一种低渗碳酸盐岩气藏气井产能评价方法与流程

1.本发明属于油气田开发领域，具体涉及一种低渗碳酸盐岩气藏气井产能评价方法。


背景技术：

2.产能管理是气田开发的核心内容，直接关系气井作业动态的制定及调整、气田开发方案规划以及气区经济效益评价，其重点是气井产能评价及依据产能评价结果确定合理工作制度，及时、准确的进行气井产能管理对充分发挥气井产能、保障气区平稳供气具有重要意义。
3.传统的气井产能评价主要依靠产能测试，通常需要在多个稳定工作制度下关井恢复压力至稳定，然后再以此测试数据获取产能方程计算无阻流量进行经验配产。为减少测试时间，现场常采用“一点法”产能测试，该方法只需测试一个工作制度下的稳定产量和相应的稳定流压，再结合气区经验产能系数值计算气井无阻流量。随着气井不断开发，地层压力下降，无阻流量随之变量，在气井生产的不同阶段需要重复以上测试以确定当前产能。总之，现有的产能评价方法依赖于稳定的压力、产量测试资料。
4.然而由于低渗碳酸盐岩气藏气井受岩溶环境影响，与常规气藏气井相比，其具有储层渗透率低、非均质性强、开发井数多的特征，上述特征导致对低渗碳酸盐岩气藏气井产能评价的覆盖率及准确率低、时效性差，具体原因如下：
5.(1)储层渗透率低，致使产能测试的平衡时间长，在供气需求高和开发井数多的情形下，受经济成本制约，该类气藏约80％的气井在各个生产阶段无法开展产能测试，从而难以进行气井产能的及时、全面、准确评价。
6.(2)储层非均质性强，导致储层横、纵向物性不连续、差异性大，表现在不同区块产能测试求产的二项式系数a值、b值、α值等差异大，在不依赖产能测试而直接利用其它区块气井或者气田、区块平均的二项式系数a值、b值与α时，对产能评价的准确性影响较大；此外，α还受压力系统、高压物性变等因素影响，但目前一点法产能方程中α值取值基本依赖现场经验或者储层等参数修正，也影响到了产能的准确评价。
7.(3)开发井数多既制约了产能测试的范围广度，又对计算过程的时效性提出了高要求。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种低渗碳酸盐岩气藏气井产能评价方法，以克服上述技术缺陷。
9.为解决上述技术问题，本发明提供了一种低渗碳酸盐岩气藏气井产能评价方法，包括以下步骤：
10.选择低渗碳酸盐岩气藏气井作为目标气井；
11.基于流动单元划分方法对目标气井所在气田或所在区块实施流动单元划分，并确
定目标气井所在流动单元；
12.划分目标气井的不同生产阶段，包括开发早期、开发中期和开发末期；
13.获取评价目标气井在不同生产阶段产能的生产测试资料；
14.根据流动单元及生产测试资料分别对目标气井的不同生产阶段进行产能评价。
15.进一步地，划分目标气井的不同生产阶段，获取目标气井在不同生产阶段的生产测试资料，其中开发早期是指开发0天～开发x天，且日产气量＞0的时间段，评价目标气井在开发早期产能的生产测试资料包括：
16.目标气井在开发前x天的平均日产气量，和开发第x天的井口油压。
17.根据流动单元及生产测试资料分别对目标气井的不同生产阶段进行产能评价，其中开发早期的产能评价方法如下：
18.步骤101.获取目标气井所在流动单元所有的具有试气测试且投产的气井生产资料，包括试气无阻流量，以及各试气无阻流量对应的投产气井在开发早期前x天的平均日产气量、开发第x天的井口油压；
19.步骤102.利用多元线性方程回归步骤101获取的试气无阻流量、平均日产气量、开发第x 天的井口油压的相关关系，得到以下公式：
[0020][0021]
式中：
[0022]
q
aof
是目标气井所在流动单元具备试气测试且投产的气井的试气无阻流量，104m3/d；
[0023]
q
gx
是目标气井所在流动单元具备试气测试且投产后的气井在开发早期前x天的平均日产气量，104m3/d；
[0024]
p
油x
是目标气井所在流动单元具备试气测试且投产后的气井在开发早期开发第x天的井口油压，mpa；
[0025]
β1是常数项，β2～β5为回归系数；
[0026]
步骤103.获取目标气井在开发早期前x天的平均日产气量q
gx
，以及第x天的井口油压p 油x
，代入(1)式，计算获得目标气井的类似试气无阻流量的早期无阻流量；
[0027]
步骤104.建立目标气井所在流动单元所有的具有试气测试且投产时间＞n年的气井的试气无阻流量与各试气无阻流量对应投产气井的前n年的平均日产气的回归曲线，根据回归曲线确定目标气井在开发早期的配产，其中n为正整数。
[0028]
划分目标气井的不同生产阶段，获取目标气井在不同生产阶段的生产测试资料，其中开发中期是指开发31天～井口油压下降至井口外输压力的时间段，评价目标气井在开发中期产能的生产测试资料包括：
[0029]
目标气井所在流动单元已投产气井的地层压力、偏差因子和气体粘度，以及目标气井的井底流压。
[0030]
根据流动单元及生产测试资料分别对目标气井的不同生产阶段进行产能评价，其中开发中期的产能评价方法如下：
[0031]
步骤201.确定目标气井在开发早期二项式产能方程的系数a值、b值；
[0032]
步骤202.建立目标气井所在流动单元在不同测试时间下，已投产气井地层压力
‑
气体粘度与偏差因子的乘积的相关性关系回归曲线，获取目标气井的当前地层压力并代入相关性关系回归曲线，得到目标气井在当前地层压力下的气体粘度与偏差因子的乘积；
[0033]
步骤203.以目标气井在当前地层压力下的气体粘度与偏差因子的乘积修正开发早期气井二项式产能方程的系数a值、b值，修正后为a
m
和b
m
；
[0034]
步骤204.求取目标气井在当前地层压力下的无阻流量；
[0035]
步骤205.将目标气井在当前地层压力下的无阻流量代入步骤104建立的回归曲线确定目标气井在开发中期的配产；
[0036]
上述各步骤中的当前地层压力是指目标气井在开发中期的当前地层压力。
[0037]
步骤201所述确定开发早期气井二项式产能方程的系数a值、b值，具体是按照以下公式确定开发早期气井二项式产能方程的系数a值、b值，公式如下：
[0038][0039][0040]
式中：
[0041]
p
r
是目标气井的原始地层压力，mpa；
[0042]
q
aof早期
是目标气井在开发早期的早期无阻流量，104m3/d；
[0043]
p
wfx
是目标气井在开发早期第x天的井底流压，mpa；
[0044]
q
gx
是目标气井在开发早期前x天的平均日产气量，104m3/d。
[0045]
步骤203所述以目标气井在当前地层压力下的气体粘度与偏差因子的乘积修正开发早期气井二项式产能方程的系数a值、b值，修正后为a
m
和b
m
，具体如下：
[0046]
a
m
＝az
m
μ
gm
/zμ
g
ꢀꢀꢀ
(4)
[0047]
b
m
＝bz
m
μ
gm
/zμ
g
ꢀꢀꢀ
(5)
[0048]
式中：
[0049]
a是根据步骤201中的(2)式求得的开发早期气井二项式产能方程的系数a值；
[0050]
b是根据步骤201中的(3)式求得的开发早期气井二项式产能方程的系数b值；
[0051]
zμ
g
是目标气井在原始地层压力下的偏差因子与气体粘度的乘积；
[0052]
z
m
μ
gm
是目标气井在当前地层压力下的偏差因子与气体粘度的乘积。
[0053]
步骤204所述求取目标气井在当前地层压力下的无阻流量，具体如下：
[0054][0055]
式中：
[0056]
p
rm
是目标气井的当前地层压力；
[0057]
q
aof中期
是目标气井的当前无阻流量。
[0058]
划分目标气井的不同生产阶段，获取目标气井在不同生产阶段的生产测试资料，其中开发末期是指井口油压低于井口外输压力并直至气井报废的时间段，评价目标气井在开发末期产能的生产测试资料包括：
[0059]
同一流动单元下所有已投产气井的试气无阻流量或者早期无阻流量以及各试气无阻流量对应的投产气井的最终累产气。
[0060]
根据流动单元及生产测试资料分别进行目标气井的不同生产阶段产能评价，其中开发后期的产能评价方法如下：
[0061]
步骤301.获取同一流动单元下所有已投产气井的试气无阻流量或早期无阻流量和各试气无阻流量对应的投产气井的最终累产气结果，其中试气无阻流量是指试气测试求产的无阻流量，早期无阻流量是指不具备试气测试时利用开发早期产能评价方法计算的早期无阻流量；
[0062]
步骤302.建立步骤301内所有已投产气井的试气无阻流量或者早期无阻流量和各试气无阻流量对应的投产气井的最终累产气的相关性关系回归曲线；
[0063]
步骤303.选取目标气井在开发后期的产量递减阶段，利用arps递减模型预测在不同递减类型下的最终累产气，其中递减类型包括指数递减、调和递减、双曲递减；
[0064]
步骤304.将目标气井的试气无阻流量或者早期无阻流量代入步骤302的相关性关系回归曲线，获得对应无阻流量下的最终累产气量，其中最接近最终累产气量的递减类型被确定为目标气井的递减类型，按照该递减类型对应的递减规律指导目标气井在开发后期的配产。
[0065]
本发明的有益效果如下：
[0066]
低渗碳酸盐岩气藏气井产能评价方法在气井生产周期内无需任何产能测试，仅需现场测试的常规生产资料，即可对低渗碳酸盐岩气藏气井产能进行连续、快速、准确的评价与管理，为气井措施制定及调整、气田开发方案规划提供依据；特别是针对目前低渗碳酸盐岩气藏气井储层低渗、非均质性强、井数多以及低成本开发的需求，导致产能评价的覆盖率及准确度低、时效性差的情形，提出了无需产能测试、基于流动单元划分的利用开发早期产能评价结果连续评价开发中、末期产能的技术思路，同时通过不断约束、修正同一流动单元下的各项动态指标相关关系，进一步提高了评价精度。
[0067]
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。
附图说明
[0068]
图1是低渗碳酸盐岩气藏气井产能评价方法的流程图。
[0069]
图2是不同时间下低渗碳酸盐岩气藏气井试气无阻流量与各试气无阻流量对应的投产气井开发早期日产气量的相关性系数r2的关系曲线。
[0070]
图3是流动单元a1具有试气测试且投产时间＞3年的气井的试气无阻流量与各试气无阻流量对应的投产气井前3年日产气量相关关系回归曲线。
[0071]
图4是流动单元a1的投产气井在不同地层压力下气体粘度与偏差因子乘积相关关系回归曲线。
[0072]
图5是流动单元a1的所有投产气井的试气无阻流量或者开发早期无阻流量与各试气无阻流量对应的投产气井的最终累产气的关系曲线。
[0073]
图6是流动单元a1的目标气井a井在开发末期日产气量曲线。
具体实施方式
[0074]
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书
所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0075]
需说明的是，在本发明中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的低渗碳酸盐岩气藏气井产能评价方法的上、下、左、右。
[0076]
现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
[0077]
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
[0078]
第一实施方式：
[0079]
本实施方式涉及低渗碳酸盐岩气藏气井产能评价方法，参照图1，包括以下步骤：
[0080]
选择低渗碳酸盐岩气藏气井作为目标气井；
[0081]
基于流动单元划分方法对目标气井所在气田或所在区块实施流动单元划分，并确定目标气井所在流动单元；
[0082]
划分目标气井的不同生产阶段，包括开发早期、开发中期和开发末期；
[0083]
获取评价目标气井在不同生产阶段的产能的生产测试资料；
[0084]
根据流动单元及生产测试资料分别对目标气井的不同生产阶段进行产能评价。
[0085]
在低渗碳酸盐岩气藏气井整个开发周期内，可获取的现场常规生产测试资料有原始地层压力、日产气、日产水、井口油压、井口套压。对于低渗碳酸盐岩气藏气井，受到储层低渗致使产能测试平衡时间长、下游供气需求较高、井数多、成本制约等多方面条件约束，导致在整个开发周期内缺少各项产能测试，各生产阶段的评价难点如下：
[0086]
开发早期存在以下评价难点：
[0087]
缺少试气测试，从而无法求取试气无阻流量，需求尽量缩短试产时间以尽快达到气井合理配产。
[0088]
因此在评价目标气井前，需要收集同一流动单元下所有的具有试气测试且投产的气井生产资料，包括试气无阻流量、以及各试气无阻流量对应的投产气井在开发早期前x天的平均日产气量、开发第x天的井口油压资料；再利用多元线性方程回归生产资料相关关系、然后将目标气井开发早期前x天的平均日产气量、开发第x天的井口油压的相关参数代入该回归方式，计算目标气井的类似试气无阻流量的早期无阻流量，此处的相关参数可以在现场随时获取，可以做到快速、便捷与准确的评价早期无阻流量。
[0089]
开发中期存在以下评价难点：
[0090]
其一是匮乏当前储层弹性能量下的现场产能测试指导合理配产，其次是缺乏单井早期无阻流量资料从而依靠该早期无阻流量对目前无阻流量进行计算，其三是面对储层非均质性仍然选用气田整体、区块的平均产能方程a、b或者“一点法”产能系数α平均值，或者忽略α还受到压力系统、高压物性等因素影响，仍依赖现场经验或者储层等参数修正，影响到了产能的准确评价。
[0091]
为了解决上述问题，本实施方式提出了一种利用早期无阻流量计算早期二项式产
能方程系数a值、b值，再通过流动单元划分将小的流动单元类比均质气藏后建立同一压力系统下的地层压力与偏差系数、气体粘度的快速、可靠修正关系，快速计算同一流动单元气井目前二项式产能方程的系数a值、b值，最后评价目前时间下的无阻流量。
[0092]
开发末期存在以下评价难点：
[0093]
主要由于储层渗透率低，工作制度、工艺措施等频繁变化，致使开发末期产量递减曲线在递减类型判识上存在不确定性，影响气井现阶段合理配产。
[0094]
在本实施方式中，为了避免上述问题，建立了基于流动单元的所有已投产气井的试气无阻流量或早期无阻流量和各试气无阻流量对应的投产气井的最终累产气的相关性关系(同一流动单元气井的试气无阻流量以及早期无阻流量评价结果均可当作样本点，随着投产井数的增多，样本数量不断增加，以此实现该相关性关系不断约束以及修正)，提出了利用试气无阻流量或者早期无阻流量约束递减类型的方法，实现了气井全开发周期内无需任何产能测试资料的产能评价方法。
[0095]
上述提到的气井均是同一流动单元下的气井，对于其他流动单元可采取同样的方法评价。
[0096]
本实施方式无需产能测试，仅利用常规生产资料实现了早期、中期的无阻流量连续评价，一方面提高了评价的准确性，一方面扩大了评价范围。
[0097]
第二实施方式：
[0098]
本实施方式涉及低渗碳酸盐岩气藏气井产能评价方法，包括以下步骤：
[0099]
选择低渗碳酸盐岩气藏气井作为目标气井；
[0100]
基于流动单元划分方法对目标气井所在气田或所在区块实施流动单元划分，并确定目标气井所在流动单元；
[0101]
划分目标气井的不同生产阶段，包括开发早期、开发中期和开发末期；
[0102]
其中，划分目标气井的不同生产阶段，具体按照如下方法划分：
[0103]
开发早期：开发0天～开发x天，且日产气量＞0的时间段；
[0104]
开发中期：开发x 1天～井口油压下降至井口外输压力的时间段；
[0105]
开发末期：油压低于井口外输压力并直至气井废弃的时间段。
[0106]
获取评价目标气井在不同生产阶段的产能的生产测试资料；
[0107]
根据流动单元及生产测试资料分别对目标气井的不同生产阶段进行产能评价。
[0108]
关于开发早期的划分依据与生产特征：
[0109]
根据低渗碳酸盐岩气藏气井生产特征，将0个月至x天(不包含日产气量为0值的天数) 定义为气井开发早期，早期划分依据如下：
[0110]
通过数学回归不同生产时间下低渗碳酸盐岩气藏气井的试气无阻流量(指具备试气测试且投产两项条件)与各试气无阻流量对应的投产气井的开发早期(10d、30d、90d、330d)日产气量的相关性关系(计算结果如表1所示)，指导开发早期时间节点的确定。不同生产时间下的相关关系的趋势表明，气井生产时间越长、气井生产稳定性越好，即试气无阻流量与早期日产气量的两者回归曲线的相关性关系系数r2越好，但同时也发现在开发早期30d存在相关性系数拐点(图2)。结合现场尽快制定合理早期配产发挥气井产能、且不能消耗过多储层能量、并获取较高经济效益的要求，综合考虑评价时间、具备较好相关性的因素，本例确定早期产能的评价基准为早期30d产量(本例中30d后r2均大于0.8)，即x＝30。
[0111]
其他低渗碳酸盐岩气藏应用时可将早期不同时间段的区间划分更小(比如10d、20d、30d、 40d、50d等)再结合各自气田、区块发生拐点时间、下游的供气需求以及经济效益综合选取。如若目标气井所在气田不具备相关资料，可参考本例早期划分时间30d。
[0112]
上述10d、30d、90d、330d的日产气量是指不包含日产气量为零值的该段时间日产气量平均值。
[0113]
上述低渗碳酸盐岩气藏气井是指有效渗透率在0.1
‑
10md之间的气井。
[0114]
表1不同时间下低渗碳酸盐岩气藏气井试气无阻流量与各试气无阻流量对应的投产气井在不同早期日产气量的相关关系对比表
[0115]
早期时间(d)相关关系相关性系数r210y＝0.2097x 0.36790.725430y＝0.23x 0.31470.819890y＝0.27x 0.30.8615330y＝0.3246x
‑
0.10.8892
[0116]
图2的横坐标是开发早期不同生产时间(即指开发早期30d内的平均日产气对应的30d)，纵坐标是低渗碳酸盐岩气藏气井试气无阻流量与各试气无阻流量对应的投产气井开发早期日产气量的相关性系数r2，图2表明的就是在30d的时候相关性系数r2出现了拐点，30d之后的r2相对接近的意思。
[0117]
需要说明的是，须获取评价目标气井在开发早期产能的生产测试资料，至少包括：
[0118]
目标气井在开发前x天的平均日产气量，和对应日产气第x天的井口油压。
[0119]
关于开发中期的划分依据与生产特征：
[0120]
开发x 1(本例为第31d)天至井口油压下降至系统外输压力的时间为气井开发中期，这是因为开发x 1天后至井口油压下降至系统外输压力的时间段内储层仍具有一定弹性能力空间，可以从上一阶段稳产过渡到储层弹性能力降低条件下新的稳产阶段(例如呈现“阶梯状”稳产的特点)。
[0121]
值得一提地是，须获取评价目标气井在开发中期产能的生产测试资料，至少包括：
[0122]
目标气井所在流动单元已投产气井的地层压力、偏差因子和气体粘度，以及目标气井的井底流压。
[0123]
关于开发末期的划分依据与生产特征：
[0124]
井口油压低于井口外输压力并直至气井废弃的时间段为气井开发末期，理由是气井井口压力低于系统压力后，产量发生递减，这一生产特征阶段与之前差异明显。
[0125]
特别地，须获取评价目标气井在开发末期产能的生产测试资料，至少包括：
[0126]
同一流动单元下所有已投产气井的试气无阻流量或者早期无阻流量以及各试气无阻流量对应的投产气井的最终累产气。
[0127]
第三实施方式：
[0128]
本实施方式涉及低渗碳酸盐岩气藏气井产能评价方法，包括以下步骤：
[0129]
选择低渗碳酸盐岩气藏气井作为目标气井；
[0130]
基于流动单元划分方法对目标气井所在气田或所在区块实施流动单元划分；
[0131]
划分目标气井的不同生产阶段，包括开发早期、开发中期和开发末期；
[0132]
其中，划分目标气井的不同生产阶段，具体按照如下方法划分：
[0133]
开发早期：开发0天～开发x天，且日产气量＞0的时间段；
[0134]
开发中期：开发x 1天～井口油压下降至井口外输压力的时间段；
[0135]
开发末期：井口油压低于井口外输压力并直至气井报废的时间段。
[0136]
获取评价目标气井在不同生产阶段产能的生产测试资料；
[0137]
根据流动单元及生产测试资料分别对目标气井的不同生产阶段进行产能评价，具体如下：
[0138]
开发早期的产能评价方法如下：
[0139]
步骤101.获取目标气井所在流动单元所有的具有试气测试且投产的气井生产资料，包括试气无阻流量，以及各试气无阻流量对应的投产气井在开发早期前x天的平均日产气量、开发第x天的井口油压；
[0140]
步骤102.利用多元线性方程回归步骤101获取的试气无阻流量、平均日产气量、开发第x 天的井口油压的相关关系，得到以下公式：
[0141][0142]
式中：
[0143]
q
aof
是目标气井所在流动单元具备试气测试且投产的气井的试气无阻流量，104m3/d；
[0144]
q
gx
是目标气井所在流动单元具备试气测试且投产后的气井在开发早期前x天的平均日产气量，104m3/d；
[0145]
p
油x
是目标气井所在流动单元具备试气测试且投产后的气井在开发早期开发第x天的井口油压，mpa；
[0146]
β1是常数项，β2～β5为回归系数；
[0147]
由于目标气井是新投产气井，而开发早期的目的是预测该新投产气井的早期无阻流量，因此在得到目标气井所在流动单元内所有具有试气测试的投产气井的试气无阻流量与各试气无阻流量对应的投产气井在开发早期前x天的平均日产气量、开发第x天的井口油压的回归曲线后，即(1)式，需执行下一步。
[0148]
步骤103.获取目标气井在开发早期前x天的平均日产气量q
gx
，以及第x天的井口油压 p
油x
，代入(1)式，计算获得目标气井的类似试气无阻流量的早期无阻流量；
[0149]
上述第x天的平均日产气量对应生产日期的井口油压是指该天前后5天连续压差≤0.1的平均压力，若5天内不符合可缩短至3天。
[0150]
步骤104.建立目标气井所在流动单元所有的具有试气测试且投产时间＞n年的气井的试气无阻流量与各试气无阻流量对应投产气井的前n年的平均日产气的回归曲线，根据回归曲线确定目标气井在开发早期的配产，其中n为正整数。
[0151]
划分目标气井的不同生产阶段，获取目标气井在不同生产阶段的生产测试资料，其中开发中期是指开发x 1天～井口油压下降至井口外输压力的时间段，评价目标气井在开发中期产能的生产测试资料包括：
[0152]
目标气井所在流动单元已投产气井的地层压力、偏差因子和气体粘度，以及目标气井的井底流压。
[0153]
根据流动单元及生产测试资料分别对目标气井的不同生产阶段进行产能评价，其
中开发中期的产能评价方法如下：
[0154]
步骤201.确定目标气井在开发早期二项式产能方程的系数a值、b值；
[0155]
步骤202.建立目标气井所在流动单元在不同测试时间下，已投产气井地层压力
‑
气体粘度与偏差因子的乘积的相关性关系回归曲线，获取目标气井的当前地层压力并代入相关性关系回归曲线，得到目标气井在当前地层压力下的气体粘度与偏差因子的乘积；
[0156]
步骤203.以目标气井在当前地层压力下的气体粘度与偏差因子的乘积修正开发早期气井二项式产能方程的系数a值、b值，修正后为a
m
和b
m
；
[0157]
步骤204.求取目标气井在当前地层压力下的无阻流量；
[0158]
步骤205.将目标气井在当前地层压力下的无阻流量代入步骤104建立的回归曲线确定目标气井在开发中期的配产；
[0159]
上述各步骤中的当前地层压力是指目标气井在开发中期的当前地层压力。
[0160]
步骤201所述确定开发早期气井二项式产能方程的系数a值、b值，具体是按照以下公式确定开发早期气井二项式产能方程的系数a值、b值，公式如下：
[0161][0162][0163]
式中：
[0164]
p
r
是目标气井的原始地层压力，mpa；
[0165]
q
aof早期
是目标气井的在开发早期的早期无阻流量，104m3/d；
[0166]
p
wfx
是目标气井在开发早期第x天的井底流压，mpa；
[0167]
q
gx
是目标气井在开发早期前x天的平均日产气量，104m3/d。
[0168]
步骤203所述以目标气井在当前地层压力下的气体粘度与偏差因子的乘积修正开发早期气井二项式产能方程的系数a值、b值，修正后为a
m
和b
m
，具体如下：
[0169]
a
m
＝az
m
μ
gm
/zμ
g
ꢀꢀꢀ
(4)
[0170]
b
m
＝bz
m
μ
gm
/zμ
g
ꢀꢀꢀ
(5)
[0171]
式中：
[0172]
a是根据步骤201中的(2)式求得的开发早期气井二项式产能方程的系数a值；
[0173]
b是根据步骤201中的(3)式求得的开发早期气井二项式产能方程的系数b值；
[0174]
zμ
g
是目标气井在原始地层压力下的偏差因子与气体粘度的乘积；
[0175]
z
m
μ
gm
是目标气井在当前地层压力下的偏差因子与气体粘度的乘积。
[0176]
步骤204所述求取目标气井在当前地层压力下的无阻流量，具体如下：
[0177][0178]
式中：
[0179]
p
rm
是目标气井的当前地层压力；
[0180]
q
aof中期
是目标气井的当前无阻流量。
[0181]
划分目标气井的不同生产阶段，获取目标气井在不同生产阶段的生产测试资料，其中开发末期是指井口油压低于井口外输压力并直至气井报废的时间段，评价目标气井在
开发末期产能的生产测试资料包括：
[0182]
同一流动单元下所有已投产气井的试气无阻流量或者早期无阻流量以及各试气无阻流量对应的投产气井的最终累产气。
[0183]
根据流动单元及生产测试资料分别进行目标气井的不同生产阶段产能评价，其中开发后期的产能评价方法如下：
[0184]
步骤301.获取同一流动单元下所有已投产气井的试气无阻流量或早期无阻流量和各试气无阻流量对应的投产气井的最终累产气结果，其中试气无阻流量是指试气测试求产的无阻流量，早期无阻流量是指不具备试气测试时利用开发早期产能评价方法计算的早期无阻流量；
[0185]
步骤302.建立步骤301内所有已投产气井的试气无阻流量或者早期无阻流量和各试气无阻流量对应的投产气井的最终累产气的相关性关系回归曲线；
[0186]
步骤303.选取目标气井在开发后期的产量递减阶段，利用arps递减模型预测在不同递减类型下的最终累产气，其中递减类型包括指数递减、调和递减、双曲递减；
[0187]
步骤304.将目标气井的试气无阻流量或者早期无阻流量代入步骤302的相关性关系回归曲线，获得对应无阻流量下的最终累产气量，其中最接近最终累产气量的递减类型被确定为目标气井的递减类型，按照该递减类型对应的递减规律指导目标气井在开发后期的配产。
[0188]
第四实施方式：
[0189]
本实施方式涉及低渗碳酸盐岩气藏气井产能评价方法，包括以下步骤：
[0190]
选择低渗碳酸盐岩气藏m气田气井a作为目标气井，该井于2001年5月12日投产，且未开展试气，不具备试气无阻流量；
[0191]
基于流动单元划分方法对目标气井所在m气田实施流动单元划分，共划分36个流动单元，明确目标气井所在的流动单元为a1；
[0192]
划分目标气井a的不同生产阶段，包括开发早期、开发中期和开发末期；
[0193]
其中，划分目标气井的不同生产阶段，具体按照如下方法划分：
[0194]
开发早期：开发0天～开发30天(2001年6月11日)，且日产气量＞0的时间段，30 天确定方法见开发早期划分依据，即x＝30；
[0195]
开发中期：开发31天(2001年6月12日)～井口油压下降至井口外输压力的时间段(2015 年6月20日)；
[0196]
开发末期：井口油压低于井口外输压力并直至气井报废的时间段(2015年6月21日起到气井报废)。
[0197]
开发早期：目标气井a所在流动单元a1内所有的具有试气测试且投产的气井的试气无阻流量，以及各试气无阻流量对应的投产气井在开发早期前30天的平均日产气量、开发第 30天的井口油压(利用以上资料建立三者相关关系)；目标气井开发早期30天内的平均日产气量，和对应早期第30天的井口油压(利用以上指标代入前者关系计算早期无阻流量)。
[0198]
开发中期：目标气井所在流动单元的不同地层压力条件下测试的偏差因子与气体粘度(利用以上资料建立该流动单元内三者关系，可快速修正同一流动单元的产能方程系数a、b值)；目标气井的原始地层压力、目前地层压力和开发早期的井底流压(计算上一阶段
的a、b值)。
[0199]
开发末期：目标气井所在流动单元内所有已投产气井的试气无阻流量或者早期无阻流量以及各试气无阻流量对应的投产气井的最终累产气。
[0200]
根据流动单元划分结果及生产测试资料分别对目标气井的不同生产阶段进行产能评价，具体如下：
[0201]
开发早期的产能评价方法如下：
[0202]
步骤101.获取目标气井a所在流动单元a1所有的具有试气测试且投产的气井生产资料，包括试气无阻流量，以及各试气无阻流量对应的投产气井在开发早期前30天的平均日产气量、开发第30天的井口油压；
[0203]
步骤102.利用多元线性方程回归步骤101获取的试气无阻流量、平均日产气量、开发第 30天的井口油压的相关关系，得到以下公式：
[0204][0205]
式中：
[0206]
q
aof
是目标气井所在流动单元具备试气测试且投产的气井的试气无阻流量，104m3/d；
[0207]
q
gx
是目标气井所在流动单元具备试气测试且投产后的气井在开发早期前30天的平均日产气量，104m3/d；
[0208]
p
油x
是目标气井所在流动单元具备试气测试且投产后的气井在开发早期开发第30天的井口油压，mpa；
[0209]
由于目标气井a不具备试气资料，需执行下一步。
[0210]
步骤103.获取目标气井a在开发早期前30天的平均日产气量q
g30
，以及第30天的井口油压p
油
，其中q
g30
为30.0
×
104m3/d，p
油
为24.8mpa,代入(1)式，可计算获得目标气井的早期无阻流量为165.3
×
104m3/d；
[0211]
需要指出的是，上述第30d井口油压对应的是平均日产气量最后一天的生产日期，且要求该天前后5天连续压差≤0.1的平均压力，若5天内不符合可缩短至3天。
[0212]
步骤104.建立流动单元a1所有的具有试气测试且投产时间＞n年的气井的试气无阻流量与各试气无阻流量对应投产气井的前n年的平均日产气的回归曲线，根据回归曲线确定目标气井在开发早期的配产，其中n为正整数。
[0213]
本实施方式中参考m气田的开发实际情况(既满足m气田的下游供气需求以及一定的经济效益，同类气田亦可参考该约束条件)，n取值为3，通过回归流动单元a1所有具有试气无阻流量且投产时间＞3年气井的试气无阻流量与各试气无阻流量对应的投产气井的前3年日产气量相关关系回归曲线(图3)，进一步确定目标气井a的日产气量即前三年合理配产为30.2
×
104m3/d(由图3回归的关系式可知，评价早期无阻流量165.3
×
0.1648 2.9534＝30.2)，取整为30.0
×
104m3/d。
[0214]
图3横坐标为流动单元a1所有的具有试气测试且投产时间＞3年的气井的试气无阻流量，纵坐标是各试气无阻流量对应投产气井的前3年的平均日产气量。当知道目标气井的无阻流量后，就可以利用该图版快速计算3年的日产气水平，例如a井早期计算无阻流量为165.3
ꢀ×
104m3/d，那么对应3年的日产气＝165.3
×
0.1648 2.9534＝30.2
×
104m3/d。
[0215]
与常规产能测试方式相比，开发早期的评价方法具有以下特点：
[0216]
它是一种基于流动单元约束条件下的早期产能评价，该约束条件主要针对储层非均质性强的特点，将平面上大的储层差异通过划分若干小的流动单元，由于流动单元中温压、流体、物性相似相近，则可进一步简化为均质气藏。这样的做法既保证了利用经验公式的准确性，又提高了计算效率，优势为：避免了传统评价主要利用简化的产能测试“一点法”的思路，“一点法”产能方程经验值通常根据气田的以往的测试资料取同一值，尤其对于储层非均质性强的低渗碳酸盐岩气藏，直接影响无阻流量的准确计算；另外α在不同压力系统条件下变化较大，但目前一点法产能方程中α值取值基本依赖现场经验或者经验修正，也影响到了产能的准确评价；部分改进“一点法”会使用气田或者区块的所有试井资料评价不同地层系数的“一点法”产能方程经验值或者依据储层动静态特征类比并进行经验修正，但还因忽略了高压物性，致使无阻流量的评价亦不够准确。
[0217]
与传统方法不同，本实施例通过建立了同一流动单元下所有的具有试气测试且投产的气井的试气无阻流量与各试气无阻流量对应的投产气井在开发早期前30天的平均日产气量、开发第30天的井口油压的相关关系，利用对目标气井早期时间的严格划分、早期数据的严格选查(经验公式中计算参数的约束及计算方法)，实现了仅利用现场常规测试资料快速、准确评价早期无阻流量，指导气井早期合理配产。
[0218]
开发中期的产能评价方法如下：
[0219]
步骤201.按照以下公式确定目标气井a早期二项式产能方程的系数a值、b值，公式如下：
[0220][0221][0222]
式中：
[0223]
p
r
是目标气井a的原始地层压力，mpa；
[0224]
q
aof早期
是目标气井a在开发早期的早期无阻流量，104m3/d；
[0225]
p
wf30
是目标气井a在开发早期第30天(对应q
g30
结束日)的井底流压，mpa；
[0226]
q
g30
是目标气井a在开发早期前30天的平均日产气量，104m3/d；
[0227]
步骤202.建立流动单元a1在不同测试时间下，已投产气井地层压力
‑
气体粘度与偏差因子的乘积的相关性关系回归曲线(见图4)，获取目标气井a的当前地层压力并代入相关性关系回归曲线，得到目标气井在当前地层压力下的气体粘度与偏差因子的乘积；
[0228]
图4的横坐标为地层压力，纵坐标为气体粘度
×
偏差因子，比如目前底层压力22mpa，那么两者乘积＝0.0002
×
22
×
22
‑
0.0036
×
22 0.1509＝0.1685mp.s。
[0229]
步骤203.以目标气井在当前地层压力下的气体粘度与偏差因子的乘积修正初期气井二项式产能方程的系数a值、b值，修正后为a
m
和b
m
，具体如下：
[0230]
a
m
＝az
m
μ
gm
/zμ
g
ꢀꢀꢀ
(4)
[0231]
b
m
＝bz
m
μ
gm
/zμ
g
ꢀꢀꢀ
(5)
[0232]
式中：
[0233]
a是根据步骤201中的(2)式求得的开发早期气井二项式产能方程的系数a值；
[0234]
b是根据步骤201中的(3)式求得的开发早期气井二项式产能方程的系数b值；
[0235]
zμ
g
是目标气井a在原始地层压力下的偏差因子与气体粘度的乘积；
[0236]
z
m
μ
gm
是目标气井a在当前地层压力下的偏差因子与气体粘度的乘积；
[0237]
步骤204.开发中期评价气井无阻流量的计算公式如下：
[0238][0239]
式中：
[0240]
p
rm
是目标气井a的当前地层压力；
[0241]
q
aof中期
是目标气井a的当前无阻流量
[0242]
步骤205.以步骤204中的(6)式求取目标气井在当前地层压力下的无阻流量；
[0243]
步骤206.将目标气井a在当前地层压力下的无阻流量代入步骤104建立的回归曲线确定目标气井在开发中期的配产；
[0244]
上述各步骤中的当前地层压力是指目标气井在开发中期的当前地层压力。
[0245]
以流动单元a1目标气井a为例，已知该井原始地层压力为31.0mpa,，开发早期前30天的日产气量为30.0
×
104m3/d，已评价早期无阻流量为165.3
×
104m3/d(开发早期无阻流量评价已说明)，早期井底流压为29.5mpa，即可利用步骤201的式(2)和式(3)确定早期产能二项式方程a、b值分别为2.40、0.02。
[0246]
随着气井生产，地层弹性能量不断下降，无阻流量随之降低，需要重新评价与制定合理配产。考虑目标气井a所在流动单元a1储层物性好、反应出的早期无阻流量与早期配产高，现场结合气井生产稳定情况进行无阻流量评价与合理配产制定，详细评价结果如表2所示。以2004年5月3日评价无阻流量并制定相应合理配产为例说明，在该日期，已知原始地层压力下的气体偏差因子与粘度乘积为0.23(该数值为测试结果，未使用图4图版，若有测试结果选用测试结果，若不具备原始测试条件可参考所在流动单元地层压力与偏差因子、粘度乘积关系)，以及当前日期的地层压力为22.0mpa，可利用图4地层压力与气田偏差因子、粘度相关性关系(y＝0.0002x2‑
0.0036x 0.1509)计算修正后的修正后偏差因子与粘度乘积为 0.17；再结合早期计算产能二项式a、b值，利用步骤203的式(4)和式(5)可分别计算修正后的产能二项式a、b值为1.77、0.02；最后代入步骤204的式(6)可计算得到目前地层压力22.0mpa下的无阻流量为129.4
×
104m3/d，再根据流动单元a1所有的具有试气测试且投产时间＞3年的气井的试气无阻流量与各试气无阻流量对应投产气井的前3年的平均日产气的回归曲线(图3)，进一步确定目标气井a的日产气量即目前合理配产为24.3
×
104m3/d，取整为24.0
×
104m3/d，其余时间计算过程类似。其中变化的气井地层压力由压力测试、井筒压力梯度、垂直管流公式等均可求取。
[0247]
表2流动单元a1目标气井a开发中期无阻流量及配产计算结果表
[0248][0249]
与常规产能测试方式相比，开发中期的评价方法具有以下特点：
[0250]
建立了基于流动单元的开发中期无阻流量计算，通过流动单元的约束，可忽略温度、流体对于与粘度、偏差因子(高压物性)的影响，一方面提高了地层压力与粘度、偏差因子相关性关系的可靠性，另一方面减少目前常用的粘度、偏差因子求取过程中利用图版拟合或者反复迭代的大量以及繁杂计算工作量，具有简便、快捷、准确的特点，尤其适用与低渗碳酸盐岩气藏气井井数多、评价工作量大的情形。
[0251]
其次，建立了基于早期无阻流量评价结果的中期无阻流量计算方法，实现了同一流动单元无需测试条件下的早期无阻流量与中期无阻流量的连续评价，解决了产能方程二项式a、b 值需求产能试井、修正等时试井、一点法试井等资料的问题，有效扩大了低渗碳酸盐岩气藏气井开发中期的产能评价范围，提高了评价的时效性。
[0252]
开发末期的产能评价方法如下：
[0253]
步骤301.获取同一流动单元下所有已投产气井的试气无阻流量或早期无阻流量和各试气无阻流量对应的投产气井的最终累产气结果，其中试气无阻流量是指试气测试求产的无阻流量，早期无阻流量是指不具备试气测试时利用开发早期产能评价方法计算的早期无阻流量；
[0254]
步骤302.建立步骤301内所有已投产气井的试气无阻流量或者早期无阻流量和各试气无阻流量对应的投产气井的最终累产气的相关性关系回归曲线(图5)；
[0255]
图5是针对流动单元a1的所有已投产气井的早期/试气无阻流量与各试气无阻流量对应的投产气井的最终累产气的关系图版，比如知道早期是165.3
×
104m3/d，最终累产气＝165.3
ꢀ×
0.0249
×
165.3 5.09＝9.2
×
108m3/d。
[0256]
步骤303.选取目标气井在开发后期的产量递减阶段，利用arps递减模型预测在不同递减类型下的最终累产气，其中递减类型包括指数递减、调和递减、双曲递减；
[0257]
步骤304.将目标气井的试气无阻流量或者早期无阻流量代入302的相关性关系回归曲线 (图5)，获得对应该无阻流量下的最终累产气量，其中最接近该最终累产气量的递减类型被确定为目标气井的递减类型，按照该递减类型对应的递减规律指导目标气井在开发后期的配产。
[0258]
仍以流动单元a1目标气井a为例，该井于2015年6月21日后进入开发后期(生产曲线如图6所示)，产量发生递减后，选取产量递减段进行arps递减分析，预测不同递减类型下 (指数、双曲、调和)的最终累产气，结果如表3所示。利用步骤304可知，将目标气井a 早期评价无阻流量165.3
×
104m3/d代入图5回归关系式，获得对应该初期无阻流量下的最终累产气量为9.2
×
108m3，其中最接近初期无阻流量的递减类型为指数递减，确定为目标气井的递减类型，按照递减规律评价不同阶段的合理配产，目标气井a目前配产为5.5
×
104m3/d。
[0259]
图6是截取了目标气井在开发末期递减阶段的数据，用以评价递减。
[0260]
表3流动单元a1目标气井a开发后期利用不同递减类型评价最终累产气结果表
[0261]
递减类型预测最终累产气(108m3)指数9.3双曲10.1调和11.3
[0262]
与常规产能测试方式相比，开发后期的评价方法具有以下特点：
[0263]
建立了一种基于试气无阻流量以及早期无阻流量评价结果的后期递减评价方法，
实现了同一流动单元无需测试条件下，早期无阻流量、中期无阻流量、末期合理配产的连续评价，实现了气井全生产周期内产能评价的无缝衔接。其次，通过引入试气无阻流量以及早期无阻流量评价结果这样表征气井初始能力的指标约束最终累产气，解决了递减评价类型判识的不确定性。同时，因为将开发早期计算的无阻流量加入同一流动单元下无阻流量与最终累产气图版，有效增加了数据的样本点，实现了图版的准确性的不断修正，提高了评价精度。
[0264]
以上各步骤内的已投产气井和目标气井均是同一流动单元下的气井。
[0265]
在开发末期的评价结束后，可以管理低渗碳酸盐岩气藏产能，具体如下：
[0266]
在气井开发的任何阶段，只要具备产能评价结果和合理配产，就可以按照低渗碳酸盐岩气藏气井产能管理方法进行管理。
[0267]
根据不同流动单元的气井的生产特征(以目前气井的井口油压、合理配产、产水情形) 将低渗碳酸盐岩气藏气井进行整合分类并制定相应的管理措施，其中具体的压力、产量分类标准主要借鉴区块开采方式和现有的生产经验。
[0268]
以低渗碳酸岩盐气藏m气田的生产经验，其系统压力为6.4mpa，将具有放压能力10mpa (井口压力大于系统压力3.5
‑
4.5mpa左右)、气井产量在大于4
×
104m3/d(大于等于气区平均前3年稳产气量)划分为高产井，在此部分气井中主要优选调峰井以供冬季高峰供气；
[0269]
将具有一定放压能力8～10mpa、2～4
×
104m3/d(井口压力低于高产井压力范围2mpa范围内～高产井压力范围、气井产量在1/2气区平均前3年稳产气量～气区平均前3年稳产气量)划分为中高产井，该类井在生产上保持目前产气量生产；
[0270]
将放压能力有限6.4～8mpa(井口压力系统压力～中产井压力低值)、气井产量在0.5
×ꢀ
104m3/d～中高产井低值划分为中产井，该部分井管理上需要密切注意产水预警及排水采气措施的及时介入；
[0271]
将低于系统压力(井口压力<6.4mpa)、气井产量小于0.5
×
104m3/d划分为低产井，需要开展低产低效井治理。
[0272]
以低渗碳酸岩盐气藏m气田的生产经验，其系统压力为6.4mpa，将某区块涉及4个流动单元共计169口气井进行分类，将具有放压能力(井口压力>10mpa)、气井产量在大于4
×ꢀ
104m3/d划分为高产井，共计9口，在此部分气井中主要优选调峰井以供冬季高峰供气；将具有一定放压能力(井口压力在8～10mpa)、气井产量在2～4
×
104m3/d划分为中高产井，共计27口，该类井在生产上保持目前产气量生产；将放压能力有限(井口压力在6.4～8mpa)、气井产量在0.5～2
×
104m3/d划分为中产井，共计76口，该部分井管理上需要密切注意产水预警及排水采气措施的及时介入；将低于系统压力(井口压力<6.4mpa)、气井产量小于0.5
ꢀ×
104m3/d划分为低产井，共计57口，需要开展低产低效井治理，具体措施如表3所示。
[0273]
表3m气田低产井动静态特征及治理措施
[0274][0275]
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。