CN111155989B - 一种预测气藏型储气库注采井周围储层干化范围的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种确定气藏型储气库注采井周围储层干化范围的方法，包括以下步骤：1)确定储气层厚度、孔隙度及原始含水饱和度；2)确定储层的地层温度；3)确定储气库实际运行的峰谷压力；4)基于地层温度和压力，计算地层温度、储气库运行峰谷不同压力下饱和水蒸汽的天然气含水量；5)确定注入气的含水量；6)利用注采井动态数据计算不同时间对应的累积注气量和累积采气量。7)计算注采井不同注、采气量时储层干化范围面积或半径大小。本发明的优点是：能够计算不同注采气量时对应的储层干化范围面积或半径大小，对储气库注采过程中储层干化波及范围有明确的定量认识。
Description
技术领域
本发明涉及油气藏型地下储气库运行动态监控技术领域，特别涉及一种预测气藏型储气库注采井周围储层干化范围的方法。
背景技术
气藏型储气库是天然气储气库的主要类型，主要用于保障天然气供气安全及季节调峰需求，是天然气储运系统的重要组成部分。
暖季注入地下储气库的天然气为来自输运管线的已脱水天然气，注入地下储气库的储层中后，在地下温度压力条件下，储层中的液态水(束缚水)向气相挥发并达到饱和。在此过程中，注采井周围储层的含水饱和度会逐渐降低并趋于干化。此外，在天然气回采过程中，由于地层压力下降，天然气中的饱和含水量会增加，也会造成一部分液态水向气相蒸发，在这两个方面交替作用下，储层的干化范围会随着注采循环气量的增大而逐步扩大。目前国内外对储气库储层干化及其影响的研究较少，且没有针对储气库注采循环过程中储层干化范围大小的直接计算方法。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种预测气藏型储气库注采井周围储层干化范围的方法，填补了现有技术中的空白。
为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：
一种确定气藏型储气库注采井周围储层干化范围的方法，包括以下步骤：
1)基于储气库气藏储层评价结果，并结合具体注采井的测井解释，确定储气层厚度、孔隙度及原始含水饱和度；
2)基于储层埋深和研究区地温梯度计算储气库储层的地层温度，或基于实测数据确定储层的地层温度；
3)基于储气库注采井动态数据及井下压力监测数据确定储气库实际运行的峰谷压力；
4)基于步骤2和步骤3确定的地层温度和压力，采用Khaled方法(2007)计算地层温度、储气库运行峰谷不同压力下饱和水蒸汽的天然气含水量；
5)基于储气库注入气来源管线气含水量检测数据或输气管线的含水量标准，直接确定或Khaled方法计算注入气的含水量；
6)利用注采井动态数据计算不同时间对应的累积注气量和累积采气量。
7)计算注采井不同注、采气量时储层干化范围面积或半径大小。
进一步地，在步骤1)中通过对具体井的测井解释并结合研究区储层评价研究结果，确定储气层厚度(m),孔隙度(小数，无量纲)、原始含水饱和度或束缚水饱和度(小数，无量纲)。
进一步地，在步骤2)中针对储层埋藏深度，基于研究区已知的地温梯度，计算储气库储层的地层温度(℃)，或基于研究具体井的井下实测温度数据确定储层的地层温度。
进一步地，在步骤3)中：或者利用储气库注采井动态数据中油压(井下有封隔器时用油压)或套压(井下无封隔器时用套压)，提取各年度注气期末稳定后井口压力和采气期末稳定压力数据，通过积分计算井底地层压力，公式为：
其中ρ(P,T)为天然气密度，随压力和温度变化。或者直接利用井下压力计监测压力数据确定对应注气期末和采气期末的地层压力。
注气期末地层压力取各注气期末地层压力的平均值，采气期末地层压力取各采气期末地层压力的平均值，单位统一为MPa。
进一步地，在步骤4)中针对地层温度下注气期末地层压力和采气期末地层压力，采用Khaled方法(2007)计算不同压力下地层中饱和水蒸汽的天然气含水量值(单位：mg/m3)。采用Khaled方法(2007)计算公式为：
其中：
为计算的天然气含水量，单位为mg/m3；
T为储气库注采井注采层段地层温度，单位为K(绝对温度)
P为储气库注采井注采层段地层压力，单位为MPa；
ai和bi为计算所需参数，具体数值列在表1中。
表1方程(1)中参数值列表
| 参数a<sub>i</sub> | 取值 | 参数b<sub>i</sub> | 取值 |
| a<sub>1</sub> | 706652.14 | b<sub>1</sub> | 2893.11193 |
| a<sub>2</sub> | -8915.814 | b<sub>2</sub> | -41.86941 |
| a<sub>3</sub> | 42.607133 | b<sub>3</sub> | 0.229899 |
| a<sub>4</sub> | -0.0915312 | b<sub>4</sub> | -5.68959×10<sup>-4</sup> |
| a<sub>5</sub> | 7.46945×10<sup>-5</sup> | b<sub>5</sub> | 5.36847×10<sup>-7</sup> |
进一步地，在步骤5)中：或者直接利用储气库注入气来源管线气含水量检测数据，取其平均值作为注入气的含水量值；或者利用输气管线的含水量标准(标准形式：压力和水露点温度)，通过所述的Khaled法计算公式计算注入气的含水量；或者直接取输气管线的含水量标准值，标准值为直接给定输气管线天然气含水量上限值：mg/m3。
进一步地，在步骤6)中以储气库注采井第一次开始注气时间为起始点，分别累加计算累积注气量Ginj(单位：104m3)和累积产气量Gprod(单位：104m3)。
进一步地，在步骤7)中计算注采井不同注、采气量时储层干化范围面积或半径大小的公式分别如下：
针对水平井或直井计算干化范围面积的公式：
针对直井计算干化范围半径的公式：
公式中参数定义及单位如下：
h：储层厚度，m；
φ 储层孔隙度，小数(无量纲)；
sw 储层原始含水饱和度或束缚水饱和度，小数(无量纲)；
ρw 地层温度下水的密度，kg/m3,可近似取值为1000kg/m3；
Ginj 累积注气量，104m3；
Gprod 累积回采产气量，104m3；
W1 地层温度及注气期末压力对应的天然气饱和含水量,mg/m3；
W3 储气库注入气的含水量，mg/m3；
W2 地层温度及采气期末压力对应的天然气饱和含水量,mg/m3；
Adry 储层干化区域面积，m2；
Rdry 直井注采井周围干化区域半径，m。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
能够计算不同注采气量时对应的储层干化范围面积或半径大小，对储气库注采过程中储层干化波及范围有明确的定量认识。
附图说明
图1是本发明实施例储气库X注采井动态曲线；
图2是本发明实施例储气库X注采井累积注气量与累积产气量变化图；
图3是本发明实施例储气库X注采井周围干化区域预测结果图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下根据附图并列举实施例，对本发明做进一步详细说明。
一种预测气藏型储气库注采井周围储层干化范围的方法，包括以下步骤：
1、利用储气库气藏储层评价结果及对应井的测井解释，获取如下结果表(表2)。
表2储气库储层参数表
2、基于早期气藏描述结果，确定气藏储层地层温度为98℃.
3、基于气藏动态数据(图1)确定储气库注采井地层压力循环区间介于15～25MPa。
4、地层温度下，采用Khaled方法(2007)计算对应于15MPa和25MPa的天然气饱和含水量分别为6697.5mg/m3(W2)和4790.1mg/m3(W1)。
5、基于储气库来源管线输气标准确定来自管线的脱水天然气含水量为70mg/m3(W3)。
6、基于动态数据计算不同时间对应的累积注气量和累积产气量如图2所示。
7、利用以上步骤获取的参数及数据，采用计算公式，计算预测该井在2019年11月15日累积注气8199.0889×104m3(Ginj),累积采气3185.4443×104m3(Gprod)，储层干化区域半径达到15.9米，如图3所示。
在步骤7)中计算注采井不同注、采气量时储层干化范围面积或半径大小的公式分别如下：
针对水平井或直井计算干化范围面积的公式：
针对直井计算干化范围半径的公式：
公式中参数定义及单位如下：
h：储层厚度，m；
φ 储层孔隙度，小数(无量纲)；
sw 储层原始含水饱和度或束缚水饱和度，小数(无量纲)；
ρw 地层温度下水的密度，kg/m3,可近似取值为1000kg/m3；
Ginj 累积注气量，104m3；
Gprod 累积回采产气量，104m3；
W1 地层温度及注气期末压力对应的天然气饱和含水量,mg/m3；
W3 储气库注入气的含水量，mg/m3；
W2 地层温度及采气期末压力对应的天然气饱和含水量,mg/m3；
Adry 储层干化区域面积，m2；
Rdry 直井注采井周围干化区域半径，m。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的实施方法，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种确定气藏型储气库注采井周围储层干化范围的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)基于储气库气藏储层评价结果，并结合具体注采井的测井解释，确定储气层厚度、孔隙度及原始含水饱和度；
2)基于储层埋深和研究区地温梯度计算储气库储层的地层温度，或基于实测数据确定储层的地层温度；
3)基于储气库注采井动态数据及井下压力监测数据确定储气库实际运行的峰谷压力；
4)基于步骤2和步骤3确定的地层温度和压力，采用Khaled方法计算地层温度、储气库运行峰谷不同压力下饱和水蒸汽的天然气含水量；
5)基于储气库注入气来源管线气含水量检测数据或输气管线的含水量标准，直接确定或Khaled方法计算注入气的含水量；
6)利用注采井动态数据计算不同时间对应的累积注气量和累积采气量；
7)计算注采井不同注、采气量时储层干化范围面积或半径大小；
在步骤7)中计算注采井不同注、采气量时储层干化范围面积或半径大小的公式分别如下：
针对水平井或直井计算干化范围面积的公式：
针对直井计算干化范围半径的公式：
公式中参数定义及单位如下：
h：储层厚度，m；
φ储层孔隙度，小数(无量纲)；
sw储层原始含水饱和度或束缚水饱和度，小数(无量纲)；
ρw地层温度下水的密度，kg/m3,可近似取值为1000kg/m3；
Ginj累积注气量，104m3；
Gprod累积回采产气量，104m3；
W1地层温度及注气期末压力对应的天然气饱和含水量,mg/m3；
W3储气库注入气的含水量，mg/m3；
W2地层温度及采气期末压力对应的天然气饱和含水量,mg/m3；
Adry储层干化区域面积，m2；
Rdry直井注采井周围干化区域半径，m。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤1)中通过对具体井的测井解释并结合研究区储层评价研究结果，确定储气层厚度,孔隙度、原始含水饱和度或束缚水饱和度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤2)中针对储层埋藏深度，基于研究区已知的地温梯度，计算储气库储层的地层温度，或基于研究具体井的井下实测温度数据确定储层的地层温度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤3)中：或者利用储气库注采井动态数据中油压或套压，提取各年度注气期末稳定后井口压力和采气期末稳定压力数据，通过积分计算井底地层压力，公式为：
其中ρ(P,T)为天然气密度，随压力和温度变化；或者直接利用井下压力计监测压力数据确定对应注气期末和采气期末的地层压力；
注气期末地层压力取各注气期末地层压力的平均值，采气期末地层压力取各采气期末地层压力的平均值，单位统一为MPa。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤4)中针对地层温度下注气期末地层压力和采气期末地层压力，采用Khaled方法计算不同压力下地层中饱和水蒸汽的天然气含水量值；采用Khaled方法计算公式为：
其中：
为计算的天然气含水量，单位为mg/m3；
T为储气库注采井注采层段地层温度，单位为K；
P为储气库注采井注采层段地层压力，单位为MPa；
ai和bi为计算所需参数。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤5)中：或者直接利用储气库注入气来源管线气含水量检测数据，取其平均值作为注入气的含水量值；或者利用输气管线的含水量标准，标准形式：压力和水露点温度，通过所述的Khaled法计算公式计算注入气的含水量；或者直接取输气管线的含水量标准值，标准值为直接给定输气管线天然气含水量上限值：mg/m3。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤6)中以储气库注采井第一次开始注气时间为起始点，分别累加计算累积注气量Ginj和累积产气量Gprod。
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