一种应力敏感性气藏测试生产压差计算方法与流程

本发明涉及一种天然气开发领域，特别是涉及一种应力敏感性气藏测试生产压差计算方法。

背景技术：

随着天然气需求的日益增加和油气勘测开发的发展，天然气气藏的勘探开发开始向中、低孔渗发展。中低孔渗气藏、甚至是高孔渗气藏具有强烈的应力敏感性，这种岩石特性会改变天然气储层的流动特征，因此在测试过程中，需要考虑这种流动特征的变化给生产压差带来的影响。目前，在储层完井测试时，测试生产压差主要是依据出砂、井壁稳定、返排或者管柱安全等因素来确定的，其很少会考虑到测试时的产能问题。但实际上，对于应力敏感性较高的地层而言，当生产压差增大到一定的程度时，产能(即气藏的气体日均产量)已经趋于稳定，继续提高生产压差，已不能将产能大幅度增加；同时，若生产压差过大，还会造成一系列的危害，如微粒移动、地层出砂、反凝析、早期出水等。因此，如何确定最大生产压差来提高气藏开发的经济性、以及确保测试成功是非常重要的。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于产能响应来确定最大生产压差的应力敏感性气藏测试生产压差计算方法。

为实现上述目的，本发明提供一种应力敏感性气藏测试生产压差计算方法，包括以下步骤：

S1、根据测井资料，获得测试层的储层厚度h、井眼半径r_w、以及储层温度T；

S2、根据邻井资料，获得测试层的有效供液半径r_e、气体粘度μ、以及天然气平均偏差因子Z；

S3、获取测试层的初始渗透率K₀；

S4、获取测试层的储层原始压力p_e；

S5、获取测试层的应力敏感系数β；

S6、建立最小井底压力p_w的指数模型或幂函数模型，求解最小井底压力p_w；

所述最小井底压力p_w的指数模型为：

所述最小井底压力p_w的幂函数模型为：

上述式中，m为生产压差产能系数；

S7、建立气藏测试时生产压差Δp的模型：Δp＝p_e-p_w，求解生产压差Δp。

进一步地，所述步骤S3中，所述初始渗透率K₀通过测井数据获得或通过测试报告获得或通过室内试验获得。

优选地，所述步骤S4中，所述储层原始压力P_e为测试井段位置的实测地层压力。

进一步地，所述步骤S4中，所述储层原始压力P_e根据测井数据获得或通过伊顿法获得或通过有效应力模型获得。

优选地，所述步骤S5中，所述应力敏感系数β通过室内试验获得。

如上所述，本发明涉及的一种应力敏感性气藏测试生产压差计算方法，具有以下有益效果：

本发明基于产能响应建立应力敏感性气藏测试生产压差计算模型，可以准确得到各种应力敏感性气藏、特别是低孔渗气藏的最小井底压力，从而可以准确得到所允许的最大测试生产压差，为气藏生产测试等作业中生产压差的选择提供科学依据，以减少作业时间，降低作业成本，具有很好的经济技术价值。

附图说明

图1为本发明的流程图。

图2为一实施例中实际生产压差与实际气体产能的关系图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，本申请提供一种应力敏感性气藏测试生产压差计算方法，包括以下步骤：

S1、根据测井资料，获得气藏测试层的储层厚度h(单位m)、井眼半径r_w(单位cm)、以及储层温度T(单位K)；

S2、根据邻井资料，获得气藏测试层的有效供液半径r_e(单位cm)、气体粘度μ(单位Mpa·s)、以及天然气平均偏差因子Z；

S3、获取气藏测试层的初始渗透率K₀(单位10^-3μm²)；

S4、获取气藏测试层的储层原始压力p_e(单位MPa)，储层原始压力p_e也为气藏测试井段位置的地层压力；

S5、获取气藏测试层的应力敏感系数β；

S6、建立最小井底压力p_w的指数模型或幂函数模型，求解最小井底压力p_w(单位MPa)；

所述最小井底压力p_w的指数模型为：

所述最小井底压力p_w的幂函数模型为：

上述式中，m为生产压差产能系数，Q为包含最小井底压力p_w的产能方程；

S7、建立气藏测试时生产压差Δp的模型：Δp＝p_e-p_w，求解生产压差Δp。

上述步骤中，所述测井资料为测试井的原始资料，主要包括声波时差、井径、密度、电子率等，所述储层厚度h、井眼半径r_w、以及储层温度T都可以从测井资料中直接获得。所述邻井资料是指位于测试井附近的井的原始资料和测试报告，所述有效供液半径r_e、气体粘度μ、以及天然气平均偏差因子Z都可以从邻井资料中直接获得。本申请中，储层原始压力P_e、初始渗透率K₀、应力敏感系数β的获得都属于现有技术。优选地，所述储层原始压力P_e可以根据测井数据获得，还可以通过伊顿法获得或通过有效应力模型获得，如期刊《石油勘探与开发》2003年8月第30卷第8期发表的《测井资料检测地层孔隙压力传统方法讨论》，其公开了通过测井资料获得地层孔隙压力(即本申请中的储层原始压力)的方法。当气藏的测试井段位置有实测地层压力时，所述储层原始压力P_e优选采用实测地层压力。所述初始渗透率K₀可通过测井数据获得，也可通过测试报告获得或通过室内试验获得，如期刊《西安石油大学学报(自然科学版)》2009年9月第24卷第5期发表的《超低渗岩心气测渗透率测试误差分析》，其公开了计算渗透率的方法。所述应力敏感系数β通过室内试验数据回归获得，如西南石油大学于2007届硕士学位论文《考虑应力敏感影响的气藏数值模拟研究》，其第3.3.3.2节公开了计算应力敏感常数b(即本申请中应力敏感系数β)的方法。

另外，众所周知，随着井底压力p_w逐渐减小、生产压差Δp逐渐增大，气藏的产能Q会逐渐增大；但是，当井底压力p_w减小到一定程度后若再继续减小，气藏的产能Q会趋于一个固定值。因此，在气藏的产能Q趋于一个固定值前，气藏的产能Q和井底压力p_w之间是反比关系，产能Q与井底压力p_w关系曲线的切率即为所述生产压差产能系数m，对于不同的气藏，所述生产压差产能系数m都不相同。本申请考虑了应力敏感性气藏测试过程中产能的变化率，当产能变化率过小时，此时再增加测试生产压差，产能已不能大幅度提高，且生产压差过大会增加气藏开发成本、还会导致测试失败；故本申请基于产能响应建立了最小井底压力p_w的指数模型和幂函数模型，以得到最小最小井底压力p_w，最终得到最大生产压差Δp，该生产压差Δp在保证测试成功的前提下，还能保证气藏开发具有较好的经济性。

本申请能够适用于各种应力敏感性气藏，如高孔渗气藏、超低孔渗气藏、中低孔渗气藏、低孔渗气藏、基质型砂岩气藏、裂缝性砂岩气藏、碳酸盐岩气藏、煤层气藏等，当然本申请也可用于一般气藏。为了验证本申请所确定的生产压差Δp是基于产能响应的，在实际气藏开发过程中，记录了该气藏的生产压差与相对应的产能，图2即为该气藏实际开发后所得到的生产压差与产能之间的关系图；应用本申请建立的模型得到该气藏的最大生产压差Δp为32.9MPa，从图2可知，随着生产压差的增大，产量变化逐渐减小，当该气藏的生产压差小于32.9MPa时，气体产量的变化率较大，提高生产压差能够很大程度地提高气体产量；当该气藏的生产压差大于32.9MPa时，气体产量的变化率非常小，此时再增大生产压差，对气体产量的影响效果较小。综上所述，本发明可以准确得到各种应力敏感性气藏、特别是低孔渗气藏的最小井底压力，从而可以准确得到气藏测试时所允许的最大生产压差，以为气藏生产测试等作业中生产压差的选择提供科学依据，且本申请是基于产能响应来确定最大测试生产压差的，故还为对整个气藏进行经济有效的开发提供相关科学依据。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。