CN111852463A - 气井产能评价方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种气井产能评价方法及设备，该方法包括确定二项式产能方程；根据分别基于气藏模型和气井井筒模型获得的多个历史时刻下的地层压力和井底流压，通过一点法无阻流量方程，计算生成一点法无阻流量预测趋势；根据地层压力，及当前的二项式产能方程，计算生成二项式无阻流量预测曲线；对当前的二项式产能方程的系数进行调整，重新计算所述预测曲线，直至当前生成的预测曲线与所述预测趋势拟合，以获得修正二项式无阻流量预测曲线，并进行气井产能评价。本发明实施例能够实现结合气井生产历史数据，通过一点法产能趋势修正初始的二项式产能方程，获得更精准的产能方程，进而消除了开发初期产能初期偏低的问题。
Description
技术领域
本发明实施例涉及天然气开采技术领域，尤其涉及一种气井产能评价方法及设备。
背景技术
气井的产能评价是气井生产动态分析的重要组成部分，也是了解气井生产能力、确定合理工作制度的必要手段。
目前普遍采用的产能计算方法为系统试井法。系统试井法基于稳定渗流理论，结合井下实测资料，建立气井的二项式产能方程，计算得到绝对无阻流量以表征气井的生产能力。
然而，上述技术方案中，由于气井生产状况及地质特征复杂等因素，实际系统产能测试过程难以达到稳定测试条件，导致二项式产能方程出现负斜率等情况，产能评价结果准确率低，不能满足需求。
发明内容
本发明实施例提供一种气井产能评价方法及设备，以提高产能评价结果的准确率。
第一方面，本发明实施例提供一种气井产能评价方法，包括：
根据测量获得的测试数据，确定二项式产能方程，所述测试数据包括气井在多个测试时刻下的实际地层压力、实际井底流压和实际产气量；
根据基于气藏模型获得的多个历史时刻下的第一地层压力、基于气井井筒模型获得的所述多个历史时刻下的第一井底流压、以及一点法无阻流量方程，计算生成一点法无阻流量预测趋势；
根据所述多个历史时刻下的所述第一地层压力，以及当前的二项式产能方程，计算生成二项式无阻流量预测曲线；
对当前的二项式产能方程的系数进行调整，并返回执行所述根据基于气藏模型获得的所述多个时刻下的第一地层压力，以及当前的二项式产能方程，计算生成二项式无阻流量预测曲线的步骤，直至当前生成的二项式无阻流量预测曲线与所述一点法无阻流量预测趋势拟合，以获得修正二项式产能方程及与其对应的修正二项式无阻流量预测曲线；
根据所述修正二项式无阻流量预测曲线，进行气井产能评价。
在一种可能的设计中，在所述根据基于气藏模型获得的多个历史时刻下的第一地层压力、基于气井井筒模型获得的所述多个历史时刻下的第一井底流压、以及一点法无阻流量方程，计算生成一点法无阻流量预测趋势之前，还包括：
根据测量获得的气井在所述多个历史时刻下的产气量构建所述气藏地质模型；
根据测量获得的气井在所述多个历史时刻下的压力值、温度值与产气量构建所述气井井筒模型。
在一种可能的设计中，所述二项式产能方程为
其中，pr为地层压力，pwf为井底流压，q为产气量，A为第一系数的取值，B为第二系数的取值；
所述对当前的二项式产能方程的系数进行调整，包括：
对当前的二项式产能方程的第一系数进行调整。
在一种可能的设计中，所述方法还包括：
定义初始的附加表皮；
结合当前的附加表皮，分别基于所述气藏模型和所述气井井筒模型，计算获得气井在所述多个历史时刻下的第二井底流压和第三井底流压；
若所述第二井底流压和所述第三井底流压不收敛，则调整所述附加表皮，并返回执行所述结合当前的附加表皮，分别基于所述气藏模型和所述气井井筒模型，计算获得气井在所述多个历史时刻下的第二井底流压和第三井底流压的步骤，直至当前获得的第二井底流压和第三井底流压收敛，以确定出最终的附加表皮；
根据所述最终的附加表皮，对所述修正二项式产能方程的第一系数进行调整，并根据调整后的修正二项式产能方程，确定气井的表观无阻流量预测曲线。
在一种可能的设计中，所述根据所述最终的附加表皮，对所述修正二项式产能方程的系数进行调整，包括：
根据附加表皮与二项产能方程系数的关系式，将所述修正二项产能方程的第一系数的取值Ai调整为A'i；
其中，所述附加表皮与二项产能方程系数的关系式为：
其中，rw分别为所述气井的井筒半径，re为所述气藏地质模型的半径，A'为第i个历史时刻下所述调整后的修正二项式产能方程的第一系数的取值，Ai为第i个历史时刻下所述修正二项产能方程的第一系数的取值。
第二方面，本发明实施例提供一种气井产能评价设备，包括：
确定模块，用于根据测量获得的测试数据，确定二项式产能方程，所述测试数据包括气井在多个测试时刻下的实际地层压力、实际井底流压和实际产气量；
第一计算模块，用于根据基于气藏模型获得的多个历史时刻下的第一地层压力、基于气井井筒模型获得的所述多个历史时刻下的第一井底流压、以及一点法无阻流量方程，计算生成一点法无阻流量预测趋势；
第二计算模块，用于根据所述多个历史时刻下的所述第一地层压力，以及当前的二项式产能方程，计算生成二项式无阻流量预测曲线；
第一处理模块，用于对当前的二项式产能方程的系数进行调整，并返回执行所述根据基于气藏模型获得的所述多个时刻下的第一地层压力，以及当前的二项式产能方程，计算生成二项式无阻流量预测曲线的步骤，直至当前生成的二项式无阻流量预测曲线与所述一点法无阻流量预测趋势拟合，以获得修正二项式产能方程及与其对应的修正二项式无阻流量预测曲线；
评价模块，用于根据所述修正二项式无阻流量预测曲线，进行气井产能评价。
在一种可能的设计中，所述设备还包括：
第一构建模块，用于根据测量获得的气井在所述多个历史时刻下的产气量构建所述气藏地质模型；
第二构建模块，用于根据测量获得的气井在所述多个历史时刻下的压力值、温度值与产气量构建所述气井井筒模型。
在一种可能的设计中，所述二项式产能方程为
其中，pr为地层压力，pwf为井底流压，q为产气量，A为第一系数的取值，B为第二系数的取值；
所述第一处理模块具体用于：
对当前的二项式产能方程的第一系数进行调整。
在一种可能的设计中，所述设备还包括：
定义模块，用于定义初始的附加表皮；
第三计算模块，用于结合当前的附加表皮，分别基于所述气藏模型和所述气井井筒模型，计算获得气井在所述多个历史时刻下的第二井底流压和第三井底流压；
第二处理模块，用于若所述第二井底流压和所述第三井底流压不收敛，则调整所述附加表皮，并返回执行所述结合当前的附加表皮，分别基于所述气藏模型和所述气井井筒模型，计算获得气井在所述多个历史时刻下的第二井底流压和第三井底流压的步骤，直至当前获得的第二井底流压和第三井底流压收敛，以确定出最终的附加表皮；
第三处理模块，用于根据所述最终的附加表皮，对所述修正二项式产能方程的第一系数进行调整，并根据调整后的修正二项式产能方程，确定气井的表观无阻流量预测曲线。
在一种可能的设计中，所述第二处理模块具体用于：
根据附加表皮与二项产能方程系数的关系式，将所述修正二项产能方程的第一系数的取值Ai调整为A'i；
其中，所述附加表皮与二项产能方程系数的关系式为：
其中，rw分别为所述气井的井筒半径，re为所述气藏地质模型的半径，A'为第i个历史时刻下所述调整后的修正二项式产能方程的第一系数的取值，Ai为第i个历史时刻下所述修正二项产能方程的第一系数的取值。
第三方面，本发明实施例提供一种气井产能评价设备，包括：至少一个处理器和存储器；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如上第一方面以及第一方面各种可能的设计所述的方法。
第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如上第一方面以及第一方面各种可能的设计所述的方法。
本实施例提供的气井产能评价方法及设备，该方法通过获得在多个历史时刻下的第一井底流压和第一地层压力通过一点法无阻流量方程计算生成一点法无阻流量预测趋势。并通过调整二项式产能方程的系数使根据初始二项产能方程得到的二项式无阻流量预测曲线与所述一点法无阻流量预测趋势相拟合，实现了结合气井生产历史数据，通过一点法产能趋势修正初始二项式产能方程，获得更精准的产能方程，进而消除了开发初期产能初期偏低的问题，并且通过实际气井的应用实践可知，本实施例提供的气井产能评价方法对气井产能的预测相对于现有方法准确率更高。
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的气井产能评价方法的流程示意图；
图2为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的产能测试曲线；
图3为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的二项式产能方程A、B系数的回归图；
图4为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的气藏地质模型示意图；
图5为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的第一地层压力预测示意图；
图6为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的二项式无阻流量预测曲线示意图；
图7为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的气井井筒模型示意图；
图8为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的井筒流温流压测试结果示意图；
图9为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的井筒流温流压拟合示意图；
图10为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的一点法无阻流量预测趋势示意图；
图11为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的修正二项式无阻流量预测曲线示意图；
图12为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的流程示意图；
图13为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的不考虑附加表皮的情况下基于气藏模型计算获得的井底流压与基于气井井筒模型折算获得的井底流压的对比示意图；
图14为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的附加表皮反演流程图；
图15为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的第二井底流压与第三井底流压的对比示意图；
图16为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的多个历史时刻下附加表皮的示意图；
图17为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的表观无阻流量预测曲线和修正二项式无阻流量预测曲线的对比示意图；
图18为本发明又一实施例提供的气井产能评价设备的结构示意图；
图19为本发明又一实施例提供的气井产能评价设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作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。
图1为本发明实施例提供的气井产能评价方法的流程示意图。如图1所示，该方法包括：
101、根据测量获得的测试数据，确定二项式产能方程，所述测试数据包括气井在多个测试时刻下的实际地层压力、实际井底流压和实际产气量。
实际应用中该方法的执行主体可以为具有数据处理运算能力的任意终端设备，例如，所述终端设备可以为智能手机、平板设备、计算机等，还可以为能够进行数据处理运算的服务器。
图2为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的产能测试曲线；如图2所示，可选地，所述二项式产能方程的表达式为：
其中，pr为地层压力，pwf为井底流压，q为产气量，A为第一系数的取值，B为第二系数的取值。
由式(1)可知，已知地层压力pr、井底流压pwf和产气量q，即可判定第一系数A和第二系数B的值。
在一个具体的实施方式中，可以采用回归算法计算第一系数A以及第二系数B的取值。
图3为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的二项式产能方程A、B系数的回归图；可选地，如图3所示，可以选择近期的多个时间点作为测试时刻，针对每个测试时刻，测试获得实际地层压力、实际井底流压和实际产气量，通常测试时刻的个数需要大于等于3。根据每个测试时刻下的实际地层压力、实际井底流压和实际产气量通过回归算法确定二项式产能方程的第一系数A和第二系数B，以确定所述二项式产能方程。
102、根据基于气藏模型获得的多个历史时刻下的第一地层压力、基于气井井筒模型获得的所述多个历史时刻下的第一井底流压、以及一点法无阻流量方程，计算生成一点法无阻流量预测趋势。
可选地，所述多个测试时刻和所述多个历史时刻可以重叠，所述多个测试时刻还可以包含在所述多个历史时刻内。
可选地，根据测量获得的气井在所述多个历史时刻下的产气量构建所述气藏地质模型。
具体的，图4为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的气藏地质模型示意图，如图4所示，气井的气藏地质模型可由储层孔隙度、渗透率等储层参数以及生产井产气量历史数据，利用ECLIPSE油藏数值模拟软件建立。图5为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的第一地层压力预测示意图，如图5所示，运用数值模拟方法拟合地层压力监测点数据，可以获得多个历史时刻下的第一地层压力。
可选地，根据测量获得的气井在所述多个历史时刻下的压力值、温度值与产气量构建所述气井井筒模型。
具体的，可利用现有商业软件(如PIPESIM、HARMONY软件)，结合气井井身结构(如油管尺寸、油管下入深度、初始油管摩擦系数、油套管导热系数)、流体组分、压力体积温度(Pressure-Volume-Temperature，PVT)物性参数、初始地层导热系数、生产历史内(可以是所述多个历史时刻下)井口压力计、温度计、流量计计量的实时压力、温度、产气量数据，建立耦合传热过程的初始气井的井筒模型，以PIPESIM为例，图7为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的气井井筒模型示意图。
图8为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的井筒流温流压测试结果示意图，图9为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的井筒流温流压拟合示意图，如图8和图9所示，调整初始油管摩擦系数、初始地层导热系数，使气井的井筒模型计算的温度、压力梯度(图7)与实测的温度、压力梯度(图8)相吻合，从而对初始气井的井筒模型完善，生成完善的气井的井筒模型。
进而，利用完善后的气井的井筒模型，导入生产历史内多个历史时刻i下的井口温度、压力、产气量数据，来折算历史时刻的井底流压。
图10为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的一点法无阻流量预测趋势示意图，如图10所示，基于所述气井的气藏地质模型计算生成历史时刻的地层压力Pr、所述气井井筒模型折算的历史时刻的井底流压Pwf和一点法无阻流量方程计算生成一点法无阻流量预测趋势，具体为：
其中，q'AOF为一点法无阻流量，qi为第i个历史时刻下的产气量，pwf,i为气井井筒模型折算的第i个历史时刻下的第一井底流压，pr,i为根据气井的气藏地质模型计算的第i个历史时刻下的第一地层压力。
103、根据所述多个历史时刻下的所述第一地层压力，以及当前的二项式产能方程，计算生成二项式无阻流量预测曲线。
实际应用中，步骤103的执行场景有两种，分别是第一次执行以及步骤104中涉及的返回执行。在第一次执行的场景下，步骤103和步骤102的执行顺序不做限定，也即，可以先执行步骤103再执行步骤102，还可以依次执行步骤102和步骤103。
图6为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的二项式无阻流量预测曲线示意图，如图6所示，结合当前的二项式产能方程计算生成二项式无阻流量预测曲线，具体为：
其中，qAOF为第i个历史时刻下的二项式无阻流量预测值，Ai为所述二项式产能方程中第i个历史时刻下的第一系数，
为测试时刻下的第一地层压力对应的气体粘度，
为测试时刻下的地层压力条件下的压缩系数，μgi为第i个历史时刻下的第一地层压力对应的气体粘度，Zi为第i个历史时刻下的地层压力对应的压缩系数，K为测试时刻下的储层渗透率，Ki为第i个历史时刻下的储层渗透率。
104、对当前的二项式产能方程的系数进行调整，并返回执行步骤103，直至当前生成的二项式无阻流量预测曲线与所述一点法无阻流量预测趋势拟合，以获得修正二项式产能方程及与其对应的修正二项式无阻流量预测曲线。
图11为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的修正二项式无阻流量预测曲线示意图，如图11所示，拟合调节中，可以对二项式产能方程中的第一系数A以及第二系数B同时调节，实际实施中，可以单独的对第一系数A进行调节即可，生成修正二项式无阻流量预测曲线，也即正常气井的理论无阻流量预测曲线，调节中，可采用手动调节或自动调节等，使初始二项式无阻流量预测曲线向所述一点法无阻流量预测趋势的散点拟合。
105、根据所述修正二项式无阻流量预测曲线，进行气井产能评价。
本实施例中，结合历史数据进行修正后的修正二项式无阻流量预测曲线更能准确的评价气井产能。
本实施例提供的气井产能评价方法，通过获得在多个历史时刻下的第一井底流压和第一地层压力通过一点法无阻流量方程计算生成一点法无阻流量预测趋势。并通过调整二项式产能方程的系数使根据初始二项产能方程得到的二项式无阻流量预测曲线与所述一点法无阻流量预测趋势相拟合，实现了结合气井生产历史数据，通过一点法产能趋势修正初始二项式产能方程，获得更精准的产能方程，进而消除了开发初期产能初期偏低的问题，并且通过实际气井的应用实践可知，本实施例提供的气井产能评价方法对气井产能的预测相对于现有方法准确率更高。
基于上述实施例的适用于油压异常气井绝对无阻流量的评价方法，还包括如下步骤：
图12为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的流程示意图。为了进一步的提升无阻流量预测的准确性，在图1所示的实施例的基础上，本实施例考虑了出砂、结垢等井筒污染造成的附加表皮对产能预测的影响，如图12所示，该方法包括：
1201、根据测量获得的测试数据，确定二项式产能方程，所述测试数据包括气井在多个测试时刻下的实际地层压力、实际井底流压和实际产气量。
1202、根据基于气藏模型获得的多个历史时刻下的第一地层压力、基于气井井筒模型获得的所述多个历史时刻下的第一井底流压、以及一点法无阻流量方程，计算生成一点法无阻流量预测趋势。
1203、根据所述多个历史时刻下的所述第一地层压力，以及当前的二项式产能方程，计算生成二项式无阻流量预测曲线。
1204、对当前的二项式产能方程的系数进行调整，并返回执行所述根据基于气藏模型获得的所述多个时刻下的第一地层压力，以及当前的二项式产能方程，计算生成二项式无阻流量预测曲线的步骤，直至当前生成的二项式无阻流量预测曲线与所述一点法无阻流量预测趋势拟合，以获得修正二项式产能方程及与其对应的修正二项式无阻流量预测曲线。
1205、根据所述修正二项式无阻流量预测曲线，进行气井产能评价。
步骤1201至步骤1205与上述实施例中步骤101至步骤105相类似，此处不再赘述。
图13为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的不考虑附加表皮的情况下基于气藏模型计算获得的井底流压与基于气井井筒模型折算获得的井底流压的对比示意图，如图13所示，压力折算(即不考虑附加表皮的情况下基于气井井筒模型折算获得的井底流压)与数值计算(即不考虑附加表皮的情况下基于气藏模型计算获得的井底流压)的差值较大，两个结果的数值并不收敛。由此可知，为了进一步提高产能预测的精度可以将附加表皮加入计算。
图14为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的附加表皮反演流程图，如图14所示，具体的附加表皮的反演过程可以为：给定初始表皮进行数值计算；折算与数值计算压力对比判定收敛性；修正表皮系数，重新计算，直至折算与数值计算压力收敛，获得最终的附加表皮，具体参见步骤1206至步骤1208。
1206、定义初始的附加表皮。
可选地，可以将初始的附加表皮定义为6至10之间的任意数值。
1207、结合当前的附加表皮，分别基于所述气藏模型和所述气井井筒模型，计算获得气井在所述多个历史时刻下的第二井底流压和第三井底流压。
1208、若所述第二井底流压和所述第三井底流压不收敛，则调整所述附加表皮，并返回执行步骤1207，直至当前获得的第二井底流压和第三井底流压收敛，以确定出最终的附加表皮。
图15为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的第二井底流压与第三井底流压的对比示意图，图16为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的多个历史时刻下附加表皮的示意图，如图15和图16所示，可选地，所述第三井底流压与所述第一井底流压可以为相同的数值。即仅在基于所述气藏模型计算气井在所述多个历史时刻下的第二井底流压时，结合当前的附加表皮计算。所述第二井底流压和第三井底流压收敛，可以是指所述多个历史时刻下第二井底流压和第三井底流压之间的差值均小于预设阈值。
1209、根据所述最终的附加表皮，对所述修正二项式产能方程的第一系数进行调整，并根据调整后的修正二项式产能方程，确定气井的表观无阻流量预测曲线。
可选地，所述根据所述最终的附加表皮，对所述修正二项式产能方程的系数进行调整，包括：
根据附加表皮与二项产能方程系数的关系式，将所述修正二项产能方程的第一系数的取值Ai调整为A'i；
其中，所述附加表皮与二项产能方程系数的关系式为：
其中，rw分别为所述气井的井筒半径，re为所述气藏地质模型的半径，A'为第i个历史时刻下所述调整后的修正二项式产能方程的第一系数的取值，Ai为第i个历史时刻下所述修正二项产能方程的第一系数的取值。
本实施例提供的气井产能评价方法，根据是否考虑出砂、结垢等井筒污染影响因素引起的井筒阻塞产能的附加表皮分别建立了修正二项式产能方程(可以是结合历史数据获得的二项式产能方程或者根据系统试井法、等时试井法等获得的二项式产能方程)及根据结合附加表皮对所述修正二项式产能方程进行调整后获得的调整后的修正二项式产能方程生成的表观无阻流量预测曲线，最后可以通过对比根据该修正二项式产能方程获得的修正二项式无阻流量预测曲线(修正二项式理论产能)和所述表观无阻流量预测曲线(异常井表观产能的无阻流量趋势线)，掌握异常气井产能变化规律，评价已措施效果，并进一步明确其措施的实施潜力。也就是，本实施例提供的气井产能评价方法考虑出砂、结垢等附加表皮影响，建立了异常井表观产能方程，并通过多口异常井应用实例，明确了异常井初期产能稳定、中期波动下降、措施后产能恢复三个产能变化过程。为异常井治理措施制定以及生产制度优化提供了可靠依据。
具体的，图17为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的表观无阻流量预测曲线和修正二项式无阻流量预测曲线的对比示意图，如图17所示，表观产能(表观无阻流量预测曲线)相对于理论产能(修正二项式无阻流量预测曲线)在初期产能稳定，在中期开始出现问题，产能波动下降，在采取措施后，是的产能得到了恢复，使表观产能再次与理论产能靠近。通过对比，可知采取的措施是有效的，并且可以根据此对比，进一步试验其他措施，提高了措施制定的有效性。
图18为本发明又一实施例提供的气井产能评价设备的结构示意图。如图18所示，该气井产能评价设备180包括：确定模块1801、第一计算模块1802、第二计算模块1803、第一处理模块1804以及评价模块1805。
确定模块1801，用于根据测量获得的测试数据，确定二项式产能方程，所述测试数据包括气井在多个测试时刻下的实际地层压力、实际井底流压和实际产气量。
实际应用中该设备可以为具有数据处理运算能力的任意终端设备，例如，所述终端设备可以为智能手机、平板设备、计算机等，还可以为能够进行数据处理运算的服务器。
图2为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的产能测试曲线；如图2所示，可选地，所述二项式产能方程的表达式为：
其中，pr为地层压力，pwf为井底流压，q为产气量，A为第一系数的取值，B为第二系数的取值。
由式(1)可知，已知地层压力pr、井底流压pwf和产气量q，即可判定第一系数A和第二系数B的值。
在一个具体的实施方式中，可以采用回归算法计算第一系数A以及第二系数B的取值。
图3为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的二项式产能方程A、B系数的回归图；可选地，如图3所示，可以选择近期的多个时间点作为测试时刻，针对每个测试时刻，测试获得实际地层压力、实际井底流压和实际产气量，通常测试时刻的个数需要大于等于3。根据每个测试时刻下的实际地层压力、实际井底流压和实际产气量通过回归算法确定二项式产能方程的第一系数A和第二系数B，以确定所述二项式产能方程。
第一计算模块1802，用于根据基于气藏模型获得的多个历史时刻下的第一地层压力、基于气井井筒模型获得的所述多个历史时刻下的第一井底流压、以及一点法无阻流量方程，计算生成一点法无阻流量预测趋势。
可选地，根据测量获得的气井在所述多个历史时刻下的产气量构建所述气藏地质模型。
具体的，图4为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的气藏地质模型示意图，如图4所示，气井的气藏地质模型可由储层孔隙度、渗透率等储层参数以及生产井产气量历史数据，利用ECLIPSE油藏数值模拟软件建立。图5为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的第一地层压力预测示意图，如图5所示，运用数值模拟方法拟合地层压力监测点数据，可以获得多个历史时刻下的第一地层压力。
可选地，根据测量获得的气井在所述多个历史时刻下的压力值、温度值与产气量构建所述气井井筒模型。
具体的，可利用现有商业软件(如PIPESIM、HARMONY软件)，结合气井井身结构(如油管尺寸、油管下入深度、初始油管摩擦系数、油套管导热系数)、流体组分、压力体积温度(Pressure-Volume-Temperature，PVT)物性参数、初始地层导热系数、生产历史内(可以是所述多个历史时刻下)井口压力计、温度计、流量计计量的实时压力、温度、产气量数据，建立耦合传热过程的初始气井的井筒模型，以PIPESIM为例，图7为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的气井井筒模型示意图。
图8为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的井筒流温流压测试结果示意图，图9为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的井筒流温流压拟合示意图，如图8和图9所示，调整初始油管摩擦系数、初始地层导热系数，使气井的井筒模型计算的温度、压力梯度(图7)与实测的温度、压力梯度(图8)相吻合，从而对初始气井的井筒模型完善，生成完善的气井的井筒模型。
进而，利用完善后的气井的井筒模型，导入生产历史内多个历史时刻i下的井口温度、压力、产气量数据，来折算历史时刻的井底流压。
图10为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的一点法无阻流量预测趋势示意图，如图10所示，基于所述气井的气藏地质模型计算生成历史时刻的地层压力Pr、所述气井井筒模型折算的历史时刻的井底流压Pwf和一点法无阻流量方程计算生成一点法无阻流量预测趋势，具体为：
其中，q'AOF为一点法无阻流量，qi为第i个历史时刻下的产气量，pwf,i为气井井筒模型折算的第i个历史时刻下的第一井底流压，pr,i为根据气井的气藏地质模型计算的第i个历史时刻下的第一地层压力。
第二计算模块1803，用于根据所述多个历史时刻下的所述第一地层压力，以及当前的二项式产能方程，计算生成二项式无阻流量预测曲线。
实际应用中，步骤103的执行场景有两种，分别是第一次执行以及步骤104中涉及的返回执行。在第一次执行的场景下，步骤103和步骤102的执行顺序不做限定，也即，可以先执行步骤103再执行步骤102，还可以依次执行步骤102和步骤103。
图6为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的二项式无阻流量预测曲线示意图，如图6所示，结合当前的二项式产能方程计算生成二项式无阻流量预测曲线，具体为：
其中，qAOF为第i个历史时刻下的二项式无阻流量预测值，Ai为所述二项式产能方程中第i个历史时刻下的第一系数，
为测试时刻下的第一地层压力对应的气体粘度，
为测试时刻下的地层压力条件下的压缩系数，μgi为第i个历史时刻下的第一地层压力对应的气体粘度，Zi为第i个历史时刻下的地层压力对应的压缩系数，K为测试时刻下的储层渗透率，Ki为第i个历史时刻下的储层渗透率。
第一处理模块1804，用于对当前的二项式产能方程的系数进行调整，并返回执行所述根据基于气藏模型获得的所述多个时刻下的第一地层压力，以及当前的二项式产能方程，计算生成二项式无阻流量预测曲线的步骤，直至当前生成的二项式无阻流量预测曲线与所述一点法无阻流量预测趋势拟合，以获得修正二项式产能方程及与其对应的修正二项式无阻流量预测曲线。
图11为本发明又一实施例提供的气井产能评价方法的修正二项式无阻流量预测曲线示意图，如图11所示，拟合调节中，可以对二项式产能方程中的第一系数A以及第二系数B同时调节，实际实施中，可以单独的对第一系数A进行调节即可，生成修正二项式无阻流量预测曲线，也即正常气井的理论无阻流量预测曲线，调节中，可采用手动调节或自动调节等，使初始二项式无阻流量预测曲线向所述一点法无阻流量预测趋势的散点拟合。
评价模块1805，用于根据所述修正二项式无阻流量预测曲线，进行气井产能评价。
本发明实施例提供的气井产能评价设备，通过第一计算模块1802获得在多个历史时刻下的第一井底流压和第一地层压力通过一点法无阻流量方程计算生成一点法无阻流量预测趋势。并通过第一处理模块1804调整二项式产能方程的系数使第二计算模块1803根据确定模块1801获得的二项产能方程得到的二项式无阻流量预测曲线与所述一点法无阻流量预测趋势相拟合，实现了结合气井生产历史数据，通过一点法产能趋势修正初始二项式产能方程，获得更精准的产能方程，通过评价模块1805对气井产能做出准确的评价，进而消除了开发初期产能初期偏低的问题，并且通过实际气井的应用实践可知，本实施例提供的气井产能评价方法对气井产能的预测相对于现有方法准确率更高。
可选地，所述设备还包括：
第一构建模块，用于根据测量获得的气井在所述多个历史时刻下的产气量构建所述气藏地质模型；第二构建模块，用于根据测量获得的气井在所述多个历史时刻下的压力值、温度值与产气量构建所述气井井筒模型。
可选地，所述二项式产能方程为
其中，pr为地层压力，pwf为井底流压，q为产气量，A为第一系数的取值，B为第二系数的取值；所述第一处理模块1804，具体用于：对当前的二项式产能方程的第一系数进行调整。
可选地，所述设备还包括：
定义模块，用于定义初始的附加表皮。
第三计算模块，用于结合当前的附加表皮，分别基于所述气藏模型和所述气井井筒模型，计算获得气井在所述多个历史时刻下的第二井底流压和第三井底流压。
第二处理模块，用于若所述第二井底流压和所述第三井底流压不收敛，则调整所述附加表皮，并返回执行所述结合当前的附加表皮，分别基于所述气藏模型和所述气井井筒模型，计算获得气井在所述多个历史时刻下的第二井底流压和第三井底流压的步骤，直至当前获得的第二井底流压和第三井底流压收敛，以确定出最终的附加表皮。
第三处理模块，用于根据所述最终的附加表皮，对所述修正二项式产能方程的第一系数进行调整，并根据调整后的修正二项式产能方程，确定气井的表观无阻流量预测曲线。
可选地，所述第二处理模块具体用于：
根据附加表皮与二项产能方程系数的关系式，将所述修正二项产能方程的第一系数的取值Ai调整为A'i；
其中，所述附加表皮与二项产能方程系数的关系式为：
其中，rw分别为所述气井的井筒半径，re为所述气藏地质模型的半径，A'为第i个历史时刻下所述调整后的修正二项式产能方程的第一系数的取值，Ai为第i个历史时刻下所述修正二项产能方程的第一系数的取值。
本发明实施例提供的端点检测设备，可用于执行上述的方法实施例，其实现原理和技术效果类似，本实施例此处不再赘述。
图19为本发明实施例提供的气井产能评价设备的硬件结构示意图。如图19所示，本实施例提供的气井产能评价设备190包括：至少一个处理器1901和存储器1902。处理器1901和存储器1902通过总线1903连接。
在具体实现过程中，至少一个处理器1901执行所述存储器1902存储的计算机执行指令，使得至少一个处理器1901执行如上气井产能评价设备190所执行的气井产能评价方法。
处理器1901的具体实现过程可参见上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，本实施例此处不再赘述。
在上述的图19所示的实施例中，应理解，处理器可以是中央处理单元(英文：Central Processing Unit，简称：CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文：Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(英文：Application SpecificIntegrated Circuit，简称：ASIC)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合发明所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
存储器可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储NVM，例如至少一个磁盘存储器。
总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(ExtendedIndustry Standard Architecture，EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，本申请附图中的总线并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如上气井产能评价设备执行的气井产能评价方法。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如上气井产能评价设备执行的气井产能评价方法。
上述的计算机可读存储介质，上述可读存储介质可以是由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。可读存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
一种示例性的可读存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该可读存储介质读取信息，且可向该可读存储介质写入信息。当然，可读存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和可读存储介质可以位于专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuits，简称：ASIC)中。当然，处理器和可读存储介质也可以作为分立组件存在于设备中。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (12)
1.一种气井产能评价方法，其特征在于，包括：
根据测量获得的测试数据，确定二项式产能方程，所述测试数据包括气井在多个测试时刻下的实际地层压力、实际井底流压和实际产气量；
根据基于气藏模型获得的多个历史时刻下的第一地层压力、基于气井井筒模型获得的所述多个历史时刻下的第一井底流压、以及一点法无阻流量方程，计算生成一点法无阻流量预测趋势；
根据所述多个历史时刻下的所述第一地层压力，以及当前的二项式产能方程，计算生成二项式无阻流量预测曲线；
对当前的二项式产能方程的系数进行调整，并返回执行所述根据基于气藏模型获得的所述多个时刻下的第一地层压力，以及当前的二项式产能方程，计算生成二项式无阻流量预测曲线的步骤，直至当前生成的二项式无阻流量预测曲线与所述一点法无阻流量预测趋势拟合，以获得修正二项式产能方程及与其对应的修正二项式无阻流量预测曲线；
根据所述修正二项式无阻流量预测曲线，进行气井产能评价。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据基于气藏模型获得的多个历史时刻下的第一地层压力、基于气井井筒模型获得的所述多个历史时刻下的第一井底流压、以及一点法无阻流量方程，计算生成一点法无阻流量预测趋势之前，还包括：
根据测量获得的气井在所述多个历史时刻下的产气量构建所述气藏地质模型；
根据测量获得的气井在所述多个历史时刻下的压力值、温度值与产气量构建所述气井井筒模型。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述二项式产能方程为
其中，pr为地层压力，pwf为井底流压，q为产气量，A为第一系数的取值，B为第二系数的取值；
所述对当前的二项式产能方程的系数进行调整，包括：
对当前的二项式产能方程的第一系数进行调整。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
定义初始的附加表皮；
结合当前的附加表皮，分别基于所述气藏模型和所述气井井筒模型，计算获得气井在所述多个历史时刻下的第二井底流压和第三井底流压；
若所述第二井底流压和所述第三井底流压不收敛，则调整所述附加表皮，并返回执行所述结合当前的附加表皮，分别基于所述气藏模型和所述气井井筒模型，计算获得气井在所述多个历史时刻下的第二井底流压和第三井底流压的步骤，直至当前获得的第二井底流压和第三井底流压收敛，以确定出最终的附加表皮；
根据所述最终的附加表皮，对所述修正二项式产能方程的第一系数进行调整，并根据调整后的修正二项式产能方程，确定气井的表观无阻流量预测曲线。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述最终的附加表皮，对所述修正二项式产能方程的系数进行调整，包括：
根据附加表皮与二项产能方程系数的关系式，将所述修正二项产能方程的第一系数的取值Ai调整为Ai'；
其中，所述附加表皮与二项产能方程系数的关系式为：
其中，rw分别为所述气井的井筒半径，re为所述气藏地质模型的半径，A'为第i个历史时刻下所述调整后的修正二项式产能方程的第一系数的取值，Ai为第i个历史时刻下所述修正二项产能方程的第一系数的取值。
6.一种气井产能评价设备，其特征在于，包括：
确定模块，用于根据测量获得的测试数据，确定二项式产能方程，所述测试数据包括气井在多个测试时刻下的实际地层压力、实际井底流压和实际产气量；
第一计算模块，用于根据基于气藏模型获得的多个历史时刻下的第一地层压力、基于气井井筒模型获得的所述多个历史时刻下的第一井底流压、以及一点法无阻流量方程，计算生成一点法无阻流量预测趋势；
第二计算模块，用于根据所述多个历史时刻下的所述第一地层压力，以及当前的二项式产能方程，计算生成二项式无阻流量预测曲线；
第一处理模块，用于对当前的二项式产能方程的系数进行调整，并返回执行所述根据基于气藏模型获得的所述多个时刻下的第一地层压力，以及当前的二项式产能方程，计算生成二项式无阻流量预测曲线的步骤，直至当前生成的二项式无阻流量预测曲线与所述一点法无阻流量预测趋势拟合，以获得修正二项式产能方程及与其对应的修正二项式无阻流量预测曲线；
评价模块，用于根据所述修正二项式无阻流量预测曲线，进行气井产能评价。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：
第一构建模块，用于根据测量获得的气井在所述多个历史时刻下的产气量构建所述气藏地质模型；
第二构建模块，用于根据测量获得的气井在所述多个历史时刻下的压力值、温度值与产气量构建所述气井井筒模型。
8.根据权利要求6或7所述的设备，其特征在于，所述二项式产能方程为
其中，pr为地层压力，pwf为井底流压，q为产气量，A为第一系数的取值，B为第二系数的取值；
所述第一处理模块具体用于：
对当前的二项式产能方程的第一系数进行调整。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：
定义模块，用于定义初始的附加表皮；
第三计算模块，用于结合当前的附加表皮，分别基于所述气藏模型和所述气井井筒模型，计算获得气井在所述多个历史时刻下的第二井底流压和第三井底流压；
第二处理模块，用于若所述第二井底流压和所述第三井底流压不收敛，则调整所述附加表皮，并返回执行所述结合当前的附加表皮，分别基于所述气藏模型和所述气井井筒模型，计算获得气井在所述多个历史时刻下的第二井底流压和第三井底流压的步骤，直至当前获得的第二井底流压和第三井底流压收敛，以确定出最终的附加表皮；
第三处理模块，用于根据所述最终的附加表皮，对所述修正二项式产能方程的第一系数进行调整，并根据调整后的修正二项式产能方程，确定气井的表观无阻流量预测曲线。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述第二处理模块具体用于：
根据附加表皮与二项产能方程系数的关系式，将所述修正二项产能方程的第一系数的取值Ai调整为A'i；
其中，所述附加表皮与二项产能方程系数的关系式为：
其中，rw分别为所述气井的井筒半径，re为所述气藏地质模型的半径，A'为第i个历史时刻下所述调整后的修正二项式产能方程的第一系数的取值，Ai为第i个历史时刻下所述修正二项产能方程的第一系数的取值。
11.一种气井产能评价设备，其特征在于，包括：至少一个处理器和存储器；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如权利要求1至5任一项所述的气井产能评价方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如权利要求1至5任一项所述的气井产能评价方法。
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