一种气井系统配产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石油开发技术领域，具体地说，涉及一种气井系统配产方法。
【背景技术】
[0002] 气井配产是气藏开发过程中的一项重要工作。如果气井配产过高，会导致储层因 应力敏感受到伤害，有边底水的气井还可能造成气井过早产水，导致气藏采收率降低。如果 配产过低，会导致气井投资回收周期变长，气田开发经济效益降低，甚至没有经济效益。所 以说，气井配产是否合理对于气藏能否高效开发利用具有重要意义。
[0003]目前常规气藏气井的配产方法常用的有经验统计法、采气曲线法、节点分析法、系 统优化法和数值模拟法等几种方法。
[0004] 经验统计法是通过现场积累的配产经验对气藏井进行配产。采气曲线法确定的是 避免气井出现湍流的产量。节点分析法是在一定油管尺寸条件下，由气井流入和流出曲线 相交确定协调产量。
[0005] 系统优化法是根据气井生产过程中流体流动的过程（地层-井底-井口），分别给 出流体流动方程，并建立动态优化数学模型，最后在一定约束条件下获得最大产气量作为 气井的合理产气量。
[0006] 数值模拟法是根据所建立的气藏三维地质模型，建立模拟区域的气藏数值模型， 并利用气藏数据模型进行模拟计算，预测开发指标。并以给定的限制条件，按照生产井稳产 时间接近的标准，逐渐调整产量，确定生产井的稳定产量。最后得到的稳定产量即为气井的 合理产量。
[0007] 在这些方法中，经验法、采气曲线法、节点分析法考虑的因素较少，比较简单，人为 因素影响大，对于常规气藏比较适用，但是对于超高压气藏不太适用。数值模拟法考虑的因 素较多，但需要建立精细地质模型，不能满足现场快速配产要求。常规系统优化法改变了传 统意义上的静态配产计算过程，对生产数据的依赖性小，可以减少因人为因素造成的配产 不当和设计失误，配产快速，结果合理，对于常规气藏具有重要的指导意义，但对于超高压 气藏不太适用。
[0008] 基于上述情况，亟需一种能够适用于超高压气藏的、能够准确进行气井系统配产 的配产方法。
【发明内容】
[0009] 为解决上述问题，本发明提供了一种气井系统配产方法，所述方法包括：
[0010] 岩石参数确定步骤，根据气井的取样岩心，分别确定岩石压缩系数和岩石渗透率 与有效应力的关系；
[0011] 井口压力确定步骤，基于所述岩石压缩系数、岩石渗透率和地层压力，根据预设物 质平衡方程、预设产能方程、井筒管流计算方法，计算在预设产量下气井系统的井口压力；
[0012] 稳产时长确定步骤，基于所述井口压力，利用最小井口外输压力约束，确定预设产 量下气井系统的稳产时长；
[0013] 产量调整步骤，根据预设气井系统配产约束条件，调整所述气井系统的产量，使得 在调整后的产量下，气井系统的稳产时长达到预设稳产时长，并将调整后的产量作为气井 系统的配产产量。
[0014] 根据本发明的一个实施例，根据如下公式确定所述岩石压缩系数：
[0015]
[0016] Peff=Pob-p
[0017] 其中，Cf表示岩石压缩系数，表示系数，peff表示有效应力，P&表示上 覆岩层压力，P表不地层压力。
[0018] 根据本发明的一个实施例，根据如下公式确定所述岩石渗透率：
[0019] K=K。?m?peffn
[0020] 其中，K表示岩石渗透率，K。表示岩石原始渗透率，m和n表示系数，prff表示有效 应力。
[0021] 根据本发明的一个实施例，所述井口压力确定步骤包括：
[0022] 基于岩石压缩系数，根据预设物质平衡方程确定在预设产量下气井系统的地层压 力；
[0023] 基于所述地层压力，根据预设产能方程计算气井系统的井底压力；
[0024] 基于所述井底压力，根据非线性温度分布的井筒管流计算方法计算井筒压力损 失，得到在预设产量下气井系统的井口压力。
[0025] 根据本发明的一个实施例，所述预设物质平衡方程包括：
[0026]
[0027]其中，p表示地层压力，Pl表示地层原始压力，Z表示气藏在地层压力p的条件下 的偏差系数，Zi表不气藏在地层压力Pi的条件下的偏差系数，G表7K气藏储量，Gp表7K气藏 的累计产气量，其表不为气井系统的产量与生产时长的乘积，a。、a2、a3表不系数，Swi表 不束缚水饱和度，Cw表不地层水压缩系数，P&表不上覆岩层压力。
[0028] 根据本发明的一个实施例，所述预设产能方程包括：
[0029]
[0030]其中，P表示地层压力，pwf表示井底压力，A(p)和B(p)表示随地层压力p变化的 产能系数，Q表示气井系统的产量。
[0031] 根据本发明的一个实施例，分别根据如下公式计算产能系数A(p)和B(p):
[0032]
[0033]
[0034] 其中，Zi和ug。分别表示气藏在原始地层压力Pl的条件下的偏差系数和粘度，Z和 Ug分别表示气藏在地层压力p的条件下的偏差系数和粘度，A。和B。表示初始产能系数，K表 示岩石渗透率，K。表示岩石原始渗透率。
[0035] 根据本发明的一个实施例，根据如下公式计算气井系统的非线性温度分布：
[0036]
[0037] 其中，Tfc]Ut表示井筒出口流体温度，T_t表示出口位置处的地层温度，Tfin表 示井筒入口流体温度，表示入口位置Hin处的地层温度，D表示松弛距离，rT表示地温梯 度，9表示井斜角。
[0038] 根据本发明的一个实施例，根据二分法调整所述气井系统的产量。
[0039] 根据本发明的一个实施例，所述预设产量约束条件包括以下所列项中的至少一 项：
[0040] 气井产量大于最小临界携液流量；气井产量小于冲蚀流量；井口压力大于最小井 口外输压力。
[0041] 本发明提供的气井系统配产方法能够适用于超高压气藏，本方法通过分析储层岩 石的再压实特征，得到了岩石压缩系数随有效应力的变化关系，从而通过在计算气井配产 时引入岩石压缩系数来使气井配产更加合理。这有助于提高气井的采收率，从而提高气井 的经济效益。
[0042] 同时，本方法在分析岩石的再压实特征时，还得到了岩石渗透率随有效应力的变 化关系，从而通过在计算气井配产时引入岩石渗透率使得气井配产更加合理，有助于减小 对储层的伤害，并提高气井的采收率。
[0043] 此外，本方法在计算气井系统的井口压力时还利用了井筒非线性温度分布的特 征。相较于现有气井系统配产方法中仅考虑井筒线性温度分布的特征，甚至不考虑井筒的 温度分布，本方法计算得到的井口压力更为准确，得到的配产结果也更为合理、准确。
[0044] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利 要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0045] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：
[0046] 图1是根据本发明一个实施例的气井系统配产方法的流程图；
[0047] 图2是气井生产压力系统示意图；
[0048] 图3是根据本发明一个实施例的确定气井系统井口压力的流程图；
[0049] 图4是根据本发明一个实施例的气井系统配产方法与现有方法的配产效果对比 图。
【具体实施方式】
[0050] 以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用 技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明 的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合， 所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
[0051] 超高压气藏压力系数高，压力系数通常大