一种低渗透天然气藏产量的预测方法及系统转让专利
申请号 : CN201910522167.7
文献号 : CN110135122B
文献日 : 2021-04-23
发明人 : 姚瑜敏 , 施安峰 , 王晓宏 , 李路
申请人 : 中国科学技术大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种低渗透天然气藏产量的预测方法,其特征在于,包括:基于天然气藏含井网格压力和生产井井底压力之差判断生产井附近的流动状态,其中,所述流动状态为状态一或状态二,所述状态一表征生产压差可克服毛管力末端效应,气水两相均可产出,并且气相压力和水相饱和度梯度在井壁处发散,所述状态二表征生产压差不能克服毛管力末端效应,只有气相产出,生产井处水相饱和度上升;
根据不同流动状态下的渗流规律,求解等效半径与井壁半径之间的饱和度和压力分布;
将饱和度分布代入低渗透天然气藏产量预测公式,计算得到水相产量和气相产量。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于天然气藏含井网格压力和生产井井底压力之差判断生产井附近的流动状态,包括:当所述含井网格压力大于所述生产井井底压力时,判断生产井附近的流动状态为状态一。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于天然气藏含井网格压力和生产井井底压力之差判断生产井附近的流动状态,包括:当所述含井网格压力小于等于所述生产井井底压力时,判断生产井附近的流动状态为状态二。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将饱和度分布代入低渗透天然气藏产量预测公式,得到水相产量和气相产量,包括:基于公式 得到水相产量,其中,w表示水相物理量,(i,j)表示含井网格的物理量, 为含井网格压力,Pwell为生产井井底压力,rw为井眼半径,re为等效半径,K为天然气藏绝对渗透率,ρw为水相密度,λw为水相流度,S为归一化的水相饱和度。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述将饱和度分布代入低渗透天然气藏产量预测公式,得到水相产量和气相产量,还包括:基于公式 得到气相产量,其中,g表示气相物理量,m(i,j)为含井网格的拟压力,mwell为井筒处的拟压力,Krg为气相相对渗透率。
6.一种低渗透天然气藏产量的预测系统,其特征在于,包括:判断模块,用于基于天然气藏含井网格压力和生产井井底压力之差判断生产井附近的流动状态,其中,所述流动状态为状态一或状态二,所述状态一表征生产压差可克服毛管力末端效应,气水两相均可产出,并且气相压力和水相饱和度梯度在井壁处发散,所述状态二表征生产压差不能克服毛管力末端效应,只有气相产出,生产井处水相饱和度上升;
求解模块,用于根据不同流动状态下的渗流规律,求解等效半径与井壁半径之间的饱和度和压力分布;
计算模块,用于将饱和度分布代入低渗透天然气藏产量预测公式,计算得到水相产量和气相产量。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述判断模块在执行基于天然气藏含井网格压力和生产井井底压力之差判断生产井附近的流动状态时,具体用于:当所述含井网格压力大于所述生产井井底压力时,判断生产井附近的流动状态为状态一。
8.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述判断模块在执行基于天然气藏含井网格压力和生产井井底压力之差判断生产井附近的流动状态时,具体用于:当所述含井网格压力小于等于所述生产井井底压力时,判断生产井附近的流动状态为状态二。
9.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述计算模块在执行将饱和度分布代入低渗透天然气藏产量预测公式,计算得到水相产量和气相产量时,具体用于:基于公式 得到水相产量,其中,w表示水相物理量,(i,j)表示含井网格的物理量, 为含井网格点压力,Pwell为生产井井底压力,rw为井眼半径,re为等效半径,K为天然气藏绝对渗透率,ρw为水相密度,λw为水相流度,S为归一化的水相饱和度。
10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述计算模块在执行将饱和度分布代入低渗透天然气藏产量预测公式,计算得到水相产量和气相产量时,具体还用于:基于公式 得到气相产量,其中,g表示气相物理量,m(i,j)为含井网格的拟压力,mwell为井筒处的拟压力,Krg为气相相对渗透率。
说明书 :
一种低渗透天然气藏产量的预测方法及系统
技术领域
背景技术
模拟中十分重要,直接影响到产量预测的准确性。
我国的储量占比较大,在开发过程中两相流毛管力末端效应对生产井天然气产量影响显
著,目前尚未发现有效的预测方法。
发明内容
半径,re为等效半径,K为天然气藏绝对渗透率,ρw为水相密度,λw为水相流度,S为归一化的
水相饱和度。
半径,re为等效半径,K为天然气藏绝对渗透率,ρw为水相密度,λw为水相流度,S为归一化的
水相饱和度。
的渗流规律,求解等效半径与井壁半径之间的饱和度和压力分布,将饱和度分布代入低渗
透天然气藏产量预测公式,计算得到水相产量和气相产量。本发明能够在预测的过程中有
效地考虑毛管力末端效应,使得低渗透天然气藏产量的预测更加准确。
附图说明
的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据
这些附图获得其他的附图。
具体实施方式
发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实
施例,都属于本发明保护的范围。
井壁附近发散,导致传统的产量预测方法失效;另一种是生产压差不能克服毛管力末端效
应,只有气相产出,生产井附近水相饱和度上升,导致水锁效应,气相流量大大减少。为解决
上述问题,本发明提供了在预测的过程中有效考虑毛管力末端效应的技术方案,具体如下:
渗透天然气藏产量预测时,根据天然气藏含井网格压力与井底压力之差判断生产井附近的
流动状态。当含井网格压力大于生产井井底压力时,即, 时,生产井附近的流动
状态为状态一。当含井网格压力小于等于生产井井底压力时,即, 时,生产井附
近的流动状态为状态二。
对渗透率,μw为水相粘度,μg为气相粘度,α=g,w分别代表气相和液相,即气相和水相各有一
个方程,当α=g时,参数为气相参数,如,Krα为在α=g时为气相相对渗透率;当α=w时,参数
为气相参数;
Pwell为生产井井底压力;S为归一化的水相饱和度,即 Swi为束缚水饱和度,
Sgr为残余气饱和度;S(i,j)为含井网格饱和度。
为归一化的水相饱和度,m(i,j)为含井网格处的拟压力,mwell为井筒处的拟压力,Krg为气相相
对渗透率; 为水相流度;m为拟压力,其表达式为
根据径向两相流的流动特征,刻画了生产井附近的饱和度和压力的剧烈变化的特点,能够
准确快速地计算生产井的气水产量。
压为3.6MPa。边界条件给定绝流边界,模拟生产时间为300天。为了验证本发明的正确性,分
别计算传统产量预测方法和本发明中的产量预测方法在不同网格尺度下的结果,选取极坐
标系下井壁附近充分细分的模拟结果作为参考解,验证传统井模型和本发明井模型的计算
精度以及对计算网格尺寸的依赖性。计算网格规模分别为50×50、100×100、200×200以及
300×300。
量,从而在根本上降低了计算成本,提高了计算效率。而传统产量预测方法,未考虑毛管力
末端效应,高估了气相产量以及低估了水相产量,在粗网格计算条件下,精度很差且误差达
到30%。由于水相饱和度以及气相压力的发散,当网格细分较细,计算成本为粗网格条件下
的近50倍时,传统产量预测方法仍然有10%的误差。因此,本发明所提出的考虑毛管力末端
效应的低渗透天然气藏产量预测方法可以大幅提高计算精度和计算效率,为低渗透天然气
藏的开发提供了有效的数值模拟方法。
渗透天然气藏产量预测时,根据天然气藏含井网格压力与井底压力之差判断生产井附近的
流动状态。当含井网格压力大于生产井井底压力时,即, 时,生产井附近的流动状
态为状态一。当含井网格压力小于等于生产井井底压力时,即, 时,生产井附近的
流动状态为状态二。
渗透率,μw为水相粘度,μg为气相粘度,α=g,w分别代表气相和液相,即气相和水相各有一个
方程,当α=g时,参数为气相参数,如,Krα为在α=g时为气相相对渗透率;当α=w时,参数为
气相参数;
Pwell为生产井井底压力;S为归一化的水相饱和度,即 Swi为束缚水饱和度,
Sgr为残余气饱和度;S(i,j)为含井网格饱和度。
度,S为归一化的水相饱和度,m(i,j)为含井网格处的拟压力,mwell为井筒处的拟压力,Krg为气
相相对渗透率; 为水相流度;m为拟压力,其表达式为
根据径向两相流的流动特征,刻画了生产井附近的饱和度和压力的剧烈变化的特点,能够
准确快速地计算生产井的气水产量。
而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说
明即可。
软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些
功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业
技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应
认为超出本发明的范围。
储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术
领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明
将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一
致的最宽的范围。