遼河油田L(fēng)儲氣庫建設(shè)注采能力研究

李濱

摘要：在氣藏開發(fā)效果評價的基礎(chǔ)上，建立不同井型雙向注采井流入動態(tài)模型和垂直管流模型，開展不同地層壓力條件下的單井注采能力研究，考慮儲氣庫強注、強采的復(fù)雜流動條件，明確注采井?dāng)y液、沖蝕等臨界注采條件，為L儲氣庫注采氣配產(chǎn)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：儲氣庫;注采能力;氣藏;遼河油田

中圖分類號：TE972

引 言

L氣藏先后共投產(chǎn)氣井5口，投產(chǎn)初期日產(chǎn)氣量平均7.1萬方，單井累產(chǎn)氣平均7900萬方。在儲氣庫建設(shè)中，單井注采能力的確定尤為重要。氣井產(chǎn)能測試方法主要包括回壓試井法、等時試井法、修正等時試井法和簡化的單點試井法，其中修正等時試井和單點試井在礦場應(yīng)用最為普遍。通過建立壓力平方的生產(chǎn)壓差與產(chǎn)氣量函數(shù)關(guān)系，得到井底流壓為大氣壓時氣井的絕對無阻流量，進而開展氣井產(chǎn)能分析。目前，常用的產(chǎn)能方程包括指數(shù)式、二項式和一點法方程[1]。

一、單井采氣能力分析

遼河油田L(fēng)氣藏建庫方案中氣井的注采氣能力分析采用二項式產(chǎn)能方程通過分析，影響氣井產(chǎn)能的主要因素歸納起來有三個，一是井附近的地層系數(shù)（Kh），二是地層壓力（Pr）和生產(chǎn)壓差（△P），三是以表皮系數(shù)S表示的完井質(zhì)量。

L氣藏自2002年投產(chǎn)，依據(jù)試氣成果計算無阻流量為35～40萬方。

二、合理注采氣能力預(yù)測

1.直井采氣能力

計算單井流入、流出交匯曲線，確定不同條件下的生產(chǎn)協(xié)調(diào)點，即為合理注采氣量，直井井在地層壓力5-12.3MPa時合理采氣能力為5.7-34.8萬方/天，井口壓力1MPa時平均產(chǎn)氣量24.3萬方/天。

2.直井注氣能力

由于沒有實際注氣試驗數(shù)據(jù)，借用采氣井產(chǎn)能方程預(yù)測直井注入能力，在地層壓力5-12.3MPa，井口壓力5-13MPa時合理注氣能力為0.6-25.6萬方/天，最大注氣井口壓力下平均注氣能力15.9萬方/天。

3.水平井注采氣能力

該氣藏沒有水平井，根據(jù)氣藏物性及設(shè)計水平井狀況，預(yù)測儲氣庫水平井注采能力，在地層壓力5-12.3MPa時合理采氣能力為4.8-74.3萬方/天，井口壓力1MPa時平均產(chǎn)氣量44.5萬方/天。井口壓力13MPa時水平井注氣能力2.3～57.5萬方/天，平均注氣能力37.1萬方/天，油管選擇41/2〃可滿足儲氣庫采氣需求。

三、臨界產(chǎn)量確定

1.臨界攜液流量

國內(nèi)外很多專家提出的氣井臨界攜液模型計算公式，現(xiàn)場中最為常用的臨界流速模型有Duggan模型，Turner模型，李閔模型，楊川東模型等。經(jīng)過前人實踐分析臨界攜液產(chǎn)氣量隨井口油壓和油管直徑之間的變化關(guān)系，得出：臨界攜液流量隨井口油壓的增加而增加;臨界攜液流量隨油管尺的增加而增加;隨井口油壓和油管尺寸同時增加，臨界攜液流量也相應(yīng)增加[2]。

最小攜液產(chǎn)氣量是指在采氣過程中，為使流入到井底的水或凝析油及時地被采氣氣流攜帶到地面，避免井底積液，需要確定出連續(xù)排液的極限產(chǎn)量，研究氣井臨界攜液流量模型通過三種方法進行相互驗證確定。

通過Turner臨界攜液法、穩(wěn)定攜液圖版法和井底流態(tài)法綜合分析氣井臨界攜液流量，L儲氣庫直井選擇內(nèi)徑75.8mm及其以下油管內(nèi)徑、水平井選擇100.5mm及其以下油管，攜液能力較好，不會產(chǎn)生積液。

2.臨界沖蝕流量

儲氣庫注采氣井不同于一般采氣井隨著開發(fā)年限的增加產(chǎn)能降低，產(chǎn)氣量也隨之下降的現(xiàn)象。而儲氣庫的注采氣量相對比較大，日產(chǎn)量高達(dá)百萬方，生產(chǎn)周期比較長。在注采生產(chǎn)期間，對管柱的要求就相對比較高，因為要增加儲層和注采能力的穩(wěn)定性，所以就要保證管柱壽命的可靠性，強度的穩(wěn)定性，增加使用周期。通過對完井管柱影響因素的分析，氣體的流速對管柱產(chǎn)生的影響比較大。所以如何控制氣井采氣速度，減少管柱沖蝕就有很重要的意義。所謂管柱沖蝕就是管材受到微小且松散粒子流的沖擊作用，管柱出現(xiàn)磨損的一種損壞現(xiàn)象。研究氣井臨界沖蝕流量，主要應(yīng)用校核后模型進行不同油管內(nèi)徑和井口壓力敏感性分析，當(dāng)實際流速>最大沖蝕流速時，管柱存在沖蝕，對應(yīng)氣量即為臨界沖蝕流量。

研究發(fā)現(xiàn)：①在井口壓力與地層壓力相同的情況下，隨著油管直徑增大，井口氣體流速與沖蝕速率比率會減小;②大直徑的油管能有效地防止沖蝕現(xiàn)象的發(fā)生;③在井口壓力和油管內(nèi)徑相同情況下，隨著地層壓力的增加，井口氣體流速與沖蝕速率比率隨地層壓力也相應(yīng)地增加;④在地層壓力和油管內(nèi)徑情況下，隨著井口壓力的增加，井口氣體流速與沖蝕速率比率而減小;⑤合理限制產(chǎn)氣量能夠減輕沖蝕現(xiàn)象的發(fā)生。

沖蝕是指材料受到小而松散的流動粒子沖擊時表面出現(xiàn)磨損的一類損壞現(xiàn)象。通常情況下，造成沖蝕的粒子硬度要比被沖蝕材料高，但高流速時，軟粒子也會產(chǎn)生沖蝕。高速流體在油管內(nèi)流動時就會產(chǎn)生沖蝕現(xiàn)象，發(fā)生顯著沖蝕作用的流量叫做沖蝕流量，發(fā)生沖蝕作用有一個臨界沖蝕流量值。注采氣生產(chǎn)時，為了避免高速流動.氣體在井管內(nèi)對油管及管柱產(chǎn)生沖蝕現(xiàn)象，要保證注采氣量低于最大極限流量，確保實際注采氣量控制在產(chǎn)生沖蝕的安全范圍下。還可以采用Beggs公式來計算沖蝕安全產(chǎn)量，如下式：

四、儲氣庫注采氣配產(chǎn)

根據(jù)儲氣庫實際運行狀況，注氣量上限受集注站注入壓力、防氣竄損失、管柱沖蝕流量等約束，采氣下限受臨界攜液流量限制，采氣上限受臨界沖蝕流量限制。

采氣量：水平井在地層壓力5-12.3MPa時，合理采氣能力為4.8-74.3萬方/天，平均產(chǎn)氣能力44.5萬方/天;直井合理采氣能力為5.7-34.8萬方/天，平均產(chǎn)氣量24.3萬方/天。

注氣量：水平井井口壓力13MPa時注氣能力2.3～57.5萬方/天，平均注氣能力37.1萬方/天;直井注氣能力0.6-25.6萬方/天，平均注氣能力15.9萬方/天。

五、結(jié)論及建議

（1）L儲氣庫水平井在地層壓力5-12.3MPa時合理采氣能力為4.8-74.3萬方/天，平均產(chǎn)氣能力44.5萬方/天;直井合理采氣能力為5.7-34.8萬方/天，平均產(chǎn)氣量24.3萬方/天。

（2）L儲氣庫水平井井口壓力13MPa時注氣能力2.3～57.5萬方/天，平均注氣能力37.1萬方/天;直井注氣能力0.6-25.6萬方/天，平均注氣能力15.9萬方/天。

參考文獻

[1]李國興.地下儲氣庫的建設(shè)與發(fā)展趨勢[J].油氣儲運，2006，25（8）：4-6.

[2]丁國生，李春，王皆明，等.中國地下儲氣庫現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展方向[J].天然氣工業(yè)，2015，35（11）：107-112.

[3]王洪光，許愛云，王皆明，等.裂縫性油藏改建地下儲氣庫注采能力評價[J].天然氣工業(yè)，2005，25 （12）：115-117.

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