变高压物性天然气井产能预测方法研究以塔里木盆地迪那L井为例

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2010年10月第32卷第5期JournalofOilandGasTechnology(J．JPI)Oct．2010V01．32No．5·343·变高压物性天然气井产能预测方法研究——以塔里木盆地迪那L井为例卓红，王新海(油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学)，湖北荆州434023)汪金如，戴寅龙平，刘德英(塔里木油田分公司，新疆库尔勒841ooo)[摘要]针对天然气井的实际生产状况，运用渗流力学、油藏数值模拟和数值计算方法等相关理论，对变高压物性天然气井的产能计算方法进行了、深入研究，建立了变高压物性天

2、然气井产能计算的数学模型和数值模型，采用数值有限差分法对模型进行求解。采用MicrosoftVisualC++6．0在WindowsXP环境下开发出变高压物性天然气井产能预测与评价软件，对塔里木盆地迪那L井进行了应用，计算产量与实际产量对比结果表明，产能预测方法能准确预测气井产量，对于建立天然气井合理生产制度有一定的指导意义。[关键词]变高压物性；天然气井；产量；数学模型；数值模型[中图分类号]TE37[文献标识码]A[文章编号]1000—9752(2010)05—0343—03数值模拟方法1．1基本假设与单相液体渗流相比，单相气体渗流比较复杂Ⅲ。由于气体渗流速度一般较高，使惯性力

3、不能被忽略，意味着达西定律应该由包括惯性力影响的Forchheimer定律来代替，气体的压缩性和气体的粘度与压力有关，导致气体渗流的微分方程是非线性的。假设在气层中渗流满足二项式渗流，上、下边界与外边界为不渗透边界，地层中心有一I=1井，测试前地层流体处于静止状态。基本假设为：①渗流为等温过程，考虑气体状态方程；②地层为复合等厚圆形地层，具有不同(岩石和流体)性质的内外2个区域，其渗透率或孔隙度不同，需分成2个渗流区研究；③地层流体为牛顿流体，流体可压缩，且渗流满足Forchheimer定律；④只考虑单相渗流，不考虑重力作用。1．2变高压物性天然气数学模型在求得渗透率和高压物性参数

4、基础上，建立地层等温渗流高压气井模型。气体不稳定渗流的连续性方程；c一㈩渗透率压力敏感方程：忌一忌e-(2)非达西渗流的Forchheimer方程：一鱼一—l_一(3)14-c~kflpvdr。[收稿臼期]2010一O6—25[基金项目]国家油气重大专项(2008zxo5013)。[作者简介]卓红(1984一)，男，2008年大学毕业，硕士生，现主要从事数值模拟、试井分析方面的研究工作。学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2010年1O月天然气状态方程：，，一(4)一将式(2)、式(3)、式(4)代入式(1)，有：×一RT9t(5)其中：一丢弊十一

5、一oP㈦将式(6)代入式(5)，得到等温渗流条件下的数学模型(T为常数)：r×kie--a~xP竽)一导等(7)内边界条件l_5]Pl一一P(8)⋯初始条件P(r，)l。一Pi(9)式中，r为径向半径，1TI；P为气藏中各点的压力，MPa；p为流体密度，kg／m。；为渗流速度，m／s；t为流动时间，h；为孔隙度，无因次变量If1为常数，等于3．238×10；k为地层渗透率，fLm。；k。为原始地层渗透率，m；为渗透率压敏系数，MPa一；△P为压差，MPa；为粘度，mPa·S；c为岩石压缩系数，MPa一；ff为流体压缩系数，MPa～；C为综合压缩系数，MPa；为偏差系数，无因次变量；

6、为紊流系数，1／m；y为混合气体相对密度；M为空气分子量，等于28．9625jR为通用气体常数，等于0．008314MPa·in。／(kmol·K)；T为绝对温度，K；P为原始地层压力，MPa；P为井底压力，MPa。1．3变高压物性天然气有限差分法数值模型对渗流区域进行不等距剖分，采用块中心网格系统[6]。令：Ax一击inr+一rei(i一0，1，2，⋯，N)采用隐式格式离散化定解问题l7]：(10)一筹筹1(11)2~hMygP告1—一—(12)z{专1+兰圭cTS—+}zT+．~RT+专一害(13)=一日一＆e一(14)(15)定压内边界修正：azu一0～1一一2nhMygp,

7、+lkwh11P(16)定压外边界修正：ae一0arN=z~arN一面2rrh／V／'ZgPikN1Pi(17)学兔兔www.xuetutu.com第32卷第5期卓红等：变高压物性天然气井产能预测方法研究封闭外边界条件ae一0(18)初始条件P(r，)I。一P(19)井底产量计算公式：q什一2nr一4nhMyg尼P(P一P)(20)RT△z=，1+P4ygMc亍式中，r为边界半径，m；r为井筒半径，rn；q为气井产量，133．。；h为有效地层厚度，m；P为第一个网格的