，对未进行产能测试的井，可应用已知气井绝对无阻流量与其地层系数或与其储能系数统计回归得到的经验关系式（q AOF ~Kh 、q AOF ~φhS g ）来估算，还可采用简化试气经验判别法。 （一）产能测试法 有关不同产能测试方法的适用条件及气井绝对无阻流量值求取的方法，请参见行业标准《SY/T 5440 试井技术规范》。 另外，在采用单点测试方法求取气井绝对无阻流量时，除利用已有的一点法公式外，还可根据各自气田的实际情况，建立适合于本地区气田的一点法产能公式，其原理与方法如下： 气井的无量纲IPR 曲线的表达式为：()2 1D D D q q P αα-+= (1) 也可变形为：D D D q q P )1(/αα-+= (2) 式中： () 22 2/R wf R D P p p P -= (3) AOF g D q q q /= (4) )/(AOF Bq A A +=α (5) （5）式中的A 、B 为气井二项式产能方程系数A 、B 。
由（1）式得： ( ) αα α α-⎥⎥ ⎦⎤⎢⎢⎣ ⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛-+= 1211412 D D p q (6) 将（4）式代入（6）式得：()⎥⎥ ⎦ ⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-= 1141122D g AOF p q q αααα (7) 上面式中的α值，可通过其他井多点产能测试资料计算的二项式产能方程系数A 、B 统计回归确定，见图1。 图1、2分别为某气田多点产能测试资料的统计回归曲线，根据回归曲线即可得到该气田的二项式和指数式产能方程。这样，利用该产能方程与单点测试实际数据，就可计算得到更为可靠的气井无阻流量值。 图1 某气田气井二项式产能方程系数α统计回归求取图
煤层气储层测井评价方法
煤层气测井评价方法 第一章前言 1.1研究的目的及意义 煤层气形成于煤化作用的各个阶段；绝大部分煤层气以吸附态赋存于煤层之中；煤层的生气和储气能力都受煤变质作用程度的控制，这些特性决定了煤层气储层评价的一系列关键参数, 如煤层组分、镜质组反射率、煤层含气量等。这些参数可用常规测井方法直接或间接获得，而且测井解释快速直观、分辨率高、费用低廉等特点，可弥补取心、试井及煤心分析这些方面的不足。因此，煤层气储层测井评价技术的研究具有十分重要的意义和非常广阔的应用前景。 煤层气储层地球物理测井评价技术总体上可以分为煤层气储层定性识别技术、煤层气储层参数定量解释技术以及煤层气储层综合评价分析技术。其中煤层气储层参数定量解释技术是其研究的核心。目前利用测井方法可以确定的煤层气储层参数包括: a..煤层气储层的含气量(饱和度)、孔隙度(基质孔隙度和裂缝孔隙度)和渗透率(基质渗透率和裂缝渗透率)；b.煤岩工业分析参数——煤的挥发分、固定碳、灰分、水分和煤阶；c.煤层气的吸附/解吸特性参数；d.煤层厚度、深度、储层压力、温度和产能等。 由于我国煤层气勘探开发尚处于起步阶段，煤层气勘探程度普遍偏低。煤岩的组成组分较为复杂，且各组分含量变化较大，被认为是最复杂的岩石，加之其基质孔隙．裂缝的双重孔隙系统，共同导致煤层具有很强的非均质性，这给测井解释带来了更大的多解性和不确定性。
我国煤层气资源分布图 1.2国内外研究现状 目前，我国尚没有专门针对煤层气储层评价的测井方法和仪器设备，基本还是使用常规油气藏测井技术。常用的测井方法包括自然伽马、井径、井温、补偿密度、补偿中子、声波时差、深浅侧向以及微球形聚焦电阻率测井等。与常规天然气储层相比，煤层气储层具有明显的测井响应特征，即低密度、低伽马、低俘获截面、高中子、高声波时差、高电阻率等。其中，体积密度测井是识别煤层的首选测井方法。对于关键井，还应加测伽马能谱、偶极子声波(或阵列声波)、微电阻率扫描成像测井等，从而可以更加准确地进行煤质、孔渗、地层机械性能分析。 美国斯伦贝谢公司是世界上著名的跨国石油服务公司，在煤层气资源的勘探开发领域一直处于国际领先水平。在煤质评价方面，该公司根据岩性密度，中子和自然伽马测井资料进行煤质近似分析，在密度及其它测井资料受井眼的影响比较大的情况下，配合使用元素俘获谱测井(ECS)进行煤质组分评价，从而消除了扩径的影响，提高了煤质分析精度；在含气量估算方面，根据煤质近似分析结果评估煤级，再根据煤级、压力、温度和适当的吸附等温线确定含气量。
第三章油气井产能评价
第三章油气井产能评价 1.引言 油气井的产能评价是石油工程领域重要的研究内容之一、产能评价的目的是确定井口条件下单位时间内油气的产出量，为油田开发和生产的决策提供科学依据。本章将介绍油气井产能评价的主要方法和技术，包括试油试气法、数值模拟法和压力传递法等。 2.试油试气法 试油试气法是一种通过在油气井中进行试油试气实验来评估井口产能的方法。该方法是通过钻井取样获得含水层、含气层和含油层等地层的样品，并在实验室中进行试油试气实验。试油测试的主要目的是测定原油的流动性、饱和度和油水比等参数，试气测试的主要目的是测定天然气的气体组分和气体含量等参数。通过试油试气实验结果可以计算出油气井的产量和流动性等参数，从而评估井口产能。 3.数值模拟法 数值模拟法是一种利用计算机模拟油气井和地层流动行为的方法。该方法基于流体力学原理和地质力学原理，建立数学模型来描述油气井和地层的流动过程，通过求解模型方程组得到油气井的产量和压力等参数。数值模拟法可以精确地模拟油气井和地层的复杂流动行为，可以考虑各种产能影响因素，如井身摩擦、渗透率变化和地层压力等。 4.压力传递法 压力传递法是一种通过测量地层中的压力变化来评估油气井产能的方法。该方法基于压力传递原理，通过在地层中布放压力传感器，测量地层
中的压力变化，并将其与井口压力变化进行对比，从而评估井口产能。压力传递法可以直接测量油气井和地层中的压力变化，能够准确地评估井口产能，但需要有足够的地层压力数据支持。 5.油气井产能评价的应用 油气井产能评价在石油工程领域有着广泛的应用。首先，它可以用于评估油气井的产能和优势，为油田开发和生产提供决策依据。其次，它可以用于设计油井和井筒参数，指导油井的施工和完井。此外，它还可以用于确定油气井的产能优化和增产潜力，为油田开发提供技术支持。 总结： 油气井产能评价是石油工程领域的重要研究内容。试油试气法、数值模拟法和压力传递法是常用的产能评价方法，它们可以从不同方面评估油气井的产能。产能评价方法在油田开发和生产中有着广泛的应用，能够为决策提供科学依据，指导油井设计和施工，并确定产能优化和增产潜力。
基于数值模拟下的储气库气井注采能力评价方法——以文96储气库为例
基于数值模拟下的储气库气井注采能力评价方法——以文96 储气库为例 摘要：地下储气库的运行特点为“强注强采”，要求生产管理人随时掌握目前状态 下储气库每口井的注采能力，从而制定科学合理的生产计划。文96储气库运行 了七个周期，总结了一些评价注采井产能的常用方法，如产能方程法、定生产油 压统计法、节点分析法等，但储气库运行方式有别于正常常规气藏开采，导致评 价结果出现较大偏差。为提高注采井注采能力评价的精确性，进行“基于数值模拟的气井注采能力评价方法”研究，取得了较好成果。 关键词：储气库；注采井注采能力；数值模拟；干扰系数 本文总结常规气藏气井产能评价方法，分析其在储气库注采井产能评价中的 局限性。探索研究应用数值模拟法进行注采井产能评价的可行性，适用条件，操 作方法及其优缺点。 1 常规注采气能力评价方法 1.1二项式产能方程预测产量 常规气田开发评价气井产能时，普遍采用回压试井法，在地层压力确定的情 况下改变工作制度得到一组稳定的气量、流压数据，通过作图得到二项式的A、B 值，从而确定气井产能。 通过试井数据做出（PR2-Pwf2）/qsc与qsc关系曲线，得到产能二项式方程 PR2-Pwf2=A?qsc+B?qsc2中的A、B值。 PR：地层压力，MPa Pwf：井底流压，MPa A：达西系数 B：非达西系数 qsc：气体体积流量，104m3/d 利用产能方程预测不同地层压力和井底流动压力下的产量与实际产量对比分析，发现预测产量与实际产量误差相对较大，平均差异率19.8%。（见表 1） 2.2产量差异原因分析 分析认为，造成注采气注采产量预测值偏差较大的原因如下： 1、由于储气库在生产时都是大气量注采，造成地层压力短时间内变化较大，无法满足试井时保持地层压力基本稳定的要求。 2、井间距小、地层连通性好，造成井间干扰严重，影响试井数据的准确性。 3、注气与采气交替进行，造成地层紊流，影响试井数据准确性。 4、注气与采气流动方向相反，利用采气时的产能方程无法准确确定注气能力，特别是存在地层水时，结果偏差更大。 2 数值模拟校正产能方程 由于文96储气库平均井距为175m，气井在注采过程中存在井间干扰，为定 量判断井间干扰的大小，通过建立气库地质模型，运用数值模拟手段进行运算。 2.1建立地质及数值模型 文96储气库构造与地层相对简单，在建立构造、地层以及属性模型后，利用数值模拟软件进行气水界面等参数的设置，首先对单层的储量和地层压力进行拟合。（见图1）
苏里格气田气井产能评价新方法
苏里格气田气井产能评价新方法 同昕鑫 【摘要】修正等时试井以其测试时间短等优点适用于低渗透气藏气井的产能试井,在国内外的气田中得到了广泛应用.针对长庆苏里格气田修正等时试井分析解释时,无法获得产能方程的现象以及出现的不合理结果,分析了可能导致问题发生的原因,参考前人的研究成果,从低渗透气井的渗流理论出发,推导并建立了低渗透气井的稳定点产能方程,可以代替修正等时试井进行产能评价.建立稳定点产能方程依据动态测试分析结果,不依赖严格的产能测试,提高了产能方程的应用范围,稳定点产能方程不仅可以计算气井的初始无阻流量,而且可以预测气井的动态产能,对于气井产能时效性强的苏里格气田更具有现实指导意义.对苏里格气田多口气井应用稳定点产能方程进行产能评价,并与产能试井结果进行对比,计算结果相近,证明新方法实用有效,具有应用价值. 【期刊名称】《石油化工应用》 【年(卷),期】2019(038)004 【总页数】6页(P82-87) 【关键词】苏里格气田;修正等时试井;产能评价;稳定点产能方程 【作者】同昕鑫 【作者单位】西安石油大学,陕西西安 710065;中国石油长庆油田苏里格南作业分公司,陕西西安 710018 【正文语种】中文
【中图分类】TE319 经典的产能试井方法在现场已经得到了广泛应用，目前仍然是现场确定气井产能的主要方法。但是对于一些复杂条件下的气藏，经典产能试井方法遇到了很多问题，比如地层中气、水层交互存在，井筒积液使得产能测试时压力计不能下到积液液面以下，导致很多气井的产能测试资料建立不起正常的产能方程。还有一些气田，利用气井的产能测试资料在形式上可以建立产能方程，但对比气井投产后的实际情况，推算的无阻流量与正常值偏差太大，可信度低。 苏里格气田属于河流相沉积的岩性致密气田，也是典型的三低（低渗透、低压力、低丰度）气田，不仅单井产量低，产量递减快，压力下降快，而且单井控制的区块面积小，控制可采储量低。对于这种特殊的岩性气田，经典的产能试井方法在应用上也遇到了很多问题。综合前人的研究[1－3]以及现场的产能测试资料，分析了修正等时试井在苏里格气田应用中存在的主要问题，另外从低渗透气藏的渗流机理出发，对气井建立了一种稳定点（拟稳定）产能方程，不仅对苏里格气田的各种气井普遍适用，而且可以追踪气井的动态产能变化，在现场应用简单，便于操作。 1 低渗透气井稳定点产能方程 1.1 稳定点产能方程的提出 对苏里格气田这样的低渗透气藏，利用修正等时试井资料做出的二项式产能曲线有时表现出斜率为负值，导致产能测试资料无法分析，这说明采用修正等时试井分析方法处理这种低渗透气藏产能试井资料有时并不合适。分析其原因，一是修正等时试井方法本身存在一定误差，另一个重要原因是苏里格气田属于超低渗致密砂岩气田，气藏的渗透率极低，压力下降快，而且关井后压力恢复缓慢。所以可以说在气井投产以后进行的修正等时试井测试得到的气井产能只能反映气井在生产初期一个很短阶段内的产能，对于气井以后的产能衰减和变化并没有做出预测和评价，因此
建南气井产能评价方法探讨
建南气井产能评价方法探讨 黄于 江汉油田分公司采油工艺研究院环测所湖北潜江 (433123) 摘要：气井准确的产能评价和单井生产规律的研究是气田开发方案的基础和依据，直接关系到井网部署、主体开发技术的优选、开发指标的预测、地面管网的建设等一系列技术问题。本文针对建南气田的地质特点，讨论了气田不同产能评价方法之间的联系，为在建南气田低渗透含硫储层中几种方法结合使用，达到更好的评价产能效果，提供一定的指导。 主题词：低渗透储层产能评价气田开发 引言 建南气田位于湖北省与重庆市交界处，呈北偏东—南偏西向条带状，南北长约30km，东西宽约3.5km，分南北两个高点，北高点位于湖北省利川市境内，南高点位于重庆市石柱县境内。 建南构造处于四川盆地东部川东褶皱带的石柱复向斜中部，受构造、地层和沉积相的控制，建南气田气藏类型主要分为南高点飞三段岩性—构造层状气藏、北高点长兴组生物礁—构造块状气藏和北高点石炭系地层—构造层状气藏等三个连片分布的整装气藏。储层段岩心渗透率最大10×10-3μm2，最小0.01×10-3μm2，平均0.097—0.417×10-3μm2，属低孔低渗储层，而含硫较高，平均达到5%以上。 表1 建35井区飞三段储层物性数据表
建南气田的开发急切需要了解储层物性、气藏流动状态、产能等资料，用以把握整个建南区块气藏的生油气岩性，储集状态，富积程度及其运移情况。在分析气井动态时最有用的方法之一就是稳定试井，通过对一次稳定试井的资料进行准确全面的解释，可以使我们确定地层的静止压力、确定在一定井底流压下气井的产量、预测随着地层压力的消耗和降低而导致的产量递减、并确定有效的地层流动特性。指导现场开发过程中配产。但是建南气田属于扬子海相碳酸盐岩储层，高含硫、低渗透复杂气藏，气井很难达到稳定或拟稳定状态，常规试井方法很难较好地评价其产能，迫切要求我们找到一种产能测试和评价方法。 常规试井方法研究现状及存在问题 气井产能试井主要包括系统试井、等时试井、修正等时试井、一点法测试四种类型，他们各自有优点，也有不足之处。 1929年美国矿业局的Pierce 和 Rawlines提出回压试井，并在一些知名的刊物中得到完善，最后在 Rawlines 和 Schellhardt(1936)的专著中被广泛地应用。常规回压试井通常采用不少于4个测试点，每个测点要求达到稳态渗流状态，测试压力波及范围广，能比较准确的反应出储层的产能。但对于建南这种低孔低渗为主的气田，回压试井所需测试时间太长，浪费大量天然气资源，增加测试成本，且气体含H2S制约着气井测试时间不能过长。因此，回压试井方法并不适合建南气田。 针对常规回压试井需要长时间测试的缺点，Cullender(1955)提出等时试井方法，气井以相等的时间间隔在几种不同的产量下生产，每测一个流量然后关井恢复地层压力，最后在以某一流量下延时生产直至压力稳定，虽然等时试井可以缩短气
煤层气储层测井评价_潘和平
煤层气储层测井评价 摘要煤层储集具有双重孔隙介质特征,由煤的基质微孔和割理(裂缝)系统组成,因而传统的评价常规天然气储层的方法不能适合于评价煤层气储层,如何研究煤层气测井评价技术有十分重要的意义。文章在大量文献调研的基础上,基于国内外煤层气测井技术的发展现状,综合评述了测井评价煤层气储层领域的新进展,包括测井系列选择、煤层划分和岩性,煤质参数计算、孔隙度、渗透率、饱和度、含气量等煤层气储层参数计算,煤层力学参数和地应力分析、煤层对比、沉积环境分析等等,重点论述了煤质参数、煤层孔隙度、含气量的计算方法理论,并分析了煤层气储层测井评价当前面临的技术问题、难题及今后努力的方向。 主题词煤成气煤分析测井参数孔隙度评价 煤层不仅是储存甲烷的储层,而且是生成甲烷的源岩。煤层的储集具有双重孔隙介质特征,即由煤的基质微孔和割理(裂缝)系统组成。煤层甲烷呈三种状态存在于煤中,即以分子状态吸附在基质微孔的内表面上;以游离气体状态存在于裂缝以及溶于煤层的地层水中。由于煤层储集特征和甲烷的存储状态,因而传统的评价常规天然气储层的方法不能适合于评价煤层气储层〔3〕。 煤层气测井技术被认为是最具前途的一种手段,一旦用煤心数据标定了测井记录数据,就可以使用测井数据估计煤层气储层的特性。测井解释快速直观、分辨率高、费用低廉等特点,可弥补取心、试井及煤心分析这些方面的不足,使测井技术不仅在勘探开发现场大有用武之地,因此,测井技术是煤层气勘探开发中的重要手段,煤层气测井评价技术的研究具有十分重要的意义和非常广阔的应用前景〔4〕。 一、煤层气储层测井评价系列选择 煤层气储层(煤层)与围岩在岩性物性上的差别,是煤层气测井响应的物理基础,是选择测井系列的前提。合理选择测井系列对评价煤层气及其储层至关重要。目前评价煤层气的常规测井方法包括自然电位、双侧向(或感应)、微电极、补偿密度、
气井稳定试井分析方法及应用
气井稳定试井分析方法及应用摘要了解天然气的物理化学性质，以便合理的准确性分析气井的动态，预测气井的产能，进一步了解气层的特性打下了基础。文章介绍了流体通过多孔介质流动时的基本方程，以及在各种边界条件和各种气藏形状下的特解．叙述了气井的流动和压力测试的基本理论，推导了流体通过多孔介质流动的基本方程式，对于不同边界条件和地层几何形状提供了有意义的解．叙述了产能试井的基本理论．对几种产能试井给出了分析试井数据的不同方法，还详细地介绍了，在产能试井中必须考虑的一些重大问题，如达到气井稳定流动所需的时间和试井时确定稳定产量的要求．还针对测试的产量或井底压力不稳定的情形，将其考虑为变产量稳定试井，从理论上推导出快速求取气井产能方程的新方法，并将该方法应用于分析实际产能测试资料，使原来无法解释的测试资料得到了解释，获得了气井的产能方程和无阻流量关键词：天然气藏； 稳定渗流； 气井试井； 产能评价第1章天然气的物理化学性质 1.1 天然气的组成天然气是指自然生成，在一定压力下蕴藏于地下岩层孔隙或裂缝中的混合气体，其主要成分为甲烷及少量乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、正丁烷、异丁烷及以上烃类气体，并可能含有氮、氢、二氧化碳、硫化氢及水蒸气等非烃类气体及少量氦、氩等惰性气体。无硫化氢时为无色无臭易燃易爆气体，比空气轻。通常将含甲烷高于90%的称为干气，含甲烷低于90%的称为湿气。天然气系古生物遗骸长期沉积
地下，经慢慢转化及变质裂解而产生之气态碳氢化合物，具可燃性，多在油田开采原油时伴随而出。 1.2 天然气的分子量、相对密度、密度和比容天然气的分子量 在数值上等于在标准状态下1摩尔天然气的质量。由于天然气的分 子量随组成的不同而变化，没有一个恒定的数值，因此又称为“平 均分子量”。通常，多将上述数值简称为天然气的分子量。 1.2.1 天然气的分子量（1-1）式中—天然气分子量； —天然气组分的摩尔组成； —组分i的分子量。 1.2.2 天然气密度天然气密度定义为单位体积天然气的质量。 在理想条件下，可用下式表示为（1-2）式中—气体密度，； —气体质量，； —气体体积，； —绝对压力，； —绝对温度，； —气体分子量，； R—气体常数，。