气水两相渗流稳定与不稳定试井分析

凝析气藏相变渗流机理与试井分析现状成　珍1　成绥民1　谭中国2　李莲明2(1.西安石油大学　陕西西安710065;　2.长庆油田分公司　陕西西安710021) 摘要　通常,试井分析方法基于单相渗流基础上,但在实际生产中,尤其是凝析油气田开发中后期,地层和井底附近经常发生两相或三相同时流动的多相渗流情况,需要对单相流试井理论方法加以实用有效的修正。

从凝析气藏相态变化与渗流机理、产能和压力分析三个方面,对油气两相试井研究现状进行了总结和评述。

对开展和推广多相流试井解释具有重要意义。

关键词　凝析气藏　相态变化　两相流　渗流机理　产能预测　试井分析　研究现状前 言我国石油矿场从20世纪50年代至今,普遍运用的试井分析方法为单相渗流方法,即使是多相渗流试井分析也都沿用总流度、总综合压缩系数的概念,仍采用单相渗流模型的试井理论进行分析。

然而只有单相流体在油层和井底周围流动的典型情况是不多见的,实际生产中尤其是油气田开发中后期,地层和井底附近,经常发生的情形是两相或三相同时流动的多相渗流情况。

两相和多相渗流情况不再像是单相渗流的理想的均质的系统[1],而是每种流体影响其它流体的流动,存在饱和度分布或摩尔分数分布或相变或存在径相不连续性的非理想、非均质系统。

这些区别于单相流的各种不同的二相、三相流试井压降、压恢曲线出现异常,都需要对单相流试井理论方法加以实用有效的修正,有必要研究推出相适应有成效的解释方法。

凝析气藏相态特性与渗流机理研究现状凝析气藏渗流特性与机理不同于一般的油、气藏,它具有特殊的热力学性质,当凝析气藏井中流动压力降低到饱和的气—凝析液流体的露点压力以下时,井底附近的凝析液析出,液体饱和度不断上升。

1949年Muskat[2],1967年G ondouin.et al[3]、Odell和Miller[4],1973年Fussell[5]研究了这一凝析液体聚集即凝析液阻塞现象对凝析液井中湿气产能的影响。

第二章考研必胜To xiaozhou and huihui1、单相流：在地层单元中只有一种流体的流动。

多相流：若在一个地层单元中有两种或两种以上的流体同时流动。

2、稳定流（定常流）：运动要素（如压力及流速）不随时间变化。

不稳定流（非定常渗流）：各运动要素与时间有关。

3、单向流: 流线为互相平行的直线。

压力损耗特点：沿程渗流过程中压力均匀下降4、径向流：流线是直线，它们沿着极半径向中心点（井点）汇集，或者流线沿着极半径由中心点向外扩散。

压力损耗特点：地层能量大部分消耗在井底附近。

5、完善井：油层全部钻穿，并且是裸眼完井。

6、不完善井，井底结构和井底附近地区油层性质发生变化的井。

类型：根据井底结构不同，分为打开程度不完善，打开性质不完善，双重不完善。

此外还有油层性质变化引起的不完善。

7、折算半径：把实际的不完善井用一个产量与之相当的，半径较小（也可能较大）的假想完善井来代替，这一假想完善井的半径称为实际不完善井的折算半径。

8、稳定试井：是通过人为改变油井工作制度，待生产稳定后，测量出不同工作制度下的油井的井底压力，产油量，产气量，含砂量和含水量等资料，以便弄清油井的生产特征和产能大小，确定油井合理的工作制度。

另外还可求出油层参数。

9、油井指示曲线：在普通直角坐标系下，以产量为横坐标，以油层压力和井底压力间的差值为纵坐标，得出的曲线。

曲线偏向P轴的原因：1压差增大后流速增大，破坏了直线渗流定律。

2随着压差增大，井底压力低于饱和压力，井底附近出现了油气两相渗流，渗流阻力增大，单位压差下产量逐渐减少。

偏向Q轴：进行稳定试井时工作制度还没有达到稳定，此时由于油层岩石和液体弹性作用增加了一部分产量使得产量偏高。

10、采油指数：单位生产压差下的油井产油量。

物理意义：标志油井生产能力的大小。

11、等压线：压力相等的点练成的线。

12、流线：与等压线相互垂直的线。

13、渗流场图：由等压线和流线构成的正交网格图称为渗流水动力场图后渗流场图。

不稳定试井确定单井控制储量在气藏勘探开发过程中，利用不稳定试井分析能够得到气井泻气区范围内的储层平均压力、有效渗透率、完井效率、储层介质类型以及边界性质等。

对于定容气藏来说，通过适当的理论延伸，还可以利用不稳定试井资料估算单井控制储量。

而对于无限延伸气藏来说，单井控制储量一般取决于井网分布。

利用动态资料评价油气藏储量的方法主要有：压降曲线法、压恢曲线法、物质平衡法、产量增长曲线法、产量递减曲线法、水驱曲线法等。

一般情况下，物质平衡法、产量递减曲线法、水驱曲线法等适用于气藏开采的中、后期，这时有足够的生产动态资料可供分析。

产量增长曲线法能够对中、前的生产资料进行分析，但分析结果的可信度取决于应用模型的选择，而且需要一定量的生产资料。

在气藏开发早期，压降曲线法和压恢曲线法是估算单井控制储量的主要方法。

该方法可能对于裂缝型、岩性封闭型及复杂断块型气藏更为有效，因为这种情况下很难用其他方法定准含气面积、有效厚度、有效孔隙度以及含气饱和度等，结果必然使得用容积法计算储量的误差增大。

利用压降曲线法和压恢曲线法所需要的资料主要有：‘（1）原始（或平均）地层压力、地层温度、地层气体PVT性质及目标井的产能；（2）压力降落或压力恢复测试的数据资料；（3）长时间试采中，井底压力及产量随时间的变化数据（可选）。

显然，地层气体PVT的准确性以及不稳定测试资料的有效性将影响分析结果的精度。

地层气体的粘度和压缩因子等物性是系统压力的函数。

地层气体的渗流方程具有强非线性，一般比较严格的方法是采用Al-Hussaing（1966）拟压力函数减弱方程的强非线性，然后对所导出的控制方程右端扩散系数一项取初始值进行线性化。

拟压力函数定义为：P,,P,d,()2 (1) ,P0()(),,z,通常，拟压力对于低压情形能够简化为压力平方函数而对于高压情形能够简化压力函数。

地层气体不稳定渗流无量纲控制方程为：2,,,1,,,DDD (2) ，,2,rr,r,tDDDD方程中所用的无量纲量定义为：Tkh(),,,,sci,, DTPQscscr r,Drwktktktem,,,，， ttt222DeDmD,(,c)r,(,c)r,(,c)rggtiwggtiwggtiw根据以上渗流方程，可以从理论上得到探测半径与生产时间的解析关系式，这个关系式是我们利用不稳定试井资料分析单井控制储量的基础之一。

第1章测试资料解释中的有关概念及其参数的含义一、不稳定试井与稳定试井试井可分为不稳定试井和产能试井两大类。

不稳定试井包括许多内容。

产能试井包括稳定试井、等时试井和改进的等时试井等。

此外，试井还包括测一口井的原始地层压力、开井时的流动压力和关井后的静止压力等。

不稳定试井是通过改变油、气、水井的工作制度，引起地层中压力重新分布，测量井底压力随时间的变化，根据为一变化结合产量等资料，计算出测试层在测试范围内的特性参数。

稳定试井是通过逐步改变油井的工作制度（如逐步加大油咀或改变冲程冲次），系统测量每一个工作制度下的产油量、产水量、产气量、气油比以及井底稳定流动压力、井口油管压力、套管压力等，把这些资料绘制成“稳定试井曲线”（即产油量、产气量、产水量、井底流压或生产压差同工作制度的关系曲线）和“指示曲线”（即产量同流动压力或生产压差的关系曲线）。

通过分析研究，确定油井合理的工作制度，并推算出油层渗透率和采油指数等参数。

由于要保证每个工作制度下的产量必须稳定，并且要在井底流动压力稳定之后才能测量各项数据，所以叫“稳定试井”，也称“系统试井”。

不稳定试井在油气勘探开发过程中广泛使用，压力恢复试井和压力降落试井最为常用。

地层测试属于不稳定试井，通过地面操作进行井下开井和关井，改变油藏内部动态，引起油藏中的压力变化，使压力波向外传播，对与井连通的地层进行扫描，并把向外传播时遇到的阻力，随时间的变化反馈到井底，从而获得在扫描范围内的油藏信息。

除了取得油层的产量、液性、压力、温度外，还能计算出油层的有效渗透率（K）、地层系数（Kh）、流动系数（Kh/μ）、井筒储集系数（C）、产层完善程度（表皮系数S、堵塞比DR、污染压降ΔPs）、流动效率（FE）、采油指数（J0）、研究半径（r i）、边界距离（L）及边界类型等参数。

二、井筒储集效应和井筒储集系数（C ）下面以一口井筒充满单项原油的井为例，来讨论油井在刚开井或刚关井时出现的井筒储集效应的现象。