采气井的采气指数预测方法、装置、设备和存储介质与流程

本发明涉及石油天然气领域，特别涉及采气井的采气指数预测方法、装置、设备和存储介质。

背景技术：

1、我国天然气气藏通常为非常规天然气气藏，主要类型为低渗致密砂岩气藏、碳酸盐岩气藏、火山岩气藏及页岩气藏，非常规天然气气藏非均质性强的，同一气藏不同采气井的产能差异较大。随着气藏的投产，采气井产能的也会不断地下降，采气井产能直接影响气藏开发的经济效益，因此需要对采气井产能进行有效的监控。

2、通常，气藏工程师会采用计算采气井的采气指数的方式来判断采气井的产能。现有技术中，采气指数需要以井底流压、平均地层压力以及采气井采气量为参数进行。

3、发明人经过研究发现，现有技术中采气指数的计算方式，至少存在以下问题：

4、要获得井底流压和平均地层压力的参数值，就需要采气井停产一段时间，下入井底使用昂贵的设备才能获得，因此存在影响采气井的正常生产和成本过高的问题。

5、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于避免在评估采气井产能时影响采气井的正常生产，和，降低评估成本。

2、本发明提供了一种采气井的采气指数预测方法，包括步骤：

3、s11、周期性的获取目标采气井生产数据和预设参数的参数数据；并确定所述生产数据与和所述参数数据的时间对应关系；所述生产数据包括井口压力、采气量和累积产气量；所述预设参数包括生产管线摩阻系数、井内平均温度、平均偏差系数、生产管内径、天然气相对密度和气藏中部深度；

4、s12、第一更新函数根据当前的所述生产数据和所述参数数据计算所述目标采气井在预设时刻的井底流压预测值；通过根据所述生产数据和所述参数数据建立的井筒垂直管流方程来获得所述第一更新函数；

5、s13、第二更新函数计算与所述第一更新函数生成井底流压的时间点对应的平均地层压力预测值；通过根据弹性驱动气藏的物质平衡方程建立的平均地层压力函数来获得所述第二更新函数；

6、s14、第三更新函数根据同一时刻的井底流压预测值和平均地层压力预测值计算理论采气指数；

7、s15、以所述理论采气指数为建模数据，更新基于arima的所述采气井的采气指数预测模型；所述采气指数预测模型以用于预测所述采气井的采气指数。

8、优选的，在本发明中，所述生产数据的数据集和所述参数数据的数据集均为时间序列类型。

9、优选的，在本发明中，所述井筒垂直管流方程包括：

10、

11、

12、其中，pwf为井底流压，mpa；ptf为井口压力，mpa；f为井内的生产管线摩阻系数，小数；t为井内平均温度，k；z为井筒内平均偏差系数，小数；qg为采气井的采气量，m3/d；d为井内生产管内径，m；γg为天然气相对密度，小数；h为气藏中部深度，m。

13、优选的，在本发明中，所述通过根据弹性驱动气藏的物质平衡方程建立的平均地层压力函数来获得所述第二更新函数，包括：

14、s21、根据气藏的物质平衡方程，获取任意两个时刻的物质平衡方程关系函数；

15、所述气藏的物质平衡方程为：

16、

17、其中，pavg为平均地层压力，mpa；pe为原始地层压力，mpa；zavg为pavg对应的偏差系数；ze为pe对应的偏差系数；gp为累积产气量，104m3；g为动态储量，104m3；

18、任意两个时刻的物质平衡方程关系函数为：

19、

20、其中，表示t＝ti时刻平均地层压力、偏差系数、累积产气量；表示t＝ti+1时刻平均地层压力、偏差系数、累积产气量；对于相邻时刻δt＝ti+1-ti＝1，平均地层压力与井底流压下降速率相等，偏差系数可视相同，即:

21、

22、

23、s22、根据任意两个时刻的物质平衡方程关系函数，获取相邻时刻的物质平衡方程关系函数；

24、相邻时刻的物质平衡方程关系函数为：

25、

26、s23、获取用于计算不同时刻平均地层压力的更新函数；

27、t＝ti时刻平均地层压力的更新函数为：

28、

29、优选的，在本发明中，建立所述第三更新函数，包括：

30、根据同一时刻井底流压和平均地层压力计算采气指数，t＝ti时刻的采气指数更新函数为：

31、

32、其中，pe为采气指数。

33、优选的，在本发明中，所述建立基于arima的所述采气井的采气指数预测模型，包括：

34、s31、对所述采气指数的时间序列数据进行对数变换；

35、s32、采用adf检验将所述采气指数时间序列数据平稳化，获取所述采气指数arima模型的差分项数d；

36、s33、分析所述采气指数时间序列的acf自相关函数和pacf偏自相关函数，获取所述采气指数arima模型的自回归项数p和移动平均项数q，并依据aic准则确定所述采气指数arima模型的最优(p,d,q)；

37、s34、逆向还原所述采气指数时间序列数据；

38、s35、以当前的井口压力、采气量和累积产气量为输入，根据确定的所述采气指数预测模型预测所述采气井未来时刻的采气指数。

39、在本发明的另一面，还提供了一种采气井的采气指数预测装置，包括：

40、数据获取单元，用于周期性的获取目标采气井生产数据和预设参数的参数数据；并确定所述生产数据与和所述参数数据的时间对应关系；所述生产数据包括井口压力、采气量和累积产气量；所述预设参数包括生产管线摩阻系数、井内平均温度、平均偏差系数、生产管内径、天然气相对密度和气藏中部深度；

41、第一更新函数单元，用于根据当前的所述生产数据和所述参数数据计算所述目标采气井在预设时刻的井底流压预测值；通过根据所述生产数据和所述参数数据建立的井筒垂直管流方程来获得所述第一更新函数；

42、第二更新函数单元，用于计算与所述第一更新函数生成井底流压的时间点对应的平均地层压力预测值；通过根据弹性驱动气藏的物质平衡方程建立的平均地层压力函数来获得所述第二更新函数；

43、第三更新函数单元，用于根据同一时刻的井底流压预测值和平均地层压力预测值计算理论采气指数；

44、预测模型更新单元，用于以所述理论采气指数为建模数据，构建并持续的更新基于arima的所述采气井的采气指数预测模型；所述采气指数预测模型以用于预测所述采气井的采气指数。

45、优选的，在本发明中，所述生产数据的数据集和所述参数数据的数据集均为时间序列类型。

46、在本发明实施例的另一面，还提供了一种采气井的采气指数预测设备，包括：

47、存储器，用于存储计算机程序；

48、处理器，用于调用并执行所述计算机程序，以实现如上任一项所述的采气井的采气指数预测方法的各个步骤。

49、在本发明实施例的另一面，还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上任一项所述的采气井的采气指数预测方法的各个步骤。

50、所述采气井的采气指数预测设备包括存储在介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行以上各个方面所述的方法，并实现相同的技术效果。

51、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

52、本发明中，利用了目标采气井一些特定的生产数据和一些特定参数的参数数据；来生成用于计算目标采气井在预设时刻的井底流压和平均地层压力的第一更新函数和第二更新函数，进而可以周期性的根据井底流压和平均地层压力计算出对应的理论采气指数；在此基础上进一步的构建并周期性的更新基于arima的采气指数预测模型；本发明中的采气指数预测模型，可以预测计算出在预设时间点采气井的采气指数；由于通过本发明，只需要周期性的采集井口压力、采气量和累积产气量这些通过地面安装设备即可获得的生产数据即可得到采气井的采气指数，因此可以在不需要采气井停机也不需要到井下安装井底流压和平均地层压力的监测设备的情况下，低成本且高效的获得采气井的采气指数，进而为采气井的产能评估提供依据。

53、上述说明仅为本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本发明的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂，以下列举一个或多个优选实施例，并配合附图详细说明如下。