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产水气井产能方程及无阻流量的变化规律研究

产水气井产能方程及无阻流量的变化规律研究 10 2005年 3月试采技术 WELL TESTING AND PRODUCTION TECHNOLOGY Vo1．26 No．1 产水气井产能方程及无阻流量的变化规律研究李宏清赵正社郝玉鸿。 (1．长庆油田公司工程技术管理部 2．长庆油田公司第二采油厂；3．长庆油田公司勘探开发研究院) 摘要为了定量分析地层产水对气井产能的影响程度，通过渗流力学理论分析，基于气．井二项式产能方程，提出采用复合模型来研究地层产水后二项式产能方程的变化，并由此定量计算无阻流量...

10 2005年 3月试采技术 WELL TESTING AND PRODUCTION TECHNOLOGY Vo1．26 No．1 产水气井产能方程及无阻流量的变化规律研究李宏清赵正社郝玉鸿。 (1．长庆油田公司工程技术管理部 2．长庆油田公司第二采油厂；3．长庆油田公司勘探开发研究院) 摘要为了定量分析地层产水对气井产能的影响程度，通过渗流力学理论分析，基于气．井二项式产能方程，提出采用复合模型来研究地层产水后二项式产能方程的变化，并由此定量计算无阻流量。这不仅为产水气井确定产能提出了新方法，而且可以定量认识地层产水对气井产能的影响程度。关键词气井地层产水产能二项式无阻流量渗透率众所周知，地层一旦产水，气相渗透率便迅速下降，水相渗透率则明显上升，从而使地层渗流阻力和井筒流动阻力显著增大，气井产能降低，甚至被水淹停产。这样不仅影响气井的稳产、高产，更重要的是限制了最终采收率的提高。以往多以定性分析地层产水对气井产能的影响，本文提出利用复合模型的思路，推导、计算地层产水后的稳定产能方程及无阻流量，定量分析地层产水对气井产能的影响程度。理论研究及方法引导气井稳定二项式产能方程为一 p zWf—A q +B q： ’ 式中 A一 (10g +0．434S)KhT (2) 一， I～ r 。 ⋯ B一 h ( 一丢) ㈤一 T R I r J ⋯ 气井生产过程中，气体平面径向渗流在广大地层内压力降落很小，压力降主要集中地消耗于井附近压降漏斗区一个很小的范围内。如果气层存在可动水，那么井周附近气层的可动水容易产出，束缚水亦不断膨胀，阻塞渗流通道，严重时产生贾敏效应，低渗透气层甚至产生水锁，从而降低井周气层渗透率；而井外围广大气层由于压降很小，水相不易流动，可以认为仍然是纯气体流动。因而，地层出水后可以采用复合模型来处理，内圈(rd)渗透率 K 一 KK 小于外圈渗透率 K(即气井产水前的平均渗透率)，并将产能方程系数分解为内圈的 A 、B ，外圈的 A 、Bz，此时气井的稳定二项式产能方程可写为 p备一p 一(A。+A2)q。+(13。+B2)q： (4) 式中 A 一筹 (10g +0．434S)(5) ‘ K1|IlT ＼— r 。 J ⋯ B1一 ( 一 1) ㈤ A 一 B 一／'／一』： j (5)式与(7)式相加后除以(2)式得 A1+ A2 A l og rW r,+ 0 · 434S A1+ Az一 !兰兰 ! A l l0g r~+0·434s I (7) (8) (9) (10) 作者简介：李宏清(1967一)。高级工程师。1989年毕业于石油大学开发系，现从事油田工程技术管理工作。地址 (710021)陕西省西安市。维普资讯 http://www.cqvip.com 2005年 3月李宏清、赵正社、郝玉鸿：产水气井产能方程及无阻流量的变化规律研究 l1 一 i三三三．二删 (11) ：o．5)，按试井影响半径ri计算，则由(1o)式及 1 一 (12)式分别得 r w re 、 ⋯ ⋯ ⋯ 即 A·+ A2一 B。+ Bz一『垒一=二主} ； ]B c 2 『互三耋兰一 ]× 由文献[1]有 51．O23 — 89．6O5 (1 B 1+ B2一卢一 1．873>< 。鲁一／g一／ g一 K 一1 — 1 一一卜从而根据(4j式求得地层无阻流量为 = ± ± ± ：± ± 二：： 2(B1+ B2) (17) 如果气层下面存在水层，而且水层与气层之间的隔层又有一定的渗透性，这样随着气井生产，在井周压降漏斗区更小的范围内，底水有可能向上窜入气层，在井底附近形成水锥，严重地影响气井产能。对于这种情况仍然可采用上述符合模型的思路，所不同的只是内圈气层范围(rd)更小，相应的气相渗透率亦更小，一般 K 标准压力，MPal T ——地面标准温度，Kl T——地层温度，Kl qg——气井产量，10‘m。／dl A、B——二项式系数l qA0F——无阻流量，10‘m。／dl — — 控制半径，ml r ——井底半径，ml rd——产水半径，ml —^—有效厚度，ml K——渗透率，10—0tam2 l K ——气体相对渗透率l 卜湍流引起的惯性阻力系数l D——湍流系数。 S——表皮系数 1 — — 天然气的相对密度l — — 平均天然气粘度，mPa·sl — — 平均天然气偏差系数l R——通用气体常数，MPa·m。／(kmol·K)。参考文献： 1 陈元千．油气藏工程实用方法．石油工业出版社，1999 (收稿日期t2004—05—13) (上接第 9页) ^ 、厘莒锱 i t ‘＼ 40 言 35 蔷30 瘿 25 20 l5 10 产量 (m3／d) 图 2 产量对底水突破时间的影响厂＼ l 1h 一＼ | ＼、、 0 200 400 600 800 l 000 l 200 l 400 产量(m3／d) 图 3 产量与累积无水采油量的关系 4 结论 (1)考虑井筒水动力因素的水平井井筒存在一定的流动压降，导致井筒生产压差非均匀分布，产量越高流动压降越大，水脊推进速度差异越大。 (2)通过耦合模型分析水平井井筒流人流率的分布和预测井筒不同位置的水脊突破时间，能够针对性地改变油井配产调节水脊前沿推进速度。 (3)在不同配产条件的水脊突破时间预测基础上，能够优选最合理的产量，使得水平井的累积无水采油量最大，从而提高单井经济效益。参考文献： 1 段永刚，陈伟，黄诚，等．井筒与油藏耦合条件下的水平井非稳态产能预测(I)——数学模型．西南石油学院学报，2004(1) 2 黄诚，陈伟，段永刚，等．井筒与油藏耦合条件下的水平井非稳态产能预测(II)——计算模型．西南石油学院学报，2004(1) 3 陈伟，段永刚，黄诚，等．井筒与油藏耦合条件下的水平井非稳态产能预测(IR)——实例分析．西南石油学院学报，2004(1) 4 Ozkan，E．and Raghavan。R．1 Performance of Horizontal W eUs Su bject to Bottomwater Drive，SPERE (August 1990)，375 ～ 383 5 Ozkan，E．，Sarica，C．，Raghavan。IL Effect of Conductivity on Horizontal W eU Pressure Behavior。paper SPE 24683 。presented at the SPE Annual Technical Co nference and Exhibition，Wash— ington。DC。0ct．4～ 7。1992 6 Ozkan，E．and Raghavan，R．1 A Breakthrough Time Co rrelation for Co ning toward Horizontal W ells，paper SPE 20964，presen- ted at Europec 90，The Hague，The Netherlands，Oct．22~ 24。 1990 7 Papatzacos，P．，Herring，T．R．，Martinson。M．。and Skiaeve— land，S．M．；Co ne Breakthrough Time for Horizontal W ells。pa— per SPE 19822·presented at the 1989 Annual Technical Co nfer- ence，San Antonio。TX，Oct．8～ 11 (收稿日期 2004—03—10) 维普资讯 http://www.cqvip.com

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