子洲氣田開發動態評價新方法研究

２０１４年３月

石油地質與工程

第２８卷第２期

文章編號

子洲氣田開發動態評價新方法研究

王京艦　，陳

鵬　，李全棋　，王一妃。，田仕敏

（１．中國石油長慶油田分公司勘探開發研究院，陝西西安７１００２１；２．中國石油渤海鑽探工程公司井下作業分公司

３．中國石油華北油田分公司採油工程研究院｝４．中國石油長慶油田分公司採氣三廠）

摘要：子洲氣田經過６年的滾動開發，生產動態上表現為單井的產能差異較大，目前的開發動態評價方法不適應，

為此提出了氣井地層壓力評價的新方法，即**分割優選法和生產資料優化擬合產能評價方法，例項計算表明，這兩種方法計算精度高、實用，能滿足工程計算實際需要。

關鍵詞：子洲氣田；開發動態評價；**分割優選法中圈分類號：ｔｅ３３２

文獻標識碼：ａ

子洲氣田規模勘探始於２００３年，評價工作於２００５年全面啟動，完成開發方案設計。產能建設始建於２００６年，到２０１２年底，累計動用地質儲量形成年產生產能力。子洲氣田經過６年的滾動開發，生產動態上表現為單井的產能差異較大，不同井區的採氣

算精度較高。

１．２**分割優選法理論模型

子洲氣田是乙個低滲氣藏，關井測壓壓力恢復緩慢，且影響正常生產，成本較高，所以子洲氣田在

生產過程中進行過測壓的井很少。為此所以我們提出了一種不需要關井，只需要生產資料即可計算得

強度不同［１］。氣田各項測試資料缺乏給動態分析工作帶來諸多困難，因此本文旨在充分利用所採集的生產動態資料，總結出適合子洲氣田開發的有效動

態評價技術。

到地層壓力的方法，即**分割優選法。

設氣驅氣藏原始壓力為ｐ　，氣藏中某井井控儲

量為ｇ。在生產時間為ｔ時，累積產量為（ｇ。），此時的地層壓力為（ｐｒ），則根據物質平衡方程有［４－５］：

１　**分割優選法評價地層壓力

１．１方法比較

（ｐｒ／ｚｒ）一（ｐ　／ｚ　）［１一

式中：ｐｉ——氣藏原始地層壓力，ｍｐａ；——原始

氣體偏差係數；（ｐ　）——￡時刻的地層壓力時刻氣體偏差係數；（ｇ。）——　時刻氣井累計產氣量氣井的井控儲量，１０ｍ３。

地層壓力獲取方法有壓降曲線法、拓展二項式產能方程法、擬穩態數學模型法和**分割法，各特

點如下：

（１）壓降曲線法：要求氣井具有準確可靠的壓降

曲線，但子洲氣田動態監測資料比較缺乏（２０１２年

由於ｔ時刻的氣體偏差係數ｚ　是地層壓力ｐ

的函式，但ｐ　未知，在生產時間較短的情況下，可

子洲氣田目前地層壓力測試３４口井，僅佔投產井數

的１７．８　）；

假設ｚｒ和原始氣體偏差係數ｚ　相等，對問題進行簡化。所以式（１）式兩端的ｚ可約去。如果氣井生

產平穩，無較大波動時，可假設氣井是在穩態（或擬

（２）拓展二項式產能方程法：要求氣井具有準確

的產能方程，並且井口壓力和產量相對平穩；

（３）擬穩態數學模型法：要求氣井生產較為平穩，具有連續的井口壓力測試資料和累計產氣

量　。一。

穩態）下生產的。故在時刻處，可以用二項式採氣

方程來描述（ｐ　）、井底壓力（ｐ　）￡和瞬時產氣量ｑ之間的關係：

收稿日期：２０１３一１０—１４

作者簡介：王京艦，工程師，１９８０年生，２００９年畢業於西安石油大學油氣田開發工程專業，主要從事氣藏工程研究工作。**專案：

中國石油天然氣股份****重大專項（２０１０ｅ一２３０２）資助。

（４）**分割優選法：不需要地層壓力測試資料，只需常規井口壓力、產量生產動態資料即可，解決了氣井生產不穩定地層壓力評價問題（間歇井及產量波動比較大的氣井），適用範圍更加廣泛，且計

王京艦等．子洲氣田開發動態評價新方法研究

９１（ｐｒ）。一（ｐ　）一ａｑｇ＋ｂｑ

（２）式中：（ｐ　）——　時刻在氣井日產量為ｑ　時氣井的井底流壓二項式產能方程係數；

ｑ　——　時刻氣井的日產量計算方法

首先對（１）式作以下分析：由於ｚ係數是壓力ｐ和地層溫度ｔ的函式，為簡化起見，設氣井開採

過程中ｔ不變，改寫（１）式為

（ｐｒ）一一（ｇｐ）／ｇ］

（３）ｆ一（）一　［（），刀（只

（４）對於上述關係式，最常見的處理方法是迭代解法，但是，迭代解法都有各種附加使用條件。基於生產動態的**分割法適用於取值區間上的任何函式，包括不連續函式，所以選用**分割優選法，具

體步驟如下：

首先分析（屍ｒ）的取值範圍：ｔ時刻的地層壓力（ｐ　）一定是小於原始地層壓力ｐｉ而大於ｔ時刻的井底壓力（ｐ　）所以可得（ｐ　）的取值區間為將（ｐ　）和ｐ　值代入表示式（４），求出兩端點的值廠（（ｐ　））和ｆ（ｐ　）。

基於生產動態的**分割優選法的思想是：設

ｍ＝ｐｉ一搜尋起點為區間

的左端點ｚ，從區間左端向右端搜尋。

（１）其取值區間內插入點ｎ和ｂ。

ｄ一一（６）

（２）把其取值區間分為三段，計算，（ｎ），，（６）的

值。①如果　（口廠（６）廠（（ｐ　））

＞０，則將搜尋區間縮短為（ｂ，）；②如果ｆ（ａ）ｆ

（（ｐ　））＞０，廠則將搜尋區間縮

短為（口，６）；③如果－廠（ａ）－廠廠則將搜尋區間縮短為（ｚ，ａ）。

（３）取ｍ為新搜尋區間的長度，對新的搜尋區

間重複①②步，直到ｌｂ一口ｉ＜１０　為止。以此時的ｎ值為（ｐｒ）　。１．４新方法的應用

本文選取子洲氣田具有動態監測實測資料的

２０口氣井，利用氣井的生產歷史資料，採用**分割優選法評價地層壓力，評價最大誤差８．７９／６，平均

誤差６．４　，表明該方法評價地層壓力是可靠的，並且適用範圍比較廣，解決了氣井生產不穩定情況下

求解地層壓力的難題（表１）。

表１**分割優選法評價結果與實測地層壓力對比

２　生產資料優化擬合產能評價方法

２．１原理及評價流程

通過氣井系統試井資料，可以得到氣井的產能方程，從而計算氣井的絕對無阻流量。然而整個氣藏中，並沒有對各井進行系統試井分析，另外一些井

未能測得真實的地層壓力資料，對正確評價氣層的

產能帶來困難。因此，我們在對氣藏的產能分析中利用穩定生產資料和井控儲量來求取氣井二項式產

能方程係數＿１塢］。

根據物質平衡方程（１）及二項式產能方程（２），由以下步驟即可求得氣井目前的產能。

（１）根據地質資料假設乙個二項式產能方程係數ａ、ｂ值；

（２）直接呼叫採氣曲線資料獲取對應時刻ｔ的

產氣量ｑ和累計產氣量ｇ　值；

（３）利用前面基於生產動態的**分割優選法計算出的ｔ時刻的地層壓力（ｐ　），再將（ｐ　）代入

步驟（２）便可計算出對應時刻ｔ的（ｐ　）；

（４）將所計算的一系列（ｐ　）ｔ繪在採氣曲線上，

和實際的（ｐ　）￡值相比較，若所取的ａ、ｂ值和實際的ａ、ｂ值相接近時，兩條曲線的誤差很小。如果相差很大，則應重新假設乙個ａ、ｂ值，重複以上步驟，

直到誤差很小時為止。

通過上述方法可以求得不同產量下的氣井壓

９２石油地質與工程２０１４年第２期

降，而實際的井底流壓ｐ　由所測得的井口油壓或

井口套壓通過方法計算得到。

２．２新方法的應用

本文選用ｃ１、ｃ２兩口井的例項（如圖１、圖２），採用其生產歷史資料，優化擬合生產曲線，求得氣井

目前的二項式產能方程，求解目前產能。

圖２　ｃ２井產能優化擬合曲線

目前子洲氣田產能測試資料有限，且由於儲層

滲透率低，壓力恢復緩慢，進行產能試井獲取穩定產量測試時間長，與氣田生產供氣存在矛盾，採用生產資料優化擬合法只需要氣井的生產動態資料即可實現產能評價，降低了測試成本，提高了工作效率。

利用該方法確定了子洲氣田１２０口井的產能方程，氣井產能試井方法求得的氣井實際產能與本文方法評價結果的比較，最大誤差為１５．２　，平均誤差９．８　，能夠滿足工程計算的需求。

３結論與建議

（１）提出了**分割優選法地層壓力評價方法，

並與氣井動態監測實測地層壓力值進行比較，最大

誤差８．７　，平均誤差６．４　，表明該方法評價地層

壓力是可靠的，並且適用範圍比較廣，解決了氣井

生產不穩定求解地層壓力的難題。在現場實測資料缺乏的情況下，本文方法更具有實用性，並且計算結果具有較高的精確度。

（２）建立了生產動態優化擬合產能評價方法，採用氣井的生產資料可以實時計算氣井的產能，掌握

氣井不同時期的生產能力，為確定氣井的合理工作

制度提供有力的依據。該方法計算結果與產能試井

結果比較，相對誤差較小，能夠滿足工程計算精度的

需要。參考文獻

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定氣井產能方程［ｊ］．石油化工應用

—５５．

編輯：李金華

子洲氣田開發動態評價新方法研究

關於編纂中國油氣田開發志暨

石油工程設計大賽氣田開發方案

油氣田開發地質學上機實習報告一

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