鄰井影響下高壓氣井地層壓力求取方法探討

景 歡，郭康良，任 婷，孫曉瑞，李 婧 （長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北武漢430100）

當(dāng)一口井開井生產(chǎn)時(shí)，在井底形成壓降漏斗，隨著開井時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸向外擴(kuò)展。實(shí)際上，一個(gè)氣藏中有大批氣井同時(shí)生產(chǎn)，此時(shí)地層中各點(diǎn)的壓力降應(yīng)是各井單獨(dú)工作時(shí)在該點(diǎn)造成的壓降的疊加和。氣井生產(chǎn)早期，由于開采時(shí)間短，所在儲(chǔ)層滲透率低，壓力變化的波及范圍很小，地層中各點(diǎn)的壓降則可以忽略認(rèn)為是各井單獨(dú)工作造成的；但是隨著氣井的不斷生產(chǎn)，影響范圍越來越大，產(chǎn)生了井間干擾，則地層中各點(diǎn)的壓降應(yīng)為各井單獨(dú)工作時(shí)在該點(diǎn)造成的壓降的疊加和。由常規(guī)試井解釋或井下壓力計(jì)測(cè)得的地層壓力通常僅考慮單獨(dú)一口井的測(cè)試情況 （干擾試井除外），所以在考慮鄰井干擾情況下計(jì)算地層壓力更符合井底壓力分布狀況，從而更加準(zhǔn)確地反映。下面，筆者對(duì)地層特征鄰井影響下高壓氣井地層壓力求取方法進(jìn)行探討。

1 井間干擾理論

對(duì)于整裝氣田，在區(qū)域井都保持穩(wěn)定生產(chǎn)時(shí)，整個(gè)氣田處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)；若區(qū)域中的井改變工作制度或者有新井投入生產(chǎn)時(shí)，會(huì)使原來的壓力平衡遭到破壞，引起整個(gè)滲流場(chǎng)發(fā)生變化，導(dǎo)致地層中壓力的重新分布，而分布方式按照壓降的疊加原則來進(jìn)行［1］，此即井間干擾的實(shí)質(zhì)。下面以2口生產(chǎn)井之間的相互干擾為例來分析井間干擾現(xiàn)象及其本質(zhì)。設(shè)在地層中有A、B 2口井同時(shí)工作，其壓力分布曲線如圖1所示。若只有A井單獨(dú)生產(chǎn)，則地層內(nèi)各點(diǎn)的壓力分布如曲線Ⅰ所示；若只有B井單獨(dú)生產(chǎn)，則地層內(nèi)的壓力分布如曲線Ⅱ所示；當(dāng)2口井同時(shí)生產(chǎn)時(shí)，地層內(nèi)各點(diǎn)的壓力分布如曲線Ⅲ所示。在地層中M點(diǎn)處，若A井單獨(dú)工作，則在M點(diǎn)的壓降ΔP1=M1M3；若B井單獨(dú)工作，則M點(diǎn)的壓降為ΔP2=M1M2；若2口井同時(shí)工作時(shí)，則M點(diǎn)的壓降ΔP3=M1M4，即ΔP3=ΔP1＋ΔP2，這表明當(dāng)多井同時(shí)工作時(shí)，地層中各點(diǎn)的壓力降是各井單獨(dú)工作時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的壓降的疊加和［2］。

根據(jù)滲流基本方程，氣井在地層中任一點(diǎn)N處造成的壓降為［3］：

圖1 2口井同時(shí)工作的壓力分布曲線

為平均壓力，MPa；K為氣井滲透率，μm2；h為氣層有效厚度，m；T為氣層溫度，K；Ct為綜合彈性系數(shù)，1／MPa；r為鄰井到測(cè)試井的距離，m；φ為氣藏孔隙度；t為生產(chǎn)時(shí)間，h；η為導(dǎo)壓系數(shù)，μm2·MPa／（mPa·s）；q為氣井產(chǎn)量，104m3／d；μ為氣體粘度，mPa·s；z為氣體壓縮因子。式中，pi為地層壓力；Δp為壓差，MPa；pwf為井底流壓，MPa；K為氣井滲透率，μm2

1．1 2口井同時(shí)生產(chǎn)情形

1．2 多井同時(shí)生產(chǎn)情形

地層中多口井同時(shí)生產(chǎn)時(shí)的示意圖如圖2所示。根據(jù)壓降疊加原則，當(dāng)多口井同時(shí)生產(chǎn)時(shí)，地層中任一點(diǎn)的壓降等于每口井單獨(dú)生產(chǎn)時(shí)在該點(diǎn)所產(chǎn)生的壓降的疊加和，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為［5］：

2 應(yīng)用實(shí)例

以P303-蓮3井為例，其周圍鄰井分別為P302-3井、P201-2井和P202-1井，根據(jù)上述公式計(jì)算各井的附加壓降。

2．1 計(jì)算平均產(chǎn)量

第i口氣井生產(chǎn)ti時(shí)間后產(chǎn)氣量為qi，其平均產(chǎn)量為，計(jì)算公式如下：

式中，qi為第i口氣井的產(chǎn)量，104m3／d；ti為第i口井產(chǎn)量qi對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)時(shí)間，d。

用式 （6）計(jì)算P303-3井及其鄰井的平均產(chǎn)量如表1所示。

圖2 多口井工作示意圖

2．2 計(jì)算鄰井到測(cè)試井距離

計(jì)算P303-3井與鄰井的距離，見表2。

表1 P303-3井及其鄰井的平均產(chǎn)量

表2 P303-3鄰井的距離

2．3 計(jì)算P303-3井的真實(shí)地層壓力

根據(jù)P303-3井各個(gè)鄰井的參數(shù) （見表3），利用式 （5）計(jì)算各個(gè)鄰井在該井產(chǎn)生的附加壓降，進(jìn)而得出該井的真實(shí)地層壓力，計(jì)算結(jié)果如表4所示。

表3 P303-3鄰井的參數(shù)

氣藏中多井同時(shí)生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生井間干擾，測(cè)試井的壓力會(huì)受其鄰井影響。P303-3井周圍包括P302-3、P201-2、P202-1井，當(dāng)這幾口井同時(shí)生產(chǎn)時(shí)，P302-3、P201-2、P202-1 3口井會(huì)在P303-3井處產(chǎn)生壓降，分別為0．076391MPa、0．179849MPa、0．223488MPa，3口井在 P303-3井處產(chǎn)生的總壓降為0．4798MPa。測(cè)試的P303-3井處地層壓力為46．56MPa，其中包括了P302-3、P201-2、P202-1井生產(chǎn)時(shí)在該井產(chǎn)生的壓降，使P303-3井處地層壓力值偏小。因此需要加上這3口井在P303-3井處產(chǎn)生的總壓降值，P303-3井實(shí)際地層壓力為47．0398MPa。

3 結(jié) 語(yǔ)

地層中當(dāng)多口井同時(shí)生產(chǎn)時(shí)，其中任一點(diǎn)的壓降等于每口井單獨(dú)生產(chǎn)時(shí)在該點(diǎn)所產(chǎn)生的壓降的疊加和。基于此井間干擾的實(shí)質(zhì)，筆者計(jì)算了考慮鄰井影響時(shí)的地層壓力。通過計(jì)算測(cè)試井周圍各個(gè)鄰井在該井產(chǎn)生的壓降疊加和，從而確定該井真實(shí)的地層壓力。結(jié)果表明，該方法計(jì)算的地層壓力能更準(zhǔn)確的反映地層的特征。

［1］莊惠農(nóng) ．氣藏動(dòng)態(tài)描述和試井 ［M］．北京：石油工業(yè)出版社，2004．

［2］李曉平 ．地下油氣滲流力學(xué) ［M］．北京：石油工業(yè)出版社，2008．

［3］劉能強(qiáng) ．實(shí)用現(xiàn)代試井解釋方法 ［M］．北京：石油工業(yè)出版社，1992．

［4］王洪峰，周理志 ．牙哈凝析氣田測(cè)試地層壓力異常的校正 ［J］．天然氣地球科學(xué)，2006，17（2）：227-229．

［5］李順初，周榮輝，黃炳光 ．鄰井干擾壓力理論分析及其應(yīng)用 ［J］．石油勘探與開發(fā)，2005，21（1）：84-87．