本發(fā)明涉及一種天然氣開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，特別是涉及一種應(yīng)力敏感性氣藏測(cè)試生產(chǎn)壓差計(jì)算方法。

背景技術(shù)：

隨著天然氣需求的日益增加和油氣勘測(cè)開(kāi)發(fā)的發(fā)展，天然氣氣藏的勘探開(kāi)發(fā)開(kāi)始向中、低孔滲發(fā)展。中低孔滲氣藏、甚至是高孔滲氣藏具有強(qiáng)烈的應(yīng)力敏感性，這種巖石特性會(huì)改變天然氣儲(chǔ)層的流動(dòng)特征，因此在測(cè)試過(guò)程中，需要考慮這種流動(dòng)特征的變化給生產(chǎn)壓差帶來(lái)的影響。目前，在儲(chǔ)層完井測(cè)試時(shí)，測(cè)試生產(chǎn)壓差主要是依據(jù)出砂、井壁穩(wěn)定、返排或者管柱安全等因素來(lái)確定的，其很少會(huì)考慮到測(cè)試時(shí)的產(chǎn)能問(wèn)題。但實(shí)際上，對(duì)于應(yīng)力敏感性較高的地層而言，當(dāng)生產(chǎn)壓差增大到一定的程度時(shí)，產(chǎn)能(即氣藏的氣體日均產(chǎn)量)已經(jīng)趨于穩(wěn)定，繼續(xù)提高生產(chǎn)壓差，已不能將產(chǎn)能大幅度增加；同時(shí)，若生產(chǎn)壓差過(guò)大，還會(huì)造成一系列的危害，如微粒移動(dòng)、地層出砂、反凝析、早期出水等。因此，如何確定最大生產(chǎn)壓差來(lái)提高氣藏開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)性、以及確保測(cè)試成功是非常重要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種基于產(chǎn)能響應(yīng)來(lái)確定最大生產(chǎn)壓差的應(yīng)力敏感性氣藏測(cè)試生產(chǎn)壓差計(jì)算方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種應(yīng)力敏感性氣藏測(cè)試生產(chǎn)壓差計(jì)算方法，包括以下步驟：

S1、根據(jù)測(cè)井資料，獲得測(cè)試層的儲(chǔ)層厚度h、井眼半徑r_w、以及儲(chǔ)層溫度T；

S2、根據(jù)鄰井資料，獲得測(cè)試層的有效供液半徑r_e、氣體粘度μ、以及天然氣平均偏差因子Z；

S3、獲取測(cè)試層的初始滲透率K₀；

S4、獲取測(cè)試層的儲(chǔ)層原始?jí)毫_e；

S5、獲取測(cè)試層的應(yīng)力敏感系數(shù)β；

S6、建立最小井底壓力p_w的指數(shù)模型或冪函數(shù)模型，求解最小井底壓力p_w；

所述最小井底壓力p_w的指數(shù)模型為：

所述最小井底壓力p_w的冪函數(shù)模型為：

上述式中，m為生產(chǎn)壓差產(chǎn)能系數(shù)；

S7、建立氣藏測(cè)試時(shí)生產(chǎn)壓差Δp的模型：Δp＝p_e-p_w，求解生產(chǎn)壓差Δp。

進(jìn)一步地，所述步驟S3中，所述初始滲透率K₀通過(guò)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)獲得或通過(guò)測(cè)試報(bào)告獲得或通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)獲得。

優(yōu)選地，所述步驟S4中，所述儲(chǔ)層原始?jí)毫_e為測(cè)試井段位置的實(shí)測(cè)地層壓力。

進(jìn)一步地，所述步驟S4中，所述儲(chǔ)層原始?jí)毫_e根據(jù)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)獲得或通過(guò)伊頓法獲得或通過(guò)有效應(yīng)力模型獲得。

優(yōu)選地，所述步驟S5中，所述應(yīng)力敏感系數(shù)β通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)獲得。

如上所述，本發(fā)明涉及的一種應(yīng)力敏感性氣藏測(cè)試生產(chǎn)壓差計(jì)算方法，具有以下有益效果：

本發(fā)明基于產(chǎn)能響應(yīng)建立應(yīng)力敏感性氣藏測(cè)試生產(chǎn)壓差計(jì)算模型，可以準(zhǔn)確得到各種應(yīng)力敏感性氣藏、特別是低孔滲氣藏的最小井底壓力，從而可以準(zhǔn)確得到所允許的最大測(cè)試生產(chǎn)壓差，為氣藏生產(chǎn)測(cè)試等作業(yè)中生產(chǎn)壓差的選擇提供科學(xué)依據(jù)，以減少作業(yè)時(shí)間，降低作業(yè)成本，具有很好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的流程圖。

圖2為一實(shí)施例中實(shí)際生產(chǎn)壓差與實(shí)際氣體產(chǎn)能的關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

以下由特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。

須知，本說(shuō)明書(shū)所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說(shuō)明書(shū)所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說(shuō)明書(shū)中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語(yǔ)，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無(wú)實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。

如圖1所示，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N應(yīng)力敏感性氣藏測(cè)試生產(chǎn)壓差計(jì)算方法，包括以下步驟：

S1、根據(jù)測(cè)井資料，獲得氣藏測(cè)試層的儲(chǔ)層厚度h(單位m)、井眼半徑r_w(單位cm)、以及儲(chǔ)層溫度T(單位K)；

S2、根據(jù)鄰井資料，獲得氣藏測(cè)試層的有效供液半徑r_e(單位cm)、氣體粘度μ(單位Mpa·s)、以及天然氣平均偏差因子Z；

S3、獲取氣藏測(cè)試層的初始滲透率K₀(單位10^-3μm²)；

S4、獲取氣藏測(cè)試層的儲(chǔ)層原始?jí)毫_e(單位MPa)，儲(chǔ)層原始?jí)毫_e也為氣藏測(cè)試井段位置的地層壓力；

S5、獲取氣藏測(cè)試層的應(yīng)力敏感系數(shù)β；

S6、建立最小井底壓力p_w的指數(shù)模型或冪函數(shù)模型，求解最小井底壓力p_w(單位MPa)；

所述最小井底壓力p_w的指數(shù)模型為：

所述最小井底壓力p_w的冪函數(shù)模型為：

上述式中，m為生產(chǎn)壓差產(chǎn)能系數(shù)，Q為包含最小井底壓力p_w的產(chǎn)能方程；

S7、建立氣藏測(cè)試時(shí)生產(chǎn)壓差Δp的模型：Δp＝p_e-p_w，求解生產(chǎn)壓差Δp。

上述步驟中，所述測(cè)井資料為測(cè)試井的原始資料，主要包括聲波時(shí)差、井徑、密度、電子率等，所述儲(chǔ)層厚度h、井眼半徑r_w、以及儲(chǔ)層溫度T都可以從測(cè)井資料中直接獲得。所述鄰井資料是指位于測(cè)試井附近的井的原始資料和測(cè)試報(bào)告，所述有效供液半徑r_e、氣體粘度μ、以及天然氣平均偏差因子Z都可以從鄰井資料中直接獲得。本申請(qǐng)中，儲(chǔ)層原始?jí)毫_e、初始滲透率K₀、應(yīng)力敏感系數(shù)β的獲得都屬于現(xiàn)有技術(shù)。優(yōu)選地，所述儲(chǔ)層原始?jí)毫_e可以根據(jù)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)獲得，還可以通過(guò)伊頓法獲得或通過(guò)有效應(yīng)力模型獲得，如期刊《石油勘探與開(kāi)發(fā)》2003年8月第30卷第8期發(fā)表的《測(cè)井資料檢測(cè)地層孔隙壓力傳統(tǒng)方法討論》，其公開(kāi)了通過(guò)測(cè)井資料獲得地層孔隙壓力(即本申請(qǐng)中的儲(chǔ)層原始?jí)毫?的方法。當(dāng)氣藏的測(cè)試井段位置有實(shí)測(cè)地層壓力時(shí)，所述儲(chǔ)層原始?jí)毫_e優(yōu)選采用實(shí)測(cè)地層壓力。所述初始滲透率K₀可通過(guò)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)獲得，也可通過(guò)測(cè)試報(bào)告獲得或通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)獲得，如期刊《西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》2009年9月第24卷第5期發(fā)表的《超低滲巖心氣測(cè)滲透率測(cè)試誤差分析》，其公開(kāi)了計(jì)算滲透率的方法。所述應(yīng)力敏感系數(shù)β通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸獲得，如西南石油大學(xué)于2007屆碩士學(xué)位論文《考慮應(yīng)力敏感影響的氣藏?cái)?shù)值模擬研究》，其第3.3.3.2節(jié)公開(kāi)了計(jì)算應(yīng)力敏感常數(shù)b(即本申請(qǐng)中應(yīng)力敏感系數(shù)β)的方法。

另外，眾所周知，隨著井底壓力p_w逐漸減小、生產(chǎn)壓差Δp逐漸增大，氣藏的產(chǎn)能Q會(huì)逐漸增大；但是，當(dāng)井底壓力p_w減小到一定程度后若再繼續(xù)減小，氣藏的產(chǎn)能Q會(huì)趨于一個(gè)固定值。因此，在氣藏的產(chǎn)能Q趨于一個(gè)固定值前，氣藏的產(chǎn)能Q和井底壓力p_w之間是反比關(guān)系，產(chǎn)能Q與井底壓力p_w關(guān)系曲線的切率即為所述生產(chǎn)壓差產(chǎn)能系數(shù)m，對(duì)于不同的氣藏，所述生產(chǎn)壓差產(chǎn)能系數(shù)m都不相同。本申請(qǐng)考慮了應(yīng)力敏感性氣藏測(cè)試過(guò)程中產(chǎn)能的變化率，當(dāng)產(chǎn)能變化率過(guò)小時(shí)，此時(shí)再增加測(cè)試生產(chǎn)壓差，產(chǎn)能已不能大幅度提高，且生產(chǎn)壓差過(guò)大會(huì)增加氣藏開(kāi)發(fā)成本、還會(huì)導(dǎo)致測(cè)試失?。还时旧暾?qǐng)基于產(chǎn)能響應(yīng)建立了最小井底壓力p_w的指數(shù)模型和冪函數(shù)模型，以得到最小最小井底壓力p_w，最終得到最大生產(chǎn)壓差Δp，該生產(chǎn)壓差Δp在保證測(cè)試成功的前提下，還能保證氣藏開(kāi)發(fā)具有較好的經(jīng)濟(jì)性。

本申請(qǐng)能夠適用于各種應(yīng)力敏感性氣藏，如高孔滲氣藏、超低孔滲氣藏、中低孔滲氣藏、低孔滲氣藏、基質(zhì)型砂巖氣藏、裂縫性砂巖氣藏、碳酸鹽巖氣藏、煤層氣藏等，當(dāng)然本申請(qǐng)也可用于一般氣藏。為了驗(yàn)證本申請(qǐng)所確定的生產(chǎn)壓差Δp是基于產(chǎn)能響應(yīng)的，在實(shí)際氣藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中，記錄了該氣藏的生產(chǎn)壓差與相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)能，圖2即為該氣藏實(shí)際開(kāi)發(fā)后所得到的生產(chǎn)壓差與產(chǎn)能之間的關(guān)系圖；應(yīng)用本申請(qǐng)建立的模型得到該氣藏的最大生產(chǎn)壓差Δp為32.9MPa，從圖2可知，隨著生產(chǎn)壓差的增大，產(chǎn)量變化逐漸減小，當(dāng)該氣藏的生產(chǎn)壓差小于32.9MPa時(shí)，氣體產(chǎn)量的變化率較大，提高生產(chǎn)壓差能夠很大程度地提高氣體產(chǎn)量；當(dāng)該氣藏的生產(chǎn)壓差大于32.9MPa時(shí)，氣體產(chǎn)量的變化率非常小，此時(shí)再增大生產(chǎn)壓差，對(duì)氣體產(chǎn)量的影響效果較小。綜上所述，本發(fā)明可以準(zhǔn)確得到各種應(yīng)力敏感性氣藏、特別是低孔滲氣藏的最小井底壓力，從而可以準(zhǔn)確得到氣藏測(cè)試時(shí)所允許的最大生產(chǎn)壓差，以為氣藏生產(chǎn)測(cè)試等作業(yè)中生產(chǎn)壓差的選擇提供科學(xué)依據(jù)，且本申請(qǐng)是基于產(chǎn)能響應(yīng)來(lái)確定最大測(cè)試生產(chǎn)壓差的，故還為對(duì)整個(gè)氣藏進(jìn)行經(jīng)濟(jì)有效的開(kāi)發(fā)提供相關(guān)科學(xué)依據(jù)。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。