一种缝洞型气藏未稳定产能测试资料解释方法与流程

1.本发明涉及石油天然气勘探技术领域，尤其涉及一种缝洞型气藏未稳定产能测试资料解释方法。


背景技术：

2.缝洞型气藏的产能较高，是地下储气库的优选库址之一，但缝洞型气藏的非均质性极强，缝洞系统的连通性影响气井产能及储气库的调峰能力。在缝洞型气藏的产能测试过程中发现，有相当部分的气井在大产量测试下未稳定，流压呈现线性下降，关井压力恢复速度慢，终点压力明显低于初始压力；而常规气藏产能测试的流压呈现出随对数时间下降的规律，当压力进入该规律后，业内就认为测试达到了稳定，反之则认为是未稳定。按常规方式理解，少量采出导致地层压力下降，属于小库容的封闭特征。对比后期的注采动态发现，这类测试资料按常规方法评价，预测的气井产量偏高，实际运行的动态库容又远大于测试期间的库容表现。如何合理评价缝洞型气藏气井产能，成为储气库气井调峰能力设计的关键技术。
3.缝洞系统的空间展布复杂，溶洞的导流能力极高，溶洞内的流动压降可忽略不计，缝洞系统的流动压降主要消耗在连接溶洞的裂缝中，主流道上的裂缝导流能力决定了气井的产能。现有技术不能正确解释分析缝洞型气藏产能测试过程中的异常动态，无法评价近井单元和外围单元的产能系数，需要进一步改进解释方法，合理评价储气库井的调峰能力。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的不足，针对缝洞型气藏的异常测试动态，提出一种串联结构的产能模型，将井周的流动划分为近井单元流动和外围单元补给流动，形成一种3参数的产能方程，通过估计近井单元地层压力变化，以线性回归方式分别评价近井单元和外围单元的产能系数，为合理预测储气库井的调峰能力提供简便方法。
5.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
6.一种缝洞型气藏未稳定产能测试资料解释方法，具体包括以下步骤：
7.s1，根据缝洞型气藏气井参数，构建串联结构的缝洞系统流动模型，形成一种缝洞型气藏的3参数产能方程；
8.s2，根据串联缝洞系统的压降估计近井单元地层压力变化，以线性回归方式分别评价近井单元和外围单元的产能系数，预测储气库井的调峰能力。
9.具体的，所述步骤s1具体包括：基于缝洞型气藏中的气井参数，将气井连通的缝洞系统划分为近井单元和外围单元，构建出宏观的串联缝洞系统的流动模型；对缝洞系统的流动压降关系进行描述，具体包括以下子步骤：
10.s101，用二项式关系描述近井单元到井筒的流动压降
11.p
2-p
wf2
＝aq bq212.其中，p为近井单元的地层压力，p
wf
为井底流压，a、b为产能系数，q为气井的测试流
量；
13.s102，用线性关系描述近井单元与外围单元之间的流动压降
14.p
r2-p2＝cq
′
15.其中，pr为外围单元的地层压力，c为外围单元的补给系数，q
′
为外围单元的补给流量；
16.s103，形成稳态流动时q
′
≈q，取q
′
＝q，形成一种缝洞型气藏的3参数产能方程
17.p
r2-p
wf2
＝(a c)q bq2。
18.具体的，所述步骤s2具体包括以下子步骤：
19.s201，估计近井单元地层压力：短期产能测试过程中近井单元的地层压力具有与线性段的井底流压保持平行下降的特征，据此特征估计近井单元地层压力的变化，在缝洞型气藏产能测试的压力动态图中从系统初始压力pr开始，作线性段井底流压的平行线，估计第1个工作制度末端的近井单元地层压力p1，再从p1开始作第2个工作制度的平行线，以此类推。
20.s202，评价近井单元库容和补给系数：根据物质平衡方程，近似表示近井单元的地层压力p为：
[0021][0022]
其中，g
p
为气井测试期的累积产量，g
′
p
为外围单元的累积补给量，δp＝p
r2-p2；
[0023]
近井单元的地层压力p表达式变换为：
[0024][0025]
定义变量x、y分别为
[0026][0027][0028]
构成线性关系：
[0029][0030]
取各测试工作制度的近井单元地层压力、累积产量，并按上述公式计算出x和y，构成(x，y)序列进行直线回归分析，所得的截距为近井单元的库容g，斜率为1/c。
[0031]
s203，评价近井单元的产能系数：取各测试工作制度末端的近井单元地层压力p、流压p
wf
与产量q，按常规二项式分析法线性回归计算系数a、b：
[0032][0033]
本发明的有益效果：本发明针对缝洞型气藏的产能测试过程中的异常测试动态，提出一种缝洞气藏串联结构的产能模型，将井周的流动划分为近井单元流动和外围单元补
给流动，形成一种3参数的产能方程，通过估计近井单元地层压力变化，以线性回归方式分别评价近井单元和外围单元的产能系数，为合理预测储气库井的调峰能力提供简便方法。
附图说明
[0034]
图1是本发明的方法流程图；
[0035]
图2是串联缝洞系统示意图；
[0036]
图3是缝洞型气藏产能测试压力动态示意图；
[0037]
图4是实施例的x6井测试压力与近井单元压力示意图；
[0038]
图5是外围单元补给分析曲线图；
[0039]
图6是近井单元产能分析曲线图。
具体实施方式
[0040]
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案精选以下详细说明。显然，所描述的实施案例是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，不能理解为对本发明可实施范围的限定。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。
[0041]
缝洞系统的空间展布复杂，溶洞的导流能力极高，溶洞内的流动压降可忽略不计，缝洞系统的流动压降主要消耗在连接溶洞的裂缝中，主流道上的裂缝导流能力决定了气井的产能。本发明针对缝洞型气藏这一类异常测试动态，提出一种串联结构的产能模型，将井周的流动划分为近井单元流动和外围单元补给流动，形成一种3参数的产能方程，通过估计近井单元地层压力变化，以线性回归方式分别评价近井单元和外围单元的产能系数，为合理预测储气库井的调峰能力提供简便方法。本发明的实现过程具体见下列实施例。
[0042]
实施例一：
[0043]
本实施例中，如图1所示，一种缝洞型气藏未稳定产能测试资料解释方法，具体包括以下步骤：
[0044]
s1，根据缝洞型气藏气井参数，设计并构建串联缝洞系统；
[0045]
s2，基于串联缝洞系统构建缝洞气藏串联结构的产能模型，将井周的流动划分为近井单元流动和外围单元补给流动，形成一种3参数的产能方程；
[0046]
s3，根据串联缝洞系统的压降估计近井单元地层压力变化，以线性回归方式分别评价近井单元和外围单元的产能系数，预测储气库井的调峰能力。
[0047]
本实施例中，方法的详细实现过程如下：
[0048]
1、物理模型。如图2所示，本实施例将气井连通的缝洞系统划分为2个单元：近井单元、外围单元，单元之间的导流能力小于单元内部的导流能力，形成一种宏观的串联系统。在近井单元的库容小、外围单元的库容大情况下，高产量测试下将导致近井单元地层压力的显著下降，呈现出井底流压线性下降、关井压力偏低的特征。
[0049]
2、产能模型。本实施例中，设：气井的测试流量为q、井底流压为p
wf
，近井单元的库容为g、地层压力为p，外围单元的地层压力为pr、补给流量为q
′
，pr作为整个系统的初始压力。
[0050]
产能测试过程中，近井带的压降大、流速高，近井单元的流动压降采用二项式关系
描述：
[0051]
p
2-p
wf2
＝aq bq2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0052]
其中，a、b为近井单元的产能系数。
[0053]
产能测试的总采出量较小，外围单元的地层压力基本不变，单元之间的压力差不大，单元间的流动压降采用线性关系描述：
[0054]
p
r2-p2＝cq
′ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0055]
其中，c为外围单元的补给系数。
[0056]
形成稳态流动时q
′
≈q，取q
′
＝q，综合(1)、(2)式得缝洞系统的二项式产能方程，简称系统产能方程：
[0057]
p
r2-p
wf2
＝(a c)q bq2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0058]
3、解释方法。串联缝洞系统的压降由2个部分构成：一是外围单元到近井单元的压降，由近井单元库容g、补给系数c和补给流量q
′
控制；二是近井单元至井底的流动压降，由近井单元的地层压力p、产能系数a、b和气井产量q控制。估计出近井单元地层压力p的变化规律后，即可从两部分压降分别估计相关参数。
[0059]
对缝洞型气藏未稳定产能测试资料解释方法分为以下3个步骤：
[0060]
(1)估计近井单元地层压力
[0061]
缝洞型气藏产能测试的压力动态如图3所示，定容气藏定产压降的理论分析及数值模拟结果表明：恒定产量下进入拟稳态流动期的井底流压与地层压力保持平行的线性变化。据此特征估计近井单元的地层压力变化：从系统初始压力pr开始，作线性段井底流压的平行线，估计第1个工作制度末端的近井单元地层压力p1，再从p1开始作第2个工作制度的平行线，以此类推。
[0062]
(2)评价近井单元库容g和补给系数c
[0063]
测试期间累积产量为g
p
，累积补给量为g
′
p
，其积分表达形式为
[0064][0065][0066]
其中，δp＝p
r2-p2。
[0067]
忽略天然气的偏差因子影响，近井单元的地层压力p可简化表示为：
[0068][0069]
其中，g
p
为气井测试期的累积产量，g
′
p
为外围单元的累积补给量。
[0070]
展开(6)式，变换为(7)式形式
[0071][0072]
将(5)式代入(7)式得
[0073][0074]
取
[0075][0076][0077]
构成线性关系：
[0078][0079]
取各测试工作制度的近井单元地层压力、产量，按(9)、(10)式计算，构成(x，y)序列进行直线回归分析，截距为近井单元的库容g，斜率即为1/c。
[0080]
(3)评价近井单元的产能系数a、b
[0081]
取各测试工作制度末端的近井单元地层压力p、流压p
wf
与产量q，按常规二项式分析法(12)式回归估计系数a、b：
[0082][0083]
4、分析案例
[0084]
x6井产能测试的井底流压与近井单元压力估计如图4所示，各测试制度的产量及末端流压见表1，测试期的井底流压基本保持线性下降，按照本案方法计算x、y序列进行外围单元的补给分析如图5所示，获得近井单元的库容为4003万方、补给系数c为0.1145，近井单元的产能分析曲线如图6所示，获得产能系数a为0.02493、产能系数b为0.0004。进一步利用c值和生产压差(p
r2-p2)计算出各阶段的补给流量q’。
[0085]
表1 x6井产能测试数据与分析结果
[0086][0087]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。