携液气井产能方程研究

产能方程能够直接描述产量与压力之间的关系，在油田生产中发挥了极其重要的作用。目前气井的产能方程（包括压力、压力平方以及气体拟压力形式等）大多是针对单相气体而言，由于其自身的局限性，已不再适用于油水同产气井。文章提出了一种计算携液生产气井的数学模型，分别得到达西渗流、非达西渗流以及考虑表皮效应时的携液生产气井产能方程，并针对纯气井、油气同产井、气水同产井等几种特殊情况进一步讨论了产能方程的表达形式。推导显示，在引入油气水三相拟压力函数以后，携液气井的产能方程与单相气体产能方程相同；将单相气体体积流量和压力用多相总质量流量和油气水三相拟压力替换后，单相气井产能方程可以应用于该条件下的携液气井产能的计算。该方法拓展了单相气体渗流产能方程的适用范围，实例计算证明方法是切实可行的。     

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文章在对气液两相渗流理论调研的基础上，考虑了凝析气藏反凝析和产水的三相流特点，从达西渗流定律入手，根据物质守恒原理，引入气、油、水多相流拟压力，建立了三相流产能方程，给出了无阻流量计算公式，详细描述了根据产能试井数据建立产能方程的步骤。文章提出的方法既适用于地层压力低于露点压力的反凝析气井两相流，也适用于产水凝析气井的三相流，目前气水或油气两相流产能方程只是新方程的特例。对某凝析气藏实际产能试井数据进行了分析计算，表明由于出水凝析气井不仅要克服凝析油的渗流阻力，还要克服水相渗流阻力，多相流产能远远低于单相流，对产水量较大的凝析气井而言，在流动压力大大低于露点压力时，不能采用单相流产能方程配产。实例中的多相流产能曲线表明：在同一井底流压下，随气水比的增加，气体产量将减少；在相同气产量下，随着水气比的增加，生产压差将增大。     

考虑相变的凝析气井产能方程

凝析气井生产过程中,出现反凝析后储层表现为油气多相渗流特征,单相气井的产能方程已不适应凝析气井。在凝析气藏稳态理论基础上,建立了考虑相态变化的凝析气井多相流产能方程,在产能方程中引入油气两相拟压力函数,并可以计算凝析气藏中压力剖面,从而计算随压力分布的合理储层参数。结果表明,随地层压力的不断降低,由于凝析油的析出,降低了气相渗透率。考虑相变的凝析气井产能方程的计算结果小于单相气井的产能方程,并且差值不断增大。     

用广义拟压力方法确定压敏油藏气井流入动态

为了更准确地描述压敏油藏真实气体渗流特性,通过引入广义拟压力函数来表征压敏油藏气体的渗流过程,使气体渗流扩散方程与单相微可压缩液体渗流扩散方程有相同的形式。在计算广义拟压力函数值时,首先用相应的模型计算在定温时,任意压力下气体的黏度、偏差因子以及地层渗透率的值,然后采用梯形规则,进行小步长压力计算。通过数值积分,求出定温时任一压力下广义拟压力值,回归其方程系数,得到真实气体拟压力和压力之间计算关系式,并将其用于气井流入动态的分析。结果表明,引入广义拟压力函数来描述压敏油藏真实气体渗流特性,能使气体渗流扩散方程的形式得到简化;在此基础上提出的真实气体拟压力计算方法,能使真实气体拟压力的计算快速、准确,为气井流入动态分析提供了基础,对提高压敏气藏模拟精度具有重要意义。     

利用修正等时试井确定凝析气井拟压力产能方程

在凝析气井产能评价中,利用拟压力两相渗流数学模型计算产能,能有效反映凝析气液两相渗流特征,比常规单相压力平方法计算的产能更准确,但模型涉及物性参数较多,参数间具有动态变化关系,因此,计算较为繁琐,方程系数不易确定。结合不稳定产能测试,引入修正等时试井方法及积分元素法对产能方程进行求解分析。首先基于考虑相变的凝析气井拟压力方法,建立气液两相渗流数学模型;然后结合实验室静态资料,运用积分元素法对模型中拟压力函数进行求解;再根据修正等时试井原理,利用不同工作制度下的动态测试产能点计算产能方程系数,从而确定凝析气井两相渗流拟压力产能方程。现场实例表明,与凝析气井常规单相渗流模型相比,运用该方法所得凝析气井产能偏小,这反映了凝析液析出对气井产能的影响,其结果更符合实际生产情况。因此为快速有效地确定凝析气井产能提供了一种实用方法。     

高温高压气井产能测试资料分析方法选择及实际应用

产能测试资料分析方法基本包括两类三种,即二项式和指数式产能分析的压力分析方法、压力平方分析方法和拟压力分析方法。由于各气田的地质情况不同,尤其是地层压力不同,在实际应用中存在一定的混乱状况。从气体渗流的基本微分方程出发,论证了压力分析方法、压力平方分析方法和拟压力分析方法的适用范围。运用根据三种形式的气体渗流微分方程建立的三种形式的产能评价方法,即拟压力法、压力法、压力平方法三种产能评价方法,对高压气井的产能进行评价分析,分别对比了其绝对误差和相对误差。通过分析认为,在对高压气井进行产能评价时,拟压力方法是精确的;压力方法存在一定的误差,但误差不大;压力平方法存在误差,且误差较大,不应用其对高压气井进行产能评价。     

产水凝析气井流入动态研究

长期生产实践发现，单相气体产能方程不能适用于油、气、水三相渗流的研究。因此，在气液两相渗流理论研究的基础上，根据凝析气藏相态特征，考虑凝析气藏反凝析和气井生产过程中产层出水时形成的三相流的特点，引入油、气、水三相拟压力函数，建立了产水凝析气井流入动态方程。该方法考虑了地层中流体相态变化和凝析液流动对气井产能的影响，而不是将凝析油产量折算成气量，该计算方法可以使结果更客观、准确、合理。     

凝析气井流入动态预测方法

根据天然气和反凝析液在地层中的渗流特征, 结合凝析油气体系相态理论及闪蒸计算方法, 考虑流体相态和组分变化, 引入稳态理论计算的两相拟压力函数, 建立了凝析气井油、气两相均服从达西渗流的产能方程和气相服从非达西渗流、油相服从达西渗流的产能方程以及油、气两相均服从非达西渗流的产能方程。通过实例得到: ①考虑相态变化的产能方程所得的流入动态曲线在井底压力为露点压力处均有一拐点, 符合凝析气井的特点; ②凝析气井流入动态预测应采用气服从非达西渗流、油服从达西渗流的产能方程。     

考虑闪蒸的凝析气井动态产能计算

凝析气井在生产中常会出现反凝析现象,会对其产能预测产生影响,特别是在凝析油含量较高的气藏中影响尤为明显。为此,提出了使用关井压力恢复试井结果,计算凝析气井瞬态产能的方法。从油、气两相渗流方程出发,利用相渗曲线定义拟压力,得到线性化后的油气两相渗流方程。结合状态方程及多组分闪蒸计算,准确描述了凝析气藏在开发过程中相态的变化,得到准确的地层压力和油相饱和度关系,实现了压力与拟压力的转化。利用线性化的拟压力方程可计算试井分析图版,并通过试井分析得到地层渗透率等参数。使用这些地层参数,通过拟压力方程计算得到凝析气井的IPR曲线,最终可对凝析气井的产能进行准确计算和预测。将模型的计算结果与实际井例的生产测试数据进行对比,结果表明其计算合理准确,与已有的井产量数据基本吻合,可在凝析气井中推广使用,以获得准确的产能预测数据。     

低渗透水平气井产能分析三项式的推导和应用

低渗透气藏由于应力敏感与启动压力梯度影响,采用常规二项式产能方程已难以描述其真实的渗流特征。从渗流力学理论出发,基于保角变换和等值渗流阻力原理建立了考虑应力敏感、启动压力梯度和高速非达西效应的水平气井三项式产能方程,并对考虑应力敏感的拟压力进行了新设定,给出了低压、较高压力以及中间压力状态下的拟压力计算方法,导出了无阻流量计算公式。分析了应力敏感与启动压力校正系数C和不同应力敏感系数对无阻流量的影响。水平气井三项式产能方程解决了使用常规二项式产能方程分析气井产能中当斜率为负时不能分析此气井产能的问题。     

不同类型复杂气藏评价新方法研究

分析了常规压力平方方法应用在复杂气藏评价时的局限性,提出了适合凝析气藏、变形介质气藏和含水气藏等复杂气藏的拟压力,给出了适合这些气藏产能评价的理论模型。研究结果表明,常规分析方法低估了高压气井的产能,如果忽视复杂气藏测试期间储层的气水或气油等多相流动特征及孔隙度、渗透率随压力降低现象,将不能准确制定这些复杂气井的配产措施,而采用拟压力分析方法能够正确反映储层实际渗流特征。该方法对合理评价复杂气藏储层的生产特征有着重要的理论和指导意义。     

拟压力计算经验公式在彩31气藏的应用

通过精确计算气体黏度和偏差系数,提出了定温时真实气体拟压力计算的经验公式,求出压力与拟压力转换曲线及产能测试井的单井产能方程,应用于彩31气藏气井动态预测,效果较好。     

异常高压气藏应力敏感性及其对产能的影响

针对异常高压气藏开发实践,利用气体稳定渗流理论,推导得到考虑异常高压气藏应力敏感性的产能方程,并对某异常高压气藏实例井的产能进行了预测,预测效果较好.本次研究提出的产能方程符合异常高压气藏的开发实际,具有重要的指导意义.     

应力敏感性高压气井流入动态分析

我国西部深层气藏往往表现出异常高压的特征，油气藏生产时，由于地层压力下降导致储集层骨架变形和孔隙度、渗透率降低,该类气藏表现出很强的应力敏感性。该类气藏一方面渗透率随压力（或拟压力）变化而变化，在油气藏生产过程中,用单一固定不变的渗透率来表示油气藏的渗透物性显然是不合适的；另一方面，在超高压地层中气体的粘度和偏差因子乘积不是常数，用通常的压力平方来表示和研究产能特性也是不合适的。基于渗透率随压力呈分段的指数变化规律，用拟压力来处理实际气体的渗流过程，建立稳定渗流模型。在求解模型时，引入Pedrosa变换将渗流扩散方程中的非线性项弱化，用正规摄动技术精确地求解出渗流模型的零阶和一阶解，得到应力敏感性高压气藏井流入动态方程。在此基础上，分析渗透率模量变化对气藏压力和产量的影响，分析应力敏感性高压气藏井流入动态。该研究提出的思路和方法对我国西部深层高压气藏的产能评价具有指导意义。     

低渗透气藏拟稳态三项式产能方程及应用

低渗透气藏具有常规气藏不具备的诸多特征,其低孔低渗、非均质性强和含水饱和度高等导致了气体渗流类似液体渗流的“启动压力梯度效应”显著,用常规二项式渗流方程难以描述气体在低渗透气藏中的真实渗流特征,用常规的二项式产能方程不能分析低渗透气藏气井的产能。因此,在常规二项式渗流方程中添加了启动压力梯度项,并结合气井在正常生产期内的生产状态,建立了考虑启动压力梯度的拟稳态三项式产能方程,给出了低渗透气藏气井无阻流量的计算公式,为低渗透气藏气井合理产量的确定提供了理论依据。     

四川河坝异常高压气藏的产能方程及其计算

四川盆地河坝气藏压力系数高达2.3,属于典型的异常高压气藏,如何建立该气藏的产能方程至关重要。常规二项式和指数式产能方程忽略了应力敏感的影响,计算的无阻流量一般大于实际值。在考虑岩石渗透率随地层压力呈指数函数变化的基础上,从气体的高速非达西渗流理论出发,推导出新的拟压力二项式产能方程及其求解方法。河坝１井的产能计算结果表明,考虑应力敏感的拟压力二项式产能方程所计算的无阻流量更加符合实际,对于开发类似高压气藏具有一定的参考意义。     

应力敏感性复合煤层气压力动态特征

煤层气采出有扩散和渗流两个过程，比常规天然气层中的渗流方程复杂。针对煤层气井在钻井、完井、开采过程中井周围产生污染带以及地层本身的非均质情况，采用非平衡态吸附模型，研究应力敏感性复合煤层气藏的流动规律、在拟稳态流的数学模型假设下，用气体拟压力代替Langmuir吸附公式中的压力，得到气层中拟压力所满足的方程组，并采用正则摄动法和Laplace变换法进行求解，最后通过拉氏数值反演得倒0阶摄动解。分析了参数变化时压力动态的变化规律，这些结果为煤层气藏开发提供了理论依据和新的试井模型。     

修正的低渗透气藏产能方程

在低渗透气藏开发过程中,由于启动压力梯度、应力敏感的存在,使得气体的渗流不符合经典的达西定律。在考虑启动压力梯度、应力敏感和滑脱效应的综合影响基础上,对气体的流速方程进行了修正,并结合渗流力学基本原理得到修正的低渗透气井产能方程。应用修正产能公式对某气田的实际数据进行了计算,得到如下结论：应力敏感的存在将使气井的产能大幅度下降,最大可下降14%;启动压力梯度的存在将使气井的产能下降,不过下降幅度较小;由于气体黏度远小于油,故低渗透气井中应力敏感对产能的影响比启动压力梯度的影响要大;黏度越大启动压力梯度对产能的影响越大。建议低渗透气藏开发中必须充分考虑应力敏感的影响。