有水气井产能公式推导及影响因素分析.pdf

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1、114I怔2014年．第4期有水气井产能公式推导及影响因素分析◇西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室胡科中石化华东分公司采油厂胡贺涛中石化中原石油工程有限公司西南钻井分公司聂冬杰中石化中原油田钻井一公司蔡锷在有水气藏中，水的流动状态决定了气井产能方程的形式。水在砂岩气藏中通常为层流流动，以此为基础，本文推导了水服从达西流动、气服从非达西流动的有水气井二项式产能方程。分析了不同水气质量比对IPR曲线的影响，供给边界半径、表皮系数对气井无阻流量的影响，不同水气质量比或者不同井底流压下，含水饱和度随渗流半径的分布。通过分析得出：水气质量比越小，气井的产量越高；合理地减小井距，改

2、善井底附近的地层，都将增大气井的产能。有水气井生产初期，边水突进速度较快，生产层位含水饱和度上升较快；生产中后期，大部分进入生产层位的水随气体产出，生产层含水饱和度上升较慢。边水砂岩气藏，水来自气藏边界外，供给边界处的含水饱和度最大，井底附近的含水饱和度最小。1‘前言目前，我阁大部分气Hj都在经历有水生产阶段。如何准确尘d=Vg+13&l，(1rK·K、地预测有水气井产能，及时有效地渊整生产制度，关系到气田的生产年限和每年产量。水在地层中的渗流速度方程为：地层水除了在一些重要的岩石构造中如溶洞石灰岩、白云d=(2)rK---～岩和多孔洞的火山岩中会出现非达西流动外，因在非胶结岩石、

3、胶结岩石和颗粒式材料中的渗流速度很小，其渗流可以看定义水气质量比为：O作是一种水流流线卡H互平行的层流流动，渗流流动规律符合达,wsoqwsc(3)两定律”。但大多数人在建立有水气井产能方程时，}人为气、根据质量守恒定理及流量方程得到渗流数学模型的微分表水在地层中时流动，给出了地层水服从非达西流动的假设条达式为：件‘’。本次研究以地层水的层流流动为基础，建立了水服从达西c譬+譬w2肋(流动、气服从非达西流动的有水气井二项式产能方程。之后，41应用具体实例分析了不同水气质量比对气井IPR曲线的影响，以+p(及供给边界半径、表皮系数对无阻流量的影响，同时也分析不外边界条件：，同水气质量

4、比、或者不同井底流压下含水饱和度随渗流半径的rre，PPif51分布。内边界条件：2产能方程的建立及求解，PPf(f1)假设储层水平、均质且各向同性的水驱气藏中有一口生产井，以恒定的水气质量比生产。气在地层中服从非达西流动，定义气、水两相拟压力函数为：水服从达西流动，且气、水呈平面径向稳定等温渗流，忽略重de：(+)(7)力及毛管力的影响。ktg／1学术研讨115考虑地层表皮效应，并对其在(r，)至(re，d))区k=12×10～m，井简半径r=()．1m，表皮系数s=4．425．地面气『日】上进行积分，得到：体密度fJ=()．687kg／m，地面水密度p=1．013g／cm。气水

5、{：H对渗透率曲线图如图1。一=兀^门(In号．．+S)2qgsc+‘

6、兀象一疗’。e～r．krgr1‘·g。(、8⋯)4影响因素分析在推导该有水气井产能方程时，所有变量使用的是达西单4．1不同水气比对IPR_曲线的影响位制单位。为了满足矿场生产需要，将其换算成矿场实用单位有水气井生产过程中，当水气质量比较大时，锥进的底水制，得到如下方程：和舌进的边水不但增加了气井的产水量，而且还会占据生产层一~Owr=1．843cn号十，·g9中的一部分渗流通道，封隔、幽闭生产层中的部分气体，增大渗流阻力，使得同井底流压下气井的产气量下降；相应地，气1井无阻流量也会下降(见图2)。因此，水气质量

7、比越小，越利+3．397×峰o_k~Lh／．／一，于提高气井的产能。令A=1．843等(1n主+)(1())＼y6＼～—一、．B：3_397×10一峰f(11)h‘／Xgrt。气嘉量})”。⋯若辈锄譬’“每t_々嘲璐罂得到简化的有水气井二项式产能方程：图2不同水气比下的1PR曲线图3供给边界半径与气井无阻流量一，wf=A(1+wG)gg。+g2(12)4．2供给边界对无阻流量的影响其中，不同供给边界半径，对气井无阻流量的影响不『亩】、供给边B：7．644×10。／(13)界半径小于sf)I)m时，有水气井的无阻流量受供给半径变化影式中：d)，(b一拟压力，MPa’kg／(mPa·s

8、·in)；P／p／p／响较大，当供给边界半径增大时，无阻流量减小幅度较大；反P一地面气体密度／地面水密度／地下气体密度／地下水密度，kg／m；r／之，供给边界半径大于)m时，供给边半径对有水气井无R／r／h一供给边界半径／井筒半径／渗流半径／储层厚度，m；Ix／、气体阻流量影响较小(见图3)、减小供给边界半径的主要措施是增粘度／水粘度，mPa·s；R一水气质量比，kg／kg；k-渗透率，1(rm；加生产井，减小井距；但多钻井，意味着增加生产投入，7JI】重k-气体相对