一种高含硫生物礁底水气藏全周期动态产能评价方法

技术领域

本发明涉及天然气开发领域，特别是一种高含硫生物礁底水气藏全周期动态产能评价方法。

背景技术

高含硫底水气藏具有超深、高温、高压、高含硫及产气量高的特征，气井单井无阻流量为100-600万方/天，井下测试风险大，以单工作制度测试为主；开发过程中受硫沉积与底水侵入影响，准确评价产能面临巨大挑战。高含硫底水气藏中硫含量可达3％以上，甚至4％、5％以上的平均硫化氢含量。

投产初期按无阻流量的1/3—1/5配产，部分气井配产过高，井口油压快速下降，降产后趋于稳定；开发阶段部分产水井基于初期产能配产，产水量呈现快速增大趋势，井口油压下降过快，降产后产水及压降趋于稳定。

高含硫底水气藏投产初期以一个工作制度测试为主，生产测试开井时间短，关井恢复时间较短，压力不稳定的特点，传统的“一点法”适应性较差；高含硫底水气藏具有超深、高温、高压、高含硫及产气量高的特征，开发阶段采用传统二项式产能方程评价方法适应性较差；而准确评估气井产能是合理配产的关键，气藏效益开发亟需精准获取气井产能。

因此如今需要一种能够适用于气井各个开发阶段的，准确度高的产能评价方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的适应性差以及准确度低的问题，提供一种高含硫生物礁底水气藏全周期动态产能评价方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种高含硫生物礁底水气藏全周期动态产能评价方法，包括以下步骤：

S1：获取待评价气井的判断参数，判断所述待评价气井的开发阶段；

若所述待评价气井为投产初期，进入S2；

若所述待评价气井为开发期，进入S3；

S2：采用修正一点法评估所述待评价气井的产能，完成当前待评价气井的产能评价；

S3：判断所述待评价气井的硫、水作用特征，并生成硫水特征参数；

S4：根据硫水特征参数建立高含硫有水气井产能方程，并对所述待评价气井进行产能评估，完成当前待评价气井的产能评价。

作为本发明的优选方案，所述S1包括以下步骤：

S11：获取待评价气井的判断参数；所述判断参数包括控制储量G以及累产产气量G

S12：判断所述待评价气井的开发阶段；

若G

若G

作为本发明的优选方案，所述S2中修正一点法的表达式为：

式中：q

作为本发明的优选方案，所述S3包括以下步骤：

S31：判断所述待评价气井的硫、水作用特征；

S32：若所述待评价气井满足：储层压力P低于硫析出压力P

则计算所述待评价气井的硫伤害半径r

若所述待评价气井满足：含水率f

则计算所述待评价气井的产水影响半径r

若所述待评价气井满足：储层压力P低于硫析出压力P

则计算所述待评价气井的硫伤害半径r

S33：输出S32计算的参数为硫水特征参数。

作为本发明的优选方案，所述受硫沉积影响的气相相对渗透率k

其中，L、M、N为实验数据拟合回归常数，r表示径向半径，μ表示流体黏度，k为气井储层渗透率，h为储层厚度，T为储层温度，P

所述硫伤害半径r1根据硫饱和度S

作为本发明的优选方案，所述气水两相渗流条件下的气相相对渗透率k

其中，B

所述产水影响半径r

作为本发明的优选方案，所述高含硫有水气井产能方程的表达式为：

其中，h为储层厚度，T为储层温度，Z为气体偏差因子，q

一种高含硫生物礁底水气藏全周期动态产能评价设备，包括至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述任一项所述的方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1.本发明通过针对不同开发阶段选择不同的产能评价方法，即针对投产初期单工作制度测试时间短，压力不稳定等特点，深入剖析气井储渗特征与产能之间的关系，建立了长兴修正“一点法”公式；考虑开发期硫沉积与地层水的共同作用，引入三区径向复合渗流数学模型，构建了高含硫有水气井产能预测模型。综合运用上述产能评价方法，实现了不同阶段产能精准评价，指导高含硫气藏合理配产。

2.本发明通过修正“一点法”公式，解决高含硫气井投产初期测试时间短、气体渗流不稳定以及传统“一点法”产能评价精度低的问题，为气井投产初期快速达产提供技术支撑。

3.本发明方法开发阶段引入了高含硫有水气井产能方程，可以综合考虑硫沉积、底水锥进对产能的作用，进而实现有水气井产能精准评价，指导开发阶段合理配产。

附图说明

图1为本发明实施例1所述的一种高含硫生物礁底水气藏全周期动态产能评价方法的流程示意图；

图2为本发明实施例2所述的一种高含硫生物礁底水气藏全周期动态产能评价方法中的修正“一点法”系数a与地层系数kh回归曲线图；

图3为本发明实施例2所述的一种高含硫生物礁底水气藏全周期动态产能评价方法中三区复合气藏物理模型示意图；

图4为本发明实施例2所述的一种高含硫生物礁底水气藏全周期动态产能评价方法中A2井不同方法IPR曲线对比示意图；

图5为本发明实施例5所述的一种利用了实施例1所述的一种高含硫生物礁底水气藏全周期动态产能评价方法的一种高含硫生物礁底水气藏全周期动态产能评价设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

如图1所示，一种高含硫生物礁底水气藏全周期动态产能评价方法，包括以下步骤：

S1：获取待评价气井的判断参数，判断所述待评价气井的开发阶段。

若所述待评价气井为投产初期，进入S2。

若所述待评价气井为开发期，进入S3。

S2：采用修正一点法评估所述待评价气井的产能，完成当前待评价气井的产能评价。

S3：判断所述待评价气井的硫、水作用特征，并生成硫水特征参数。

S4：根据硫水特征参数建立高含硫有水气井产能方程，并对所述待评价气井进行产能评估，完成当前待评价气井的产能评价。

实施例2

本实施例为实施例1所述一种高含硫生物礁底水气藏全周期动态产能评价方法的一种具体实施方式，包括以下步骤：

S1：获取待评价气井的判断参数，判断所述待评价气井的开发阶段。

S11：获取待评价气井的判断参数；所述判断参数包括控制储量G以及累产产气量G

S12：判断所述待评价气井的开发阶段；

若G

若G

S2：采用修正一点法评估所述待评价气井的产能，完成当前待评价气井的产能评价。

S21：运用“一点法”系数a与地层系数kh之间的关系式(如图2所示)，明确系数a值；

a＝0.2235e

S22：采用修正一点法评估所述待评价气井的产能；所述修正一点法的表达式为：

式中：q

S3：判断所述待评价气井的硫、水作用特征，并生成硫水特征参数。

S31：判断所述待评价气井的硫、水作用特征。

S32：①若所述待评价气井满足：储层压力P低于硫析出压力P

则计算所述待评价气井的硫伤害半径r

②若所述待评价气井满足：含水率f

则计算所述待评价气井的产水影响半径r

③若所述待评价气井满足：储层压力P低于硫析出压力P

则计算所述待评价气井的硫伤害半径r

具体的，所述受硫沉积影响的气相相对渗透率k

1)运用步骤S1的不同温度压力条件下单质硫溶解度测试结果对Chrastil经验公式常数进行重新拟合，从而获得适用于目标气井的硫溶解度预测表达式：

进一步运用气井储层温度T、压力P和气体储层条件下单质硫含量c

2)判断储层压力P是否低于单质硫析出压力P

当单质硫析出时，结合单位时间内，由于地层压力下降，储层孔隙中析出的硫的体积量与径向距离处的硫饱和度可得：

研究表明：硫溶解度受温度、压力以及气体组分等因素影响，其Chrastil经验公式应用最为广泛，但由于所取样本数据少，应用于高含硫气田(超深、高温、高压)计算误差大。因此，需选取目标区块的典型井进行气体取样分析，在实验室测定了不同压力下硫的溶解度含量实验，并结合Chrastil公式及实验数据，对经验常数进行重新拟合：

式中：L,M,N—实验数据拟合回归常数；c

3)进一步运用上述参数可以得到适用于目标区块的硫溶解度预测表达式：

4)Roberts等提出地层发生硫沉积时，硫饱和度与相对渗透率的表达式为：

ln k

式中：m为常系数，一般取值为-8；s

5)进行分离变量积分，即可获得受硫沉积影响的相对渗透率：

其中，L、M、N为实验数据拟合回归常数，r表示径向半径，μ表示流体黏度，k为气井储层渗透率，h为储层厚度，T为储层温度，P

所述硫伤害半径r

所述气水两相渗流条件下的气相相对渗透率k

1)引入气水两相渗流曲线、含水率f

2)整理可以得到气水两相渗流条件下的相对渗透率：

式中：R

因此，结合气水相对渗透率曲线与气相相对渗透率k

对于生产过程中的产水气井水伤害半径，不论是地层底水的侵入还是凝析水在井底的聚集，都只对近井地带产生影响，对于离生产井较远的区域，相关实验表明，水伤害半径大于6m后，对产能几乎无影响，故产水的影响半径r

S33：输出S32计算的参数为硫水特征参数。

S4：根据硫水特征参数建立高含硫有水气井产能方程，并对所述待评价气井进行产能评估，完成当前待评价气井的产能评价。

S41、三区复合气藏数学模型的建立：

高含硫气藏中心存在一口定产量(q

(1)气藏为非均质径向复合状，呈三区分布特征，每区的物性(孔隙度、渗透率等)不相同，但各区内物性呈均质特性，储层厚度为h，供给半径为r

(2)硫沉积和地层水共同对储层的伤害主要发生在第1区，第二区仅考虑地层水对储层的伤害，第三区储层无任何伤害，且忽略过渡带的影响；

(3)忽略重力和毛管力的影响，气体满足稳态流动，服从平面径向非达西渗流。

S42、利用Forcheimer提出的二次方程来描述非达西平面径向流，其渗流微分方程为：

渗流速度为：

将地下产量折算到地面产量：

式中：p表示井筒内压力；q表示产气量；h表示储层厚度；r表示径向半径；μ表示流体黏度；k表示储层渗透率；β表示受紊流影响的系数；ρ表示流体密度，kg/m

S43、根据物理模型，每区边界处的压力、产量连续，引入表皮系数，获得考虑地层水与硫沉积共同影响的三区复合产能方程：

其中，h为储层厚度，T为储层温度，Z为气体偏差因子，q

实施例3

本实施例为采用实施例2所述方法的一个具体试验例，本实施例选取高含硫气藏投产初期A1井作为实施示例，说明一种高含硫气藏动态储量的计算方法，计算方法包括以下步骤

S1、投产初期：获取气藏的储层渗透率k为0.396mD，储层厚度h为80m，基于“一点法”系数a与地层系数kh的关系，确定a系数值为0.105191；

a＝0.2235·e

S2、基于一个生产制度测试得到投产初期储层压力P

表1投产初期A1井产能评价结果与系统测试产能对比统计表

实施例4

本实施例为采用实施例2所述方法的一个具体试验例，本实施例选用开发期联动产能评价方法评估动态产能；对于生产过程中未开展过产能试井的气井，采用建立的高含硫产水气井产能方程及联动产能评价方法进行动态产能评估。其具体步骤如下：

对于高含硫底水气藏，当压力变化波及边界以后，地层压力变化进入拟稳态，产能方程为：

式中：

S

上式表达为二项式产能方程为：

其中：

气井的地层压力由压恢试井解释或井口稳定压力折算，一旦A、B值确定下来，产能方程也就建立起来了。从A、B系数的表达式可以看出影响其值主要为地层系数kh、储层及流体参数(天然气粘度μ

流体参数μ

气井的供气半径r

气井的完井参数即视表皮系数S

地层系数kh是影响产能方程A、B系数的最关键的因素，一旦前面提到的诸多参数选定之后，在产能方程中待定的参数就只剩地层系数Kh值，把产能方程表示为：

地层系数表达式为：

如果选定一个气井某一生产时间段内稳定生产点(qgx，pwfx)，录入该生产时间的地层压力pRx,可反求出气井的地层系数Kh值，带入产能公式得到目前气井的产能方程：

从而推算出气井目前的无阻流量。以A地104井为例，通过压力恢复测试得到了气井地层压力、表皮系数等参数(如表2所示)，用于稳定点产能方程建立的基础数据，取产能试井第4个工作制度作为稳定生产点(Q

计算无阻流量q

表2 A2井联动产能评价方法基础数据表

实施例5

如图5所示，一种高含硫生物礁底水气藏全周期动态产能评价设备，包括至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，以及与所述至少一个处理器通讯连接的至少一个输入输出接口；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行前述实施例所述的一种高含硫生物礁底水气藏全周期动态产能评价方法。所述输入输出接口可以包括显示器、键盘、鼠标、以及USB接口，用于输入输出数据。

本领域技术人员可以理解：实现上述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计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(Read OnlyMemory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

当本发明上述集成的单元以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。