气井产能试井设计与分析方法研究

气井产能试井设计与分析方法研究

摘 要：随着科技的发展，天然气工业也得到了迅速的发展，天然气在人们的生产生活中占据越来越重要的位置，在气田的开发过程中，对气井的动态、气层的特性以及气井的产能进行预测是气田企业发展开发的基础，气井产能的设计与分析在气田的开发中起到至关重要的作用，气井产能分析设计的合理可以得到适合气藏的产能方程，并且可以确定合理的生产制度，本文对气井产能设计分析进行了简单的探讨。

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一、前言

气井产能是预测气井动态、了解气层特性的重要手段，在气田的开发过程中发挥着不可替代的作用，气井产能设计的是否合理关乎到气田企业的发展前景，它可以为矿场生产节约更多的时间和资金，可以给企业带来极大的经济效益，本文对气井产能预测的新理论、新方法进行了深入的研究与论述。

二、气井产能

气井产能也就是产气能力，以不同的流量生产，测试井底下的压力，是以无阻流量和合理产量来表示的，无阻流量就是指在整个井筒没有阻力的条件下产生的最大产量；无阻流量可以反映同一条件下气井产能的大小，所以，无阻流量对气井产能的分析设计意义重大。气井产量的大小可以认为调动，但是产量是由计算得到的。

三、气井产能影响因素分析

影响气井产能的因素有很多，包括地质因素和工程因素两大类，具体如下：

1.地质因素：包括地层系数、地层边界、储能系数、储层非均质、非达西流等。

2.工程因素：包括措施改造、储层伤害

四、气井产能试井方法的进展及国内外发展现状

1.气井产能试井方法的进展

气井产能的试井方法主要经历四个阶段，包括：初始产能试井阶段、常规产能试井阶段、等时产能试井阶段以及简化产能试井阶段，具体如下：

1.1初始产能试井阶段：这是气井产能的初始阶段，采用的是最原始的试井

方法，该阶段还没有成熟的试井方法，也就是将测试的井完全敞开在大气压下，同时测量产气量，这种方法叫做气井的实际无阻流量，但是这种方法产出的天然气非常浪费，严重危害到企业的经济利益，并且其安全隐患极大，不能保证人员的人身安全。

1.2常规产能试井阶段：又称“常规回压试井”或者“系统试井”该阶段较前一阶段成熟了许多，被人们所接受，该阶段是以四种产量组成。

1.3等时产能试井阶段：在1955年，Cullender针对常规回压试井不仅费时费力而且得到的资料可能会产生误解这一问题而提出的一种新的“等时试井”方法，这种方法由交替的开关组成。

1.4简化产能试井阶段：具体是从1978年到现在，这种方法目的是为了节省时间，简化后的等时试井方法只进行等时阶段的测试而不进行延续生产期的测试，大大的缩短了所用的时间。

2.气井产能试井方法国内外发展现状

气井产能目前在国内外主要是以常规回压试井和修正等时试井为主，常规回压试井主要应用于高渗透气井，而修正等时气井主要应用于低渗透气井，在国内，主要是以常规回压试井为主，目前，国内外主要仍是以均质底层为研究对象的阶段，与简化产能试井方法相似，对于压裂气井及具有边界和地层非均质气井的产能研究很薄弱，针对这些问题，我们对其进行了进一步的研究，得到了压裂气井各不同流动阶段的二项式产能方程，为压裂气井的产能评价和设计奠定了坚实的基础。

鉴于以上的研究发现，我们必须对其进行科学合理的研究、理解以及实际的应用，以此来减小误差，降低误差造成的重大决策失误，必须加强气井产能试井方式的研究设计。

五、气井产能试井设计几种方法

气井产能试井有很多方法，本文对其中几种进行简单的介绍，具体如下：

1.常规产能试井方法

原理：常规产能试井方法首先应该设置开关，通过开关使气藏压Pr变的稳定，然后采取三、四个工作制度来依次取得其工作制度下的稳定产量和压力，并获得气井生产的二项式产能方程和指数式产能方程。

1.1二项式产能方程：该方程可以确定气井的绝对无阻流量、预测不同井底流动压力下的产量变化以及对气井进行分析，由于其自身的许多优点，被国内外广泛应用，二项式产能方程又称层流、惯性湍流方程式，具体方程式如下：

Pr2-Pwf2= Aqx + Bqx

其中Pr为地层静压；Pwf为井底流压；qx为产气量；

1.2指数式产能方程：该方程是一种“简单分析”，在分析时具有较大的误差，所以一般不推荐使用此方程，该方程与二项式产能方程获得的效果一样，具体如下：

q = C（ Pr-Pwf ）

2.单点法试井

根据常规回压试井的缺点比如：会严重浪费资金、环境污染严重、由于地质因素而得不到正确的线性关系数据等，这些缺点都严重影响着气井产能的发展，所以，提出了单点法试井，尽量减少因这些缺点带来的损失。

单点法试井通过一个简单的压力来恢复曲线测试程序，或者先开井生产取得流动压力和一个工作制度下的产量，然后对压力恢复曲线进行测试，来确定地层压力。

3.低渗透气井产能试井

低渗透气井产能试井主要包括等时试井、修正等时试井。低渗透气井产能试井需要的时间会很长。

3.1等时试井：针对低渗透气藏对时间需求量大的问题，Cullender提出了等时试井方法，该方法主要包括几种不同的产量，气井以相等的时间间隔在这几种不同的产量下生产，一般为四种产量，这种方法可以大量减少所需要的时间，主要目的是获得确定的气井并稳定产能曲线的资料，与系统试井相比较，它更加节省时间，减少了开井时间，但是也有一个弊端就是这种方法会增大整个测试时间，增大资金的投入。

3.2修正等时试井：修正等时试井的主要目的是为了等时试井中相同的资料，该方法的关井时间与生产时间相同，这是它与等时试井的最大区别，该方法操作简单，不仅缩短了开井流动的时间，还缩短了开关的恢复期时间，测试的方法与等时试井的测试方法相同，修正等时试井是对等时试井的改进发展，既节省了时间，又降低了成本，给企业带来了极大的经济效益。

4.高产气井产能试井

高产气井产能试井应该注意考虑三次三项式，因为高产气井产能试井曲线经常出现异常，不稳定。

三次三项式：Pr2-Pwf2 = Aq+Bq2+Cq3

六、气井产能试井目的

1.对油气井产能的稳定性进行了解

2.测试气井在连续生产情况下的流动压力下降情况

3.对气井投产前的初始地层压力进行准确的测量

4.对边界分布情况、面积以及储层地质结构进行研究

5.对气井产能和油气区的产能进行了解

6.通过试井的动态资料的分析，建立储层的动态模型，对今后企业的动态走势进行进一步的分析

七、结语

综上所述，气井产能是一门应用型很强的学科，涉及到很多学科，目的是为了确定井的产能，在二十一世纪中，气井产能在气田开发工程当中占据重要的位置，在当今的社会发展中具有十分重要的意义。

参考文献

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[3]杨剑，周娟，高燕.气井产能影响因素分析[J].内江科技.2012（6）：62-63