利用壓降法確定氣井關井時間

2012-11-14 08:57:32文遠超陳小飛李媛媛鄭海亮羅國文劉慶軍

石油化工應用 2012年3期

張歧，文遠超，陳小飛，李媛媛，鄭海亮，羅國文，劉慶軍

（1.中國石油長慶油田分公司第一采氣廠，寧夏銀川 718500；2.中國石化勝利油田分公司河口采油廠，山東東營 257200；3.山東省第五地質礦產勘查院，山東泰安 271021）

利用壓降法確定氣井關井時間

張歧1，文遠超1，陳小飛1，李媛媛2，鄭海亮1，羅國文3，劉慶軍1

氣田在開發過程中地層壓力是不斷變化的。每口井的靜壓就代表這口井所處泄流范圍內的平均地層壓力。靖邊氣田每年都在開展大量動態監測工作，目的之一就是求取氣井目前地層壓力，如定點測壓、壓力恢復試井、區塊整體關井測壓等，由于靖邊氣田具有低滲、非均質性強的特點，井間物性變化大，關井時間很難確定，通常情況下，為獲得較為穩定的靜壓，一般采取長時間關井，但通過研究，大部分氣井有縮短關井時間的潛力，在供氣壓力越來越大的情況下，縮短關井時間就意味著增加了產氣量，因此，本文著力于應用壓降法求取氣井關井時間這一命題，在縮短氣井關井時間的同時，求準氣井目前地層壓力，為開展各項研究工作奠定基礎。

壓降法；動儲量；氣井關井時間；目前地層壓力

1 目前確定氣井關井時間所用的方法

1.1 目前確定氣井關井時間所用的方法

目前在確定氣井關井時間時主要依據壓力恢復試井結果和計算泄流面積得到。

1.1.1 壓力恢復試井結果對于表皮系數S>0的情況下，壓恢曲線半對數直線段起始時間可由下式估計：

由（1）式，所需關井時間Δtsl正比于井儲系數C，反比于值，并隨S作指數增加。壓恢曲線半對數直線段起始時間用下面的方法估計。

由無因次量：

可得：

式中Δte是Argwarl的等價時間，定義為：

表1 出現半對數直線段的無因次時間

此即關井出現半對數直線段時間。這對于S為正為負都可使用。

為了使修正后的壓恢曲線有足夠長的半對數直線段，設短關井至少應有2/3對數周期的長度，即關井時間不少于 Δts=4.64tsl。

1.1.2 單井泄流面積的確定在一個多井生產的封閉油氣藏中，在各井生產的初期，各井的控制面積基本按井數平均，與單井產量大小無關。隨著生產時間的增長，高產井控制面積逐步增大，低產井控制面積逐步縮小，當生產處于擬穩態時，各井所控制的孔隙體積將與各井的產量成正比。若近似認為孔隙度不變，則各井的控制面積滿足下式：

設兩井之間井距為R，供氣面積分界線距1井為R1，距 2 井為 R2，則有：

依據（10）式可劃出各井供氣區的控制面積Aj及其幾何形狀。

對于儲層物性，能夠根據產能大小進行大致估算，然而對于外圍邊界，在做試井前是無法估計它距離井的遠近。由于邊界的影響在氣井生產過程中可以確實反映出來，因此氣井生產數據是儲層物性和供給條件的綜合反映。顯然，通過分析氣井生產數據，不但可以確定儲層物性，而且還可確定單井實際泄流范圍和控制儲量。

在算出該井泄流面積后,進一步就可以利用下面探測半徑公式計算該井需要測試的時間。

1.1.3 存在的問題以上方法在計算氣井關井時間時需要的參數只能通過壓力恢復試井才能得到，也就是說，要計算氣井的關井時間，前提是進行壓力恢復試井，這樣，對于現場來說，因為供氣任務的緊張，每口井進行壓力恢復試井操作起來很困難，同時，因為靖邊氣田氣藏非均質性強，井與井之間類比的可能性很小，因此，該方法只能存在理論上的可能性，現場迫切需要一種更為簡單的方法求得氣井的實際關井時間，進而準確地求得氣井的目前地層壓力。

1.2 縮短關井測試時間的可行性

但是要想測準一口井的靜壓并非易事，時間短，沒有達到徑向流段，造成外推的平均地層壓力偏差較大，時間如果過長又可能會發生鄰井干擾，因此，選擇合適的關井測壓時間是準確確定平均地層壓力及儲層參數的保證。

統計靖邊氣田近兩年來壓力恢復測試情況，單井平均測試時間為36.25天，平均后期壓力恢復速率為0.007 MPa/d。根據實際壓力恢復程度分析，不難得出如下結論：靖邊氣田有相當一部分氣井，特別是中高產井，有縮短關井測試時間的潛力。

2005年3～6月，對陜45井區進行整體關井測壓，進一步證實了這一點。由表2可以看出：關井31天，平均地層壓力為19.5 MPa，恢復到原始地壓的64.46%；關井60天，平均地層壓力為19.84 MPa，恢復到原始地壓的65.59%；關井74天，平均地層壓力19.95MPa，恢復到原始地層壓力的65.95%，后期14天平均恢復速率0.008 MPa/d。

實踐表明：對于靖邊氣田部分氣井，特別是中高產井，有縮短關井測試時間的可能性。

2 壓降法確定氣井關井時間及目前地層壓力

氣田開發過程中，要不斷核實氣井的動態儲量，壓降法確定氣井關井時間及目前地層壓力就是在物質平衡計算動儲量的基礎上推導出來的。

2.1 壓降儲量計算原理方法

壓降法實質上是物質平衡方法的一個特例，即定容消耗性氣藏的物質平衡方法。

計算公式如下：

對于（12）式如果設A=Pi/Zi，B=Pi/（Zi×Gd），則（12）式又可改寫為：

可見，根據氣藏不同時刻的視地層壓力Pe/Z和對應累計產氣量Gp，在直角坐標系上可得到一條直線（見圖1），其直線方程見（13）式，該直線在縱坐標（Pe/Z）上的截距為A、斜率為B。對方程（13），設Pe=0時，所求得的Gp即為該氣藏所控制的地質儲量（動態儲量）。

圖1 壓降儲量曲線圖

2.2 關井時間的確定

通過對靖邊氣田大部分氣井泄流半徑的計算，發現目前大部分氣井仍沒有達到泄流半徑，即井與井之間的干擾還很小，因此大部分氣井的壓降曲線還沒有發生拐點，還是一條直線，在計算壓降儲量的時候，由于測試點相對較少，大部分氣井僅有2～3個點，所以常需要將關井套壓折算以求取地層壓力，然后結合測試點，這樣更能求準壓降儲量，同時依據壓降曲線及氣井累井產氣量，可求出任意時刻氣井的地層壓力，本方法就是在此基礎上建立起來的。

通過測試壓力點能夠建立一條壓降曲線，在氣井的生產過程中，常常因為各種原因關井，選擇關井時間在一周以上的點進行折算，在折算之前，對相應的靜壓折算軟件進行了精度評估，折算結果能夠達到足夠的精度要求，選擇2～3個點進行折算。