一种自然递减气井的目标产气量预测方法与流程

本发明涉及油气田开发，具体地涉及一种自然递减气井的目标产气量预测方法。

背景技术：

1、气井生产过程，通常面临一种实际需求：当气井生产到某个目标时间时，其目标产气量是多少。为分析这个问题，需将气井生产分成不同阶段来进行研究，气井实际生产过程通常可分为稳产和递减两大阶段：当气井处于稳产阶段时，只要目标时间仍属于递减期内，那目标产气量仍等于稳产气量；当气井处于递减阶段时，由于递减分析的不可控性，导致预测递减阶段的目标产气量存在一定难度。

2、气井实际过程中，稳产阶段通常持续较短，然后气井进入自然递减阶段，并将长期处于递减阶段，为此，在已知目标时间预测目标产气量时，不能忽略递减阶段。采用现有气井递减分析理论容易出现多解现象，为解决这一问题，利用气井的全阶段产能方程，建立一种自然递减气井的目标产气量预测方法，同时预测稳产阶段和递减阶段的目标产气量，对气田开发具有重要的实际意义。

技术实现思路

1、本发明旨在针对上述问题，提出一种自然递减气井的目标产气量预测方法。

2、本发明的技术方案在于：

3、对于定容气驱气井，其全阶段产能方程为：

4、

5、式中：为t时的拟平均地层压力，mpa2/mpa·s；

6、为t时的平均地层压力，mpa；

7、ψ(pwf(t))为t时的拟井底流压，mpa2/mpa·s；

8、pwf(t)为t时的井底流压，mpa；

9、psc为标准压力，mpa；

10、zsc为标准偏差系数，无量纲；

11、tsc为标准温度，k；

12、t为储层温度，k；

13、k为储层渗透率，10-3μm2；

14、h为储层厚度，m；

15、qsc(t)为t时的井口产气量，m3/d；

16、sp(i)为压力转换表皮的初始值，无量纲；

17、td为无因次生产时间，td＝t/1，td>0，无量纲。

18、其中，拟压力ψ(p)与压力p之间的关系式为：

19、

20、将(2)式变形，可以得到压力p与拟压力ψ(p)之间的关系式：

21、

22、式中：ψ(p)为压力p对应的拟压力，mpa2/mpa·s；

23、p为压力，mpa；

24、a为μ(p)z(p)-p2曲线采用线性拟合得到的第一系数，无量纲；

25、b为μ(p)z(p)-p2曲线采用线性拟合得到的第二系数，无量纲；

26、μ(p)为压力p对应的气体粘度，mpa·s；

27、z(p)为压力p对应的偏差系数，无量纲；

28、其中，压力转换表皮的初始值sp(i)为：

29、

30、式中：ψ(pi)为拟原始地层压力，mpa2/mpa·s；

31、pi为原始地层压力，mpa；

32、ψ(pwf(1))为pwf(1)时的拟井底流压，mpa2/mpa·s；

33、pwf(1)为t＝1时的井底流压，mpa；

34、qsc(1)为t＝1时的井口产气量，m3/d。

35、对于定容气驱气井，其物质平衡方程为：

36、

37、式中：zr(t)为对应的偏差系数，无量纲；

38、zi为原始地层压力pi对应的偏差系数，无量纲；

39、g为气井控制储量，m3；

40、gp(t)为t时的累产气量，m3。

41、气井生产过程中，通过已知t0时刻的qsc(t0)等参数，而当气井生产到目标生产时间tt时，其对应的目标产气量qsc(tt)属于未知。气井的生产阶段可分为稳产阶段和递减阶段，其中：稳产阶段的产气量qsc(t)＝qsc*＝常数，递减阶段的井底流压pwf(t)＝pwf*＝常数。需分开求解。

42、(1)气井处于稳产阶段时，井底流压pwf(t)不断降低，当t＝t*-1时依然处于稳产阶段，但井底流压pwf(t*-1)通常属于未知，当t＝t*时进入自然递减阶段，井底流压pwf*已知，若取pwf(t*-1)≈pwf*代入产能方程，则稳产阶段存在：

43、

44、

45、式中：t*为递减阶段开始时间，d；

46、qsc*为稳产阶段的产气量，m3/d；

47、ψ(pwf*)为pwf*时的拟井底流压，mpa2/mpa·s；

48、pwf*为递减阶段的井底流压，mpa；

49、(6)式和(7)式中均包含了2个未知参数和t，可联立求解，求解方式为：利用(6)式作出物质平衡方程的曲线，利用(7)式作出产能方程的曲线，曲线的交点对应的横坐标即为气井的递减阶段开始时间t*。

50、若目标生产时间tt＜递减阶段开始时间t*，则此时目标生产时间tt对应的目标产气量qsc(tt)等于稳产阶段的产气量qsc*；

51、若目标生产时间tt≥递减阶段开始时间t*，表明目标生产时间tt位于递减阶段，则需进一步判断。

52、(2)当t＝递减阶段开始时间t*时，气井进入递减阶段，随着t不断增大，产气量qsc(t)不断降低，当t＝目标生产时间tt时，qsc(t)＝qsc(tt)，根据(5)式和(1)式，递减阶段存在：

53、

54、

55、式中：qsc(t)b为递减阶段产气量的迭代初值，m3/d；

56、qsc(t)e为递减阶段产气量的迭代终值，m3/d；

57、gp(t-1)为t-1时的累产气量，m3。

58、为此可采用逐一迭代的方式进行求解，其中，迭代停止条件为：

59、|qsc(t)b-qsc(t)e|/qsc(t)e≤ε(qsc)                       (10)

60、式中：|qsc(t)b-qsc(t)e|/qsc(t)e为迭代误差，无量纲；

61、ε(qsc)为迭代计算的误差上限，0≤ε(qsc)≤10％，无量纲。

62、令t＝递减阶段开始时间t*，假设迭代初值qsc(t)b，采用(8)式算出采用(11)式算出将代入(9)式算出迭代终值qsc(t)e，若不满足(10)式，令qsc(t)b＝qsc(t)e继续迭代；

63、若满足(10)式，判断是否满足生产时间t＝目标生产时间tt：

64、(1)若满足停止计算，输出qsc(t)＝qsc(t)e；

65、(2)若不满足，将t增大1后作为新的t，即令t＝t+1，通过步骤(2)进行迭代，计算该时刻的产气量qsc(t)，直至该时刻的产气量qsc(t)满足迭代误差要求，同时满足生产时间t＝目标生产时间tt，输出qsc(tt)＝qsc(t)，计算结束。

66、其中，(6)式和(8)式中，与zr(t)之间存在如下转换关系式：

67、

68、式中：a为曲线采用线性拟合得到的第一系数，无量纲；

69、b为曲线采用线性拟合得到的第二系数，无量纲。

70、本发明的技术效果在于：

71、本发明建立了定容气驱气藏的全阶段产能方程，提出了压力转换表皮的近似解，可用于计算定容气驱气藏的全阶段平均地层压力，为定容气驱气藏的全阶段动态分析提供了重要的理论支撑。