气藏水平井产能预测方法研究

气藏水平井产能预测方法研究

一、采出限度公式分析随着中国“西气东输”工程的启动，水平井气藏的开发利用了小生产压力和高流量控制的泻气区的优势。但是水平井的产能解析公式主要是基于油藏推导的,国外有考虑底水油藏的临界产量公式和无底水油藏的产量公式。而国内部分学者李晓平、刘想平、何凯等人进行了有益的探索,分别建立了适用于气藏水平井产能公式,在现场取得了一定的应用效果。笔者欲利用气相流体流动的拟压力与液相流体流动的压力对应的渗流方程具有形式上的相似性原理,对部分适用于油藏的水平井公式进行改进,并利用现场实例进行验证。二、外部用电场模拟据文献报道,适用于无边底水油藏水平井产能预测的解析方法有很多种,国外的有Borisov方法、Giger方法、Giger-Reiss-Jourdan方法、Renard-Dupuy方法、Joshi方法和修正的Joshi方法,国内的有郎兆新方法和刘慈群方法。文献用电场模拟渗流场的方法对比了不同方法计算精度,表明修正的Joshi公式比Joshi公式计算精度高;Borisov、Giger、修正的Joshi和郎兆新公式计算结果非常接近,Giger、修正的Joshi和郎兆新方法的计算结果几乎完全相同,与实验值最大误差在10%以内。适用于油藏的水平井产能公式很多,但这些解析方法目前无法适用于气藏。根据气相渗流与液相渗流的相似原理,以气相拟压力m(p)=∫2pμΖdpm(p)=∫2pμZdp代替油相压力p,气相ΤpscΤscTpscTsc代替油相μoBo2μoBo2,对适用于油藏的水平井产能解析式进行改进,可获得适用于气藏的水平井解析式。三、适用于气藏的分析公式对Borisov方法、Giger、Joshi方法、修正的Joshi和郎兆新公式进行改进,以适应气藏水平井产能预测的需要。1.泄油半径计算Jh=αΤscΚhh/(Τpsc)ln(4rehL)+hLln(h2πrw)Jh=αTscKhh/(Tpsc)ln(4rehL)+hLln(h2πrw)该公式适用于均质气藏、非偏心井的产能计算,根据公式reh=√A/πreh=A/π−−−−√计算水平井的泄油半径,已知水平井长度(L)和典型垂直井的泄油半径(rev),则水平井椭圆形泄油面积为πrev(rev+L/2),然后根据椭圆形泄油面积计算水平井泄油半径:reh=√rev(rev+L/2)2.ln1-[l/2rah1.2rw的公式Jh=αΤscΚhh/(Τpsc)Lhln{1+√1-[L/(2reh)]2L/(2reh)}+lnh2πrw该公式适用于均质气藏、非偏心井的产能计算。3.计算均质油的计算Jh=αΚhhΤsc/(Τpsc)ln[a+√a2-(L/2)2L/2]+(β2hL)ln[(h/2)2+δ20.5hrw]式中:a=L2[0.5+√(2reh/L)4+0.25]0.5;β=√Κh/Κv;δ为偏心距。对于均质油藏:β=1;对于非偏心油藏:δ=0。4.修改后的位置Joshi方法Jh=αΚhhΤsc/(Τpsc)ln[a+√a2-(L/2)2L/2]+hLln(h2πrw)5.郎兆新法Jh=αΚhhΤsc/(Τpsc)ln(4rehL)+hLln[h2πrwsin(πa/h)]四、凝析气井的产量新疆塔里木盆地某凝析气藏的原始地层压力为56.2MPa,气水界面-4200m,气藏厚度60m,平均孔隙度15%,平均渗透率228.6×10-3μm2,属中低孔中高渗储层。气藏流体的基本参数如表1。该气藏部署了1口水平井(H1井),基本参数如表2。投产初期排液,生产不稳定,后来生产效果很好。图1是该井投产15个月以来的日产油气量,累计产凝析油9.5×104t,累计产天然气1.6×108m3,说明该井生产稳定,生产状况良好。而对于凝析气井而言,气井的地面产量分为两个部分:凝析气产量和凝析油产量。在计算中,将地面凝析油产量根据下式折算成为当量气体产量。凝析油的油气当量为:CEΟ=24056γoΜo总产气量为:Qt=Qg+GEO×Qo该井的日产气变化范围在40×104～45×104m3。日产凝析油在106～210t之间,折算油体积为137～273m3,凝析油的气当量为1.9×104～3.9×104m3。该井的总产气量变化范围在44×104～50×104m3。利用上述水平井解析式对该井的产量进行了计算,计算结果为凝析气井的折算总产气量,如表3所示。表3中的计算结果与该水平井实际产量对比表明,Borisov方法预测的产量偏高,Giger方法和Joshi方法预测的结果偏低,修正的Joshi方法和郎兆新方法预测的结果与实际的比较接近,相对误差在25%左右。若取修正的Joshi方法和郎兆新方法预测的结果的平均值49.2×104m3,与实际结果具有很好的符合度,相对误差在10%以内,完全达到现场要求的精度。计算结果与油藏中水平井公式评价结论基本一致,修正的Joshi方法和郎兆新方法预测的结果与实际气藏水平井产量比较接近。五、气藏水平井产能公式及指标(1)利用气相拟压力与液相压力渗流方程的相似性原理,把5种适用于油藏的水平井产量解析式改进为适用于气藏的水平井产量解析式,为气藏中水平井产能计算提供了新方法。(2)现场实例应用表明利用改进的气藏水平井产能公式计算气藏中水平井的产量是可行的,修改的Joshi方法和郎兆新方法计算结果与实际产量比较接近。感谢中国石油勘探开发研究院叶继根博士和中国石油大学(北京)刘立明博士的帮助和指导。符号说明Jh为水平井产能指数;p为压力,MPa;Kh为水平方向渗透率,