一种变控制储量的气井压力动态模拟方法与流程

本发明涉及动态模拟领域，尤其涉及一种用于变控制储量的气井压力动态模拟方法。

背景技术：

传统的单井动态分析例如现代产能递减分析理论模型和解释方法中，均是假设单井的控制储量固定，将流压的下降视为两个组成部分：一是流体向井运移的流动压降，二是能量衰竭的地层压力下降；流动压降与瞬时产量相关，地层压力下降与累积产量相关。

现有技术存在以下缺陷：

(1)直接开发新的变储量系统渗流数学模型的解析解，需要针对不同井型、不同边界、不同储量段数，分别建立渗流模型进行解析求解，这种方式既复杂又低效，无法利用现有的渗流模型成果，某些问题还难以求解；

(2)新储量贡献影响，气藏的非均质性导致不同储集体存在一定的启动压差，当压差大于启动压差后，该储集体才开始有贡献，呈现出储量增加趋势；

(3)存在井间干扰影响，在连通性强的系统中新井投产及周边邻井的产量变化，导致气井控制储量变化。

技术实现要素：

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种用于变控制储量的气井压力动态模拟方法。

本发明的发明目的是通过以下技术方案实现的：一种用于变控制储量的气井压力动态模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1：物质平衡状态修正，包括以下步骤：

s101：根据总累积产量通过气藏物质平衡方程式迭代计算地层压力，其中，所述的气藏物质平衡方程式为：

其中，表示累积有效压缩系数，qp表示总累积产量，g表示控制储量，pi表示原始地层压力，zi表示压力pi下的天然气偏差因子，p表示目前地层压力，z表示压力p下的天然气偏差因子；

所述的总累积产量为：

qp＝gp+wpbw/bg

其中，gp表示累积产气量，wp表示累积产水量，bw表示地层水压力p下的体积系数，bg表示天然气压力p下的体积系数；

s102：对比第1阶段结束状态和第2阶段的开始状态，得到第2阶段储量的虚拟总累积产量；

第1阶段的结束状态等于第2阶段的开始状态，当第2阶段储量作为孤立系统时，第2阶段开始的虚拟总累积产量产生等效的状态，所述的第1阶段结束的状态方程和第2阶段开始的状态方程为：

其中，g1表示第1阶段的气藏控制储量，g2表示第2阶段的控制储量，qp,1表示第1阶段结束时的总累积产量，p1表示第1阶段结束时的地层压力，z1表示压力p1下的天然气偏差因子；

其中，g1第1阶段的气藏控制储量，g2表示第2阶段的控制储量，qp,1表示第1阶段结束时的总累积产量，p1表示第1阶段结束时的地层压力，z1表示压力p1下的天然气偏差因子。

对比第1阶段结束和第2阶段开始的状态方程式，得到：

即：

得到第2阶段储量的虚拟总累积产量：

s103：当气藏的控制储量发生变化时，更新一次新储量系统开始时的气、水的虚拟累积产量，所述的气、水的虚拟累积产量为：

其中，为第2阶段开始的虚拟累积产气量，为第2阶段开始的虚拟累积产水量，gp,1为第1阶段结束时的真实累积产气量、wp,1为第1阶段结束时的真实累积产水量；

s104：当进入第2阶段后，累积产气量gp、累积产水量wp修正为基于虚拟累积产量计算，其中所述的累积产气量和累积产水量为：

其中，qsc(t)表示气产量，qw(t)表示水产量，t1表示第1阶段的结束时间，t表示当前生产时间；

利用计算所得的修正累积产量gp、wp代入总累积产量计算虚拟总累积产量qp，以第2阶段的控制储量g2为当前储量g，通过气藏物质平衡方程式迭代计算第2阶段的地层压力p随总累积产量的变化，再将压力p转换为气井压力动态计算所需的拟压力ψ形式。

s2：阶段初始压力修正：

当s103发生时，更新一次阶段的虚拟初始地层压力，将前期的累积产气量在新储量系统中作注入，计算虚拟初始压力的拟压力为：

其中，ψi,2表示新储量系统即第2阶段虚拟初始压力的拟压力，gp1表示前期即第1阶段终点的累积产气量，ψ1表示前期终点时刻地层压力的拟压力，ct表示系统的综合压缩系数。

s3：井底压力动态计算：

利用虚拟初始地层压力的拟压力，通过叠加原理计算第2阶段的变流量作用下的井底流压拟压力：

式中，t为时间，hour；q为流量，m³/d；qj＝q(tj)，q0＝0，q(tj)为流量序列，j＝1,2,…,n；pd为含表皮和井储的任意油藏模型的无因次压力解，b为原始压力下的气体体积系数；μ表示原始压力下的气体粘度，mpa.s；k表示储层渗透率，um²；h表示储层厚度，m。

由井底流压拟压力式计算的拟压力ψwf(t)再反变换为井底流压pwf(t)，用于实测压力的动态拟合。控制储量变化超过2段以上时，处理方式与2阶段情况类似。

本发明的有益效果：本方法利用现有的封闭边界气藏单井渗流模型分析变储量系统动态提供了简便方法。

附图说明

图1为本发明的方法流程框图；

图2为xc1井压力指数分析曲线图；

图3为xc1井阶段变储量blasingame诊断曲线拟合图；

图4为xc1井阶段变储量双对数压力拟合曲线图；

图5为xc1井注气产量曲线图；

图6为xc1井井底流压拟合曲线图；

图7为xc1井地层压力预测曲线图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，先对照附图说明本发明的具体实施方式。

一种用于变控制储量的气井压力动态模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1：物质平衡状态修正，包括以下步骤：

s101：根据总累积产量通过气藏物质平衡方程式迭代计算地层压力，其中，所述的气藏物质平衡方程式为：

其中，表示累积有效压缩系数，qp表示总累积产量，g表示控制储量，pi表示原始地层压力，zi表示压力pi下的天然气偏差因子，p表示目前地层压力，z表示压力p下的天然气偏差因子；

所述的总累积产量为：

qp＝gp+wpbw/bg

其中，gp表示累积产气量，wp表示累积产水量，bw表示地层水压力p下的体积系数，bg表示天然气压力p下的体积系数；

s102：对比第1阶段的结束状态和第2阶段的开始状态，得到第2阶段储量的虚拟总累积产量；

第1阶段的结束状态等于第2阶段的开始状态，当第2阶段储量作为孤立系统时，第2阶段开始的虚拟总累积产量产生等效的状态，所述的第1阶段结束的状态式和第2阶段开始的状态方程为：

其中，g1表示第1阶段的气藏控制储量，g2表示第2阶段的控制储量，qp,1表示第1阶段结束时的总累积产量，p1表示第1阶段结束时的地层压力，z1表示压力p1下的天然气偏差因子。

对比第1阶段结束和第2阶段开始的状态方程，得到第2阶段储量的虚拟总累积产量为：

s103：当气藏的控制储量发生变化时，更新一次新储量系统开始时的气、水的虚拟累积产量，所述的气、水的虚拟累积产量为：

其中，为第2阶段开始的虚拟累积产气量，为第2阶段开始的虚拟累积产水量，gp,1为第1阶段结束时的真实累积产气量、wp,1为第1阶段结束时的真实累积产水量；

s104：当进入第2阶段后，累积产气量gp、累积产水量wp修正为基于虚拟累积产量计算，其中所述的累积产气量和累积产水量为：

其中，qsc(t)表示气产量，qw(t)表示水产量，t1表示第1阶段的结束时间，t表示当前生产时间。

利用计算所得的修正累积产量gp、wp代入总累积产量计算虚拟总累积产量qp，以第2阶段的控制储量g2为当前储量g，通过气藏物质平衡方程式迭代计算第2阶段的地层压力p随总累积产量的变化，再将压力p转换为气井压力动态计算所需的拟压力ψ形式。

s2：阶段初始压力修正：

当s103发生时，更新一次阶段的虚拟初始地层压力，将前期的累积产气量在新储量系统中作注入，计算虚拟初始压力的拟压力为：

其中，ψi,2表示新储量系统即第2阶段虚拟初始压力的拟压力，gp1表示前期即第1阶段终点的累积产气量，ψ1表示前期终点时刻地层压力的拟压力，ct表示系统的综合压缩系数。

s3：井底压力动态计算：

利用虚拟初始地层压力的拟压力，通过叠加原理计算第2阶段的变流量作用下的井底流压拟压力：

式中，t为时间，hour；q为流量，m³/d；qj＝q(tj)，q0＝0，q(tj)为流量序列，j＝1,2,…,n；pd为含表皮和井储的任意油藏模型的无因次压力解，b为原始压力下的气体体积系数；μ表示原始压力下的气体粘度，mpa.s；k表示储层渗透率，um²；h表示储层厚度，m。

由井底流压拟压力式计算的拟压力ψwf(t)再反变换为井底流压pwf(t)，用于实测压力的动态拟合。控制储量变化超过2段以上时，处理方式与2阶段情况类似。

本实施例为一个某储气库气井所提供的分析结果，具体如下：

某储气库气井xc1井在第2轮注气期间表现出变控制储量现象，如图2所示压力指数曲线呈现2段斜率，反映出初期控制储量小、后期控制储量大，阶段控制储量分析结果如表1所示。

表1.xc1井阶段控制储量分析结果

在2014年8月20日附近发生控制储量变化。变控制储量的定产压降的blasingame图版拟合曲线如图3、双对数压降图版拟合曲线如图4。根据xc1井的注气产量曲线如图5，计算出井底流压拟合曲线如图6，可见模拟曲线能够较好的跟踪注气压力动态，预测出地层压力变化如图7，在控制储量变化的2014年8月20日附近，计算的流压、地层压力连续，在该日期后的地层压力上升变缓，对应为控制储量增加的现象。

本实施例中，具体方法原理分析如下：

通过修正不同控制储量阶段的虚拟原始地层压力、虚拟累积产量的简化方式，即可保持沿用固定储量系统的不稳定流动压力计算模式；

计算结果表明本案方法在变储量交界点上计算的压力连续，展现和保持了阶段储量的动态特征，可用于跟踪拟合实际的气井生产动态。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。