本發(fā)明屬于油氣田開發(fā)領(lǐng)域，特別涉及一種有水氣藏出砂儲(chǔ)層改造工藝判別方法。

背景技術(shù)：

1、在石油與天然氣開發(fā)領(lǐng)域，尤其是有水疏松砂巖氣藏的開發(fā)中，儲(chǔ)層水鎖與砂堵是一個(gè)至關(guān)重要的問題。有水疏松砂巖氣藏儲(chǔ)層巖石顆粒間膠結(jié)較弱、孔隙度高且含有大量流體(包括天然氣和水)。這類氣藏在開采過程中，地層水侵可能導(dǎo)致儲(chǔ)層水鎖，地層出砂可能導(dǎo)致儲(chǔ)層砂堵，儲(chǔ)層水鎖與砂堵使氣井生產(chǎn)面臨降產(chǎn)甚至停產(chǎn)的嚴(yán)重問題。因此判斷近井帶儲(chǔ)層污染情況及污染類型并給出合理儲(chǔ)層改造工藝，是實(shí)現(xiàn)有水疏松砂巖氣藏高效開發(fā)的基礎(chǔ)。

2、經(jīng)過廣泛的調(diào)研，傳統(tǒng)針對(duì)儲(chǔ)層污染的方法，大多數(shù)在于避免儲(chǔ)層污染，而針對(duì)治理儲(chǔ)層改造工藝，僅僅只針對(duì)解水鎖或解砂堵，沒有進(jìn)行全面分析。而在有水疏松砂巖氣藏在開發(fā)中，不同井往往表現(xiàn)出不同的污染類型，現(xiàn)有的解決方法是盲目的對(duì)氣井進(jìn)行儲(chǔ)層改造工藝，如壓裂，酸化等，沒有對(duì)問題井經(jīng)過系統(tǒng)分析，無法對(duì)氣田氣井進(jìn)行有效的儲(chǔ)層改造工藝，從而導(dǎo)致某些氣井污染加劇，低產(chǎn)井直接停產(chǎn)。為此，研究一種有水氣藏出砂儲(chǔ)層改造工藝判別方法顯得至關(guān)重要，確保有水疏松砂巖氣藏生產(chǎn)穩(wěn)定與安全，提高天然氣資源開采效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的是：為了解決有水氣藏出砂儲(chǔ)層改造中不能合理判斷儲(chǔ)層污染類型與選擇合理改造工藝問題，本發(fā)明通過hagedorn-brown井筒壓降模型得到井底流壓，有水氣藏物質(zhì)平衡法得到地層壓力，結(jié)合質(zhì)量流產(chǎn)能公式得到產(chǎn)能系數(shù)，基于達(dá)西定律及相對(duì)滲透率公式得到水鎖系數(shù)，取單井穩(wěn)產(chǎn)期n天內(nèi)產(chǎn)能系數(shù)平均值為儲(chǔ)層污染前產(chǎn)能系數(shù)，穩(wěn)產(chǎn)期后每天產(chǎn)能系數(shù)為污染后產(chǎn)能系數(shù)，將其代入表皮經(jīng)驗(yàn)公式得到表皮系數(shù)，繪制單井水鎖系數(shù)、產(chǎn)能系數(shù)、表皮系數(shù)與生產(chǎn)時(shí)間分布圖結(jié)合生產(chǎn)動(dòng)態(tài)曲線，對(duì)氣井生產(chǎn)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，判斷近井帶儲(chǔ)層污染情況及污染類型，給出合理儲(chǔ)層改造工藝。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種有水氣藏出砂儲(chǔ)層改造工藝判別方法，該方法包括下列步驟：

3、第一，整理單井生產(chǎn)數(shù)據(jù)，獲取單井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)；

4、第二，根據(jù)有水氣藏物質(zhì)平衡方程得到當(dāng)前地層壓力，hagedorn-brown井筒壓降模型得到當(dāng)前井底流壓，基于質(zhì)量流產(chǎn)能方程得到產(chǎn)能系數(shù)；

5、第三，基于達(dá)西定律及相對(duì)滲透率公式得到水鎖系數(shù)；

6、第四，基于第二步中產(chǎn)能系數(shù)計(jì)算公式，分別計(jì)算穩(wěn)產(chǎn)期n天內(nèi)產(chǎn)能系數(shù)平均值作為污染前產(chǎn)能系數(shù)，以及穩(wěn)產(chǎn)期后每天的產(chǎn)能系數(shù)作為污染后產(chǎn)能系數(shù)，結(jié)合表皮系數(shù)公式得到單井儲(chǔ)層污染后表皮系數(shù)；

7、第五，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，繪制單井水鎖系數(shù)、產(chǎn)能系數(shù)、表皮系數(shù)與生產(chǎn)時(shí)間分布圖，結(jié)合單井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)曲線，對(duì)氣井生產(chǎn)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，判斷近井帶儲(chǔ)層污染情況及污染類型，給出合理儲(chǔ)層改造工藝。

8、上述一種有水氣藏出砂儲(chǔ)層改造工藝判別方法中，所述的計(jì)算產(chǎn)能系數(shù)步驟為，

9、第一，根據(jù)有水氣藏物質(zhì)平衡方程，通過原始地層壓力、地質(zhì)儲(chǔ)量、累計(jì)產(chǎn)量與水侵常數(shù)得到當(dāng)前地層壓力；

10、第二，根據(jù)hagedorn-brown井筒壓降模型，通過氣液混合相密度、混合相摩阻系數(shù)、混合相質(zhì)量流量得到當(dāng)前井底流壓；

11、第三，將已得到的當(dāng)前地層壓力與當(dāng)前井底流壓帶入質(zhì)量流產(chǎn)能方程，質(zhì)量流產(chǎn)能方程為，即可通過質(zhì)量流產(chǎn)能方程計(jì)算產(chǎn)能系數(shù)，其中m為質(zhì)量流，單位為kg/s；j為產(chǎn)能系數(shù)，單位為kg/s·mpa2；pe為地層壓力，單位為mpa；pwf為井底流壓，單位為mpa。

12、上述一種有水氣藏出砂儲(chǔ)層改造工藝判別方法中，所述的計(jì)算水鎖系數(shù)步驟為，基于達(dá)西定律及相對(duì)滲透率公式得到水鎖系數(shù)，水鎖系數(shù)計(jì)算公式為，其中krw為水相相對(duì)滲透率，單位為無量綱量；bw為水相體積系數(shù)，單位為無量綱量；μw為水相粘度，單位為mpa·s；qw為生產(chǎn)井實(shí)際產(chǎn)水量，單位為m3/s；krg為氣相相對(duì)滲透率，單位為無量綱量；bg為天然氣體積系數(shù)，單位為無量綱量；μg為水相粘度，單位為mpa·s；qsc為生產(chǎn)井實(shí)際產(chǎn)氣量，單位為m3/s。

13、上述一種有水氣藏出砂儲(chǔ)層改造工藝判別方法中，所述的計(jì)算表皮系數(shù)步驟為，

14、第一，根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，氣井處于穩(wěn)產(chǎn)期內(nèi)儲(chǔ)層未污染，基于第二步中產(chǎn)能系數(shù)計(jì)算公式，計(jì)算穩(wěn)產(chǎn)期n天內(nèi)產(chǎn)能系數(shù)平均值得到污染前產(chǎn)能系數(shù)，污染前產(chǎn)能系數(shù)計(jì)算公式為，其中，jq為污染前產(chǎn)能系數(shù)，單位為kg/s·mpa2；ji為穩(wěn)產(chǎn)期n天內(nèi)第i天產(chǎn)能系數(shù)，單位為kg/s·mpa2；n為單井穩(wěn)產(chǎn)期天數(shù)，無量綱量；

15、第二，氣井在穩(wěn)產(chǎn)期過后，氣井產(chǎn)量下降，基于第二步中產(chǎn)能系數(shù)計(jì)算公式計(jì)算穩(wěn)產(chǎn)期后每天的產(chǎn)能系數(shù)作為污染后產(chǎn)能系數(shù)，jh為污染后產(chǎn)能系數(shù)，單位為kg/s·mpa2；m為質(zhì)量流量，單位為kg/s；pei為穩(wěn)產(chǎn)期后第i天地層壓力，單位為mpa；pwfi為穩(wěn)產(chǎn)期后第i天井底流壓，單位為mpa；

16、第三，通過哈金斯表皮系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式，代入污染前產(chǎn)能系數(shù)與污染后產(chǎn)能系數(shù)，得到單井儲(chǔ)層污染后表皮系數(shù)，表皮系數(shù)計(jì)算公式為，其中s為表皮系數(shù)，單位為無量綱量，jq為儲(chǔ)層未污染時(shí)產(chǎn)能系數(shù)，單位為kg/s·mpa2；jh為儲(chǔ)層污染后產(chǎn)能系數(shù)，單位為kg/s·mpa2；re為井控半徑，單位為m；rw為井底半徑，單位為m。

17、上述一種有水氣藏出砂儲(chǔ)層改造工藝判別方法中，所述的判斷近井帶儲(chǔ)層污染情況及污染類型，并給出合理儲(chǔ)層改造工藝步驟為，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，繪制單井水鎖系數(shù)、產(chǎn)能系數(shù)、表皮系數(shù)與生產(chǎn)時(shí)間分布圖，結(jié)合單井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)曲線，對(duì)氣井生產(chǎn)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，判斷近井帶儲(chǔ)層污染情況及污染類型，給出合理儲(chǔ)層改造工藝。

18、上述一種有水氣藏出砂儲(chǔ)層改造工藝判別方法中，所述的質(zhì)量流公式為，m＝qscρg+qwρw，其中m為質(zhì)量流量，單位為kg/s；qsc為生產(chǎn)井實(shí)際產(chǎn)氣量，單位為m3/s；qw為生產(chǎn)井實(shí)際產(chǎn)水量，單位為m3/s；ρg為天然氣密度，單位為kg/m3；ρw為液體密度，單位為kg/m3。

19、上述一種有水氣藏出砂儲(chǔ)層改造工藝判別方法中，所述的有水氣藏物質(zhì)平衡方程為，其中pr為原始地層壓力，單位為mpa；pe為地層壓力，單位為mpa；gp為天然氣累計(jì)產(chǎn)量，單位為108m3；g為天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量，單位為108m3；zr為原始地層壓力偏差系數(shù)，單位為無量綱量；ze為地層壓力偏差系數(shù)，單位為無量綱量；b為水侵常數(shù)，單位為無量綱量。

20、上述一種有水氣藏出砂儲(chǔ)層改造工藝判別方法中，所述的hagedorn-brown井筒壓降模型為，其中ρm為氣液混合相密度，單位為kg/m3；g為重力加速度，單位為n/kg；fm為兩相摩阻系數(shù)，單位為無量綱量；gm為氣液混合物質(zhì)量流量，單位為kg/s；d為井筒直徑，單位為m；a為井筒橫截面積，單位為m2。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：(1)方法具有較強(qiáng)適應(yīng)性，適用范圍更廣；(2)方法便捷有效，工作效率高；(3)多因素綜合計(jì)算，計(jì)算結(jié)果精度高。

技術(shù)特征：

1.一種有水氣藏出砂儲(chǔ)層改造工藝判別方法，其特征在于，該方法包括下列步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有水氣藏出砂儲(chǔ)層改造工藝判別方法，其特征在于：所述的質(zhì)量流量為，m＝qscρg+qwρw，其中m為質(zhì)量流量，單位為kg/s；qsc為生產(chǎn)井實(shí)際產(chǎn)氣量，單位為m3/s；qw為生產(chǎn)井實(shí)際產(chǎn)水量，單位為m3/s；ρg為天然氣密度，單位為kg/m3；ρw為液體密度，單位為kg/m3；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種有水氣藏出砂儲(chǔ)層改造工藝判別方法，屬于油氣田開發(fā)領(lǐng)域；它解決有水氣藏出砂儲(chǔ)層改造中不能合理判斷儲(chǔ)層污染類型與選擇合理改造工藝，導(dǎo)致氣井在儲(chǔ)層改造后效果不佳，造成儲(chǔ)層損傷的問題；其技術(shù)方案是：整理單井生產(chǎn)數(shù)據(jù)，結(jié)合物質(zhì)平衡方程、壓降方程及質(zhì)量流產(chǎn)能公式，計(jì)算氣井產(chǎn)能系數(shù)，通過達(dá)西定律計(jì)算水鎖系數(shù)，取單井穩(wěn)產(chǎn)期n天內(nèi)產(chǎn)能系數(shù)平均值為儲(chǔ)層污染前產(chǎn)能系數(shù)，穩(wěn)產(chǎn)期后產(chǎn)能系數(shù)為污染后產(chǎn)能系數(shù)，將其代入表皮經(jīng)驗(yàn)公式得到表皮系數(shù)，繪制單井產(chǎn)能系數(shù)、水鎖系數(shù)、表皮系數(shù)與生產(chǎn)時(shí)間分布圖結(jié)合生產(chǎn)動(dòng)態(tài)曲線，判斷近井帶儲(chǔ)層污染類型，給出合理儲(chǔ)層改造工藝；本發(fā)明實(shí)際應(yīng)用效果較好，計(jì)算結(jié)果可靠，可推廣性強(qiáng)。

技術(shù)研發(fā)人員：譚曉華,曹波,孟展,李溢龍,許鷙宇,趙玉,李財(cái)紳,周瀟君,陳昊,王瑞,楊志,李夢(mèng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西南石油大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10