CN108952693B - 一种注气井吸气剖面的吸气比例的确定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种注气井吸气剖面的吸气比例的确定方法。该方法包括：获取目标井内各个地层深度的当前温度和当前压力；基于各个地层深度的当前温度和当前压力，确定各个地层深度的气体的当前摩尔体积；基于各个地层深度的气体的当前摩尔体积，确定目标井的井口压力为P0时，各个地层深度无吸气的理论压力；基于各个地层深度的当前压力和无吸气的理论压力，确定各个地层深度的吸气比例。本发明提供的确定方法将井下气体的流量测试问题转化为高精度的温度和压力测试，避免了气体流量测试复杂因素的影响。

Description

一种注气井吸气剖面的吸气比例的确定方法
技术领域
本发明涉及一种注气井吸气剖面的吸气比例的确定方法，属于油田井下测试技术领域。
背景技术
随着油田开发的不断深入，非烃类注气开发技术逐步得到了大规模应用，向井下注入空气、减氧空气、氮气等开发措施应用的越来越多。油田井下气体流量测试中，针对蒸汽的流量测试，通常采用涡轮流量计，但其量程的流量测量下限较高分辨率较大，无法满足小排量非烃类气体注入剖面测试的需求。针对非烃类气体的流量测试出现了采用热式质量流量计进行测试的方法和仪器，小流量气体测试效果好于涡轮流量计，但该类仪器存在着测量探头易被井下油污等杂质沾染，造成测量数据异常偏大，测试数据无法解释等问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种注气井吸气剖面的吸气比例的确定方法，该确定方法将井下气体的流量测试问题转化为高精度的温度和压力测试，避免了气体流量测试复杂因素的影响。
为达到上述目的，本发明提供了一种注气井吸气剖面的吸气比例的确定方法，该方法包括：
分别获取目标井内各个地层深度的当前温度和当前压力；
基于各个地层深度的当前温度和当前压力，确定各个地层深度的气体的当前摩尔体积；
基于各个地层深度的气体的当前摩尔体积，确定目标井的井口压力为P0(P0的值为仪器井口实测值)时，各个地层深度无吸气的理论压力；
基于各个地层深度的当前压力和无吸气的理论压力，确定各个地层深度的吸气比例。
在上述方法中，优选地，基于当前温度和当前压力，确定各个地层深度的气体的当前摩尔体积包括以下过程：
将各个地层深度的当前温度和当前压力代入式1所示的范德瓦尔斯方程，从而分别得到各个地层深度的气体的当前摩尔体积；
Figure BDA0001633742920000021
式1中，P为压力；T为温度；v0为气体的摩尔体积；a、b均为常数；R为普适气体常数；n为摩尔数。
在上述方法中，优选地，基于各个地层深度的气体的当前摩尔体积，确定目标井的井口压力为P0时，各个地层深度无吸气的理论压力包括以下过程：
将各个地层深度的气体的当前摩尔体积代入式2所示的公式中，计算得到在目标井的井口压力为P0的条件下，各个地层深度无吸气的理论压力；
Figure BDA0001633742920000022
式2中，ρ为气体密度；g为重力加速度常数；v0为气体的摩尔体积，μ0为气体的摩尔质量，P为压力；h为地层深度。
在上述方法中，优选地，基于各个地层深度的当前压力和无吸气的理论压力，确定各个地层深度的吸气比例包括以下过程：
按照式3所示的公式，分别计算得到各个地层深度的压力损失值
△P＝ABS(P-P’) 式3
式3中，△P为压力损失值；P为当前压力；P’为无吸气的理论压力；ABS表示绝对值；
对各个地层深度的压力损失值进行累计求和，以获得压力损失总值；
按照式4所示的公式，分别计算得到各个地层深度的吸气比例；
Figure BDA0001633742920000023
式4中，△P为压力损失值；△P总为压力损失值总值。
在上述方法中，优选地，目标井内各个地层深度的当前温度和当前压力是分别通过温度测试仪和压力测试仪测量得到的。
本发明提供的技术方案不受井下介质潮湿沾污、管柱变形等复杂因素的影响，能够准确获得注气井井下任意位置的气体流速和各层段吸气情况。
附图说明
图1为实施例1的注气井吸气剖面的吸气比例的确定方法的流程示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种注气井吸气剖面的吸气比例的确定方法(流程如图1所示)，其包括以下步骤：
步骤S101：获取目标井内各个地层深度的当前温度和当前压力；
利用高精度温度测试仪和高精度压力测试仪对目标井下各个地层深度进行测量，以获取各个地层的当前温度和当前压力；
沿竖直方向，按照由上至下的顺序，将目标井内各个地层深度依次标记为h1、h2、…、hn；各个地层深度的当前温度相应地标记为T1、T2、…、Tn，当前压力相应地标记为P1、P2、…、Pn。
步骤S102：基于当前温度和当前压力，确定各个地层深度的气体的当前摩尔体积；
将上述获得的各个地层深度的当前温度和当前压力代入式1所示的范德瓦尔斯方程，从而得到各个地层深度的气体的当前摩尔体积；
Figure BDA0001633742920000031
利用式1所示的公式可以计算得到v0的3个根，舍掉其中不合理的2个根，剩余的那个根即为v0的最终值；
各个地层深度的当前摩尔体积相应的可以标记为v01、v02、…、v0n。
步骤S103：基于气体的当前摩尔体积，确定目标井的井口压力为P0时，各个地层深度无吸气的理论压力；
将上述获得的各个地层深度的气体的当前摩尔体积代入式2所示的公式中，其中，气体密度ρ可以由气体的摩尔质量与气体的摩尔体积表示；
Figure BDA0001633742920000041
则式2所示的公式为只含有压力P的微分方程，根据该方程可以分别计算出井口压力为P0时，地层深度h1、h2、…、hn的无吸气的理论压力，分别记为P’1、P’2、…、P’n。
步骤S104：基于各个地层深度的当前压力和无吸气的理论压力，确定各个地层深度的吸气比例；
按照式3所示的公式，分别计算得到各个地层深度的压力损失值，各个地层深度的压力值依次记为△P1、△P2、…、△Pn
△P＝ABS(P-P’) 式3
其中，△P1＝ABS(P1-P’1)；
△P2＝ABS(P2-P’2)；
△Pn＝ABS(Pn-P’n)；
对各个地层深度的压力损失值进行累计求和，以获得压力损失总值
△P总＝△P1+△P2+…+△Pn
按照式4所示的公式，分别计算得到各个地层深度的吸气比例，各个地层深度的吸气比例依次记为ICn1、ICn2、…、ICnn
Figure BDA0001633742920000042
其中，ICn1＝(△P1/△P总)×100％；
ICn2＝(△P2/△P总)×100％；
ICnn＝(△Pn/△P总)×100％。

Claims (4)

1.一种注气井吸气剖面的吸气比例的确定方法，该方法包括：
分别获取目标井内各个地层深度的当前温度和当前压力；
基于所述各个地层深度的当前温度和当前压力，确定各个地层深度的气体的当前摩尔体积；
基于所述各个地层深度的气体的当前摩尔体积，确定所述目标井的井口压力为P0时，各个地层深度无吸气的理论压力；
基于所述各个地层深度的当前压力和无吸气的理论压力，确定各个地层深度的吸气比例，包括以下过程：
按照式3所示的公式，分别计算得到各个地层深度的压力损失值；
△P＝ABS(P-P’) 式3；
式3中，△P为压力损失值；P为当前压力；P’为无吸气的理论压力；ABS表示绝对值；
对所述各个地层深度的压力损失值进行累计求和，以获得压力损失总值；
按照式4所示的公式，分别计算得到各个地层深度的吸气比例；
Figure FDA0003283737010000011
式4中，△P为压力损失值；△P总为压力损失值总值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述各个地层深度的当前温度和当前压力，确定各个地层深度的气体的当前摩尔体积包括以下过程：
将所述各个地层深度的当前温度和当前压力代入式1所示的范德瓦尔斯方程，从而分别得到各个地层深度的气体的当前摩尔体积；
Figure FDA0003283737010000012
式1中，P为压力；T为温度；v0为气体的摩尔体积；a、b均为常数；R为普适气体常数；n为摩尔数。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述各个地层深度的气体的当前摩尔体积，确定所述目标井的井口压力为P0时，各个地层深度无吸气的理论压力包括以下过程：
将所述各个地层深度的气体的当前摩尔体积代入式2所示的公式中，计算得到在目标井的井口压力为P0的条件下，各个地层深度无吸气的理论压力；
Figure FDA0003283737010000021
式2中，ρ为气体密度；g为重力加速度常数；v0为气体的摩尔体积，μ0为气体的摩尔质量，P为压力；h为地层深度。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目标井内各个地层深度的当前温度和当前压力是分别通过温度测试仪和压力测试仪测量得到的。
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