致密低渗透气藏气井产能预测新方法

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1、万方数据第29卷第6期天然气工业致密低渗透气藏气井产能预测新方法*杨小松严谨郑荣臣穆林中国石化石油勘探开发研究院杨小松等．致密低渗透气藏气井产能预测新方法．天然气工业，2009，29(6)：77—79．摘要具有启动压力梯度和应力敏感特征的致密低渗透气藏气井产能的预测与生产压差的确定，对气井的生产能力评估、合理工作制度的制订具有重要意义，目前还没有能同时考虑启动压力梯度、应力敏感、非达西流动的产能预测方法。在建立同时考虑启动压力梯度、应力敏感、非达西流动的稳态产能预测模型基础上，分析了具用这类特征的致

2、密低渗透气藏中稳态压力分布、渗透率分布和气井IPR曲线特征，计算了气井合理生产压差。研究结果表明：①要达到相同的产量，对存在启动压力梯度、应力敏感效应的气藏而言就需要具有更大的压差来生产；②应力敏感效应越强，气井生产压差就应越小。关键词致密砂岩气井生产能力启动压力应力教学模型DOI：10．3787／j．issn．1000．0976．2009．06．022O引言致密低渗透气藏普遍具有低孔、低渗、束缚水饱和度高的特点，由于细小孔隙喉道处水化膜的封堵作用，气体渗流往往具有启动压力梯度特征，作用于气体两端的

3、压力梯度要大于启动压力梯度才能流动[J3；同时许多致密低渗透气藏具有“应力敏感”特征c2]。致密低渗透储层岩心气体低速渗流实验结果如图1，在气体流速和压力平方梯度的关系图上，线性段为达西渗流段，非线性段不通过坐标原点，和z轴的交点即为启动压力梯度，储层含水饱和度越高，启动压力梯度作用才明显。致密低渗透气藏储层渗透率随有效应力的变化如图2。可以看出在降内压过程中，渗透率随有效应力的增大而减小，在储层压图1气体流速和压力平方梯度的关系图力恢复的过程，由于储层发生了部分塑性变形，渗透率并不能恢复到初值。对

4、于致密低渗透气藏而言，应同时考虑启动压力梯度、应力敏感、非达西流动3种因素对气井产能的影响，笔者为此建立了同时考虑这些因素的稳态产能模型。图2渗透率随有效应力的变化图l数学模型1．1假设条件首先考虑气体渗流为稳态、单相等温渗流；其次考虑启动压力梯度、储层变形和非达西流动的影响。1．2数学模型气井的产量为Q。，气体的黏度为口，气体的偏差系数为Z，启动压力梯度为A，结合气井的稳态产能方程c引，同时考虑启动压力梯度，有*本文为中国石化科技攻关项目“大牛地气田致密低渗透气藏开发关键技术研究”(编号：P040

5、87)的部分内容。作者简介：杨小松，1976年生，工程师，博士；主要从事气藏工程方面的研究工作，发表论文10余篇。地址：(100083)jt京市海淀区学院路31号。电话：13436368635。E-mail：yangxs@pepris．corn·77·万方数据天然气工业2009年6月炉户毒一堕≮产l唼+垄墼旦∑鼍吾巡(专一丢r／1+Acre—r，)^。、rw。(1)式中：户。为恒压边界处的压力，MPa；P，为井底流压，MPa；以为气体相对密度；T为储层温度，K；K。为原始应力状态下的渗透率，10～弘

6、m2；r。为井筒半径，rrl；re为泄气半径，m。地层中某一地层半径，处的压力P的方程为：炉斛塑≮产ln乏+呈二里兰曼二茎—!；；掣(；：——号j／1+A(，-一，．。)^。、，．wr(2)式中：卢为紊流系数，卢=7．644×1010／K“5。当同时考虑储层变形、启动压力梯度和非达西流动时，根据渗流力学中单相流体的平面径向渗流理论，首先将储层简化为由以井眼为中心的九个同心圆环组成。井壁处的半径即井眼半径为r。(，．，)，外半径为厶+I(^)，中间依次为r2，r。，⋯，^，⋯，厶对应点的压力为P，(或

7、P。)，pz，Pa，⋯，户i，⋯，P。，P。+。(或P。)，每个网格块中心的渗透率分别为K-，K2，K。，⋯，Ki，．．．，K。一l，K。，在此基础上进行推导。当考虑第一个网格块的渗流时，有萨舻罴酶t唔+坐等笋(寺一丢hcri：--rlhr／，K”2＼lr2⋯、(3)当考虑第i个网格块的渗流时，有幽叫=筹褊ln等+坐堕K笋h2(号一击)州嘶1，?j＼r。r^l／⋯”⋯⋯。(4)对于第i+1个网格节点，将前i个方程叠加，可得到i+1个网格节点的压力计算式：幽咄+糕骞[掣]+坐型罂宴[(上一熹)俐1hr

8、iri+]+2台L＼，J”～-】。A(r件l—r。)(5)将i=3，4，⋯，以分别代人式(5)中，可以得到n·7R·一2个类似的方程，并将这咒一2个方程和式(3)和式(4)一起叠加，便可以得到考虑储层变形和启动压力梯度、非达西流动的气井产能方程：詹p§』774⋯．6h台[(In等)／Ki]+坐塑簿h骞[(丢一击)俐]+2鲁L＼rIr件l／”。．J‘A(，．。——r，)(6)通过岩心应力敏感实验，发现岩石渗透率与有效应力满足指数关系，每一个网格节点i的渗透率可表征为有效