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高溫高壓氣井井口測壓適應(yīng)性判別方法
閱讀：427發(fā)布：2024-02-10
專利匯可以提供高溫高壓氣井井口測壓適應(yīng)性判別方法專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 公開了高溫高壓氣井井口測壓適應(yīng)性判別方法，測量氣井采氣指數(shù)PI和生產(chǎn)壓差ΔP，若PI＜1.25+0.6174ΔP，則井口測壓資料可用，可通過井口測壓替代井底測壓；若PI≥1.25+0.6174ΔP，則井口測壓資料不可用，不可通過井口測壓替代井底測壓。本發(fā)明的有益效果是：通過研究井口動態(tài)異常的出現(xiàn)條件，確定判別壓 力 恢復(fù)測試井口壓力動態(tài)正常的簡單準(zhǔn)則，建立起適合井口壓恢測試的判別關(guān)系，為測試方案的選擇提供依據(jù)。，下面是高溫高壓氣井井口測壓適應(yīng)性判別方法專利的具體信息內(nèi)容。
1.高溫高壓氣井井口測壓適應(yīng)性判別方法，其特征在于：測量氣井采氣指數(shù)PI和生產(chǎn)壓差ΔP，若PI＜1.25+0.6174ΔP，則井口測壓資料可用，采用井口測壓替代井底測壓；若PI≥1.25+0.6174ΔP，則井口測壓資料不可用，不可通過井口測壓替代井底測壓。
高溫高壓氣井井口測壓適應(yīng)性判別方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種高溫高壓氣井井口測壓適應(yīng)性判別方法。
背景技術(shù)
[0003] 高溫、高壓、高含硫、超深等氣藏特點和復(fù)雜生產(chǎn)管拄，導(dǎo)致井下壓力監(jiān)測困難、安全風(fēng)險高，在出水之前通過井口測壓替代井底測壓將是安全監(jiān)測的重要途徑。但是部分高產(chǎn)氣井測試時井口壓力表現(xiàn)異常，現(xiàn)有研究認(rèn)為井筒的溫度效應(yīng)是影響井口壓力的關(guān)鍵因素之一，通過非穩(wěn)態(tài)井筒溫度模型，預(yù)測非線性井溫剖面，修正井筒流體壓力計算，模擬出井口壓力異?，F(xiàn)象。
[0004] 但是井口測壓所獲得的溫度是環(huán)境溫度，無法用于壓力折算進(jìn)行溫度校正，一旦出現(xiàn)異常，將不能獲取地層的不穩(wěn)定流動特征，資料的可解釋性較差。需要根據(jù)氣井的生產(chǎn)狀態(tài)預(yù)先判別井口測壓資料是否可用，再來選擇測壓方式。
發(fā)明內(nèi)容
[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種為測試方案的選擇提供依據(jù)、方便簡單的高溫高壓氣井井口測壓適應(yīng)性判別方法。
[0006] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：高溫高壓氣井井口測壓適應(yīng)性判別方法，測量氣井采氣指數(shù)PI和生產(chǎn)壓差ΔP，若PI＜1.25+0.6174ΔP，則井口測壓資料可用，可通過井口測壓替代井底測壓；若PI≥1.25+0.6174ΔP，則井口測壓資料不可用，不可通過井口測壓替代井底測壓。
[0007] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點：本發(fā)明通過Hasan&Kabir的非穩(wěn)態(tài)井筒溫度模型，計算出非線性井溫剖面，再利用常規(guī)方法結(jié)合溫度剖面計算井筒壓力，模擬氣井測試過程中的井口動態(tài)，通過模擬研究井口動態(tài)異常的出現(xiàn)條件，建立起適合井口壓恢測試的判別關(guān)系，為測試方案的選擇提供依據(jù)。
[0008] 本文利用測試模擬器，研究井口動態(tài)異常的出現(xiàn)條件，確定判別壓力恢復(fù)測試井口壓力動態(tài)正常的簡單準(zhǔn)則，為測試方案的選擇提供依據(jù)。附圖說明
[0009] 圖1為n2井模擬井口溫度
[0010] 圖2為n2井模擬井口壓力
[0011] 圖3為強(qiáng)異常關(guān)井井口壓力
[0012] 圖4為中度異常關(guān)井井口壓力
[0013] 圖5為弱異常關(guān)井井口壓力
[0014] 圖6為無異常關(guān)井井口壓力
[0015] 圖7為高壓氣井壓力恢復(fù)井口壓力異常判別圖。
具體實施方式
[0016] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述：
[0017] 高溫高壓氣井井口測壓適應(yīng)性判別方法，測量氣井采氣指數(shù)PI和生產(chǎn)壓差ΔP，若PI＜1.25+0.6174ΔP，則井口測壓資料可用，可通過井口測壓替代井底測壓。
[0018] 對于本發(fā)明所述方法的分析如下：
[0019] 氣井井溫剖面預(yù)測
[0020] 氣井井筒壓力剖面計算依賴于井筒溫度剖面的預(yù)測。本文通過Hasan&Kabir的非穩(wěn)態(tài)井筒溫度模型，計算出非線性井溫剖面，再利用常規(guī)方法結(jié)合溫度剖面計算井筒壓力，模擬氣井測試過程的井口動態(tài)。
[0021] 井深度z處的井筒流體瞬變溫度為
[0022]
[0023] 瞬時時間衰變系數(shù)a為
[0024]
[0025] 距離衰變參數(shù)LR為
[0026]
[0027] 地溫梯度組合項ψ為：
[0028]
[0029] 其中，Tei為任意深度的原始地層溫度，Tei＝Teiwh+gGz，gG為地溫梯度，K/m。CT為熱容系數(shù)，w為油管中的質(zhì)量流量；m為單位長度的井筒流體質(zhì)量，cp為油管流體比熱，Ke為地層導(dǎo)熱系數(shù)，rto為油管外徑，Uto為井筒系統(tǒng)總傳熱系數(shù)，L為井筒總長度，θ為井筒的水平夾角。
[0030] TD為無因次溫度分布函數(shù)：
[0031]
[0033] 不穩(wěn)定測試模擬
[0034] 以井底氣層中部為觀測點，流動期流量為q(t)，恢復(fù)期流量為0，恢復(fù)過程可視為氣井以變流量q(t)生產(chǎn)后的關(guān)井恢復(fù)，由疊加原理導(dǎo)出恢復(fù)擬壓力Pp,wf：
[0035]
[0036] 式中，qj＝q(tj)，q0＝0，qN＝0，q(tj)為流動期流量序列，j＝1,2,…,N；PD為含表皮和井儲的任意油藏模型的無因次壓力解。
[0037] 以n2井為例，產(chǎn)層厚度78m，孔隙度12％，地層壓力60.781MPa，壓恢試井解釋：滲透率2.3x10-3um2，表皮系數(shù)-3.64。模擬測試流量10、15、25、35x104m3/d，各階段測試24小時，模擬結(jié)果見圖1和圖2。隨測試流量增加，如圖1所示，井口溫度呈現(xiàn)出臺階式上升，反映出生產(chǎn)流量越大，井口穩(wěn)定溫度越高，關(guān)井后溫度逐漸回落為地表溫度，與高產(chǎn)量、高熱流量、相對少的熱交換時間效果一致，溫度變化正常。受井筒傳熱影響，如圖2所示，井口壓力出現(xiàn)嚴(yán)重的“異?！保毫鲃映跗谟蛪翰唤捣瓷?，中后期恢復(fù)為“高產(chǎn)低壓”的正常性態(tài)，但是生產(chǎn)油壓還高于關(guān)井油壓；壓力恢復(fù)早期出現(xiàn)“上沖”，然后逐漸回落，后期壓力略有上升。
[0038] 結(jié)合井筒溫度變化可以解釋井口油壓“異?！爆F(xiàn)象：
[0039] (1)流動初期井底流壓小幅度下降，井筒溫度開始上升較快，導(dǎo)致流體密度下降，井筒流動壓降迅速降低，并且井筒流動壓降的變化幅度遠(yuǎn)大于井底流壓變化，因此，開井的油壓反而比關(guān)井時的靜止油壓高，并隨井溫的上升而上升。
[0040] (2)當(dāng)井筒溫度穩(wěn)定后，井口油壓才隨流壓下降而下降。
[0041] (3)井筒的穩(wěn)定溫度隨生產(chǎn)流量的增加而增加，流量的躍增導(dǎo)致井溫上升和井筒壓降降低，當(dāng)井筒壓降變化大于井底流壓變化時，表現(xiàn)出井口油壓的上生。
[0042] (4)關(guān)井壓力恢復(fù)期，井筒壓降中摩阻、加速度壓降突然消失，井筒壓降陡然下降，再加上井底壓力回升，導(dǎo)致關(guān)井早期油壓“上沖”；而后隨井溫的下降、流體密度增加，井筒壓降增加，導(dǎo)致油壓下降，當(dāng)井溫穩(wěn)定后，井筒壓降隨之穩(wěn)定，油壓才隨井底壓力回升。
[0043] 模擬發(fā)現(xiàn)中低產(chǎn)能氣井因生產(chǎn)壓差較大，井筒溫度變化則不足以影響井口壓力的形態(tài)。因此，可以根據(jù)采氣指數(shù)、生產(chǎn)壓差判別是否會出現(xiàn)井口壓力異常。
[0044] 判別關(guān)系建立
[0045] 針對四川某高壓氣藏6000m井深，計算出31種生產(chǎn)條件下井口動態(tài)，見表1，參數(shù)范圍：生產(chǎn)壓差0.55～12.14MPa，流量2.4～98.5x104m3/d，采氣指數(shù)1.8～29.6x104m3/d/MPa，覆蓋了高中低產(chǎn)情況，根據(jù)圖3～圖6標(biāo)識情況對井口動態(tài)進(jìn)行異常性分類：強(qiáng)、中、弱、無。
[0046] 表1 不同生產(chǎn)條件下的井口動態(tài)異常性預(yù)測
[0047]
[0048] 根據(jù)井口壓力異常性強(qiáng)弱分類圖，如圖7所示，確定出適合井口測壓的判別關(guān)系：
[0049] PI＜1.25+0.6174ΔP (7)
[0050] 其中，PI為采氣指數(shù)，104m3/(d.MPa)；ΔP為生產(chǎn)壓差，MPa。
[0051] 若PI＜1.25+0.6174ΔP，則井口測壓資料可用，可通過井口測壓替代井底測壓；若PI≥1.25+0.6174ΔP，則井口測壓資料不可用，不可通過井口測壓替代井底測壓。
[0052] 文中符號說明：
[0053] g—重力加速度，9.8m/s2；v—流體流動速度，m/s；w—流體質(zhì)量流量，kg/s；
[0054] Tei—某深度的原始地層溫度，K；Teiwh—地表平均溫度，K；Tf—某深度的油管流體溫度，K；w—質(zhì)量流量，kg/s；cp—流體比熱，J/(kg.K)；Ke—地層導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m.K)；
[0055] Uto—井筒總傳熱系數(shù)，W/(m2.K)；ρe—地層巖石密度，kg/m3；Ce—地層巖石比熱，J/(kg.K)；
[0056] t—熱擴(kuò)散時間，s；CJ—焦耳-湯普森系數(shù)，K/Pa；gG—地溫梯度，K/m；Te0—井段入口的地層原始溫度，K；rto—油管外半徑，m；rco—套管外半徑，m；rwb—井眼半徑，m；
[0057] Pp,wf—井底壓力標(biāo)準(zhǔn)化擬壓力，MPa；Pp,i—地層壓力標(biāo)準(zhǔn)化擬壓力，MPa；
[0058] 通過本發(fā)明發(fā)現(xiàn)：
[0059] (1)高產(chǎn)能氣井測試時的井口壓力異常，開井壓力“跳躍下降-上升-下降”，關(guān)井壓力“跳躍上升-下降”，與井底壓力變化規(guī)律完全不同；
[0060] (2)井溫影響井口壓降速率，氣井的生產(chǎn)動態(tài)分析需要利用井溫監(jiān)測資料；
[0061] (3)通過測試模擬研究井口動態(tài)異常的出現(xiàn)條件，建立起適合井口壓恢測試的判別關(guān)系，為測試方案的選擇提供依據(jù)。
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