凝析气藏非稳态产能预测新方法

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1、凝析气藏非稳态产能预测新方法摘要：生产动态分析、产能预测及优化配产是凝析气藏开发中的重要工作。但对于凝析气藏来说，应用常规生产系统分析存在两大主要问题：一是对凝析气藏流入动态的预测大都采用均质气藏模型的半经验关系，该方法本身不考虑气井的生产方式和气藏的渗流特征；二是由于采用二项式稳态公式不能反映开发过程中凝析气藏的状态随时间变化的趋势。同时，对于凝析气藏水平井不同水平段长度条件下，各种对产量影响因素很少考虑。为此，提出了采用非稳态的气藏渗流与井筒耦合的新方法，即将油嘴（气嘴）控制、井筒流动与储层渗流视为一

2、耦合作用的整体，将传统的节点分析法与不稳态渗流的试井分析相结合，以新的生产系统分析方法考虑凝析气藏渗流特性、井筒流动特征、气藏边界及开发过程中各种变化趋势；并针对水平井，充分考虑水平井流入动态特征、不同水平井段长度条件下影响水平井产量的因素（井筒的粗糙度、井筒半径、地层流体粘度、地层非均质性、地层损害和完井方式等），预测出生产系统在不同生产方式、不同时间下的协调状态、参数变化情况，由此建立起一套凝析气藏动态分析与产能预测的新技术、新方法。关键词：凝析气藏非稳态气藏井筒耦合模型动态分析产能预测优化配产1、引

3、言获取地层参数资料、生产动态分析和产能预测是凝析气藏开发中的重要工作，对于凝析气藏来说，应用常规生产系统分析存在两大主要问题：一是对凝析气藏流入动态的预测到目前为止，均是采用均质气藏的模型的半经验关系，即二项式公式来预测气井的流入动态，该方法本身不考虑气井的生产方式，同时也不考虑气藏的渗流特征；二是由于采用二项式稳态公式不能描述象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，而凝析气藏随着开采，压力变化、渗流特征及相态均发生较大变化，特别是地层中压力低于露点压力以后更为明

4、显。同时，对于凝析气藏水平井不同水平段长度条件下，各种对产量影响因素考虑较少。为此，针对以上问题提出了新的动态分析与产能预测方法。2、凝析气藏非稳态产能预测新方法及应用主要采用非稳态的气藏渗流与井筒耦合的新方法，即将油嘴（气嘴）控制、井筒流动与储层渗流视为一耦合作用的整体，将传统的节点分析法与不稳态渗流的试井分析相结合，以新的生产系统分析方法考虑气藏渗流特性、井筒流动特征、气藏边界及开发过程中地层压力的递减情况；并针对水平井，充分考虑水平井流入动态特征、影响水平井产量的因素（井筒的粗糙度、井筒半径、地层流

5、体粘度、地层非均质性、地层损害和完井方式等），预测出生产系统在不同生产方式、不同时间下的协调状态、参数变化情况。该项新技术不仅可以直接利用不稳定试井解释成果进行产能预测；对于未测试的生产井，可以通过拟合生产动态进行产能递减分析，估求取地层参数，并进行产能预测；同时还可以用来研究不同工作制度、完井方式以及增产措施改善情况下的产能变化，以及求取气井动态储量、不同开采阶段合理工作制度确定、不同工作制度下生产动态预测以及优化配产等，为凝析气藏的气藏工程研究提供了先进手段。2.1、气藏渗流与井筒流动藕合模型1）、不

6、稳态IPR数学模型不稳态IPR实质是气井在某个瞬时的流量压力关系，即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。根据杜哈美叠加原理，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：（2.1-1）式（2.1-1）的离散化计算形式为：（2.1-2）其中，取，，为流压条件下的气藏流量响应，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：（2.1-3）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。2）、流动系统耦合

7、模型自喷井生产过程中，其流动分为三个阶段：1）从气藏到井底的流动，由不稳态流动模型（2.1-1）式描述；2）从井底到井口的垂直管流，考虑流体的举升压降、摩阻、温度影响；3）从井口通过油嘴节流。垂直管流能量平衡方程为：（2.1-4）式中，为压力，Pa；为混合流体密度，kg/m3；为重力加速度，m/s2；为流体平均流速，m/s；为磨擦阻力系数。假设油管内各处流速相同，忽略加速度影响，井底流压与井口压力之间的关系为：（2.1-5）式中，为压力，MPa；为混合流体平均密度，kg/m3；为重力加速度，m/s2；为油

8、井产量，m3/d；为井筒长度；为磨擦阻力系数，由Jain公式计算。在给定油嘴直径d和油嘴下游压力Pchd条件下，将油嘴、井筒（油管）、气藏作为一个耦合系统来分析，求解由（2.1-2）式、（2.1-5）式构成的非线性方程组，即可预测油气井生产过程的不稳定压力、流量。注：在求解耦合模型非线性方程组之前，通过建立井筒多相管流计算模型，按照Beggs-Brill法进行流型判别，并确定出持液率及混合物密度、阻力系数及流体物性参数等，为已