气井工作制度

气井工作制度，适应气井产层地质特征和满足生产需要的产量和压力应遵循的准则。

在气田开发过程中，准确预测气井的产能和分析气井的动态，并了解气层及井筒的特性，是科学开发气田的基础。研究气井产能就是为了得到适合气藏的产能方程，对于指导气田开发具有至关重要的作用。随着开发的进行，地层压力逐渐地降低，产能也逐渐递减，其递减特征就是随着生产的进行气井产能的变化规律。因此，可以利用气井产能的变化规律对未来的产能进行预测，为油田的开采提供一定的理论依据。

1、研究内容

针对不同的气田，对气井产能测试和分析方法的适应性进行研究，确定气井产能分析的理论，对比各个地质特征和开发特征不同的气田，其所得到的方程的系数是否也会不同。

明确气井产能递减规律研究的现状和重要意义，总结和论述产能递减规律对气藏开发认识的重要性，确定递减规律分析方法，利用其研究的递减规律方法分析典型气井的递减规律。

2、进行递减分析的基本规律

递减规律研究的主要理论依据是J．J．Arps于1945年提出的产量递减规律方程式，即指数递减规律、双曲线递减规律和调和递减规律。这三种规律在气井的产能递减规律研究和预测工作中得到了广泛的应用，现将这三种递减规律的公式列于表1内。

表1中符号的意义：n—递减指数，无因次量；ai—初始递减率；Qi—初始递减时的产量；Qt—t时间的产量；t—时间。

由表1可以看出，当n=1时，双曲线递减规律即变为调和递减规律，因而也可以说调和递减规律是n=1时的双曲线递减规律，或双曲线的特定变化规律。

在指数递减规律、双曲递减规律和调和递减规律三种递减规律中，应用最多的还是双曲递减规律，因为指数递减和调和递减都是双曲递减在特定情况下的一种表达形式，因此双曲递减规律更具普遍性。 2100433B

气井产能影响气井产能的相关理论

一口气井的绝对无阻流量定义为井底压力等于大气压力时的产气量。确定气井的绝对无阻流量是气井产能分析的主要任务之一。无论是新发现的产气探井或己投产的气井, 都需要不失时机地了解绝对无阻流量的大小, 以确定气井的产能。根据气田开发经验, 影响气井产能的因素有很多。本文主要对井底污染、地层渗透率、地层压力、地层有效厚度、气井半径、泄气半径、天然气粘度、硫的沉积、气层产水等进行研究。

根据气井的二项式产能方程分析影响气井产能的主要因素, 是气井产能分析的一个主要内容, 同时也是研究预测气井产能模型的基础性工作, 其结果直接影响到预测模型的准确性、可靠性和科学性。气井在储层中的流动方程可以用IPR 曲线的二项式方程来表示：

式中:

T—气藏温度, K;

h—气层有效厚度, m;

re —供给半径, m;

rw—井底半径, m;

β—孔隙介质中的速度系数; m- 1

S—由于钻井、完井和增产措施造成的表皮系数;

对比上面两式可知:

a 和b 称为达西流动系数和非达西流动系数。

气井无阻流量公式为:

气井产能影响气井产能的主要因素分析

1、井底污染对气井产能的影响由前述内容可知, 在气井的二项式产能方程中, 令:

式中:

R—通用气体常数, 它与其它变量的单位有关, 此处R=0.008 314MPa·m³/kmol·K。

由上式可知, 二项式系数b 与表皮系数S无关, 当气井测试至井筒储集效应结束后b 为一常量。表皮系数仅影响一次项系数a。

2、地层渗透率对气井产能的影响

设K1 和K2 对应于不同地层的渗透率。由公式可知, 地层渗透率对气井产能方程的一项式系数a 和二项式系数b 都有影响。设K1 对应的一次项和二次项系数分别为a1 和b2, 而所对应的一次项和二次项系数分别为a2 和b2。则

两式相除得:

同理可得

如果K1>K2, 则a1

3、地层压力对气井产能的影响

从公式可以看出, 在气井开采过程中若不考虑视表皮系数S 的变化, 随着地层压力下降, 影响二项式a 和b 的主要参数有天然气偏差因子、粘度、气层渗透率、有效厚度等。通常气层渗透率、有效厚度随地层压力变化的幅度很小, 可以忽略不计, 但天然气偏差系数及粘度的变化却不容忽视。W.R.Greene 研究了底层压力下降对气井产能及无阻流量的影响, 认为在气井开采过程中, 底层压力下降则二项式系数a 和b 主要随天然气粘度、压缩因子的变化而变化。并且下降前后二项式系数a 和b 之比等于压缩因子与粘度的乘积之比, 即

根据天然气的PVT 特性及计算天然气压缩因子、粘度的经验公式可知, 随着压力的减小, 天然气的粘度逐渐减小。而天然气偏差因子是一个先减小后增大的过程。随着压力的减小, 偏差因子与粘度的乘积逐渐减小, 但减小的幅度越来越小。根据气井产能方程二项式系数a 和b 随着地层压力的下降而逐渐下降。

由气井无阻流量公式可知: 当地层压力下降时, q_AOF 也随之下降。

气井产能试井传统叫做“回压试井”。气井产能试井测试计算方法主要包括4种方法，即一点法测试、系统试井、等时试井和修正等时试井。

1．一点法测试

一点法测试是测试一个工作制度下的稳定压力。该方法的优点是缩短测试时间、减少气体放空、节约测试费用、降低资源浪费；缺点是测试资料的分析方法带有一定的经验性和统计性，分析结果有一定的偏差。经验表明，利用该方法测试，当测试产量为地层无阻流量的0.36倍时，测试结果最可靠。

2．系统试井

系统试井又称为常规回压试井，也称多点测试，是测量气井在多个产量生产的情况下，相应的稳定井底流压。该方法具有资料多，信息量大，分析结果可*的特点。但测试时间长，费用高。

系统试井测试产量的确定：

①最小产量至少应等于井筒中携液所需要的产量，此外还应该足以使井口温度达到不生成水化物的温度；

② 最大产量不能破坏井壁的稳定性，对于凝析气藏，还要考虑减少地层中两相流的范围；

③测试产量必须保持由小到大的顺序。

3．等时试井

等时试井测试，首先以一个较小的产量开井，生产一段时间后关井恢复地层压力，待恢复到地层压力后，再以一个稍大的产量开井生产相同的时间，然后又关井恢复，如此进行4个工作制度。

最后以—个小的产量生产到稳定。等时试井与系统试井相比，缩短了开井时间，但由于每个工作制度都要求关井恢复到原始压力，使得关井恢复时间较长，整个测试时间较长，测试费用比较高。

确定等时试井流动时间，—般要求开井生产时间必须大于井筒效应结束的时间，并且要求开井流动结束时，探测半径必须达到距井30m的范围，以便在流动期能够反映地层的特性。

确定每—工作制度下关井时间，要求关井压力恢复到原始地层压力，便可进行下—工作制度的测试。最后延续期流动

4．修正等时试井

修正等时试井是等时试井的改进，二者的最大区别是后者开井生产的时间与关井恢复的时间相等。测试时，要求所有工作制度下的开井生产时间和关井恢复时间一样，操作十分方便，这样既缩短了开井流动期的时间，又缩短了关井恢复期的时间。修正等时试井流动期产量大小的确定方法与系统试井方法基本相同，测试的最小产量和最大产量分别为0.01和0.75倍的地层无阻流量。