CN103590813B - 两层合采气井动态储量的测试方法、测试管柱及测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种两层合采气井动态储量的测试方法、测试管柱及测试装置，其中，所述方法包括：测量两层合采气井中气井第一层和气井第二层的地层压力的变化情况；根据气井第一层和气井第二层的地层压力的变化情况，计算气井第一层和气井第二层的动态储量；对气井第一层和气井第二层的动态储量求和，获得两层合采气井的动态储量。通过测量两层合采气井中气井第一层和气井第二层的地层压力的变化情况来计算两层合采气井分层的动态储量，能够精确的获得两层合采气井合层的动态储量，从而降低储量评价的不确定性。

Description

两层合采气井动态储量的测试方法、测试管柱及测试装置

技术领域

本发明涉及石油天然气的开采及分析领域，特别涉及一种两层合采气井动态储量的测试方法、测试管柱及测试装置。

背景技术

目前，多层合采开采方式已在国内外多个气田广泛实施。多层合采气井(指层间无越流的类型)受层间平均压力差异、渗透性差异、每层动态储量差异的影响，从而表现出不同的动态特征。所谓动态储量是指在现有技术和井网开采方式不变的条件下，以单井或气藏的产量和压力等生产动态数据为基础，用气藏工程方法计算得到的“当气井产量和波及范围内的地层压力降为标准状况时”的累积产气量。

现有的测试和计算动态储量的方法主要有物质平衡法、不稳定试井法、产量递减法、产量累积法等。其中，物质平衡法是目前测试和计算动态储量的主要方法，使用该方法采出程度需大于5％〔中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 6098-2000，天然气可采储量计算方法，国家石油和化学工业局发布〕。但是，对于多层合采气井，经典物质平衡方程不能准确地测试气井的实际生产动态；而现有的其他方法只能给出一个笼统的数值，且测试结果不准确。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本发明的目的在于提供一种两层合采气井动态储量的测试方法、测试管柱及测试装置，通过测量两层合采气井中气井第一层和气井第二层的地层压力的变化情况来计算两层合采气井分层的动态储量，能够精确的获得两层合采气井的动态储量，从而降低储量评价的不确定性。

根据本发明的第一方面，提供一种两层合采气井动态储量的测试方法，其中，所述方法包括：测量两层合采气井中气井第一层和气井第二层的地层压力的变化情况；根据气井第一层和第二层气井的地层压力的变化情况，计算气井第一层和气井第二层的动态储量；对气井第一层和气井第二层的动态储量求和，获得两层合采气井的动态储量。

根据本发明的第二方面，提供一种两层合采气井动态储量的测试管柱，所述测试管柱包括：套管以及从上到下依次设置在所述套管内的第一封隔器、第一压力计、第二封隔器以及第二压力计，其中，所述第一封隔器用于封隔两层合采气井的气井第一层与所述气井第一层以上的部分；所述第一压力计用于测量所述气井第一层的地层压力；所述第二封隔器用于封隔两层合采气井的气井第一层与气井第二层；所述第二压力计用于测量所述气井第二层的地层压力。

根据本发明的第三方面，提供一种两层合采气井动态储量的测试装置，其中，所述装置包括：根据本发明的第二方面所述的测试管柱以及与所述测试管柱进行数据通信的处理器；其中，所述处理器根据接收的来自所述第一压力计和第二压力计的测量数据，计算气井第一层和气井第二层的动态储量；并且，对气井第一层和气井第二层的动态储量求和，获得两层合采气井的动态储量。

本发明的有益效果在于：通过测量两层合采气井中气井第一层和气井第二层的地层压力的变化情况来计算两层合采气井分层的动态储量，获得的储量结果精确，且降低了储量评价的不确定性。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

参照以下的附图可以更好地理解本发明的很多方面。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。为了便于示出和描述本发明的一些部分，附图中对应部分可能被放大或缩小。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。此外，在附图中，类似的标号表示几个附图中对应的部件，并可用于指示多于一种实施方式中使用的对应部件。

在附图中：

图1是本发明实施例1的两层合采气井动态储量的测试方法的流程图；

图2是本发明实施例1的根据表1的数据进行线性回归拟合而获得的X-Y关系图；

图3是本发明实施例2的测试管柱的结构示意图；

图4是本发明实施例3的两层合采气井动态储量的测试装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的各种实施方式进行说明。这些实施方式只是示例性的，不是对本发明的限制。

实施例1

图1是本发明实施例1的两层合采气井动态储量的测试方法的流程图。如图1所示，该方法包括：

步骤101：测量两层合采气井中气井第一层和气井第二层的地层压力的变化情况；

步骤102：根据气井第一层和第二层气井的地层压力的变化情况，计算气井第一层和气井第二层的动态储量；

步骤103：对气井第一层和气井第二层的动态储量求和，获得两层合采气井的动态储量。

由上述实施例可知，通过测量两层合采气井中气井第一层和气井第二层的地层压力的变化情况来计算两层合采气井分层的动态储量，能够精确的获得两层合采气井的动态储量，从而降低储量评价的不确定性。

在本实施例的步骤101中，可以通过在不同时刻、同时测量气井第一层和气井第二层的地层压力，获得至少两组的气井第一层和气井第二层的地层压力，从而获得地层压力的变化情况。但本发明并不限于这种方法。

在本实施例的步骤102中，在获得至少两组的气井第一层和气井第二层的地层压力后，可利用线性回归法计算气井第一层和气井第二层的动态储量，但本发明不限于这种方法。以下对步骤102中计算气井第一层和气井第二层的动态储量进行具体的说明：

对于层间无越流的两层合采气井，每层气井均符合传统物质平衡方程的各项条件，气井第一层的物质平衡方程可表示为：

${\left(\frac{P}{Z}\right)}_1={\left(\frac{P}{Z}\right)}_i(1-\frac{G_{P1}}{G_1})---\left(1\right)$

气井第二层的物质平衡方程可表示为：

${\left(\frac{P}{Z}\right)}_2={\left(\frac{P}{Z}\right)}_i(1-\frac{G_{P2}}{G_2})---\left(2\right)$

两层气井的累积产量为分层产量之和，即：

G_p＝G_P1+G_P2 (3)

其中，P表示地层压力，单位是MPa；Z表示天然气偏差系数，无量纲；G_p1表示气井第一层的累计产量，G_p2表示气井第二层的累计产量，G₁表示气井第一层的动态储量，G₂表示气井第二层的动态储量；G_p表示两层合采气井的累计产量；G_p1、G_p2和G_p的单位均为10⁸m³；表示气井第一层经偏差系数校正过的地层压力，表示气井第二层经偏差系数校正过的地层压力，表示经偏差系数校正过的原始地层压力。

在本实施例中，获得G_p、Z以及可使用现有方法中的任一种，本发明并不对此进行限制。例如，G_p可通过在井口计量获得，Z可通过天然气物性参数(例如天然气比重γ，体积系数Bg，天然气拟临界压力、天然气拟临界温度等)以及地层温度数据计算获得，可通过开采前测量的原始地层压力数据计算获得。

将式(1)和(2)带入式(3)：

$G_1\frac{{\left(\frac{P}{Z}\right)}_i-{\left(\frac{P}{Z}\right)}_1}{{\left(\frac{P}{Z}\right)}_i-{\left(\frac{P}{Z}\right)}_2}+G_2=G_p\frac{{\left(\frac{P}{Z}\right)}_i}{{\left(\frac{P}{Z}\right)}_i-{\left(\frac{P}{Z}\right)}_2}---\left(4\right)$

其中，令

$Y=\frac{G_p{\left(\frac{P}{Z}\right)}_i}{{\left(\frac{P}{Z}\right)}_i-{\left(\frac{P}{Z}\right)}_2};X=\frac{{\left(\frac{P}{Z}\right)}_i-{\left(\frac{P}{Z}\right)}_1}{{\left(\frac{P}{Z}\right)}_i-{\left(\frac{P}{Z}\right)}_2}$

则有：

Y＝G₁X+G₂ (5)

这样，通过在上述步骤101中获得至少两组的气井第一层和气井第二层的地层压力，即获得至少两组和将其代入式(5)，即能获得气井第一层的动态储量G₁和气井第二层的动态储量G₂。

在本实施例中，如果在步骤101中测得N组分层压力的值，N≥2，将N组数据分别带入式(5)，得到N组(X,Y)的值，可通过线性回归的方法得到直线的斜率与截距，其中，直线的斜率即为气井第一层的动态储量G₁，截距即为气井第二层的动态储量G₂。

表1

表1是本实施例的在不同生产天数测得的气井第一层和气井第二层的地层压力和累计产量数据，其中，视地层压力表示经偏差系数校正过的地层压力，即P/Z；图2是本实施例的根据表1的数据进行线性回归拟合而获得的X-Y关系图，如图2所示，通过线性回归进行拟合，计算得到气井第一层的动态储量G₁为7.72亿立方米，气井第二层的动态储量G₂为7.62亿立方米。

在本实施例的步骤103中，利用步骤102中获得的气井第一层的动态储量G₁和气井第二层的动态储量G₂，对其进行求和，从而获得两层合采气井的动态储量G：

G＝G₁+G₂ (6)

这样，利用多组数据进行线性回归的拟合，能够进一步提高测试两层合采气井的动态储量的精确度。

在本实施例中，该方法还可包括以下可选步骤：

步骤104：根据气井第一层和第二层气井的地层压力的变化情况，计算气井第一层和气井第二层的动用程度。

其中，根据上式(1)和(2)，气井第一层和气井第二层的动用程度分别用式(7)和式(8)表示：

$\frac{G_{P1}}{G_1}=1-{\left(\frac{P}{Z}\right)}_1/{\left(\frac{P}{Z}\right)}_i---\left(7\right)$

$\frac{G_{P2}}{G_2}=1-{\left(\frac{P}{Z}\right)}_2/{\left(\frac{P}{Z}\right)}_i---\left(8\right)$

例如，根据表1的数据和图2的拟合结果，在生产天数为2500天时，使用式(7)和式(8)计算获得的气井第一层的动用程度为49.7％，气井第二层的动用程度为24.8％。

这样，根据本实施例，可以精确的计算两层合采气井中各个分层的动用程度。

由上述实施例可知，通过测量两层合采气井中气井第一层和气井第二层的地层压力的变化情况来计算两层合采气井分层的动态储量，能够精确的获得两层合采气井的动态储量，从而降低储量评价的不确定性。

进一步的，利用多组数据进行线性回归的拟合，能够进一步提高测试两层合采气井的动态储量的精确度。

进一步的，还能够精确的计算两层合采气井中各个分层的动用程度。

实施例2

图3是本发明实施例2的测试管柱的结构示意图，其用于实施例1的两层合采气井动态储量的测试方法。如图3所示，该测试管柱300包括套管301以及从上到下依次设置在所述套管内的第一封隔器302、第一压力计303、第二封隔器304以及第二压力计305。另外，可选的是，还可在套管301内设置位于第二压力计305下方的坐封球座306以及接球筒307；另外，308和309分别表示气井第一层和气井第二层，310表示油管，其位于套管301内，第一压力计303、第二压力计305以及坐封球座306置于油管310内，311表示大地的地表。其中，

第一封隔器302用于封隔两层合采气井的气井第一层与气井第一层以上的部分；

第一压力计303用于测量气井第一层的地层压力；

第二封隔器304用于封隔两层合采气井的气井第一层与气井第二层；

第二压力计305用于测量气井第二层的地层压力；

坐封球座306用于在测试管柱内憋压坐封封隔器；

接球筒307用于在坐封球座306失效时，接收坐封球。

在本实施例中，第一压力计303和第二压力计305同时分别测量气井第一层和气井第二层的地层压力，在不同的时刻测得至少两组的气井第一层和气井第二层的地层压力数据后，可利用实施例1中的测试方法获得气井第一层和气井第二层的动态储量、从而获得两层合采气井的动态储量，另外，还可计算两层合采气井中各个分层的动用程度。

在本实施例中，根据在不同的时刻测得的至少两组的气井第一层和气井第二层的地层压力数据，来计算气井第一层和气井第二层的动态储量、两层合采气井的动态储量以及两层合采气井中各个分层的动用程度的方法与实施例1中的记载相同，此处不再重复。

由上述实施例可知，通过测量两层合采气井中气井第一层和气井第二层的地层压力的变化情况来计算两层合采气井分层的动态储量，能够精确的获得两层合采气井的动态储量，从而降低储量评价的不确定性。

实施例3

图4是本发明实施例3的两层合采气井动态储量的测试装置的结构示意图，对应于实施例1的测试方法。如图4所示，该装置400包括测试管柱401以及与测试管柱401进行数据通信的处理器402；其中，

测试管柱401与实施例2的测试管柱具有相同的结构，此处不再重复；

处理器402根据接收的来自测试管柱的第一压力计和第二压力计的测量数据，计算气井第一层和气井第二层的动态储量；并且，对气井第一层和气井第二层的动态储量求和，获得两层合采气井的动态储量。

在本实施例中，处理器402可根据在不同时刻测得的至少两组气井第一层和气井第二层的地层压力，利用线性回归法计算所述气井第一层和气井第二层的动态储量。

另外，处理器402还根据气井第一层和第二层气井的地层压力的变化情况，计算气井第一层和气井第二层的动用程度。

在本实施例中，测试管柱401与处理器402进行数据通信可采用现有方法中的任一种，本发明并不对此进行限制。例如，可通过设置数据接口或数据线的方式，进行数据通信。

在本实施例中，根据在不同的时刻获得的至少两组的气井第一层和气井第二层的地层压力数据，来计算气井第一层和气井第二层的动态储量、两层合采气井的动态储量以及两层合采气井中各个分层的动用程度的方法与实施例1中的记载相同，此处不再重复。

由上述实施例可知，通过测量两层合采气井中气井第一层和气井第二层的地层压力的变化情况来计算两层合采气井分层的动态储量，能够精确的获得两层合采气井的动态储量，从而降低储量评价的不确定性。

本发明以上的装置和方法可以由硬件实现，也可以由硬件结合软件实现。本发明涉及这样的计算机可读程序，当该程序被逻辑部件所执行时，能够使该逻辑部件实现上文该的装置或构成部件，或使该逻辑部件实现上文该的各种方法或步骤。

本发明还涉及用于存储以上程序的存储介质，如硬盘、磁盘、光盘、DVD、flash存储器等。

以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明的精神和原理对本发明做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种两层合采气井动态储量的测试方法，其中，所述方法包括：

测量两层合采气井中气井第一层和气井第二层的地层压力的变化情况；

根据气井第一层和气井第二层的地层压力的变化情况，计算气井第一层和气井第二层的储量；

对气井第一层和气井第二层的储量求和，获得两层合采气井的动态储量，

其中，测量地层压力的测试管柱具有位于套管最下方的坐封球座以及接球筒，

所述坐封球座用于在测试管柱内憋压坐封封隔器；

所述接球筒用于在所述坐封球座失效时，接收坐封球。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述测量两层合采气井中气井第一层和气井第二层的地层压力的变化情况的步骤包括：

在至少两个不同的时刻，同时测量两层合采气井中气井第一层和气井第二层的地层压力，获得至少两组气井第一层和气井第二层的地层压力。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，

根据至少两组气井第一层和气井第二层的地层压力，利用线性回归法计算所述气井第一层和气井第二层的储量。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：

根据气井第一层和气井第二层的地层压力的变化情况，计算气井第一层和气井第二层的动用程度。

5.一种两层合采气井动态储量的测试管柱，所述测试管柱包括：套管以及从上到下依次设置在所述套管内的第一封隔器、第一压力计、第二封隔器、第二压力计、坐封球座以及接球筒，其中，

所述第一封隔器用于封隔两层合采气井的气井第一层与所述气井第一层以上的部分；

所述第一压力计用于测量所述气井第一层的地层压力；

所述第二封隔器用于封隔两层合采气井的气井第一层与气井第二层；

所述第二压力计用于测量所述气井第二层的地层压力；

所述坐封球座用于在测试管柱内憋压坐封封隔器；

所述接球筒用于在所述坐封球座失效时，接收坐封球，

其中，所述第一压力计和第二压力计在至少两个不同的时刻，同时分别测量两层合采气井中气井第一层和气井第二层的地层压力，获得至少两组气井第一层和气井第二层的地层压力。

6.一种两层合采气井动态储量的测试装置，其中，所述装置包括：

根据权利要求5所述的测试管柱以及与所述测试管柱进行数据通信的处理器；其中，

所述处理器根据接收的来自所述第一压力计和第二压力计的测量数据，计算气井第一层和气井第二层的储量；并且对气井第一层和气井第二层的储量求和，获得两层合采气井的动态储量。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，

所述处理器根据在不同时刻测得的至少两组气井第一层和气井第二层的地层压力，利用线性回归法计算所述气井第一层和气井第二层的储量。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，

所述处理器还根据气井第一层和第二层气井的地层压力的变化情况，计算气井第一层和气井第二层的动用程度。