CN110984974A - 基于水侵速度确定有水气藏合理采气速度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于水侵速度确定有水气藏合理采气速度的方法，包括以下步骤：步骤一：计算水侵指数，根据有水气藏的目前视地层压力、原始视地层压力、目前累计产气量和气藏地质储量计算水侵指数；步骤二：计算水侵速度，根据生产数据计算出有水气藏已开采年限下的净水侵量，再根据净水侵量计算水侵速度；步骤三：根据水侵速度和水侵指数计算得出气藏快速见水的临界采气速度。步骤四：确定合理采气速度，结合生产井数、气井产能等确定有水气藏合理采气速度。本发明能够确定出气藏快速见水时对应的采气速度临界值，最后综合生产井数、气井产能等确定出小于临界值的合理采气速度，从而确保有水气藏水侵平稳可控，取得最大经济效益。

Description

基于水侵速度确定有水气藏合理采气速度的方法
技术领域
本发明属于油气勘探开发技术领域，尤其涉及一种基于水侵速度确定有水气藏合理采气速度的方法。
背景技术
在有水气藏开发过程中，边底水随着井底压降漏斗的形成逐渐向井底侵入，从而降低气层的含气饱和度与气相渗透率，当水体锥进到井筒后会增加井筒能量消耗，降低产气量与气体携液能力，最终导致气井水淹停产，影响气藏最终采收率。合理采气速度是控制地层水侵入的有效手段，它能减缓水体的推进速度，减少水侵对气层的伤害，从而获得较高的气藏采收率与社会经济效益。因此在有水气藏开发时需要认清水体运动规律，制定出合理采气速度，使气藏实现可持续开发，对气藏经济有效开发具有重要意义。
目前现有方法主要通过建立概念模型来研究不同水侵速度下采气速度与累产气量的关系，以此确定有水气藏的合理采气速度。众所周知，水侵体积系数是地层水的静态表征参数，无法表征地层水推进的动态特征；因此通过研究水侵动态参数—水侵速度与采气速度的关系来确定合理采气速度更为合理，而现有方法则缺少这方面的研究，存在技术不足。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种基于水侵速度确定有水气藏合理采气速度的方法，本发明能够确定出气藏快速见水时对应的采气速度临界值，再结合生产井数、气井产能等确定出合理采气速度，从而确保有水气藏在水侵平稳可控，取得最大经济效益。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于水侵速度确定有水气藏合理采气速度的方法，包括以下步骤：
步骤一：计算水侵指数
根据有水气藏的目前视地层压力、原始视地层压力、目前累计产气量和气藏地质储量计算水侵指数；
步骤二：计算水侵速度
根据生产数据计算出有水气藏已开采年限下的净水侵量，再根据净水侵量计算水侵速度；
步骤三：确定临界采气速度
根据水侵速度和水侵指数计算得出气藏快速见水的临界采气速度；
步骤四：确定合理采气速度
结合生产井数和气井产能确定有水气藏合理采气速度。
所述步骤一中的水侵指数通过下式计算得出：
Figure BDA0002295450990000021
式(1)中B表示水侵指数，1.0<B<∞；p/z表示目前视地层压力，pi/zi表示原始视地层压力，Gp表示目前累计产气量，G表示气藏地质储量。
所述步骤二中的水侵速度通过下式计算得出：
w＝d(We-WPBW)/dt (2)
式(2)中w表示水侵速度，d表示求导，We表示水侵量，Wp表示累计产水量，BW表示地层水体积系数，We-WPBW表示净水侵量，t表示已开采年限。
所述步骤三中的临界采气速度通过下式计算得出：
w＝GBgiBυBtB-1 (3)
式(3)中Bgi表示原始地层压力下的气体体积系数，υ表示临界采气速度。
所述步骤四中的合理采气速度通过下式计算得出：
Figure BDA0002295450990000022
式(4)中T表示每年生产天数，N表示生产井数，qgj表示第j口井的产能，G表示气藏地质储量，υ表示临界采气速度，v表示合理采气速度。
采用本发明的优点在于：
1、由于地层水向气层与井底推进是一个动态过程，一般而言采气速度越快，水侵速度越快，两者呈正相关性。因此本发明创新提出采用水侵速度来描述地层水推进过程中的动态变化特征，并以此来确定合理采气速度更为准确。
2、本发明能够确定出气藏快速见水时对应的临界采气速度，再结合生产井数、气井产能等确定出合理采气速度，从而确保有水气藏在水侵平稳可控的情况下取得最大经济效益。
3、本发明还可直接利用上述公式建立在不同水侵指数下气藏采出程度与水侵速度的关系图版，从而使人们能够更直观、更快地得出各有水气藏在开采时的合理采气速度。
4、本发明方法简单、易于操作，具有广泛的推广应用前景。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
图2-5为不同水侵指数下气藏采出程度与水侵速度的关系图版。
具体实施方式
本发明公开了一种基于水侵速度确定有水气藏合理采气速度的方法，包括以下步骤：
步骤一：计算水侵指数
根据有水气藏的目前视地层压力、原始视地层压力、目前累计产气量和气藏地质储量计算水侵指数。其中，有水气藏的目前视地层压力、原始视地层压力、目前累计产气量和气藏地质储量均可通过现有已知生产资料查询或计算得出，具体的，水侵指数通过下式计算得出：
Figure BDA0002295450990000031
式(1)中B表示水侵指数，1.0<B<∞；p表示根据静压监测得到的目前地层压力，z表示气体目前偏差因子，根据目前地层压力、目前地层温度和流体组分数据的相对密度计算得到，p/z表示目前视地层压力；pi表示根据静压监测得到的原始地层压力，zi表示气体原始偏差因子，根据原始地层压力、原始地层温度和流体组分数据的相对密度计算得到，pi/zi表示原始视地层压力；Gp表示目前累计产气量，通过生产资料查询得到；G表示气藏地质储量，单位为108m3，通过容积法计算。
步骤二：计算水侵速度
根据生产数据计算出有水气藏已开采年限下的净水侵量，再用净水侵量除以已开采年限计算得出水侵速度，具体的，水侵速度通过下式计算得出：
w＝d(We-WPBW)/dt (2)
式(2)中w表示水侵速度，d表示求导；We表示水侵量，单位为108m3；Wp表示累计产水量，单位为108m3；BW表示地层水体积系数，We-WPBW表示净水侵量，单位为108m3；t表示已开采年限；Wp可从生产日报表直接读取，We和BW可通过将有水气藏的地层压力、温度、流体密度、产气量、产水量等数据代入油气藏工程软件MBAL中计算得出。
步骤三：确定临界采气速度
根据水侵速度和水侵指数计算得出气藏快速见水的临界采气速度，具体的，临界采气速度通过下式计算得出：
w＝GBgiBυBtB-1 (3)
式(3)中Bgi表示原始地层压力下的气体体积系数，υ表示临界采气速度。
通过式(3)得出的采气速度即为有水气藏快速见水对应的临界采气速度。
步骤四：确定合理采气速度
结合生产井数、气井产能等确定有水气藏合理采气速度。具体的，合理采气速度通过下式计算得出：
Figure BDA0002295450990000041
式(4)中T表示每年生产天数，N表示生产井数，qgj表示第j口井的产能，G表示气藏地质储量，υ表示临界采气速度，v表示合理采气速度。
本发明中，假定有水气藏以恒定采气速度υ生产，根据有水气藏采出程度R(单位为％)与采气速度υ(单位为％)的定义，可推导出关系式：R＝υt。结合从上述式(3)可知，水侵速度w不仅与采气速度υ有关，还与水侵指数B有关，在采气速度υ为定值时，水侵指数B越大(边底水活跃性越差)，水侵速度w越小，有水气藏见水时间越晚，有水气藏采出程度R越高；在水侵指数B为定值时，采气速度υ越大，水侵速度w越大，有水气藏见水时间越早，有水气藏采出程度R越低。根据有水气藏实际生产资料计算，大部分有水气藏水侵指数分布在1.5～4.0，鉴于此，本发明将水侵指数分别设定为1.5、2.0、3.0和4.0，并以此建立水侵速度、采出程度和采气速度的关系图版，建立的关系图版分别如图2—5所示。这样，对于水侵指数分布在1.5～4.0的有水气藏，可以从相应水侵指数图版中快速、直接查找出气藏快速见水的临界采气速度，再结合气藏实际生产井数、气井产能等确定合理采气速度；而对于水侵指数小于1.5或大于4.0的有水气藏，可按照本发明步骤一～步骤四确定合理采气速度。
本发明适用于有水气藏合理采气速度的确定；目前已全面应用于土库曼斯坦阿姆河右岸，确定了右岸各有水气藏的合理采气速度，确保了气藏水侵稳定可控。在阿姆河右岸有水气藏的成功应用表明本发明在确定有水气藏的合理采气速度上具有较强的适用性，具有广泛的推广应用前景。

Claims (5)

1.基于水侵速度确定有水气藏合理采气速度的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：计算水侵指数
根据有水气藏的目前视地层压力、原始视地层压力、目前累计产气量和气藏地质储量计算水侵指数；
步骤二：计算水侵速度
根据生产数据计算出有水气藏已开采年限下的净水侵量，再根据净水侵量计算水侵速度；
步骤三：确定临界采气速度
根据水侵速度和水侵指数计算得出气藏快速见水的临界采气速度；
步骤四：确定合理采气速度
结合生产井数和气井产能确定有水气藏合理采气速度。
2.根据权利要求1所述的基于水侵速度确定有水气藏合理采气速度的方法，其特征在于：所述步骤一中的水侵指数通过下式计算得出：
Figure FDA0002295450980000011
式(1)中B表示水侵指数，1.0<B<∞；p/z表示目前视地层压力，pi/zi表示原始视地层压力，Gp表示目前累计产气量，G表示气藏地质储量。
3.根据权利要求1或2所述的基于水侵速度确定有水气藏合理采气速度的方法，其特征在于：所述步骤二中的水侵速度通过下式计算得出：
w＝d(We-WPBW)/dt (2)
式(2)中w表示水侵速度，d表示求导，We表示水侵量，Wp表示累计产水量，BW表示地层水体积系数，We-WPBW表示净水侵量，t表示已开采年限。
4.根据权利要求3所述的基于水侵速度确定有水气藏合理采气速度的方法，其特征在于：所述步骤三中的临界采气速度通过下式计算得出：
w＝GBgiBυBtB-1 (3)
式(3)中Bgi表示原始地层压力下的气体体积系数，υ表示临界采气速度。
5.根据权利要求4所述的基于水侵速度确定有水气藏合理采气速度的方法，其特征在于：所述步骤四中的合理采气速度通过下式计算得出：
Figure FDA0002295450980000021
式(4)中T表示每年生产天数，N表示生产井数，qgj表示第j口井的产能，G表示气藏地质储量，υ表示临界采气速度，v表示合理采气速度。
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