CN110617048A - 一种储气库布井方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于气藏工程技术领域，具体涉及一种储气库布井方法。本发明首先采用地层系数将储气库建库区域划分为两个区域，然后计算不同区域工作气量与区域内采气井数关系，在此基础上，根据工作气量最大化原则，计算确定出每个区域合理的采气井数，最后每个区域按照计算的采气井数，各自采用均匀的布井方式进行布井。通过本布井方法能够有效提高储气库工作气量。
Description
技术领域
本发明属于气藏工程技术领域，具体涉及一种储气库布井方法。
背景技术
储气库通常具有采气时间短、工作气量大的特点。国内储气库单周期采气时间一般在2-3月左右，采气期间的工作气量却占到气库地质储量的20-40％，折算后采气速度达到了120％左右。因此，储气库想要在如此短的时间内采出大量的气体，布井方式的选择是非常重要的。
储气库布井方式与常规气田开发有很大不同，在相同的投资条件下，气田开发布井方式追求的是气田采收率最大化，而储气库布井方式追求的是气库在一个采气周期(3-4个月)内工作气量的最大化，目前大部分储气库布井方式都采用的是均匀井网。但是利用非均质性气藏建设的储气库，不同区域气井产气能力差异性较大，不宜采用一套布井方式。采用什么样的布井方式，提高储气库工作气量的关键。
发明内容
本发明提供了一种储气库布井方法，目的在于提供一种能够提高储气库工作气量的储气库布井方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种储气库布井方法，包括如下步骤：
步骤一：将建库区域划分区域
根据地层系数，将建库区域划分为两个区域；
步骤二：计算不同区域工作气量与区域内采气井数关系
根据步骤一划分的两个区域，通过如下过程得到不同区域工作气量与区域内采气井数关系
a.计算不同区域原始地质储量；
b.计算不同区域地层压力P与区域累计产气量Q关系；
c.确定储气库建库区域气井在不同地层压力下合理日产气量；
d.根据c中气井合理日产气量计算结果，确定不同区域气井合理产量平均值与地层压力关系；
e.确定采气第n天区域累计采气量与区域气井合理日产气量关系；
f.确定采气第n天区域累计采气量计算公式；
g.计算不同区域在不同井数条件下区域工作气量；
h.根据g计算结果拟合不同区域工作气量与区域内采气井数关系；
步骤三：确定不同区域所应布置的采气井数
根据步骤二得到的不同区域工作气量与区域内采气井数关系，按照工作气量最大化原则，确定不同区域布置的采气井数；
步骤四：布井
根据步骤三确定的不同区域布置的采气井数，按照区域形状采取均匀的方式进行布井。
所述的步骤一中根据地层系数大小，将建库区域划分为两个区域的具体划分方法是：地层系数在0.4Khmax-Khmax范围内的区域记为A区；地层系数在0-0.4Khmax范围内的区域记为B区；其中Khmax为建库区域地层系数最大值。
所述的步骤二中的区域工作气量为该区域所有气井在一个采气周期内累计采出气量的总和，即一个采气周期内采气最后一天区域累计采气量。
所述的步骤二的a中计算不同区域原始地质储量的具体计算方法为根据不同区域的含气面积、平均有效厚度、平均孔隙度、平均原始含气饱和度以及建库区域原始地层压力数据，采用容积法，计算不同区域原始地质储量，计算公式如下：
式中：G为区域原始地质储量，单位为108m3；
A为区域含气面积，单位为km2；
H为区域平均有效厚度，单位为m；
φ为区域平均孔隙度；
Sgi为区域平均原始含气饱和度；
Pi、Psc为储气库建库区域原始地层压力和标准压力，单位为MPa；
Zi为储气库建库区域原始地层压力下偏差系数；
Ti、Tsc为储气库建库区域原始地层温度和标准温度，单位为K。
所述的步骤二的b中，计算不同区域地层压力P与区域累计产气量Q关系，具体计算公式如下：
式中：
PA为A区目前地层压力，单位为MPa；
PB为B区目前地层压力，单位为MPa；
GA、GB分别为A区、B区原始地质储量，单位为108m3；
QA、QB分别为A区、B区目前累计采气量，单位为108m3；
ZA为A区目前地层压力下偏差系数；
ZB为B区目前地层压力下偏差系数；
Zi为原始地层压力下偏差系数。
所述的步骤二的c中，确定储气库建库区域气井在不同地层压力下合理日产气量的具体计算方法，是在同一坐标系下，根据气井二项式产能方程绘制不同地层压力P条件下，采气井日产气量q和井底流压Pwf关系曲线，同时根据井筒管流方程绘制采气井日产气量q和井底流压Pwf关系曲线，形成气井流入流出曲线交汇图，交点处对应的气井日产气量为地层压力P条件下采气井的合理日产气量qh。
二项式产能方程为：
井筒管流方程：
式中：Pwf、Ptf为井底流压和井口压力，单位为MPa；
C、D为二项式产能方程系数；
为管柱内气体平均温度，单位为K；
为井筒气体平均偏差系数，无量纲；
q为采气井日产气量，单位为m3/d；
d为油管内径，单位为nm；
f为摩助系数；
s为方程指数，rg为天然气相对密度，L为井口到气层中部深度。
所述步骤二的d中，确定不同区域气井合理产量平均值与地层压力关系的具体方法，是根据步骤二c中气井合理日产气量计算结果，计算不同区域气井在不同地层压力下合理产量平均值，然后采用多项式拟合方法，拟合不同区域气井合理产量平均值与地层压力关系，得到关系式：
qhA＝fA(PA)
qhB＝fB(PB)
式中：qhA、qhB分别为A区、B区某一地层压力下气井合理日产气量平均值，单位为104m3/d。
所述步骤二的e中确定采气第n天区域累计采气量与区域气井合理日产气量关系的方法为：气井每天按照合理日产气量生产，根据物质守恒定律，采气第n天区域累计采气量与区域气井合理日产气量存在如下关系：
式中：
QAn、QBn分别为采气第n天A区、B区累计采气量，单位为108m3/d；
qhAn、qhBn分别为采气第n天A区、B区气井的合理产量，单位为104m3/d；
NA、NB分别为A区、B区采气井井数。
所述步骤二的f中，确定采气第n天区域累计采气量计算公式的具体方法是将步骤二中的b得到的计算公式带入到步骤二中的d相应计算公式中，再将得到的新公式带入到步骤二的e相应计算公式中，最终得到采气第n天区域累计采气量计算公式如下：
式中：n为大于零的整数；
QAn、QBn为采气第n天A区、B区累计采气量，单位为108m3/d；
QA(x-1)、QB(x-1)为采气第x-1天A区、B区累计采气量，单位为108m3/d；
ZA(x-1)、ZB(x-1)为采气第x-1天A区、B区地层压力下偏差系数。
所述步骤二的g中计算区域工作气量的方法包括以下步骤：
①采气第0天，区域累计采气量为0，即QA0＝QB0＝0；
②根据QA0，QB0值以及不同区域采气井数，步骤二的f中得到的公式，计算QA1、QB1的值，再根据QA1、QB1计算结果，计算出QA2、QB2，如此反复迭代计算出任意采气天数的区域累计采气量；
③根据②计算结果，结合储气库一个采气周期采气天数，确定不同区域采气最后一天的区域累计采气量，即区域工作气量；
步骤二的h中确定不同区域工作气量与区域内采气井数关系的方法，是根据步骤二g计算结果，采用多项式拟合方法，拟合不同区域工作气量与区域内采气井数关系，得到关系式如下：
QA工作＝f2A(NA)
QB工作＝f2B(NB)
其中：QA工作、QB工作为A区、B区工作气量，单位为108m3/d；
NA、NB为A区、B区采气井数。
所述步骤三中不同区域布置的采气井数的具体计算方法包括以下步骤：
①假设区域A采气井数NA、区域B采气井数NB为0；
②根据步骤二中的g得到的计算公式，计算在NA、NB目前取值条件下，不同区域新增一口采气井气库工作气量的增量，计算公式如下：
ΔQA工作＝f2A(NA+1)-f2A(NA)
ΔQB工作＝f2B(NB+1)-f2B(NB)
其中：ΔQA工作、ΔQB工作分别为A区、B区在目前NA、NB取值条件下新增一口采气井气库工作气量增量，单位为108m3/d；
③在目前NA、NB取值条件下，若储气库建设区域新增加一个口采气井，该气井优先部署在能最大幅度提高气库工作气量的区域内。因此，将②计算得到的ΔQA工作和ΔQB工作进行对比，取新增一口采气井气库工作气量增量最大的区域，使该区域采气井数Ni增加一口，即Ni＝Ni+1；
④将储气库总井数Nz与不同区域采气井数之和进行比较，若Nz>NA+NB，则根据NA、NB最新计算值，返②重新计算；若N＝NA+NB，则进入⑤；
⑤根据④得到的结果，将储气库A区布井井数确定为NA，B区布井井数确定为NB。
有益效果：
本发明通过将建库区域划分区域、计算不同区域工作气量与区域内采气井数关系、确定不同区域所应布置的采气井数和布井四个步骤，合理确定了储气库不同区域采气井数，提高了储气库工作气量。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明流程图；
图2是本发明实施例二中井1流入流出曲线交会图；
图3是本发明实施例二中不同区域气井合理产量平均值与地层压力关系多项式拟合图；
图4是本发明实施例二中A区域工作气量与区域内采气井数关系多项式拟合图；
图5是本发明实施例二中B区域工作气量与区域内采气井数关系多项式拟合图；
图6是本发明实施例二中储气库最终井位部署图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图1所示的一种储气库布井方法，包括如下步骤：
步骤一：将建库区域划分区域
根据地层系数，将建库区域划分为两个区域；
步骤二：计算不同区域工作气量与区域内采气井数关系
根据步骤一划分的两个区域，通过如下过程得到不同区域工作气量与区域内采气井数关系
a.计算不同区域原始地质储量；
b.计算不同区域地层压力P与区域累计产气量Q关系；
c.确定储气库建库区域气井在不同地层压力下合理日产气量；
d.根据c中气井合理日产气量计算结果，确定不同区域气井合理产量平均值与地层压力关系；
e.确定采气第n天区域累计采气量与区域气井合理日产气量关系；
f.确定采气第n天区域累计采气量计算公式；
g.计算不同区域在不同井数条件下区域工作气量；
h.根据g计算结果拟合不同区域工作气量与区域内采气井数关系；
步骤三：确定不同区域所应布置的采气井数
根据步骤二得到的不同区域工作气量与区域内采气井数关系，按照工作气量最大化原则，确定不同区域布置的采气井数；
步骤四：布井
根据步骤三确定的不同区域布置的采气井数，按照区域形状采取均匀的方式进行布井。
优选的是所述的步骤一中根据地层系数大小，将建库区域划分为两个区域的具体划分方法是：地层系数在0.4Khmax-Khmax范围内的区域记为A区；地层系数在0-0.4Khmax范围内的区域记为B区；其中Khmax为建库区域地层系数最大值。
优选的是所述的步骤二中的区域工作气量为该区域所有气井在一个采气周期内累计采出气量的总和，即一个采气周期内采气最后一天区域累计采气量。
优选的是所述的步骤二的a中计算不同区域原始地质储量的具体计算方法为根据不同区域的含气面积、平均有效厚度、平均孔隙度、平均原始含气饱和度以及建库区域原始地层压力数据，采用容积法，计算不同区域原始地质储量，计算公式如下：
式中：G为区域原始地质储量，单位为108m3；
A为区域含气面积，单位为km2；
H为区域平均有效厚度，单位为m；
φ为区域平均孔隙度；
Sgi为区域平均原始含气饱和度；
Pi、Psc为储气库建库区域原始地层压力和标准压力，单位为MPa；
Zi为储气库建库区域原始地层压力下偏差系数；
Ti、Tsc为储气库建库区域原始地层温度和标准温度，单位为K。
优选的是所述的步骤二的b中，计算不同区域地层压力P与区域累计产气量Q关系，具体计算公式如下：
式中：
PA为A区目前地层压力，单位为MPa；
PB为B区目前地层压力，单位为MPa；
GA、GB分别为A区、B区原始地质储量，单位为108m3；
QA、QB分别为A区、B区目前累计采气量，单位为108m3；
ZA为A区目前地层压力下偏差系数；
ZB为B区目前地层压力下偏差系数；
Zi为原始地层压力下偏差系数。
优选的是所述的步骤二的c中，确定储气库建库区域气井在不同地层压力下合理日产气量的具体计算方法，是在同一坐标系下，根据气井二项式产能方程绘制不同地层压力P条件下，采气井日产气量q和井底流压Pwf关系曲线，同时根据井筒管流方程绘制采气井日产气量q和井底流压Pwf关系曲线，形成气井流入流出曲线交汇图，交点处对应的气井日产气量为地层压力P条件下采气井的合理日产气量qh。
二项式产能方程为：
井筒管流方程：
式中：Pwf、Ptf为井底流压和井口压力，单位为MPa；
C、D为二项式产能方程系数；
为管柱内气体平均温度，单位为K；
为井筒气体平均偏差系数，无量纲；
q为采气井日产气量，单位为m3/d；
d为油管内径，单位为nm；
f为摩助系数；
s为方程指数，rg为天然气相对密度，L为井口到气层中部深度。
所述步骤二的d中，确定不同区域气井合理产量平均值与地层压力关系的具体方法，是根据步骤二c中气井合理日产气量计算结果，计算不同区域气井在不同地层压力下合理产量平均值，然后采用多项式拟合方法，拟合不同区域气井合理产量平均值与地层压力关系，得到关系式：
qhA＝fA(PA)
qhB＝fB(PB)
式中：qhA、qhB分别为A区、B区某一地层压力下气井合理日产气量平均值，单位为104m3/d。
优选的是所述步骤二的e中确定采气第n天区域累计采气量与区域气井合理日产气量关系的方法为：气井每天按照合理日产气量生产，根据物质守恒定律，采气第n天区域累计采气量与区域气井合理日产气量存在如下关系：
式中：
QAn、QBn分别为采气第n天A区、B区累计采气量，单位为108m3/d；
qhAn、qhBn分别为采气第n天A区、B区气井的合理产量，单位为104m3/d；
NA、NB分别为A区、B区采气井井数。
优选的是所述步骤二的f中，确定采气第n天区域累计采气量计算公式的具体方法是将步骤二中的b得到的计算公式带入到步骤二中的d相应计算公式中，再将得到的新公式带入到步骤二的e相应计算公式中，最终得到采气第n天区域累计采气量计算公式如下：
式中：n为大于零的整数；
QAn、QBn为采气第n天A区、B区累计采气量，单位为108m3/d；
QA(x-1)、QB(x-1)为采气第x-1天A区、B区累计采气量，108m3/d；
ZA(x-1)、ZB(x-1)为采气第x-1天A区、B区地层压力下偏差系数。
优选的是所述步骤二的g中计算区域工作气量的方法包括以下步骤：
①采气第0天，区域累计采气量为0，即QA0＝QB0＝0；
②根据QA0，QB0值以及不同区域采气井数，步骤二的f中得到的公式，计算QA1、QB1的值，再根据QA1、QB1计算结果，计算出QA2、QB2，如此反复迭代计算出任意采气天数的区域累计采气量；
③根据②计算结果，结合储气库一个采气周期采气天数，确定不同区域采气最后一天的区域累计采气量，即区域工作气量；
步骤二的h中确定不同区域工作气量与区域内采气井数关系的方法，是根据步骤二的g计算结果，采用多项式拟合方法，拟合不同区域工作气量与区域内采气井数关系，得到关系式如下：
QA工作＝f2A(NA)
QB工作＝f2B(NB)
其中：QA工作、QB工作为A区、B区工作气量，单位为108m3/d；
NA、NB为A区、B区采气井数。
优选的是所述步骤三中不同区域布置的采气井数的具体计算方法包括以下步骤：
①假设区域A采气井数NA、区域B采气井数NB为0；
②根据步骤二中的g得到的计算公式，计算在NA、NB目前取值条件下，不同区域新增一口采气井气库工作气量的增量，计算公式如下：
ΔQA工作＝f2A(NA+1)-f2A(NA)
ΔQB工作＝f2B(NB+1)-f2B(NB)
其中：ΔQA工作、ΔQB工作分别为A区、B区在目前NA、NB取值条件下新增一口采气井气库工作气量增量，单位为108m3/d；
③在目前NA、NB取值条件下，若储气库建设区域新增加一个口采气井，该气井优先部署在能最大幅度提高气库工作气量的区域内。因此，将②计算得到的ΔQA工作和ΔQB工作进行对比，取新增一口采气井气库工作气量增量最大的区域，使该区域采气井数Ni增加一口，即Ni＝Ni+1；
④将储气库总井数Nz与不同区域采气井数之和进行比较，若Nz>NA+NB，则根据NA、NB最新计算值，返回②重新计算；若N＝NA+NB，则进入⑤；
⑤根据④得到的结果，将储气库A区布井井数确定为NA,B区布井井数确定为NB。
在实际使用时，本发明首先采用地层系数将储气库建库区域划分为两个区域，然后计算不同区域工作气量与区域内采气井数关系，在此基础上，根据工作气量最大化原则，计算确定出每个区域合理的采气井数，最后每个区域按照计算的采气井数，各自采用均匀的布井方式进行布井理确定了储气库不同区域采气井数，提高了储气库工作气量。
实施例二：
一种储气库布井方法，
步骤一、根据地层系数大小，将建库区域划分为两个区域
储气库建库区域地层系数最大值为20md·m，根据地层系数大小，将建库区域划分为A、B两个区域，其中A区域地层系数在8-20md·m之间，B区域地层系数在0-8md·m之间。
步骤二、计算不同区域工作气量与区域内采气井数关系
a.计算不同区域原始地质储量
根据不同区域的含气面积、平均有效厚度、平均孔隙度、平均原始含气饱和度以及建库区域原始地层压力数据，采用容积法，计算不同区域原始地质储量，不同区域原始地质储量见表1，具体计算公式如下：
式中：G为区域原始地质储量，单位为108m3；
A为区域含气面积，单位为km2；
H为区域平均有效厚度，单位为m；
φ为区域平均孔隙度；
Sgi为区域平均原始含气饱和度；
Pi、Psc为储气库建库区域原始地层压力和标准压力，单位为MPa；
Zi为储气库建库区域原始地层压力下偏差系数；
Ti、Tsc为储气库建库区域原始地层温度和标准温度，单位为K；
表1不同区域原始地质储量计算结果表
b.计算不同区域地层压力P与区域累计产气量Q关系
A区域原始地质储量为12.1×108m3，原始地层压力30MPa，原始地层压力下偏差系数0.97，A区域地层压力P与区域累计产气量Q关系如下：
B区域原始地质储量为12.6×108m3，原始地层压力30MPa，原始地层压力下偏差系数0.97，A区域地层压力P与区域累计产气量Q关系如下：
c.确定储气库建库区域气井在不同地层压力下合理日产气量
以井1为例，在同一坐标系下，根据气井二项式产能方程绘制不同地层压力P条件下，采气井日产气量q和井底流压Pwf关系曲线(流入曲线)，同时根据井筒管流方程绘制采气井日产气量q和井底流压Pwf关系曲线(流出曲线)，形成气井流入流出曲线交汇图，见图2，图中曲线交点A、B、C、D、E处对应的气井日产气量分别为在地层压力30MPa、25MPa、20MPa、15MPa、10MPa条件下采气井的合理日产气量，详细结果见表2；
表2井1不同地层压力下气井合理日产气量计算结果表
按照井1合理日产气量计算方法，计算了储气库建库区域内10口气井在不同地层压力下的合理日产气量，计算结果见表3；
表3储气库建库区域气井在不同地层压力下气井合理日产气量计算结果表
d.确定不同区域气井合理产量平均值与地层压力关系
根据步骤二的c中气井合理日产气量计算结果，计算不同区域气井在不同地层压力下合理产量平均值，见表4。
表4不同区域气井在不同地层压力下合理产量平均值计算结果表
采用多项式拟合方法(见图3)，拟合A区域气井合理产量平均值与地层压力关系,得到公式如下：
qhA＝3.97PA-21.2
拟合B区域气井合理产量平均值与地层压力关系，得到公式如下：
qhB＝1.95PB-9.46
e.确定采气第n天区域累计采气量与区域气井合理日产气量关系
根据物质守恒定律，采气第n天A区域累计采气量与区域气井合理日产气量存在如下关系：
采气第n天B区域累计采气量与区域气井合理日产气量存在如下关系：
式中：
QAn、QBn分别为采气第n天A区、B区累计采气量，单位为108m3/d；
qhAn、qhBn分别为采气第n天A区、B区气井的合理产量，单位为104m3/d；
NA、NB分别为A区、B区采气井井数；
f.确定采气第n天区域累计采气量计算公式。
将步骤二中b得到的A区域地层压力与区域累计产气量关系式带入到步骤二中d得到的A区域气井合理产量平均值与地层压力关系式中，再将得到的新公式带入到步骤2中e得到A区域累计采气量与区域气井合理日产气量关系式中，最终得到采气第n天A区域累计采气量计算公式如下：
式中：n为大于1的整数；
QAn为采气第n天A区累计采气量，单位为108m3/d；
QA(x-1)为采气第x-1天A区累计采气量，单位为108m3/d；
ZA(x-1)为第采气第x-1天A区地层压力下的偏差系数；
将步骤二中b得到的A区域地层压力与区域累计产气量关系式带入到步骤二中d得到的A区域气井合理产量平均值与地层压力关系式中，再将得到的新公式带入到步骤二中e得到A区域累计采气量与区域气井合理日产气量关系式中，最终得到采气第n天A区域累计采气量计算公式如下：
式中：
QBn为采气第n天B区累计采气量，单位为108m3/d；
QB(x-1)为采气第x-1天B区累计采气量，单位为108m3/d；
ZB(x-1)为采气第x-1天B区地层压力下的偏差系数；
g.计算不同区域在不同井数条件下的区域工作气量，以A区域工作气量为例，假设一个采气周期天数为120天，采气井数为10口，具体计算如下：
①采气第0天，因为所有气井没有采气，所以A区域累计采气量为0，即QA0＝0；
②根据QA0值，步骤二2的f中得到的公式，计算QA1的值为0.098×108m3，再根据QA1计算结果，计算出QA2值为0.196×108m3，如此反复迭代计算出任意采气天数的区域累计采气量，计算结果见表5。
表5 A区域累计采气量计算结果表(采气井数为10口)
③根据②计算的结果，采气第120天，A区域累计采气量为6.655×108m3，即A区域在采气井数为10口时的区域工作气量为6.655×108m3。
按照上述方法，计算了A区域、B区域在采气井数分别为1-15口井时的区域工作气量，计算结果见表6.
表6 A区域、B区域工作气量计算结果表
h.确定不同区域工作气量与区域内采气井数关系，具体方法为，根据步骤二中g的计算结果，采用多项式拟合方法，拟合A区域工作气量与区域内采气井数关系(见图4)，得到关系式如下：
其中：QA工作为A区域工作气量，108m3/d；
NA为A区采气井数；
拟合B区域工作气量与区域内采气井数关系(见图5)，得到关系式如下：
其中：QB工作为B区域工作气量，108m3/d；
NB为B区采气井数；
步骤三、取储气库采气总井数为12口，计算不同区域所应该布置的采气井数，计算步骤如下：
①若区域A采气井数NA、区域B采气井数NB为0；
②根据步骤二中g得到的计算公式，计算在NA、NB目前取值条件下，不同区域新增一口采气井气库工作气量的增量，计算公式如下：
其中：ΔQA工作、ΔQB工作分别为A区、B区在目前NA、NB取值条件下新增一口采气井气库工作气量增量，单位为108m3/d；
③在目前NA、NB取值条件下，若储气库建设区域新增加一个口采气井，该气井优先部署在能最大幅度提高气库工作气量的区域内。因此，将②计算得到的ΔQA工作和ΔQB工作进行对比，取新增一口采气井气库工作气量增量最大的区域，使该区域采气井数Ni增加一口，即Ni＝Ni+1；
④将储气库总井数Nz与不同区域采气井数之和进行比较，若Nz>NA+NB，则根据NA、NB最新计算值，返回步骤三的②重新计算；若N＝NA+NB，则进入⑤；
⑤根据④得到的结果，将储气库A区布井井数确定为NA，B区布井井数确定为NB。
按照上述①-⑤，不同区域所应该布置的采气井数，计算过程见表7
表7
最终计算结果，A区域部署井数为8口，B区域部署井数为4口。
步骤四、按照A区域部署井数为8口，B区域部署井数为4口，对各自区域采用均匀的方式进行布井，见图6。
实际计算表明，当储气库总井数为12口时，若采用均匀布井方式，其中A区域布井4口，B区域布井8口，工作气量为7.252×108m3；若采用本方案布井方式，A区域布井8口，B区域布井4口，工作气量为7.904×108m3。通过本方案储气库工作气量较均匀布井提高0.652×108m3，提高幅度为9％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种储气库布井方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将建库区域划分区域
根据地层系数，将建库区域划分为两个区域；
步骤二：计算不同区域工作气量与区域内采气井数关系
根据步骤一划分的两个区域，通过如下过程得到不同区域工作气量与区域内采气井数关系
a.计算不同区域原始地质储量；
b.计算不同区域地层压力P与区域累计产气量Q关系；
c.确定储气库建库区域气井在不同地层压力下合理日产气量；
d.根据c中气井合理日产气量计算结果，确定不同区域气井合理产量平均值与地层压力关系；
e.确定采气第n天区域累计采气量与区域气井合理日产气量关系；
f.确定采气第n天区域累计采气量计算公式；
g.计算不同区域在不同井数条件下区域工作气量；
h.根据g计算结果拟合不同区域工作气量与区域内采气井数关系；
步骤三：确定不同区域所应布置的采气井数
根据步骤二得到的不同区域工作气量与区域内采气井数关系，按照工作气量最大化原则，确定不同区域布置的采气井数；
步骤四：布井
根据步骤三确定的不同区域布置的采气井数，按照区域形状采取均匀的方式进行布井。
2.如权利要求1所述的一种储气库布井方法，其特征在于：所述的步骤一中根据地层系数大小，将建库区域划分为两个区域的具体划分方法是：地层系数在0.4Khmax-Khmax范围内的区域记为A区；地层系数在0-0.4Khmax范围内的区域记为B区；其中Khmax为建库区域地层系数最大值。
3.如权利要求1所述的一种储气库布井方法，其特征在于：所述的步骤二中的区域工作气量为该区域所有气井在一个采气周期内累计采出气量的总和，即一个采气周期内采气最后一天区域累计采气量。
4.如权利要求1所述的一种储气库布井方法，其特征在于：所述的步骤二的a中计算不同区域原始地质储量的具体计算方法为根据不同区域的含气面积、平均有效厚度、平均孔隙度、平均原始含气饱和度以及建库区域原始地层压力数据，采用容积法，计算不同区域原始地质储量，计算公式如下：
式中：G为区域原始地质储量，单位为108m3；
A为区域含气面积，单位为km2；
H为区域平均有效厚度，单位为m；
φ为区域平均孔隙度；
Sgi为区域平均原始含气饱和度；
Pi、Psc为储气库建库区域原始地层压力和标准压力，单位为MPa；
Zi为储气库建库区域原始地层压力下偏差系数；
Ti、Tsc为储气库建库区域原始地层温度和标准温度，单位为K。
5.如权利要求1所述的一种储气库布井方法，其特征在于：所述的步骤二的b中，计算不同区域地层压力P与区域累计产气量Q关系，具体计算公式如下：
式中：
PA为A区目前地层压力，单位为MPa；
PB为B区目前地层压力，单位为MPa；
GA、GB分别为A区、B区原始地质储量，单位为108m3；
QA、QB分别为A区、B区目前累计采气量，单位为108m3；
ZA为A区目前地层压力下偏差系数；
ZB为B区目前地层压力下偏差系数；
Zi为原始地层压力下偏差系数。
6.如权利要求1所述的一种储气库布井方法，其特征在于：所述的步骤二的c中，确定储气库建库区域气井在不同地层压力下合理日产气量的具体计算方法，是在同一坐标系下，根据气井二项式产能方程绘制不同地层压力P条件下，采气井日产气量q和井底流压Pwf关系曲线，同时根据井筒管流方程绘制采气井日产气量q和井底流压Pwf关系曲线，形成气井流入流出曲线交汇图，交点处对应的气井日产气量为地层压力P条件下采气井的合理日产气量qh。
二项式产能方程为：
井筒管流方程：
式中：Pwf、Ptf为井底流压和井口压力，单位为MPa；
C、D为二项式产能方程系数；
为管柱内气体平均温度，单位为K；
为井筒气体平均偏差系数，无量纲；
q为采气井日产气量，单位为m3/d；
d为油管内径，单位为nm；
f为摩助系数；
s为方程指数，rg为天然气相对密度，L为井口到气层中部深度。
所述步骤二的d中，确定不同区域气井合理产量平均值与地层压力关系的具体方法，是根据步骤二c中气井合理日产气量计算结果，计算不同区域气井在不同地层压力下合理产量平均值，然后采用多项式拟合方法，拟合不同区域气井合理产量平均值与地层压力关系，得到关系式：
qhA＝fA(PA)
qhB＝fB(PB)
式中：qhA、qhB分别为A区、B区某一地层压力下气井合理日产气量平均值，单位为104m3/d。
7.如权利要求1所述的一种储气库布井方法，其特征在于：所述步骤二的e中确定采气第n天区域累计采气量与区域气井合理日产气量关系的方法为：气井每天按照合理日产气量生产，根据物质守恒定律，采气第n天区域累计采气量与区域气井合理日产气量存在如下关系：
式中：
QAn、QBn分别为采气第n天A区、B区累计采气量，单位为108m3/d；
qhAn、qhBn分别为采气第n天A区、B区气井的合理产量，单位为104m3/d；
NA、NB分别为A区、B区采气井井数。
8.如权利要求1所述的一种储气库布井方法，其特征在于：所述步骤二的f中，确定采气第n天区域累计采气量计算公式的具体方法是将步骤二中的b得到的计算公式带入到步骤二中的d相应计算公式中，再将得到的新公式带入到步骤二的e相应计算公式中，最终得到采气第n天区域累计采气量计算公式如下：
式中：n为大于零的整数；
QAn、QBn为采气第n天A区、B区累计采气量，单位为108m3/d；
QA(x-1)、QB(x-1)为采气第x-1天A区、B区累计采气量，单位为108m3/d；
ZA(x-1)、ZB(x-1)为采气第x-1天A区、B区地层压力下偏差系数。
9.如权利要求1所述的一种储气库布井方法，其特征在于：所述步骤二的g中计算区域工作气量的方法包括以下步骤：
①采气第0天，区域累计采气量为0，即QA0＝QB0＝0；
②根据QA0，QB0值以及不同区域采气井数，步骤二的f中得到的公式，计算QA1、QB1的值，再根据QA1、QB1计算结果，计算出QA2、QB2，如此反复迭代计算出任意采气天数的区域累计采气量；
③根据②计算结果，结合储气库一个采气周期采气天数，确定不同区域采气最后一天的区域累计采气量，即区域工作气量；
步骤二的h中确定不同区域工作气量与区域内采气井数关系的方法，是根据步骤二中g的计算结果，采用多项式拟合方法，拟合不同区域工作气量与区域内采气井数关系，得到关系式如下：
QA工作＝f2A(NA)
QB工作＝f2B(NB)
其中：QA工作、QB工作为A区、B区工作气量，单位为108m3/d；
NA、NB为A区、B区采气井数。
10.如权利要求1所述的一种储气库布井方法，其特征在于：所述步骤三中不同区域布置的采气井数的具体计算方法包括以下步骤：
①假设区域A采气井数NA、区域B采气井数NB为0；
②根据步骤二中的g得到的计算公式，计算在NA、NB目前取值条件下，不同区域新增一口采气井气库工作气量的增量，计算公式如下：
ΔQA工作＝f2A(NA+1)-f2A(NA)
ΔQB工作＝f2B(NB+1)-f2B(NB)
其中：ΔQA工作、ΔQB工作分别为A区、B区在目前NA、NB取值条件下新增一口采气井气库工作气量增量，单位为108m3/d；
③在目前NA、NB取值条件下，若储气库建设区域新增加一口采气井，该气井部署在能最大幅度提高气库工作气量的区域内；因此，将②计算得到的ΔQA工作和ΔQB工作进行对比，取新增一口采气井气库工作气量增量最大的区域，使该区域采气井数Ni增加一口，即Ni＝Ni+1；
④将储气库总井数Nz与不同区域采气井数之和进行比较，若Nz>NA+NB，则根据NA、NB最新计算值，返回②重新计算；若N＝NA+NB，则进入⑤；
⑤根据④得到的结果，将储气库A区布井井数确定为NA，B区布井井数确定为NB。
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| GR01 | Patent grant | ||
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