CN108804819A - 一种低渗气藏动态储量评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低渗气藏动态储量评价方法，属于低渗气藏动态储量评价领域。气井动态储量是气井合理配产、开发方案制订的重要依据。但由于低渗气藏储层较差，而传统的压降法、压力恢复试井法等动态储量的计算方法在低渗透气藏适用条件苛刻，需要经过复杂的修正。本方法通过对物质平衡法储量计算公式的改进，引入调和递减曲线模型，并在双对数坐标上绘制采气指数对拟时间的关系曲线，与Fetkovich图版上的调和递减曲线进行拟合，建立拟合点，在不进行全气藏关井的前提下，求取地层参数。该计算方法的优点是气井不需要进行关井测压，在不影响气井生产的情况下可以直接运用气井生产数据进行储量计算，因而具有广泛的实用性。

Description

一种低渗气藏动态储量评价方法

技术领域

本发明属于油气田开发中的低渗气藏动态储量评价领域，具体为一种低渗气藏动态储量评价方法，为低渗气藏动态储量计算提供了有效的指导。

背景技术

气藏动态储量是指参与渗流的储层气体的地质储量。处于不同勘探开发阶段的气藏，由于对气藏的认识程度不同，因此采用的储量计算方法也不同。目前，计算储量的方法主要分为两种，容积法和动态法。容积法是最常用的储量计算方法，适用范围广，它将气藏看成一个规则的容器来计算储量，然后将地下体积转化为地面体积。但由于储层本身的不规则性，以及在勘探初期所得的静态及动态资料较少，对储层认识不准确，所以容积法计算储量会带来较大的误差。

相比于容积法，动态法则是利用气藏和气井的生产动态资料求解储量。其中，气井生产动态资料包括油、气、水产量以及生产过程中气藏的压力和井底流压等。当地层压力达到废弃压力时，在储层中能够流动的气体所构成的储量即为动态储量。因此，动态法计算的动态储量既包含了可采储量，也包含了那些虽然可以流动但却无法采出的储量，也即为容积法所计算的静态天然气储量中可以流动的那部分。因此，从这个角度来说，动态法储量计算的可靠性要强于容积法。低渗透致密气藏一般需要动态储量来进行标定，随着气藏的不断开发，得到的动态生产资料也越来越多，利用这些动态资料就会得到更加可靠的动态储量，因此，确定动态储量是一个非常漫长的过程。

目前，气藏储量计算方法较多，研究成果也较多，但对于一些典型的低渗透性气藏来说，由于储层渗透性差、非均质性强，因此在关井求取地层平均压力时，从离井底较远的区域向生产井压力传递的速度会变得异常缓慢，从而导致储层各区域的压力难以平衡。计算气井动态储量的主要方法有物质平衡法、压降试井法、压力恢复试井法等。气田现场施工表明，在低渗透气藏中应用这些常规的储量计算方法需要适应比较严苛的条件，或则需要经过复杂的修正，且需要进行长时间关井测试，这给现场应用带来了诸多不便。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有计算方法方法中存在的难题，提供一种低渗气藏动态储量评价方法，可在气井不进行全气藏关井的情况下，通过对气藏现有生产数据处理分析，建立与Fetkovich图版上的调和递减曲线的拟合点，来求解地层参数，进而求取单井动态储量。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种低渗气藏动态储量评价方法，本方法以物质平衡法为基础，并引入物质平衡拟时间概念，将公式改进为与调和递减相同的模型。并且在双对数坐标轴上绘制q/[m(p_i)-m(p_wf)]对t_ca的关系曲线，然后与Fetkovich图版上的调和递减曲线进行拟和，建立拟和点求取地层参数来计算单井动态储量。

本发明提供的技术方案如下：

结合物质平衡原理以及Blasigame提出的物质平衡拟时间的概念，把物质平衡方程与拟稳定流方程联立求解，得下式：

其中，

式中p_i——原始地层压力，MPa；z_i——气体原始偏差系数；——地层平均压力，MPa；p_wf——井底流动压力，MPa；G——地质储量，m³；t_ca——拟等效时间；c_g——目前压力气体压缩系数，1/MPa；——目前压力下的气体黏度；r_e——供给半径，m；r_w——井的折算半径，m；k——地层渗透率，μm²；h——底层有效厚度，m；T——地层原始温度，k；q——日产气量，m³；

定义(1)式中t_ca为物质平衡拟时间：

式中：μ_i——原始地层压力下的天然气粘度，mPa·s；c_gi——原始地层压力下的压缩系数，1/MPa；

则(1)式整理、重排列，如下式所为：

对(3)式令t_Dd与q_Dd如下式：

将(4)式和(5)式带入(3)式，整理可得：

对(4)、(5)式变形、整理可得：

式(6)Fetkovich图板上调和递减曲线的形式一样，所以在双对数坐标轴并上绘制q/[m(p_i)-m(p_wf)]对t_ca的关系曲线正好覆盖其上，由式(7)和式(8)得：

式中：x为拟合点；

所述方法主要包括以下步骤:

步骤1：:计算原始地层拟压力m(p_i)；

步骤2：计算井底流压的拟压力m(p_wf)；

步骤3：计算天然气物性参数z_i、c_g和m(p)随压力变化的插值表；

步骤4：假设气藏原始地质储量G，根据生产数据、原始地层压力，用式计算气藏平均地层压力随生产时间的变化关系；

步骤5：由(2)式计算拟物质平衡时间t_ca；

步骤6：以q/m(p_i)-m(p_wf)为纵坐标，以物质平衡拟时间t_ca为横坐标在笛卡尔坐标系上作关系曲线，并与Fetkovich调和递减曲线进行拟合并找出拟合点；

步骤7：由(9)式计算气藏原始地质储量G_new；

步骤8：比较新求得值G_new与初始值G，若没有达到规定的误差范围内，则利用新求得的G_new为新的假设初始值，重复以上步骤(4)—(8)，直至所求值和假设值的差值达到要求精度为止，此时所求值即为正确的气藏原始地质储量G；

与现有的计算方法相比，本发明的优点在于：本方法并不需要气井进行全气藏关井来求取地层参数，在不影响气井生产计划的情况下，而只需要通过对气藏现有生产数据处理分析，建立与Fetkovich图版上的调和递减曲线的拟合点，来求解地层参数，进而求取单井动态储量。克服低渗气藏由于渗透性较差，压力恢复缓慢，通常在测试时间内无法恢复到地层压力，所带来的较为明显的计算误差。

附图说明

图1是本发明一种低渗气藏动态储量评价方法的实施步骤框图；

图2是低渗气藏DS-1井生产数据与井底流压的关系曲线图；

图3是运用本方法在低渗气藏DS-1井，生产数据与Fetkovich图版上的调和递减曲线的拟合；

图4是压降法曲线图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

本发明方法通过excel中的VBA开发工具编程，在对气藏原始生产数据按以下步骤进行处理之后，利用程序对低渗气藏生产数据进行拟合，通过反复试算，直到达到拟合要求精度，得出气井动态储量。其操作步骤如图1框图所示：

步骤1：通过气层原始地层压力，计算原始地层拟压力m(p_i)；

步骤2：通过井底流压数据，计算井底流压的拟压力m(p_wf)；

步骤3：计算天然气物性参数z_i、c_g和m(p)随压力变化的插值表；

步骤4：假设气藏原始地质储量G，根据生产数据、原始地层压力，用式计算气藏平均地层压力随生产时间的变化关系；

步骤5：由(2)式计算拟物质平衡时间t_ca；

步骤6：以为纵坐标，以物质平衡拟时间t_ca为横坐标在笛卡尔坐标系上作关系曲线，并与Fetkovich调和递减曲线进行拟合并找出拟合点；

步骤7：由(9)式计算气藏原始地质储量G_new；

步骤8：比较新求得值G_new与初始值G，若没有达到规定的误差范围内，则利用新求得的G_new为新的假设初始值，重复以上步骤(4)—(8)，直至所求值和假设值的差值达到要求精度为止，此时所求值即为正确的气藏原始地质储量G；

本方法在excel中VBA开发工具编程，通过对低渗气藏生产数据的处理分析，在不需要对全气藏关井的情况下，建立生产数据与Fetkovich调和递减曲线的拟合，当假设控制储量与计算控制储量的误差允许的范围内时，该计算控制储量即为所求。

图2是低渗气藏DS-1井生产数据日产气量与井底流压的关系曲线，即为本方法所需要的基础数据。

图3是按照上述步骤，通过excel中的VBA开发工具编程，将生产数据与Fetkovich调和递减曲线的拟合，图中曲线即为Fetkovich调和递减曲线，散点为气藏生产数据，从图中可以看出，气藏生产数据与Fetkovich图版拟合效果较好，计算储量精度较高。

对某低渗气藏DS-1井进行产能评价表明，用本方法预测的单井动态储量，假设单井控制储量为1.752×108m3，计算储量为1.7531×10⁸m³，图形拟合效果较好，误差在允许范围之内，计算精度较高。而压降法计算动态储量为1.52×10⁸m³，所求储量偏小(如图4)。

上述技术方案只是本发明基于物质平衡法的一种改进的实施方式，在不进行全气藏关井的情况下，通过对气藏生产数据的处理分析，建立Fetkovich调和递减曲线拟合点，求解地层参数，进而求取单井动态储量。从而避免了由于长时间关井对气藏生产计划的影响，大大提高了气藏施工效率。

Claims (5)

1.一种低渗气藏动态储量评价方法，本方法原理在于以物质平衡法为基础，并引入物质平衡拟时间概念，将公式变形为与调和递减相同的模型，并且在双对数坐标轴上绘制q/[m(p_i)-m(p_wf)]对t_ca的关系曲线，然后Fetkovich图版上的调和递减曲线进行拟和，建立拟和点求取地层参数，进而计算单井动态储量。

2.根据权利要求1所述的一种低渗气藏动态储量评价方法，其特征是：在物质平衡法的基础上，引入物质平衡拟时间的概念，对模型进行优化。

3.如权利要求1所述的低渗气藏动态储量评价方法，其特征在于：对式改进处理为与调和递减相同的模型，建立模型的具体步骤为：

结合物质平衡原理以及Blasigame提出的物质平衡拟时间的概念，把物质平衡方程与拟稳定流方程联立求解，得下式：

其中，

式中p_i——原始地层压力，MPa；z_i——气体原始偏差系数；——地层平均压力，MPa；p_wf——井底流动压力，MPa；G——地质储量，m³；t_ca——拟等效时间；c_g——目前压力气体压缩系数，1/MPa；——目前压力下的气体黏度；r_e——供给半径，m；r_w——井的折算半径，m；k——地层渗透率，μm²；h——底层有效厚度，m；T——地层原始温度，k；q——日产气量，m³；

定义(1)式中t_ca为物质平衡拟时间：

式中：μ_i——原始地层压力下的天然气粘度，mPa·s；c_gi——原始地层压力下的压缩系数，1/MPa；则对(1)式整理、重排列，如下式：

对(3)式，令t_Dd与q_Dd如下式：

将(4)式和(5)式带入(3)式，整理可得：

对(4)、(5)式变形、整理可得：

式(6)Fetkovich图板上调和递减曲线的形式一样，所以在双对数坐标轴并上绘制q/[m(p_i)-m(p_wf)]对t_ca的关系曲线正好覆盖其上，由式(7)和式(8)得：

式中：x为拟合点。

4.如权利要求3所建立的模型，利用气藏生产数据，在双对数坐标轴上绘制q/[m(p_i)-m(p_wf)]对t_ca的关系曲线，然后与Fetkovich图版上的调和递减曲线进行拟和，建立拟和点求取地层参数，进而计算单井动态储量。

所述方法主要包括以下步骤:

步骤1：:计算原始地层拟压力m(p_i)；

步骤2：计算井底流压的拟压力m(p_wf)；

步骤3：计算天然气物性参数z_i、c_g和m(p)随压力变化的插值表；

步骤4：假设气藏原始地质储量G，根据生产数据、原始地层压力，用式计算气藏平均地层压力随生产时间的变化关系；

步骤5：由(2)式计算拟物质平衡时间t_ca；

步骤6：以q/m(p_i)-m(p_wf)为纵坐标，以物质平衡拟时间t_ca为横坐标在笛卡尔坐标系上作关系曲线，并与Fetkovich调和递减曲线进行拟合并找出拟合点；

步骤7：由(9)式计算气藏原始地质储量G_new；

步骤8：比较新求得值G_new与初始值G，若没有达到规定的误差范围内，则利用新求得的G_new为新的假设初始值，重复以上步骤(4)—(8)，直至所求值和假设值的差值达到要求精度为止，此时所求值即为正确的气藏原始地质储量G。

5.根据权利要求4所述的一种低渗气藏动态储量评价方法的求解步骤，其特征是，本方法无需气井进行全气藏关井，而只需要对气藏生产数据处理分析，建立拟合点即可，大大提高了现场工作效率，具有广泛的实用性。