长岭气田地层压力计算方法适应性评价

2016-09-22任科屹段永刚张勇刚贲井权黄胜兵

西部探矿工程 2016年3期

关键词：流压长岭二项式

任科屹，段永刚，张勇刚，贲井权，黄胜兵

（1.油气藏地质及开发工程国家重点实验室·西南石油大学，四川成都610500；2.中国石油天然气股份有限公司吉林油田分公司，吉林松原138000）

长岭气田地层压力计算方法适应性评价

任科屹*1，段永刚1，张勇刚2，贲井权2，黄胜兵2

（1.油气藏地质及开发工程国家重点实验室·西南石油大学，四川成都610500；2.中国石油天然气股份有限公司吉林油田分公司，吉林松原138000）

气藏地层压力是气藏驱动能量的重要标志，为了更加经济准确地判断并预测气藏地层压力的大小，根据长岭气田低孔低渗的特点，分别采用3种不关井地层压力评价方法计算长岭气田单井地层压力，并选取了5口具有代表性的单井进行地层压力适应性评价及优选。结果表明，井筒未积液时，采用生产动态资料拟合法计算的地层压力误差较小；井筒积液时，采用拓展二项式产能方程法计算的地层压力误差较小。这对于其他低孔低渗气藏地层压力计算也具有指导意义。

地层压力；生产动态；适应性评价；长岭气田

吉林油田长岭气田是我国陆上第一个已建成的大型集裂缝性火山岩与致密砂岩于一体的构造岩性复合气藏［1］。其主力层位营城组为火山岩裂缝性气藏，具有岩性复杂、岩性岩相变化快、储层裂缝发育、物性差和非均质性强的特点，为低孔低渗气藏。

气井地层压力是气藏地质研究和评价、储量计算、产能计算和评价动态分析等重要参数［2］，要获得稳定、可靠的地层压力一般需要关井较长时间，尤其是低渗透气井［3］。但在当今的经济环境下，长时间的关井压恢测试除了用于一些非常昂贵的探井外，已经很少使用［4］。因此，本文采用了3种不关井地层压力评价方法计算长岭气田单井地层压力，选取了5口具有代表性的单井进行地层压力适应性评价及优选，从而得到适用于吉林油田长岭气田的不关井地层压力评价方法。

1　不关井地层压力评价分析方法

1.1拟稳态数学模型法

对于外边界封闭的储层或井间干扰形成单井控制拟边界的情况，当压力响应波及到边界以后，流动便进入拟稳态［5，6］。在气井处于拟稳定流状态，井底流压的变化与地层压力的变化趋势相同，以此为依据建立井底流压和累积产量的变化关系数学模型：

当累积产量Gp=0时，c值就是原始地层静压。

1.2拓展二项式产能方程法

拓展产能二项式方程法计算地层静压是基于产能二项式方程进行计算的，该法通过井口压力叠加不同产量下井筒流动、重力等造成的流动阻力，计算井底流压，再利用二项式产能方程计算目前地层压力。

使用平均温度和平均气体偏差系数计算法［7-8］计算井底流压，即计算中考虑了井口压力、油管的内径、油管内壁绝对粗糙度以及流态和天然气的高压物性随压力的变化等因素，降低计算误差［9］。

式中：Pwf——井底流压，MPa；

1.3生产动态资料拟合法

生产系统分析是以单井整个开采系统为研究对象，根据流体在气层、井筒和地面管线的流动特征，以流量和压力变化为依据，科学地分析整个采气系统在不同条件下的工作状态，确定合理的产能和最佳工艺制度。

应用常规生产系统分析存在两大主要问题：一是对气藏流入动态的预测，到目前为止，均是采用不考虑气井的生产方式和气藏的渗流特征的均质气藏模型半经验关系；二是采用二项式稳态公式不能描述气藏开发过程中地层压力递减的情况，不能反映开发过程中气藏的状态随时间变化的趋势。

为了克服目前上述生产系统分析的缺点，必须采用不稳态的气藏渗流与井筒耦合［10］情况下的生产动态分析，以新的生产系统分析方法考虑气藏直井、水平井的渗流特性、气藏边界及开发过程中地层压力的递减情况，其技术路线见图1。

图1　气藏不稳定产能预测和生产动态分析技术路线

不稳态流入动态实质是气井在某个瞬时的流量压力关系可以看成是变流压控制条件下的流量动态预测，利用叠加原理可以从定流压条件下的流量响应导出变流压响应。根据Duhamel叠加原理，变流压条件下的流量响应等于定流压的流量响应与变流动压力的褶积：

式（4）的离散化计算形式为：

式中：q——气井产量m3/d；

B——气体体积系数；

μ——液体粘度，mPa·s；

k——地层渗透率，10-3μm2；

ψ——拟压力函数；

tD——无因次时间。

在Laplace空间中定压响应与定流量响应之间存在一种简单的对应关系：

式中：ψD——无因次压力；

qD——无因次流量。

因此，前述的渗流数学模型及其解式可以转换为定压条件下的流量解式。

气藏渗流与井筒流动藕合模型是将油嘴（气嘴）控制、井筒流动与储层渗流视为一耦合作用的整体，这实质上是将传统的节点分析法与不稳态渗流的试井分析相结合，预测出生产系统在不同时间下的协调状态（如图2所示）。

图2　“气藏-井筒-油嘴”流动过程

采用迭代法求解气井流动耦合系统，结合软件进行拟合，其处理流程见图3。

图3　地层压力预测流程

2　计算方法评价及优选

2.1W1井计算结果

长岭气田W1井是松辽盆地南部中央隆起带哈尔金构造上的一口生产井，分别运用以上3种方法计算其地层压力。

（1）对测试的流压与对应的累积产量进行二项式回归，得到井底流压与累积产量的关系图（如图4所示）。

图4　长深W1井底流压与累积产量关系图

累积产量为1.04×108m3时，原始地层压力42.4MPa，计算得到此时地层压力为31.34 MPa。

（2）统计长深W1井基础数据，e/d=3.2×10-4，Tˉ= 369.5K，rg=0.8，D=0.062m，μ=0.032mPa·s，Z=0.98，H=3700.5m，稳定产量为10.63×104m3/d，时，井口油压15.6MPa，计算出此时井底流压为20.76MPa，地层压力35.34MPa。

（3）对长深W1井用软件对气藏渗流与井筒流动藕合模型进行拟合，得到Blasingame图版（如图5所示），根据拟合情况，可以得到地层压力预测图（如图6所示），从而计算地层压力。