三相流產(chǎn)能解釋方法研究

周航 張洪 李得信 王燕

【摘要】隨著新油氣田的開發(fā)，地質(zhì)情況越來越復(fù)雜，單相和兩相產(chǎn)能試井分析方法已經(jīng)不能滿足油田現(xiàn)場(chǎng)的需要，但是，目前還沒有油氣水三相流產(chǎn)能方程的應(yīng)用研究，還沒有三相流產(chǎn)能解釋的相關(guān)軟件。文章根據(jù)地層含氣類型的不同，提出了一種三相流產(chǎn)能解釋的新方法，并編制了軟件，對(duì)青海油田某采油井進(jìn)行了解釋，解釋結(jié)果表明，使用該方法進(jìn)行三相流產(chǎn)能解釋是可行的。

【關(guān)鍵詞】產(chǎn)能解釋 IPR曲線

產(chǎn)能試井是改變油、氣井的工作制度若干次，測(cè)量在各個(gè)不同工作制度下的穩(wěn)定產(chǎn)量和相對(duì)應(yīng)的井底壓力，從而確定測(cè)試井的生產(chǎn)能力，是預(yù)測(cè)產(chǎn)能、分析生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、了解地層以及井筒特性最常用和最重要的方法。在油氣勘探開發(fā)的工作中，油、氣井測(cè)試是獲取勘探成果的一項(xiàng)必不可少的重要環(huán)節(jié)。新區(qū)早期投產(chǎn)的井，開展產(chǎn)能試井工作，研究油井的采油指數(shù)和無阻流量，確定油層的參數(shù)，確定油井的合理工作制度，確定油井產(chǎn)能，在油田開發(fā)規(guī)劃和方案的編制工作中具有重要的地位。對(duì)于單相流和兩相流產(chǎn)能試井分析方法，國(guó)內(nèi)外都有一定研究，尤其是國(guó)外的研究比較系統(tǒng)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，單相流和兩相產(chǎn)能試井解釋方法，以及相應(yīng)的解釋軟件已經(jīng)比較成熟。但是，目前還沒有三相流產(chǎn)能方程的應(yīng)用研究，還沒有三相流產(chǎn)能解釋的相關(guān)軟件。大量文獻(xiàn)資料調(diào)研表明，三相流產(chǎn)能試井分析方法正在引起國(guó)內(nèi)外日益廣泛的關(guān)注，尤其是隨著新油氣田的開發(fā)，地質(zhì)情況越來越復(fù)雜，單相和兩相產(chǎn)能試井分析方法已經(jīng)不能滿足油田現(xiàn)場(chǎng)的需要，復(fù)雜相態(tài)的產(chǎn)能試井分析方法的研究已日益引起人們的重視。

1 三相流產(chǎn)能解釋方法

目前，油氣水三相流產(chǎn)能方程主要有Wiggins產(chǎn)能方程，Petrobras方法產(chǎn)能方程，三相流IPR通式的產(chǎn)能方程?，F(xiàn)有三相流產(chǎn)能方程中，計(jì)算的氣量為溶解氣量。目前，還沒有可以計(jì)算自由氣量的三相流產(chǎn)能方程。對(duì)于油井產(chǎn)出流體為三相流的情況，地層條件復(fù)雜，因此，在進(jìn)行三相流產(chǎn)能解釋時(shí)，要對(duì)地層情況需要進(jìn)行分析并分類。

第一種情況：SiGORR>，即地層有自由氣和溶解氣。

對(duì)于地層有自由氣和溶解氣情形，應(yīng)采用三相流產(chǎn)能方程和二項(xiàng)式產(chǎn)能方程進(jìn)行解釋，三相流產(chǎn)能方程中的氣體是指溶解氣，所以對(duì)于自由氣應(yīng)使用二項(xiàng)式產(chǎn)能方程計(jì)算。

第二種情況：i SGORR≤且wfbPP<，即地層有溶解氣。

該情況下地層氣體為溶解氣，應(yīng)采用三相流產(chǎn)能方程進(jìn)行解釋。

第三種情況：i SGORR≤且wfbPP≥，即地層無氣體。

對(duì)于符合第三種情況的采油井，應(yīng)采用單相流產(chǎn)能方程進(jìn)行解釋。2 實(shí)例

青海油田某采油井的原始溶解氣油比為80，有效厚度為28.7m，地層原油體積系數(shù)為1.27 m3/m3，地層原油粘度為1.02 mPa.s，井筒半徑為0.06068 m平均地層壓力9.025MPa，滲透率為46.605mD，表皮因子為3.032，含水率為3%，生產(chǎn)氣油比為211，斷定該井屬于第一種情況，地層有自由氣和溶解氣。利用三相流產(chǎn)能方程和二項(xiàng)式產(chǎn)能方程進(jìn)行解釋，總的產(chǎn)氣量等于溶解氣量加上自由氣量。經(jīng)理論分析，三種三相流產(chǎn)能方程都適用于該井。該井穩(wěn)定測(cè)試數(shù)據(jù)見表1。

通過產(chǎn)能測(cè)試后的壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及產(chǎn)量數(shù)據(jù)，對(duì)三種產(chǎn)能方程進(jìn)行擬合驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)Wiggins方法產(chǎn)能方程及比其他兩種方法更適合，Wiggins方法的IPR曲線，更接近實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（圖1），所以該井的合理的產(chǎn)能方程為Wiggins方法產(chǎn)能方程（1），三相流IPR曲線對(duì)比見圖1。根據(jù)二項(xiàng)式產(chǎn)能分析得出自由氣產(chǎn)能方程（2），二項(xiàng)式IPR曲線見圖2。該井無阻產(chǎn)液量為43.84 m3/d，最大總產(chǎn)氣量6443.74 m3/d。

圖2 自由氣二項(xiàng)式IPR曲線

3 結(jié)論

（1）對(duì)于油氣水三相流，提出了適合油氣水三相流的產(chǎn)能解釋方法，尤其是含有自由氣的情況下，無法使用正常的三相流產(chǎn)能方程進(jìn)行產(chǎn)能解釋，提出了適合含有自由氣的油氣水三相流產(chǎn)能解釋新方法。

（2）對(duì)該方法編制了軟件，對(duì)青海油田某采油井進(jìn)行了產(chǎn)能解釋，該方法可應(yīng)用于油氣水三相流產(chǎn)能解釋。

參考文獻(xiàn)

[1] 紀(jì)祿軍，等.IPR方程通式中Vogel 參數(shù)與流動(dòng)效率R 的計(jì)算[J].河南石油.2000，14（4）：13-15

[2] 李成見.不同含水和壓力條件下的油井流入動(dòng)態(tài)[J].中國(guó)海上油氣（工程）.2001，13（6）：28-33