利用壓降法確定氣井關(guān)井時(shí)間

張 歧，文遠(yuǎn)超，陳小飛，李媛媛，鄭海亮，羅國(guó)文，劉慶軍

（1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第一采氣廠，寧夏銀川 718500；2.中國(guó)石化勝利油田分公司河口采油廠，山東東營(yíng) 257200；3.山東省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東泰安 271021）

利用壓降法確定氣井關(guān)井時(shí)間

張 歧1，文遠(yuǎn)超1，陳小飛1，李媛媛2，鄭海亮1，羅國(guó)文3，劉慶軍1

（1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第一采氣廠，寧夏銀川 718500；2.中國(guó)石化勝利油田分公司河口采油廠，山東東營(yíng) 257200；3.山東省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東泰安 271021）

氣田在開發(fā)過(guò)程中地層壓力是不斷變化的。每口井的靜壓就代表這口井所處泄流范圍內(nèi)的平均地層壓力。靖邊氣田每年都在開展大量動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作，目的之一就是求取氣井目前地層壓力，如定點(diǎn)測(cè)壓、壓力恢復(fù)試井、區(qū)塊整體關(guān)井測(cè)壓等，由于靖邊氣田具有低滲、非均質(zhì)性強(qiáng)的特點(diǎn)，井間物性變化大，關(guān)井時(shí)間很難確定，通常情況下，為獲得較為穩(wěn)定的靜壓，一般采取長(zhǎng)時(shí)間關(guān)井，但通過(guò)研究，大部分氣井有縮短關(guān)井時(shí)間的潛力，在供氣壓力越來(lái)越大的情況下，縮短關(guān)井時(shí)間就意味著增加了產(chǎn)氣量，因此，本文著力于應(yīng)用壓降法求取氣井關(guān)井時(shí)間這一命題，在縮短氣井關(guān)井時(shí)間的同時(shí)，求準(zhǔn)氣井目前地層壓力，為開展各項(xiàng)研究工作奠定基礎(chǔ)。

壓降法；動(dòng)儲(chǔ)量；氣井關(guān)井時(shí)間；目前地層壓力

1 目前確定氣井關(guān)井時(shí)間所用的方法

1.1 目前確定氣井關(guān)井時(shí)間所用的方法

目前在確定氣井關(guān)井時(shí)間時(shí)主要依據(jù)壓力恢復(fù)試井結(jié)果和計(jì)算泄流面積得到。

1.1.1 壓力恢復(fù)試井結(jié)果 對(duì)于表皮系數(shù)S>0的情況下，壓恢曲線半對(duì)數(shù)直線段起始時(shí)間可由下式估計(jì)：

由（1）式，所需關(guān)井時(shí)間Δtsl正比于井儲(chǔ)系數(shù)C，反比于值，并隨S作指數(shù)增加。壓恢曲線半對(duì)數(shù)直線段起始時(shí)間用下面的方法估計(jì)。

由無(wú)因次量：

可得：

式中Δte是Argwarl的等價(jià)時(shí)間，定義為：

表1 出現(xiàn)半對(duì)數(shù)直線段的無(wú)因次時(shí)間

此即關(guān)井出現(xiàn)半對(duì)數(shù)直線段時(shí)間。這對(duì)于S為正為負(fù)都可使用。

為了使修正后的壓恢曲線有足夠長(zhǎng)的半對(duì)數(shù)直線段，設(shè)短關(guān)井至少應(yīng)有2/3對(duì)數(shù)周期的長(zhǎng)度，即關(guān)井時(shí)間不少于 Δts=4.64tsl。

1.1.2 單井泄流面積的確定 在一個(gè)多井生產(chǎn)的封閉油氣藏中，在各井生產(chǎn)的初期，各井的控制面積基本按井?dāng)?shù)平均，與單井產(chǎn)量大小無(wú)關(guān)。隨著生產(chǎn)時(shí)間的增長(zhǎng)，高產(chǎn)井控制面積逐步增大，低產(chǎn)井控制面積逐步縮小，當(dāng)生產(chǎn)處于擬穩(wěn)態(tài)時(shí)，各井所控制的孔隙體積將與各井的產(chǎn)量成正比。若近似認(rèn)為孔隙度不變，則各井的控制面積滿足下式：

設(shè)兩井之間井距為R，供氣面積分界線距1井為R1，距 2 井為 R2，則有：

依據(jù)（10）式可劃出各井供氣區(qū)的控制面積Aj及其幾何形狀。

對(duì)于儲(chǔ)層物性，能夠根據(jù)產(chǎn)能大小進(jìn)行大致估算，然而對(duì)于外圍邊界，在做試井前是無(wú)法估計(jì)它距離井的遠(yuǎn)近。由于邊界的影響在氣井生產(chǎn)過(guò)程中可以確實(shí)反映出來(lái)，因此氣井生產(chǎn)數(shù)據(jù)是儲(chǔ)層物性和供給條件的綜合反映。顯然，通過(guò)分析氣井生產(chǎn)數(shù)據(jù)，不但可以確定儲(chǔ)層物性，而且還可確定單井實(shí)際泄流范圍和控制儲(chǔ)量。

在算出該井泄流面積后,進(jìn)一步就可以利用下面探測(cè)半徑公式計(jì)算該井需要測(cè)試的時(shí)間。

1.1.3 存在的問(wèn)題 以上方法在計(jì)算氣井關(guān)井時(shí)間時(shí)需要的參數(shù)只能通過(guò)壓力恢復(fù)試井才能得到，也就是說(shuō)，要計(jì)算氣井的關(guān)井時(shí)間，前提是進(jìn)行壓力恢復(fù)試井，這樣，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)來(lái)說(shuō)，因?yàn)楣馊蝿?wù)的緊張，每口井進(jìn)行壓力恢復(fù)試井操作起來(lái)很困難，同時(shí)，因?yàn)榫高厷馓餁獠胤蔷|(zhì)性強(qiáng)，井與井之間類比的可能性很小，因此，該方法只能存在理論上的可能性，現(xiàn)場(chǎng)迫切需要一種更為簡(jiǎn)單的方法求得氣井的實(shí)際關(guān)井時(shí)間，進(jìn)而準(zhǔn)確地求得氣井的目前地層壓力。

1.2 縮短關(guān)井測(cè)試時(shí)間的可行性

但是要想測(cè)準(zhǔn)一口井的靜壓并非易事，時(shí)間短，沒(méi)有達(dá)到徑向流段，造成外推的平均地層壓力偏差較大，時(shí)間如果過(guò)長(zhǎng)又可能會(huì)發(fā)生鄰井干擾，因此，選擇合適的關(guān)井測(cè)壓時(shí)間是準(zhǔn)確確定平均地層壓力及儲(chǔ)層參數(shù)的保證。

統(tǒng)計(jì)靖邊氣田近兩年來(lái)壓力恢復(fù)測(cè)試情況，單井平均測(cè)試時(shí)間為36.25天，平均后期壓力恢復(fù)速率為0.007 MPa/d。根據(jù)實(shí)際壓力恢復(fù)程度分析，不難得出如下結(jié)論：靖邊氣田有相當(dāng)一部分氣井，特別是中高產(chǎn)井，有縮短關(guān)井測(cè)試時(shí)間的潛力。

2005年3～6月，對(duì)陜45井區(qū)進(jìn)行整體關(guān)井測(cè)壓，進(jìn)一步證實(shí)了這一點(diǎn)。由表2可以看出：關(guān)井31天，平均地層壓力為19.5 MPa，恢復(fù)到原始地壓的64.46%；關(guān)井60天，平均地層壓力為19.84 MPa，恢復(fù)到原始地壓的65.59%；關(guān)井74天，平均地層壓力19.95MPa，恢復(fù)到原始地層壓力的65.95%，后期14天平均恢復(fù)速率0.008 MPa/d。

實(shí)踐表明：對(duì)于靖邊氣田部分氣井，特別是中高產(chǎn)井，有縮短關(guān)井測(cè)試時(shí)間的可能性。

2 壓降法確定氣井關(guān)井時(shí)間及目前地層壓力

氣田開發(fā)過(guò)程中，要不斷核實(shí)氣井的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量，壓降法確定氣井關(guān)井時(shí)間及目前地層壓力就是在物質(zhì)平衡計(jì)算動(dòng)儲(chǔ)量的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出來(lái)的。

2.1 壓降儲(chǔ)量計(jì)算原理方法

壓降法實(shí)質(zhì)上是物質(zhì)平衡方法的一個(gè)特例，即定容消耗性氣藏的物質(zhì)平衡方法。

計(jì)算公式如下：

對(duì)于（12）式如果設(shè)A=Pi/Zi，B=Pi/（Zi×Gd），則（12）式又可改寫為：

可見，根據(jù)氣藏不同時(shí)刻的視地層壓力Pe/Z和對(duì)應(yīng)累計(jì)產(chǎn)氣量Gp，在直角坐標(biāo)系上可得到一條直線（見圖1），其直線方程見（13）式，該直線在縱坐標(biāo)（Pe/Z）上的截距為A、斜率為B。對(duì)方程（13），設(shè)Pe=0時(shí)，所求得的Gp即為該氣藏所控制的地質(zhì)儲(chǔ)量（動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量）。

圖1 壓降儲(chǔ)量曲線圖

2.2 關(guān)井時(shí)間的確定

通過(guò)對(duì)靖邊氣田大部分氣井泄流半徑的計(jì)算，發(fā)現(xiàn)目前大部分氣井仍沒(méi)有達(dá)到泄流半徑，即井與井之間的干擾還很小，因此大部分氣井的壓降曲線還沒(méi)有發(fā)生拐點(diǎn)，還是一條直線，在計(jì)算壓降儲(chǔ)量的時(shí)候，由于測(cè)試點(diǎn)相對(duì)較少，大部分氣井僅有2～3個(gè)點(diǎn)，所以常需要將關(guān)井套壓折算以求取地層壓力，然后結(jié)合測(cè)試點(diǎn)，這樣更能求準(zhǔn)壓降儲(chǔ)量，同時(shí)依據(jù)壓降曲線及氣井累井產(chǎn)氣量，可求出任意時(shí)刻氣井的地層壓力，本方法就是在此基礎(chǔ)上建立起來(lái)的。

通過(guò)測(cè)試壓力點(diǎn)能夠建立一條壓降曲線，在氣井的生產(chǎn)過(guò)程中，常常因?yàn)楦鞣N原因關(guān)井，選擇關(guān)井時(shí)間在一周以上的點(diǎn)進(jìn)行折算，在折算之前，對(duì)相應(yīng)的靜壓折算軟件進(jìn)行了精度評(píng)估，折算結(jié)果能夠達(dá)到足夠的精度要求，選擇2～3個(gè)點(diǎn)進(jìn)行折算。

表2 G25-8測(cè)試及折算壓力統(tǒng)計(jì)表

G25-8井計(jì)算單井泄流半徑為0.7 km，目前井距為2.5 km。

圖2 G25-8壓降儲(chǔ)量曲線圖

擬合線1為該井實(shí)測(cè)壓力線，由于各點(diǎn)壓力為實(shí)際關(guān)井測(cè)的靜壓點(diǎn)，因此所確定壓降方程為該井的實(shí)際壓降方程，散點(diǎn)為折算壓力點(diǎn)。

按照壓降方程確定壓力、折算壓力差值與關(guān)井天數(shù)回歸分析，計(jì)算壓力恢復(fù)速率，進(jìn)而求得關(guān)井天數(shù)，具體統(tǒng)計(jì)（見表3）。

如圖3，令恢復(fù)速率<0.001 MPa/d時(shí)，即為該井的關(guān)井天數(shù)，計(jì)算G25-8關(guān)井時(shí)間為15天。

2.2.1 方法 G23-18井計(jì)算單井泄流半徑為1.3 km，目前井距為2.5 km，井與井之間未發(fā)生井間干擾，該井于2003年4月完成壓力恢復(fù)試井，關(guān)井41天。

表3 G25-8壓恢速率統(tǒng)計(jì)表

表4 G23-18測(cè)試及折算壓力統(tǒng)計(jì)表

圖3 G25-8關(guān)井時(shí)間確定

圖4 G23-18壓降儲(chǔ)量曲線圖

擬合線1為該井實(shí)測(cè)壓力線，采用數(shù)據(jù)為投產(chǎn)前地層壓力、壓力恢復(fù)試井、定點(diǎn)測(cè)壓數(shù)據(jù)，確定的壓降方程為該井準(zhǔn)確的壓降方程，擬合線2為折算壓力線，采用數(shù)據(jù)為折算壓力，由該井的累計(jì)產(chǎn)氣量及擬合線1可求出折算點(diǎn)的實(shí)際壓力，進(jìn)而可求得關(guān)井后壓力恢復(fù)至地層壓力所需要的時(shí)間。

根據(jù)累計(jì)產(chǎn)氣量及偏差系數(shù)，求得2002.6.3點(diǎn)處的實(shí)際壓力為29.92 MPa，進(jìn)而求得該井實(shí)際關(guān)井天數(shù)為15天即可求得準(zhǔn)確的地層壓力。

2.2.2 驗(yàn)證 通過(guò)分析該井壓力恢復(fù)試井資料，該井關(guān)井時(shí)井底附近地層壓力為24.82 MPa，關(guān)井15天時(shí)的地層壓力為28.621 MPa，關(guān)井41天時(shí)的地層壓力為28.739 MPa，關(guān)井時(shí)間增加26天，地層壓力增加了0.118 MPa，因此關(guān)井15天時(shí)的地層壓力基本能夠代表該井的地層壓力。

3 結(jié)論

壓降法求取氣井關(guān)井時(shí)間，主要依據(jù)氣井的壓降曲線，在確定氣井的壓降曲線以及短關(guān)井?dāng)?shù)據(jù)時(shí)，便可求得氣井關(guān)井所需要的時(shí)間，進(jìn)而確定氣井的目前地層壓力。

[1] 王鳴華，何曉東.一種計(jì)算氣井控制儲(chǔ)量的新方法[J] .天然氣工業(yè)，1996，16（4）:50-53.

[2] 楊繼盛編.采氣工藝基礎(chǔ)[M] .北京:石油工業(yè)出版社，1992.

TE377

A

1673-5285（2012）03-0023-04

2011－11-22

張歧，男（1979-），2002年畢業(yè)于石油大學(xué)，現(xiàn)就職于長(zhǎng)慶油田公司第一采氣廠地質(zhì)研究所。