表皮系數(shù)在低滲致密氣藏水平井產(chǎn)能試井中的應(yīng)用

1、第 表皮系數(shù)在低滲致密氣藏水平井產(chǎn)能試井中的應(yīng)用論文導(dǎo)讀:：在低滲透致密氣藏水平井中，由于諸多因素的影響，修正等時(shí)試井曲線按常規(guī)方法處理出現(xiàn)異常（二項(xiàng)式產(chǎn)能試井分析曲線斜率為負(fù)），致使無法進(jìn)行產(chǎn)能解釋和分析評價(jià)。針對這種現(xiàn)象，本文從表皮系數(shù)引起表皮壓力降的角度加以理論分析，解決氣藏水平井修正等時(shí)試井曲線按常規(guī)的方法處理出現(xiàn)異常情況。 1理論基礎(chǔ) 在評價(jià)由于近井區(qū)污染造成的流動(dòng)阻力而產(chǎn)生的附加壓力降，總表皮系數(shù)可以分解為不同的表皮系數(shù)部分，即： （1） 式中：SD為鉆井液與完井液污染引起的表皮系數(shù)；Sc+為局部完井（打開程度不完善）和井軸與油層傾斜引起的表皮系數(shù)；SP為射孔表皮系數(shù)；Sq是與流量

2、相關(guān)的擬表皮系數(shù)。值得注意的是各部分表皮系數(shù)的影響通常是很復(fù)雜的，不能進(jìn)行簡單的相加。特別是地層污染表皮系數(shù)與射孔表皮系數(shù)通過非線性組合，形成一個(gè)復(fù)合的射孔污染表皮系數(shù)，它與不論孔眼是否穿過污染層都有關(guān)系。 由于鉆井液與完井液污染引起的表皮系數(shù)SD、打開程度不完善和井軸與油層傾斜引起的表皮系數(shù)Sc+、射孔表皮系數(shù)SP與流量無關(guān)期刊網(wǎng)，它們真實(shí)的反映了地層污染，可以將其產(chǎn)生的壓力統(tǒng)稱為真實(shí)表皮系數(shù)Sf。 對于氣井來說,由壓降曲線或壓力恢復(fù)曲線法確定的表皮系數(shù),則是氣井的總表皮系數(shù)St等于真實(shí)表皮系數(shù)Sf與井壁附近流體流動(dòng)造成的無因次附加壓力降Sq的總和1。 （2） 式中： qg：流量，104m3

3、/d； D：流量系數(shù),(104m3/d)-1。 由于表皮系數(shù)的存在，必然在井壁附近引起一個(gè)附加的表皮壓力降。其表皮壓力降的定義為2： （3） 將（2）式代入（3）式得到每一開井生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的表皮壓力降為： （4） 在氣藏水平井中流量系數(shù)D定義為3 （5） 式中： qgj：第j種生產(chǎn)制度下對應(yīng)的產(chǎn)氣量，104m3/d； ：天然氣的粘度，mPa.s； K：有效滲透率，10-3m2； Kh：水平滲透率，10-3m2； Kv：垂直滲透率，10-3m2； L：水平井井長，m； h：儲(chǔ)層厚度，m； rw:井筒半徑，m； rg:氣體相對密度； B：天然氣體積系數(shù)期刊網(wǎng)，無因次； Sf：真實(shí)表皮系數(shù)，無因次。

4、2修正理論分析 在很多試井分析中沒有考慮表皮壓力降的影響，所以試井曲線出現(xiàn)了一些異?，F(xiàn)象。由于水平井在鉆井過程中與鉆井液的接觸時(shí)間遠(yuǎn)比垂直井長，水平井近井地帶的污染程度遠(yuǎn)比垂直井嚴(yán)重，所以水平井的表皮系數(shù)在生產(chǎn)測試過程中不能忽略。因?yàn)楸砥の廴緯?huì)對井避周圍造成一個(gè)附加的表皮壓力降p，所以氣井的關(guān)井測試壓力與井底流壓均比實(shí)際的壓力值pws、pwf偏小，其偏差值為p。 在進(jìn)行等時(shí)修正試井分析時(shí)，所用的試井?dāng)?shù)據(jù)越接近地層的真實(shí)數(shù)據(jù)，其測試得到的結(jié)果越能反映地層的實(shí)際情況。所以在采用二項(xiàng)式產(chǎn)能方程試井分析時(shí)，必須考慮表皮壓力降的影響，盡可能的用實(shí)際關(guān)井壓力和井底流壓值，所以經(jīng)典的二項(xiàng)式方程變形為： （6

5、） 化簡式（6）得： （7） 其中： （8） 為了計(jì)算方便期刊網(wǎng)，將上式整理為： （9） 顯然，與之間成直線關(guān)系。 糾正方法： 根據(jù)表皮系數(shù)和地層的物性參數(shù)，結(jié)合式（4）計(jì)算出每種生產(chǎn)制度下對應(yīng)的表皮壓力降pj，再通過式（8）算出相應(yīng)的Cj，代入式（9）進(jìn)行擬合，進(jìn)而得到直線得截距為A，斜率值為B。 3實(shí)例分析 以大牛地低滲透氣藏水平井（DF2）進(jìn)行產(chǎn)能試井糾正。該水平井氣井的氣層有效厚度為6.18m，原始地層壓力為24.94MPa，儲(chǔ)層溫度為87.6oC，氣體的相對密度為0.61，水平井段長度為673.4m，油管內(nèi)徑為0.062m期刊網(wǎng)，滲透率為0.679mD，含氣飽和度為56.30%，孔隙

6、度為5.90%。由壓恢曲線解釋得到的表皮系數(shù)為11.25。在生產(chǎn)初期對其進(jìn)行修正等時(shí)試井，其試井?dāng)?shù)據(jù)如表1所示。 表1修正等時(shí)試井測試數(shù)據(jù)表 Table1modifiedisochronaltestdata 序號 產(chǎn)量(104m3/d) 生產(chǎn)時(shí)間(h) pws(MPa) pwf(MPa) 1 2 3 4 5 1.0017 1.9722 3.9099 5.7914 4.9824 24 24 24 24 336 24.94 24.796 24.5196 24.002 23.826 23.818 22.554 20.161 17.573 16.514 按常規(guī)的修正等時(shí)試井方法處理后，得到的二項(xiàng)式產(chǎn)能

7、曲線反向(紊流系數(shù)B為負(fù))，其試井曲線圖如圖1所示。 圖1二項(xiàng)式試井曲線 Fig.1Binomialwelltestingcurve 顯然由原始數(shù)據(jù)得到的試井曲線，不能用于此井產(chǎn)能求解，所以必須加以糾正。結(jié)合上述的考慮表皮壓力降的影響，對此井進(jìn)行修正，其過程如下： 1）、由于流量對表皮的影響較小，所以假設(shè)由壓恢曲線解釋得到的表皮系數(shù)為第一種生產(chǎn)制度下的總表皮系數(shù)St1（St1=11.25），相應(yīng)的由流量引起的無因次附加壓力降為Sq1。把此井的物性參數(shù)代入式（5）期刊網(wǎng)，可以得到相應(yīng)的流量系數(shù)D為0.0286，再由式（2）計(jì)算此氣藏水平井的真實(shí)表皮系數(shù)Sf。 2）計(jì)算其余各種生產(chǎn)制度下的總表皮系

8、數(shù)Stj，其結(jié)果如下： St2=11.27；St3=11.32；St4=11.37；St5=11.36 3）計(jì)算由每種生產(chǎn)制度下的校正因子4Cj。 將地層物性參數(shù)、流體物性、表皮系數(shù)等相關(guān)參數(shù)代入式（4）、（5），求出相應(yīng)生產(chǎn)制度下的表皮壓力降pj，再將其結(jié)果代入式（8）求出每種生產(chǎn)制度下的校正因子Cj，其結(jié)果如下： C1=-0.100MPa2；C2=-0.358MPa2；C3=-1.373MPa2 C4=-3.209MPa2；C5=-3.281MPa2； 5）將校正因子Cj代入修正的二項(xiàng)式產(chǎn)能方程（9）進(jìn)行糾正，其修正等時(shí)試井曲線如圖2所示。 圖2二項(xiàng)式試井曲線(校正后) Fig.2Bino

9、mialwelltestingcurve(afteradjusting) 由圖2可以得到曲線擬合方程為： （10） 由式（10）可以得到產(chǎn)能試井曲線方程為： （11） 將延時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)（qg5,）帶入式（11），可得到二項(xiàng)式產(chǎn)能方程的層流系數(shù)A=54.55，從而得到糾正后的二項(xiàng)式產(chǎn)能方程為： (12) 取pwf=0代入式（12）計(jì)算其無阻流量為qAOF=9.72（104m3/d） 4小結(jié) 在氣藏水平井產(chǎn)能二項(xiàng)式方程中引入由表皮壓力降產(chǎn)生的校正因子Cj后建立新的修正等時(shí)試井資料處理方法，是一種有效處理由井底污染引起試井曲線異常的簡單實(shí)用方法。此方法對現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)作用，拓寬并提高了修正等時(shí)試井理論的應(yīng)用范圍和有效性。 參考文獻(xiàn)：1嚴(yán)濤,汪龍杰.變表皮系數(shù)在氣井試井解釋中的應(yīng)用.海洋石油.2