CN112228053B - 致密气藏间歇井开井时间优化方法 - Google Patents

致密气藏间歇井开井时间优化方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了致密气藏间歇井开井时间优化方法，该方法在间歇井开井时间优化可行性分析基础上，提出了一种利用实时生产数据建立间歇周期日均产气量与开井时间关系曲线，并通过跟踪分析间歇周期日均产气量最大值出现时间来确定间歇气井最优开井时间的方法。该方法考虑了气井实际产量变化特征，与常规方法相比，评价结果更加准确、可靠。

Description

致密气藏间歇井开井时间优化方法
技术领域
本发明属于气田开发领域，具体涉及一种致密气藏间歇井开井时间优化方法。
背景技术
致密气藏(Tight Gas)是全球非常规天然气勘探的重要领域，属典型连续性致密砂岩气藏，具有低孔隙度(<12％)、低渗透率(<0.1X10-3μm2)、低含气饱和度(<60％)、高含水饱和度(>40％)的特征，分布广泛且开发潜力巨大，在生产过程中，气井整体表现出产量低、递减快，勘探难度大、技术要求高的特点，现场实践表明，致密气藏气井40％左右生产时间、30％左右的产量需通过间歇开关井方式维持生产。因此，开井时间优化是致密气藏间歇井管理的重要内容，其目的在于通过合理设置开井时间，最大限度地发挥气井生产能力，提高气井利用效率。
目前开发井工作制度优化主要分为理论分析法和经验统计法两类。其中，理论分析法是借助Eclipse数值模拟、RTA产量不稳定分析等软件，在气井生产历史拟合的基础上，通过设置不同的开井时间方案，预测气井产量及累产气量，并通过对比不同开井时间方案下累产气量来优选合理开井时间；然而，该方法通常难以考虑井筒积液、管线冻堵等情况对气井产量的影响，可靠性较差。经验统计法是通过在现场开展气井不同开井时间生产效果对比试验，从而选择较优的开井时间；该方法考虑了短时间内气井实际生产特征，但评价周期较长，且难以适应地层能量、工艺措施、积液状态等条件变化的影响。
总之，目前常用的间歇气井开井时间优化方法存在可靠性差、认识滞后等困难，难以满足气田实际生产需求。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题和不足，本发明提供了一种致密气藏间歇井开井时间优化方法，目的是提高致密气藏间歇井生产效率，充分发挥间歇井生产能力。
为此，本发明所采用的技术方案如下：
致密气藏间歇井开井时间优化方法，包括以下步骤：
S1，确定优化目标：以间歇周期内日均产气量最大化为开井时间优化目标；
S2，分析并验证以间歇周期内日均产气量最大化为开井时间优化目标的可行性；
S3，调用实时生产数据：利用实时生产数据系统，以小时为时间周期，调取气井绝对生产时间、瞬时流量数据；
S4，计算不同时间点下的开井时间和间歇周期生产时间：将气井生产累计开井时间作为开井时间，将开井前累计关井时间与开井生产时间之和作为间歇周期生产时间；
S5，计算累产气量；
S6，计算间歇周期内日均产气量：
S7，确定最优开井时间：利用实时生产数据，绘制开井时间与间歇周期内日均产气量关系曲线，跟踪分析曲线变化趋势，当曲线上间歇周期内日均产气量逐渐增大且增长速度趋于0时，即可获得最优开井时间。
进一步地，所述步骤S1中间歇周期为开井时间与开井前的关井时间之和。
进一步地，所述步骤S2分析并验证以间歇周期内日均产气量最大化为开井时间优化目标的可行性的方法为根据ARPS递减理论，建立间歇周期内日均产气量计算理论模型，并通过极值分析，确定间歇周期内最大日均产气量及出现时机，验证其可行性。
进一步地，所述步骤S2分析并验证以间歇周期内日均产气量最大化为开井时间优化目标的可行性的方法包括以下步骤：
S201,根据ARPS递减理论，确定衰竭递减气井累产气量与生产时间关系；
S202,确定间歇周期日产气量的计算公式；
S203,确定间歇周期日产气量的极值点，并通过图解法绘制间歇周期日产气量与间歇周期关系曲线，然后以此分析以间歇周期内日均产气量最大化为开井时间优化目标是否是可行的。
进一步地，所述S201中衰竭递减气井累产气量与生产时间具有以下关系：
其中qt为累计产气流量，单位：万方/天；
qi为开井生产第i个数据点对应的瞬时流量，单位：万方/天；
tp为气井生产第i个数据点对应的累计开井时间，单位为h；
Di为气井初始递减率，单位为1/h。
进一步地，所述S202中间歇周期日产气量的计算公式为：
其中qa为第i个数据点对应间歇周期内日均产气量；
qi为开井生产第i个数据点对应的瞬时流量，单位：万方/天；
tp为气井生产第i个数据点对应的累计开井时间，单位为h；
Di为气井初始递减率，单位为1/h。
ts为开井前累计关井时间，单位为h。
进一步地，所述S203中间歇周期日产气量的极值点的确定方法为：对间歇周期日产气量求导，并令f′(tp)＝0，求得当生产时间为时，间歇周期日产气量具有唯一极值点。
进一步地，所述S203中分析以间歇周期内日均产气量最大化为开井时间优化目标是否是可行的具体方法为根据所绘制的间歇周期日产气量与间歇周期关系曲线，即可得到开井生产后间隙周期日均产气量先升高后降低，在时出现最大值，因此以间歇周期内日均产气量为开井时间优化目标是可行的。
进一步地，述步骤S5中计算累产气量的方法为：将气井不同开井时间下对应瞬时流量除以24，再加上上一个开井时间对应的累计产气量，求得不同开井时间下累计产气量。
进一步地，所述步骤S6中计算间歇周期内日均产气量的方法为：用不同开井时间下累计产气量除以对应间歇周期，求得间歇周期内日均产气量。
采用上述技术方案，本发明的优点如下：
本发明提供的间歇井开井时间优化方法，利用了气井生产实时数据，该数据体现了致密气藏间歇井实际生产过程中井筒积液、管线冻堵等情况对气井产量的影响，结果准确、可靠；同时，通过实时跟踪分析，可及时确定间歇气井在每一个间歇周期的最优开井时间，充分发挥气井产能。
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并配合附图详细说明如后。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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设计方案和附图。
图1为间歇周期内日均产气量与开井时间关系曲线。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的盾冲突的前提下可以交互组合。
实施例1：
本实施例提供了致密气藏间歇井开井时间优化方法，包括以下步骤：
S1，确定优化目标：以间歇周期内日均产气量最大化为开井时间优化目标；
S2，分析并验证以间歇周期内日均产气量最大化为开井时间优化目标的可行性；
S3，调用实时生产数据：利用实时生产数据系统，以小时为时间周期，调取气井绝对生产时间、瞬时流量数据；
S4，计算不同时间点下的开井时间和间歇周期生产时间：将气井生产累计开井时间作为开井时间，将开井前累计关井时间与开井生产时间之和作为间歇周期生产时间；
S5，计算累产气量：将气井不同开井时间下对应瞬时流量除以24，再加上上一个开井时间对应的累计产气量，求得不同开井时间下累计产气量；
S6，计算间歇周期内日均产气量：用不同开井时间下累计产气量除以对应间歇周期，求得间歇周期内日均产气量；
S7，确定最优开井时间：利用实时生产数据，绘制开井时间与间歇周期内日均产气量关系曲线，跟踪分析曲线变化趋势，当曲线上间歇周期内日均产气量逐渐增大且增长速度趋于0时，即可获得最优开井时间。
所述步骤S1中间歇周期为开井时间与开井前的关井时间之和。
本发明在间歇井开井时间优化可行性分析基础上，提出了一种利用实时生产数据建立间歇周期日均产气量与开井时间关系曲线，并通过跟踪分析间歇周期日均产气量最大值出现时间来确定间歇气井最优开井时间的方法。该方法考虑了气井实际产量变化特征，与常规方法相比，评价结果更加准确、可靠。
实施例2：
在实施例1的基础上，进一步地，分析并验证以间歇周期内日均产气量最大化为开井时间优化目标的可行性的方法为根据ARPS递减理论，建立间歇周期内日均产气量计算理论模型，并通过极值分析，确定间歇周期内最大日均产气量及出现时机，验证其可行性。
具体地，分析并验证以间歇周期内日均产气量最大化为开井时间优化目标的可行性的方法包括以下步骤：
S201,根据ARPS递减理论，确定衰竭递减气井累产气量与生产时间具有以下关系：
其中qt为累计产气流量，单位：万方/天；
qi为开井生产第i个数据点对应的瞬时流量，单位：万方/天；
tp为气井生产第i个数据点对应的累计开井时间，单位为h；
Di为气井初始递减率，单位为1/h；
S202,确定间歇周期日产气量的计算公式:
其中qa为第i个数据点对应间歇周期内日均产气量；
qi为开井生产第i个数据点对应的瞬时流量，单位：万方/天；
tp为气井生产第i个数据点对应的累计开井时间，单位为h；
Di为气井初始递减率，单位为1/h；
ts为开井前累计关井时间，单位为h；
S203,确定间歇周期日产气量的极值点，并通过图解法绘制间歇周期日产气量与间歇周期关系曲线，然后以此分析以间歇周期内日均产气量最大化为开井时间优化目标是否是可行的。
具体地，所述S203中间歇周期日产气量的极值点的确定方法为：对间歇周期日产气量求导，并令f′(tp)＝0，求得当生产时间为时，间歇周期日产气量具有唯一极值点；然后根据所绘制的间歇周期日产气量与间歇周期关系曲线，即可得到开井生产后间隙周期日均产气量先升高后降低，在/>时出现最大值，因此以间歇周期内日均产气量为开井时间优化目标是可行的。
实施例3：
以神木气田A气井为例，该井初期采用关井70h、开井168h间歇工作制度，间歇周期日均采气量0.2732万方/天。采用致密气藏间歇井开井时间优化方法进行优化，包括以下步骤：
步骤1)确定优化目标。提出以间歇周期内日均产气量最大化为开井时间优化目标，其中间歇周期为开井时间与开井前的关井时间之和。
步骤2)分析以间歇周期内日均产气量为开井时间优化目标的可行性。考虑致密气藏气井产量递减以衰竭递减为主，基于ARPS递减理论，建立间歇周期内日均产气量计算理论模型，并通过极值分析，确定间歇周期内最大日均产气量及出现时机。
分析以间歇周期内日均产气量为开井时间优化目标的可行性，具体包括：
a，根据ARPS递减理论，确定衰竭递减气井累产气量与生产时间关系：
b，确定周期日产气量计算公式：
c，对周期日产气量qa＝f(tp)求导，并令f′(tp)＝0，求得当生产时间为时，周期日产气量具有唯一极值点，且通过图解法绘制周期日产气量与间歇周期关系曲线，分析认为开井生产后周期日均产气量先升高后降低，在/>时出现最大值，因此以间歇周期内日均产气量为开井时间优化目标是可行的。
步骤3)调用实时生产数据。利用实时生产数据系统，以小时为时间周期，调取气井绝对生产时间、瞬时流量数据(瞬时流量单位为万方/天)，其中开井生产第i个数据点对应的瞬时流量记为qi(见表1第4列)，开井生产第i个数据点对应的累产气量记为qti(见表1第5列)，开井前累计关井时间记为ts(70小时)，开井生产第i个数据点对应间歇周期生产时间记为tjxi(见表1第3列)。
表1实时生产数据系统生产数据表
步骤4)计算开井时间和间歇周期。将气井生产第i个数据点对应的累计开井时间记为tpi(鉴于实时生产系统调出的数据是以小时为时间周期，因此第i个数据点对应的累计开井时间为i小时)，见表1第2列，则开井生产第i个数据点对应间歇周期生产时间tjxi为开井前累计关井时间ts与开井生产时间tpi之和(见表1第3列)。
步骤5)计算累产气量。将气井在第i个数据点对应的瞬时流量记为qi(见表1第4列)，将气井在第i个数据点对应的累计产气量记为qti(累计产气量单位为万方)，用qi除以24得到该时间阶段内累计产气量，再加上上一个生产数据点对应的累计产气量qti-1，求得开井后累计产气量qti(见表1第5列)。
步骤6)计算间歇周期内日均产气量。用第i个数据点的累计产气量qti(见表1第5列)除以对应间歇周期生产时间tjxi(见表1第4列)，求得第i个数据点对应间歇周期内日均产气量qa(见表1第6列)。
步骤7)确定最优开井时间。利用实时生产数据绘制间歇周期内日均产气量qa与开井时间tpi关系曲线(如图1所示)，跟踪分析曲线变化趋势，当曲线上间歇周期内日均产气量qa逐渐增大且增长速度趋于0时，即可获得最优开井时间80小时，对应间歇周期最大日均产气量为0.3242万方/天，较初期提高15.7％。
本发明提供的间歇井开井时间优化方法，利用了气井生产实时数据，该数据体现了致密气藏间歇井实际生产过程中井筒积液、管线冻堵等情况对气井产量的影响，结果准确、可靠；同时，通过实时跟踪分析，可及时确定间歇气井在每一个间歇周期的最优开井时间，充分发挥气井产能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (10)

1.致密气藏间歇井开井时间优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，确定优化目标：以间歇周期内日均产气量最大化为开井时间优化目标；
S2，分析并验证以间歇周期内日均产气量最大化为开井时间优化目标的可行性；
S3，调用实时生产数据：利用实时生产数据系统，以小时为时间周期，调取气井绝对生产时间、瞬时流量数据；
S4，计算不同时间点下的开井时间和间歇周期生产时间：将气井生产累计开井时间作为开井时间，将开井前累计关井时间与开井生产时间之和作为间歇周期生产时间；
S5，计算累产气量；
S6，计算间歇周期内日均产气量：
S7，确定最优开井时间：利用实时生产数据，绘制开井时间与间歇周期内日均产气量关系曲线，跟踪分析曲线变化趋势，当曲线上间歇周期内日均产气量逐渐增大且增长速度趋于0时，即可获得最优开井时间。
2.根据权利要求1所述的致密气藏间歇井开井时间优化方法，其特征在于：所述步骤S1中间歇周期为开井时间与开井前的关井时间之和。
3.根据权利要求1所述的致密气藏间歇井开井时间优化方法，其特征在于：所述步骤S2分析并验证以间歇周期内日均产气量最大化为开井时间优化目标的可行性的方法为根据ARPS递减理论，建立间歇周期内日均产气量计算理论模型，并通过极值分析，确定间歇周期内最大日均产气量及出现时机，验证其可行性。
4.根据权利要求1所述的致密气藏间歇井开井时间优化方法，其特征在于：所述步骤S2分析并验证以间歇周期内日均产气量最大化为开井时间优化目标的可行性的方法包括以下步骤：
S201，根据ARPS递减理论，确定衰竭递减气井累产气量与生产时间关系；
S202，确定间歇周期日产气量的计算公式；
S203，确定间歇周期日产气量的极值点，并通过图解法绘制间歇周期日产气量与间歇周期关系曲线，然后以此分析以间歇周期内日均产气量最大化为开井时间优化目标是否是可行的。
5.根据权利要求4所述的致密气藏间歇井开井时间优化方法，其特征在于：所述S201中衰竭递减气井累产气量与生产时间具有以下关系：
其中qt为气井生产第i个数据点对应的累产气量，单位：万方/天；
qi为开井生产第i个数据点对应的瞬时气量，单位：万方/天；
tp为气井生产第i个数据点对应的累计开井时间，单位为h；
Di为气井初始递减率，单位为1/h。
6.根据权利要求5所述的致密气藏间歇井开井时间优化方法，其特征在于：所述S202中间歇周期日产气量的计算公式为：
其中qa为第i个数据点对应间歇周期内日均产气量；
qi为开井生产第i个数据点对应的瞬时气量，单位：万方/天；
tp为气井生产第i个数据点对应的累计开井时间，单位为h；
Di为气井初始递减率，单位为1/h；
ts为开井前累计关井时间，单位为h。
7.根据权利要求6所述的致密气藏间歇井开井时间优化方法，其特征在于：所述S203中间歇周期日产气量的极值点的确定方法为：对间歇周期日产气量qa＝f(tp)求导，并令f′(tp)＝0，求得当生产时间为时，间歇周期日产气量具有唯一极值点，其中f′(tp)是关于tp的导函数。
8.根据权利要求7所述的致密气藏间歇井开井时间优化方法，其特征在于：所述S203中分析以间歇周期内日均产气量最大化为开井时间优化目标是否是可行的具体方法为根据所绘制的间歇周期日产气量与间歇周期关系曲线，即可得到开井生产后间隙周期日均产气量先升高后降低，在时出现最大值，因此以间歇周期内日均产气量为开井时间优化目标是可行的。
9.根据权利要求1所述的致密气藏间歇井开井时间优化方法，其特征在于，所述步骤S5中计算累产气量的方法为：将气井不同开井时间下对应瞬时流量除以24，再加上上一个开井时间对应的累计产气量，求得不同开井时间下累计产气量。
10.根据权利要求1所述的致密气藏间歇井开井时间优化方法，其特征在于，所述步骤S6中计算间歇周期内日均产气量的方法为：用不同开井时间下累计产气量除以对应间歇周期，求得间歇周期内日均产气量。
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