吉林油田黑59區(qū)塊注氣井地層壓力的計(jì)算

王 焱 王怒濤 蔣 佩

西南石油大學(xué)石油工程學(xué)院，四川 成都 610500

0 前言

目前計(jì)算注氣井地層壓力的方法有很多［1-5］，傳統(tǒng)方法基本上是通過關(guān)井進(jìn)行壓力恢復(fù)來求取，需要耗費(fèi)大量時(shí)間，給油氣田的生產(chǎn)帶來較大影響。為克服此不足，應(yīng)用實(shí)測法、產(chǎn)能方程反算法和流壓—產(chǎn)量外推法對吉林油田黑59 區(qū)塊進(jìn)行注氣井地層壓力計(jì)算，優(yōu)選出計(jì)算注氣井地層壓力的主要方法。

1 區(qū)塊概況

注氣井地層壓力是油氣藏地質(zhì)研究和評(píng)價(jià)、儲(chǔ)量計(jì)算、產(chǎn)能計(jì)算和評(píng)價(jià)、動(dòng)態(tài)分析等各項(xiàng)科研工作的重要參數(shù)。因此，研究和確定注氣井地層壓力的大小，是油氣藏工程的重要內(nèi)容之一。吉林油田已經(jīng)進(jìn)入中高含水階段，通過CO2驅(qū)油可提高采收率和未動(dòng)用儲(chǔ)量，特別是低滲儲(chǔ)量的有效動(dòng)用率，因此注氣井地層壓力的計(jì)算極為重要。

吉林油田黑59 區(qū)塊位于松遼盆地南部中央坳陷區(qū)長嶺凹陷中南部，具有優(yōu)越的油氣生成、運(yùn)移、聚集和成藏的條件。平均儲(chǔ)層孔隙度為12.77%，滲透率為3.57 mD，屬低孔低滲儲(chǔ)層；黑59 區(qū)塊共規(guī)劃部署54 口井（包括2007 年部署的油井19 口，注入井6口），其中油井43 口，注入井11 口。CO2驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)含油面積1.9 km2，石油地質(zhì)儲(chǔ)量78.0×104t；后在實(shí)驗(yàn)區(qū)南擴(kuò)一個(gè)井組黑59-1，試驗(yàn)區(qū)含油面積擴(kuò)大為2.2 km2，石油地質(zhì)儲(chǔ)量擴(kuò)大為102.0×104t。

2 注氣井地層壓力計(jì)算

為準(zhǔn)確得到注氣井地層壓力，應(yīng)用實(shí)測法、產(chǎn)能方程反算法和流壓—產(chǎn)量外推法進(jìn)行注氣井地層壓力計(jì)算。通過將實(shí)例計(jì)算結(jié)果與實(shí)測地層壓力進(jìn)行比較，分析這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)。

2.1 實(shí)測法

實(shí)測法是在現(xiàn)場使用較多的方法，能獲得穩(wěn)定、可靠的注氣井地層壓力。其原理［6］為：關(guān)閉生產(chǎn)井，同時(shí)在井下放入壓力計(jì)，用點(diǎn)測或連續(xù)監(jiān)測壓力恢復(fù)曲線的方法，測得關(guān)井后的井底靜壓力，獲取注氣井地層壓力。

這種方法存在以下問題：對于低滲透氣層，要從關(guān)井后測得的井底靜壓力獲取注氣井地層壓力，往往需要關(guān)井?dāng)?shù)月甚至半年以上，影響氣井正常生產(chǎn)，測壓成本也較高。如果由于某種原因，壓力計(jì)下入井筒遇阻或故障，導(dǎo)致無法測壓或測試結(jié)果誤差大，會(huì)對科研工作和生產(chǎn)管理帶來困難。因此這種方法存在一定的使用局限性。

2.2 產(chǎn)能方程反算法

產(chǎn)能方程反算法是在實(shí)際生產(chǎn)中，利用產(chǎn)能方程組擬合來求取不同階段的注氣井產(chǎn)能方程系數(shù)［7-8］的方法，可以估算不同時(shí)期的注氣井地層壓力。其原理為收集注氣井每一工作制度下的產(chǎn)量及相應(yīng)的井底壓力。注氣井產(chǎn)能方程的二項(xiàng)式可以表示為：

式中：pe為氣井平均地層壓力，MPa ；pwf為氣井井底流壓，MPa；qg為氣井產(chǎn)量，m3/d。

在所收集的某一段時(shí)間內(nèi)，油氣藏的地層壓力pe變化很小，每一個(gè)測試點(diǎn)數(shù)據(jù)均滿足產(chǎn)能方程。整理每個(gè)測試點(diǎn)的產(chǎn)能方程可得：

2.3 流壓—產(chǎn)量外推法

此方法根據(jù)油井地層壓力的計(jì)算公式類比得出。

2.3.1 二流壓—二產(chǎn)量線性比例法

二流壓—二產(chǎn)量線性比例法［9-10］是測取注氣井的兩次穩(wěn)定流壓和兩次穩(wěn)定產(chǎn)量后，按線性比例關(guān)系計(jì)算注氣井地層壓力。

2.3.2 多流壓—多產(chǎn)量線性擬合法

多流壓—多產(chǎn)量線性擬合法是在取得多個(gè)流壓和多個(gè)產(chǎn)量后，在流壓與產(chǎn)量的直角坐標(biāo)上擬合出直線段，計(jì)算地層壓力的公式為：

式中：A 為直線段的截距；B 為直線段的斜率。

2.4 方法應(yīng)用

吉林油田黑59 區(qū)塊的實(shí)測原始地層壓力為24.3 MPa，某注氣井測試數(shù)據(jù)見表1。

表1 生產(chǎn)測試數(shù)據(jù)表

應(yīng)用實(shí)測法、產(chǎn)能方程反算法和流壓—產(chǎn)量外推法對吉林油田黑59 區(qū)塊進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見表2。

表2 注氣井地層壓力計(jì)算結(jié)果

根據(jù)表2 分析知，實(shí)測法雖可獲得穩(wěn)定可靠的注氣井地層壓力，但有一定的使用局限性；產(chǎn)能方程反算法在注氣井生產(chǎn)過程中獲取的每個(gè)產(chǎn)量及壓力數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性要求高［11］，其計(jì)算精度較高，適用性強(qiáng)；流壓—產(chǎn)量外推法相對誤差大，不建議使用此方法。

3 注采系統(tǒng)法

進(jìn)行油氣藏動(dòng)態(tài)分析時(shí)，注氣是否產(chǎn)生效果，地層壓力的動(dòng)態(tài)預(yù)測更為重要，注采系統(tǒng)法就是一種井間地層壓力動(dòng)態(tài)預(yù)測的方法。

在注氣初期，還沒有形成有效驅(qū)替壓力時(shí)，注氣井與生產(chǎn)井的地層壓力仍然是原始地層壓力pi。隨著注氣前緣不斷向前推進(jìn)，當(dāng)Ri+Rp=井間距離時(shí)，地層壓力發(fā)生變化，這時(shí)形成有效的驅(qū)替壓差，注氣井開始對生產(chǎn)井產(chǎn)生效果，見圖1。

圖1 有效驅(qū)替壓差

注氣見效后，對于生產(chǎn)井：

注氣見效后，對于注氣井：

根據(jù)注氣井與生產(chǎn)井的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行生產(chǎn)歷史擬合，可以確定注氣驅(qū)替前緣及目前的地層壓力。

吉林油田黑59 區(qū)塊某注氣井和生產(chǎn)井之間的地層壓力分布見圖2。

圖2 注氣井和生產(chǎn)井之間地層壓力分布

在油井到油氣井連線上的任一點(diǎn)距離r=180 m時(shí)，油井和氣井壓力相等，注氣開始產(chǎn)生效果。

注采系統(tǒng)法所需數(shù)據(jù)容易獲得，計(jì)算精度高，利于現(xiàn)場應(yīng)用，推薦用于井間地層壓力的動(dòng)態(tài)預(yù)測。

4 結(jié)論

a）實(shí)測法能夠獲得穩(wěn)定、可靠的注氣井地層壓力，但關(guān)井時(shí)間長，影響注氣井的正常生產(chǎn)，而且測壓成本高，有一定的使用局限性。

b）產(chǎn)能方程反算法在注氣井生產(chǎn)過程中獲取的每個(gè)產(chǎn)量及壓力數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性要求高，根據(jù)實(shí)例計(jì)算可知，其計(jì)算精度較高，更利于現(xiàn)場應(yīng)用，實(shí)用性強(qiáng)，可以優(yōu)選利用此方法進(jìn)行注氣井地層壓力的計(jì)算。

c）流壓—產(chǎn)量外推法適合于流體流動(dòng)過程中非達(dá)西效應(yīng)較弱的生產(chǎn)井，同時(shí)要求有相對較準(zhǔn)確的井口壓力數(shù)據(jù)，這對于注氣井的適應(yīng)性可能較差，因?yàn)闅怏w的可流動(dòng)性較強(qiáng)，易出現(xiàn)高速非達(dá)西流。根據(jù)實(shí)例計(jì)算可知，其相對誤差較大，不建議使用此方法進(jìn)行注氣井地層壓力的計(jì)算。

d）注采系統(tǒng)法是針對井間地層壓力動(dòng)態(tài)預(yù)測的一種有效方法。其所需數(shù)據(jù)容易獲得，實(shí)用性強(qiáng)，更利于在現(xiàn)場適用，可以優(yōu)先考慮用此方法進(jìn)行井間地層壓力的動(dòng)態(tài)預(yù)測。

［1］楊 進(jìn)，李貴川，李慶彤.高溫高壓氣井地層壓力隨鉆監(jiān)測方法研究［J］.石油鉆采工藝，2005，27（3）：19-21.Yang Jin，Li Guichuan，Li Qingtong.Research of Inspecting While Drilling in High-Temperature and High-Pressure Formation［J］.Oil Drilling &Production Technology，2005，27(3)：19-21.

［2］田婉玲，齊二坡，吳茂富.氣井試井產(chǎn)能分析新方法與新模型應(yīng)用［J］.天然氣與石油，2012，30（4）：46-50.Tian Wanling，Qi Erpo，Wu Maofu.Application of New Method and New Model of Gas Well Test Capacity［J］.Natural Gas and Oil，2012，30(4)：46-50.

［3］王建國，何順利，蘭朝利.低滲透氣藏?zé)o阻流量的另一種求法［J］.石油鉆采工藝，2006，28（6）：61-64.Wang Jianguo，He Shunli，Lan Chaoli.New Method on Forecasting the Absolute Open-Flow Capacity of Low Permeability Gas Reservoir ［J］.Oil Drilling &Production Technology，2006，28(6)：61-64.

［4］熊 健，王 婷，郭 平.考慮非達(dá)西效應(yīng)的非低滲氣藏壓裂井產(chǎn)能分析［J］.天然氣與石油，2012，30(1)：64-66.Xiong Jian，Wang Ting，Guo Ping.Analysis on Fractured Well Productivity in Low-Permeability Gas Reservoirs Considering Non-Darcy Effect［J］.Natural Gas and Oil，2012，30(1)：64-66.

［5］張小龍，李曉平，謝維揚(yáng).不同泄油體模式下水平井產(chǎn)能方程分析［J］.天然氣與石油，2012，30（2）：45-48.Zhang Xiaolong，Li Xiaoping，Xie Weiyang.Analysis on Deliverability Equation for Horizontal Well in Different Oil Drainage Body Models［J］.Natural Gas and Oil，2012，30(2)：45-48.

［6］魏文杰，郭青華，習(xí)麗英.確定氣井地層壓力的幾種方法［J］.石油化工應(yīng)用，2009，28（9）：61-65.Wei Wenjie，Guo Qinghua，Xi Liying.SeveralMethodsof Define Gas Well Formation Pressure［J］.Petrochemical Industuy Application，2009，28（9）：61-65.

［7］李 允，李治平.氣井及凝析氣井產(chǎn)能試井與產(chǎn)能評(píng)價(jià)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2000.79-81.Li Yun，Li Zhiping.Wells and Condensate Gas Well Deliverability Testing Evaluation and Capacity［M］.Beijing：Petroleum Industry Press，2000.79-81.

［8］黃炳光，劉蜀知，唐 海.氣藏工程與動(dòng)態(tài)分析方法［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2004.112-115.Huang Bingguang，Liu Shuzhi，Tang Hai.Gas Reservoir Engineering and Dynamic Analysis Methods［M］.Beijing：Petroleum Industry Press，2004.112-115.

［9］周繼德，韓江國，盧祥國.對不關(guān)井測算地層壓力方法的認(rèn)識(shí)［J］.油氣井測試，1994，3（3）：51-55.Zhou Jide，Han Jiangguo，Lu Xiangguo.Understanding of Calculation Method of Formation Pressure without Well Shutin［J］.Well Testing，1994，3（3）：51-55.

［10］王福林.實(shí)用油田壓力恢復(fù)曲線分析方法［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1979.Wang Fulin.The Practical Analysis Method of Oil Field Pressure Build-up Curve［M］.Beijing：Petroleum Industry Press，1979.

［11］胡建國.注水開發(fā)中低滲透油藏用油井生產(chǎn)資料計(jì)算目前地層壓力［J］.油氣井測試，1991，4（4）：27-32.Hu Jianguo.Formation Pressure Calculation Based on Oil Well Production Data for Low Permeability Oil Reservoirs in Waterflooding［J］.Well Testing，1991，4（4）：27-32.