CN113323648B - 气井无阻流量的确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种气井无阻流量的确定方法及装置，属于油气勘探开发技术领域。该确定方法包括获取多个气井的无阻流量、稳定产量、井口静压和井口流压，根据所述无阻流量和所述稳定产量，计算得到对应的所述气井的无因次产量；根据所述井口静压和所述井口流压，计算得到对应的所述气井的无因次井口压力；对各所述气井的所述无因次产量和所述无因次井口压力进行线性回归，得到回归方程模型；根据所述回归方程模型，建立无阻流量计算模型；根据待测气井的稳定产量、井口静压和井口流压，基于所述无阻流量模型，计算得到待测气井的无阻流量。本公开通过气井中的井口压力等就可以求出气井无阻流量。

Description

气井无阻流量的确定方法及装置

技术领域

本公开属于油气勘探开发技术领域，特别涉及一种气井无阻流量的确定方法及装置。

背景技术

无阻流量是评价气井生产能力的重要指标，也常用于气井分类、配产和其他公式中参数的无因次化等，它表示井底压力等于一个大气压时(即井底完全敞开时)的情况下气井的产量。

相关技术中，无阻流量主要利用压力平方二项式和指数式来求取。所谓压力平方二项式如下：

所谓的压力平方指数式如下：

其中，p_R为地层压力(MPa)，p_wf为井底流压(MPa)，A和B为二项式系数，C为指数式系数，n取值为大于0.5且小于1之间。

然而，压力平方二项式需要在满足一定条件下，一般要求使用时系数B为正数时，才能根据压力平方二项式推导的产能方程来求取无阻流量，而压力平方指数式为经验方程，当n值大于1时，由于不符该公式的推导条件，故，无法求取无阻流量。

发明内容

本公开实施例提供了一种气井无阻流量的确定方法及装置，可以通过气井中的井口压力便可计算气井中的无阻流量。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种气井无阻流量的确定方法，所述确定方法包括：

获取多个气井的无阻流量、稳定产量、井口静压和井口流压，各所述无阻流量均在对应的所述气井的产能试井中的得到，各所述稳定产量、所述井口静压和所述井口流压均在对应的所述气井的井口测试中测量得到；

根据产能试井得到的所述无阻流量和井口测试得到的所述稳定产量，计算得到对应的所述气井的无因次产量；

根据井口测试得到的所述井口静压和所述井口流压，计算得到对应的所述气井的无因次井口压力；

对各所述气井的所述无因次产量和所述无因次井口压力进行线性回归，得到所述无因次产量和所述无因次井口压力回归方程模型；

根据所述回归方程模型，建立无阻流量计算模型；

根据待测气井的稳定产量、井口静压和井口流压，基于所述无阻流量模型，计算得到待测气井的无阻流量。

在本公开的一种实现方式中，所述确定方法，还包括：

采用回压试井法或者修正等时试井法，对所述气井进行产能试井。

在本公开的又一种实现方式中，根据所述无阻流量和所述稳定产量，计算得到对应的所述气井的无因次产量，包括：

通过无因次产量公式进行计算所述无因次产量；

其中，q_D为无因次产量，单位为m³/d，q_g为稳定产量，单位为m³/d；q_Aof为无阻流量，单位为m³/d。

在本公开的另一种实现方式中，根据所述井口静压和所述井口流压，计算得到对应的所述气井的无因次井口压力，包括：

通过无因次压力公式进行计算各所述气井的无因次压力；

其中，p_tD为井口无因次压力，单位为MPa，p_Rc为井口静压，单位为MPa，p_wh为井口流压，单位为MPa。

在本公开的又一种实现方式中，所述根据所述回归方程模型，建立无阻流量模型，包括：

根据所述无因次产量公式、所述无因次压力公式和所述回归方程模型，转换得到所述无阻流量模型：

在本公开的又一种实现方式中，所述确定装置包括：

参数获取模块，用于获取多个气井的无阻流量、稳定产量、井口静压和井口流压，各所述无阻流量均在对应的所述气井的产能试井中的得到，各所述稳定产量、所述井口静压和所述井口流压均在对应的所述气井的井口测试中测量得到；

无因次产量计算模块，用于根据所述参数获取模块获取的所述无阻流量和所述稳定产量，计算得到对应的所述气井的无因次产量；

无因次井口压力计算模块，用于根据所述参数获取模块获取的所述井口静压和所述井口流压，计算得到对应的所述气井的无因次井口压力；

回归方程模型建立模块，用于将所述无因次产量和所述无因次井口压力进行线性拟合；

无阻流量计算模型建立模块，用于根据所述无因次产量和所述无因次井口压力之间的线性关系，建立无阻流量计算模型；

无阻流量计算模块，用于根据待测气井的稳定产量、井口静压和井口流压，基于所述无阻流量模型，计算得到待测气井的无阻流量。

在本公开的又一种实现方式中，所述参数获取模块，还用于采用回压试井法或者修正等时试井法，对所述气井进行产能试井。

在本公开的又一种实现方式中，所述无因次产量计算模块，还用于通过无因次产量公式进行计算所述无因次产量；

q_D为无因次产量，m³/d，q_g为试井稳定产单位为m³/d量，q_Aof为无阻流量，单位为m³/d。

在本公开的又一种实现方式中，所述无因次井口压力计算模块，还用于通过无因次压力公式进行计算各所述气井的无因次压力；

其中，p_tD为井口无因次压力，单位为MPa，p_Rc为井口静压，单位为MPa，p_wh为井口流压，单位为MPa。

在本公开的又一种实现方式中，所述回归方程模型建立模块，还用于根据所述无因次产量公式、所述无因次压力公式和所述回归方程模型，转换得到所述无阻流量模型：

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过本实施例提供的气井无阻流量的确定方法在对气田中的气井的无阻流量进行计算时，首先，获取多个气井的无阻流量、稳定产量、井口静压和井口流压，这样可以便于后续计算得到各气井对应的无因次产量和无因次井口压力。并且，由于上述第一个参数为各气井通过多点产能试井得到的，后三个参数为各气井通过井口测试得到的，所以后续得到的无因次产量和无因次井口压力，可以反映气井的真实情况。接着，通过产能试井得到的无阻流量和井口测试得到的稳定产量，计算得到无因次产量，用于表示无阻流量和稳定产量之间的关系。通过井口静压和井口流压，计算得到无因次井口压力，用于表示井口静压和井口流压之间的关系。然后，将各组对应的无因次产量和无因次井口压力，进行线性回归，以得到回归方程模型，回归方程模型用于表示无因次产量和无因次井口压力之间的线性关系。由于无因次产量和无因次井口压力由无阻流量、稳定产量、井口静压和井口流压确定，所以回归方程模型也可以反映无阻流量、稳定产量、井口静压和井口流压之间的关系。那么，根据回归方程模型建立的无阻流量计算模型，可以表示无阻流量与稳定产量、井口静压和井口流压之间的关系。最后，根据由待测气井中测量得到的稳定产量、井口静压和井口流压，基于无阻流量计算模型，就可以计算得到待测气井的无阻流量。

并且，由于稳定产量、井口静压和井口流压都较为容易测量，所以通过本公开所提供的确定方法可以简单高效的得到无阻流量。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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。

图1是本公开实施例提供的一种气井无阻流量的确定方法的流程图；

图2是本公开实施例提供的另一种气井无阻流量的确定方法的流程图；

图3是本公开实施例提供的某一气井无因次产量与井口无因次压力之间的关系曲线图；

图4是本公开实施例提供的一种气井无阻流量的确定装置的示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

本公开实施例提供了一种气井无阻流量的确定方法，如图1所示，该气井无阻流量的确定方法包括：

S101、获取多个气井的无阻流量、稳定产量、井口静压和井口流压，各无阻流量均在对应的气井的产能试井中的得到，各稳定产量、井口静压和井口流压均在对应的气井的井口测试中测量得到。

S102、根据产能试井得到的无阻流量和井口测试得到的稳定产量，计算得到对应的气井的无因次产量。

S103、根据井口测试得到的井口静压和井口流压，计算得到对应的气井的无因次井口压力；

S104、对各气井的无因次产量和无因次井口压力进行线性回归，得到无因次产量和无因次井口压力的回归方程模型；

S105、根据回归方程模型，建立无阻流量计算模型；

S106、根据待测气井的稳定产量、井口静压和井口流压，基于无阻流量模型，计算得到待测气井的无阻流量。

通过本实施例提供的气井无阻流量的确定方法在对气田中的气井的无阻流量进行计算时，首先，获取多个气井的无阻流量、稳定产量、井口静压和井口流压，这样可以便于后续计算得到各气井对应的无因次产量和无因次井口压力。并且，由于上述第一个参数为各气井通过多点产能试井得到的，后三个参数为各气井通过井口测试得到的，所以后续得到的无因次产量和无因次井口压力，可以反映气井的真实情况。接着，通过产能试井得到的无阻流量和井口测试得到的稳定产量，计算得到无因次产量，用于表示无阻流量和稳定产量之间的关系。通过井口静压和井口流压，计算得到无因次井口压力，用于表示井口静压和井口流压之间的关系。然后，将各组对应的无因次产量和无因次井口压力，进行线性回归，以得到回归方程模型，回归方程模型用于表示无因次产量和无因次井口压力之间的线性关系。由于无因次产量和无因次井口压力由无阻流量、稳定产量、井口静压和井口流压确定，所以回归方程模型也可以反映无阻流量、稳定产量、井口静压和井口流压之间的关系。那么，根据回归方程模型建立的无阻流量计算模型，可以表示无阻流量与稳定产量、井口静压和井口流压之间的关系。最后，根据由待测气井中测量得到的稳定产量、井口静压和井口流压，基于无阻流量计算模型，就可以计算得到待测气井的无阻流量。

并且，由于稳定产量、井口静压和井口流压都较为容易测量，所以通过本公开所提供的确定方法可以简单高效的得到无阻流量。

图2为本公开实施例提供的另一种气井无阻流量的确定方法，参见图2，该气井无阻流量的确定方法包括：

步骤201：采用回压试井法或者修正等时试井法，对气井进行产能试井。

在上述实现方式中，通过回压试井法或者修正等时试井法对不同气井中进行产能试井，以便了解各气井中的试井参数，例如无阻流量、稳定产量、井口静压和井口流压等，这样便于后续步骤202的数据采集。

需要说明的是，产能试井是指通过检测气井在几个不同工作制度(产量)稳定生产时的井底压力，以稳定渗流理论为基础，建立产量与其对应的井底流压之间的关系，研究气井的生产能力的试井方法。产能试井的目的是建立气井的产能方程(产量与生产压差之间的关系)。

另外，由于不同地区产能试井的结果差异较大，所以为了保证对待测气井的计算准确性，上述试井参数所属的气井，应该与待测气井位于同一地区。

步骤202：获取多个气井的无阻流量、稳定产量、井口静压和井口流压，各无阻流量均在对应的气井的产能试井中的得到，各稳定产量、井口静压和井口流压均在对应的气井的井口测试中测量得到。

示例性地，为了提高对待测气井的计算准确性，可以获取较多数量气井的试井参数，数量越多，准确性越高。容易理解的，数量越多，花费的时间也越长。那么为了缩短时间，也可以适当减少气井的数量。本公开对步骤202中气井的数量不作限制。

需要说明的是，上述通过产能试井获取的无阻流量，可以是现有的数据，即气井在以往进行产能试井时，所记录下来的数据。也就是说，在实现本公开所提供的确定方法时，不需要特意另外再去进行产能试井作业，提高了本公开的可行性。

步骤203：根据产能试井得到的无阻流量和井口测试得到的稳定产量，计算得到对应的气井的无因次产量。

在上述实现方式中，通过计算气井的无因次产量，使得气井的无阻流量与产量之间建立关系，便于后续计算无阻流量做准备。

可选地，步骤203可以通过以下方式实现：

通过无因次产量公式进行计算无因次产量；

其中，q_D为无因次产量，单位为m³/d，q_g为稳定产量，单位为m³/d；q_Aof为无阻流量，单位为m³/d。

步骤204：根据井口测试得到的井口静压和井口流压，计算得到对应的气井的无因次井口压力。

在上述实现方式中，通过计算气井的无因次井口压力，使得气井的井口静压及井口流压确建立联系，以便通过气井的井口静压及井口流压来计算气井的无阻流量。

可选地，步骤204可以通过以下方式实现：

通过无因次压力公式进行计算各气井的无因次压力；

其中，p_tD为井口无因次压力，单位为MPa，p_Rc为井口静压，单位为MPa，p_wh为井口流压，单位为MPa。

需要说明的是，井口静压是指气井在关井恢复压力稳定后，所测得井口压力。井口流动压力是指气井在正常生产时所测得井口的压力。

步骤205：对各气井的无因次产量和无因次井口压力进行线性回归，得到无因次产量和无因次井口压力的回归方程模型。

首先，将步骤203及204中计算的无因次产量与无因次压力进行收集。

在上述实现方式中，将步骤203及204中依次计算的每口气井中无因次产量与无因次压力一一进行收纳整理，以便后续使用。

接着，将收集到的无因次产量与无因次压力之间进行线性回归拟合，得到无因次产量与无因次压力之间的回归方程模型，

q_D＝Ap_tD+B； (3)

在上述实现方式中，A和B为该线性方程的基本参量。以上A和B的数据利用计算机软件(比如Excel、Origin等绘图软件进行数据处理，得到回归方程模型)中获得。

步骤206：根据回归方程模型，建立无阻流量计算模型。

可选地，步骤206可以通过以下方式进行实现：

首先：根据无因次产量公式得到无阻流量与无因次产量及稳定产量之间的关系式：

然后，结合公式(3)，将该方程代换到公式(3)中，得到气井无阻流量模型参数：

最后，建立计算无阻流量的模型。

将公式(2)代入到公式(5)中，得到无阻流量计算模型：

步骤207、根据待测气井的稳定产量、井口静压和井口流压，基于无阻流量模型，计算得到待测气井的无阻流量。

在上述实现方式中，根据公式(6)，结合待测气井的稳定产量、井口静压和井口流压，基于所述无阻流量模型，计算得到待测气井的无阻流量q_Aof。

需要说明的是，待测气井的井口静压和井口流压可以利用气井井口装置中的压力表进行测试得到，待测气井的稳定产量可以根据井口中的流量计测得。

本实施例中，可以根据公式(6)反推出计算气井的产能方程，

在上述实现方式中，通过对公式(6)进行变化，可反过来了解到，当气井中的无阻流量为已知值时(例如已经通过产能试井测量得到无阻流量)，可以通过无阻流量来计算对应气井中的产量，明确对应气井中的生产能效。

另外，可以结合上述气井的产能方程计算气井的产能，以便绘制IPR曲线，确定对应气井的合理产量。

需要说明的是，IPR曲线是油气井中表示产量与流压关系的曲线，称为流入动态曲线(Inflow Performance Relationship Curve)简称IPR曲线。它既是确定油气井合理工作方式的主要依据，又是分析油气井动态的基础。所以，通过绘制IPR曲线，可以有效地确定气井的合理产量。

为了进一步说明本气井无阻流量的确定方法实施，选用以下具体实例来说明：

首先，通过对吉林地区的双坨子、伏龙泉、英台、长岭、苏家、王府、德惠等七个气田现场进行数据统计，由常规多点产能回压试井和修正等时试井31井次、51个测试点采集数据。具体数据采集如下表：

表1 气井井口压力数据采集表与无阻流量计算表

然后，将吉林气区各井次的产能试井中的试井参数，采用无因次井口压力公式和无因次产量公式计算出p_tD和q_D值。

接着，对p_tD和q_D进行线性回归，得到回归数学方程模型：

q_Aof＝0.9036p_tD+0.1406，拟合线性图参见图3。

然后，确定吉林气田产能试井中井口压力确定气井无阻流量模型参数：

接着，建立井口压力计算无阻流量产能方程:

通过以上公式对吉林地区的双坨子、伏龙泉、英台、长岭、苏家、王府、德惠七个气田的数据进行计算，得到无阻流量的计算值(参见表1)。

然后，利用井口压力计算无阻流量产能方程推导出气井产能方程。

最后，利用井口压力计算无阻流量产能方程推导出气井产能方程可以作IPR曲线，确定该井的合理产量。

通过以上实例可以发现，通过采集吉林地区中的气井数据，计算出的对应的气井的无阻流量与已有的无阻流量的平均相对误差为12.50％。同时保留气田中的bb井、cc井、dd井、ee井，四口井为检验井，这四口井均不参加上述运算。计算相对误差平均为13.60％。以上误差均小于15％，所以该气井无阻流量的确定方法可以进行推广使用。如此，利用本气井无阻流量的确定方法计算气井无阻流量要比利用井底压力计算无阻流量的精度略低一些，但本方法只要知道井口静压、一个稳定产量和稳定井口流压就可以求出气井无阻流量，降低测试下压力计的费用，更能节约生产成本，给出气井产能方程，绘制出IPR曲线，确定该井的合理产量。

图4为本实施例提供的一种气井无阻流量的确定装置的示意图，结合图4，本实施例中，还提供一种气井无阻流量的确定装置，该确定装置用于计算气井无阻流量。该确定装置包括：

参数获取模块1，用于获取多个气井的无阻流量、稳定产量、井口静压和井口流压，各所述无阻流量均在对应的所述气井的产能试井中的得到，各所述稳定产量、所述井口静压和所述井口流压均在对应的所述气井的井口测试中测量得到；

无因次产量计算模块2，用于根据参数获取模块获取的无阻流量和稳定产量，计算得到对应的气井的无因次产量；

无因次井口压力计算模块3，用于根据参数获取模块获取的井口静压和井口流压，计算得到对应的气井的无因次井口压力；

回归方程模型建立模块4，用于将无因次产量和无因次井口压力进行线性拟合；

无阻流量计算模型建立模块5，用于根据无因次产量和无因次井口压力之间的线性关系，建立无阻流量计算模型。

无阻流量计算模块6，用于根据待测气井的稳定产量、井口静压和井口流压，基于无阻流量模型，计算得到待测气井的无阻流量。

确定装置具有图1所示的确定方法的所有有益效果，在此不作赘述。

可选地，参数获取模块，还用于采用回压试井法或者修正等时试井法，对气井进行产能试井。

在上述实现方式中，通过参数获取模块1在对气井进行产能试井，以便获取气井的参数，保证图1所示的确定方法的顺利实施，也方便后续计算无阻流量计算模型的建立。

可选地，无因次产量计算模块2，还用于通过无因次产量公式进行计算无因次产量；

q_D为无因次产量，m³/d，q_g为试井稳定产单位为m³/d量，q_Aof为无阻流量，单位为m³/d。

在上述实现方式中，无因次产量计算模块2可以合理的计算出气井中的无因次产量。

可选地，无因次井口压力计算模块3，还用于通过无因次压力公式进行计算各气井的无因次压力；

其中，p_tD为井口无因次压力，单位为MPa，p_Rc为井口静压，单位为MPa，p_wh为井口流压，单位为MPa。

在上述实现方式中，无因次井口压力计算模块3可以合理的计算出气井中的无因次压力。

可选地，回归方程模型建立模块4，还用于根据无因次产量公式、无因次压力公式和回归方程模型，转换得到无阻流量模型：

在上述实现方式中，回归方程模型建立模块4能够将无因次产量和无因次井口压力建立关系，然后基于该关系，结合无因次产量公式、无因次压力公式，最终得到无阻流量计算模型建立模块5，无阻流量计算模型建立模块5可以准确的建立无阻流量计算模型，方便计算其他气井中的无阻流量。

以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种气井无阻流量的确定方法，其特征在于，所述确定方法包括：

获取多个气井的无阻流量、稳定产量、井口静压和井口流压，各所述无阻流量均在对应的所述气井的产能试井中的得到，各所述稳定产量、所述井口静压和所述井口流压均在对应的所述气井的井口测试中测量得到；

根据产能试井得到的所述无阻流量和井口测试得到的所述稳定产量，计算得到对应的所述气井的无因次产量；

根据井口测试得到的所述井口静压和所述井口流压，计算得到对应的所述气井的无因次井口压力；

对各所述气井的所述无因次产量和所述无因次井口压力进行线性回归，得到所述无因次产量和所述无因次井口压力的回归方程模型；

根据所述回归方程模型，建立无阻流量计算模型，所述无阻流量计算模型为

其中，p_Rc为井口静压，单位为MPa；q_g为稳定产量，单位为m³/d；p_wh为井口流压，单位为MPa，A和B为该线性方程q_D＝Ap_tD+B的基本参量；A和B的数据利用计算机软件中获得；q_D为无因次产量，单位为m³/d；p_tD为井口无因次压力，单位为MPa；

根据待测气井的稳定产量、井口静压和井口流压，基于所述无阻流量模型，计算得到待测气井的无阻流量。

2.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述确定方法，还包括：

采用回压试井法或者修正等时试井法，对所述气井进行产能试井。

3.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，根据所述无阻流量和所述稳定产量，计算得到对应的所述气井的无因次产量，包括：

通过无因次产量公式进行计算所述无因次产量；

其中，q_D为无因次产量，单位为m³/d，q_g为稳定产量，单位为m³/d；q_Aof为无阻流量，单位为m³/d。

4.根据权利要求3所述的确定方法，其特征在于，根据所述井口静压和所述井口流压，计算得到对应的所述气井的无因次井口压力，包括：

通过无因次压力公式进行计算各所述气井的无因次压力；

其中，p_tD为井口无因次压力，单位为MPa，p_Rc为井口静压，单位为MPa，p_wh为井口流压，单位为MPa。

5.一种气井无阻流量的确定装置，其特征在于，所述确定装置包括：

参数获取模块，用于获取多个气井的无阻流量、稳定产量、井口静压和井口流压，各所述无阻流量均在对应的所述气井的产能试井中的得到，各所述稳定产量、所述井口静压和所述井口流压均在对应的所述气井的井口测试中测量得到；

无因次产量计算模块，用于根据所述参数获取模块获取的所述无阻流量和所述稳定产量，计算得到对应的所述气井的无因次产量；

无因次井口压力计算模块，用于根据所述参数获取模块获取的所述井口静压和所述井口流压，计算得到对应的所述气井的无因次井口压力；

回归方程模型建立模块，用于将所述无因次产量和所述无因次井口压力进行线性拟合；

无阻流量计算模型建立模块，用于根据所述无因次产量和所述无因次井口压力之间的线性关系，建立无阻流量计算模型，所述无阻流量计算模型为

其中，p_Rc为井口静压，单位为MPa；q_g为稳定产量，单位为m³/d；p_wh为井口流压，单位为MPa，A和B为该线性方程q_D＝Ap_tD+B的基本参量；A和B的数据利用计算机软件中获得；q_D为无因次产量，单位为m³/d；p_tD为井口无因次压力，单位为MPa；

无阻流量计算模块，用于根据待测气井的稳定产量、井口静压和井口流压，基于所述无阻流量模型，计算得到待测气井的无阻流量。

6.根据权利要求5所述的气井无阻流量的确定装置，其特征在于，所述参数获取模块，还用于采用回压试井法或者修正等时试井法，对所述气井进行产能试井。

7.根据权利要求5所述的气井无阻流量的确定装置，其特征在于，所述无因次产量计算模块，还用于通过无因次产量公式进行计算所述无因次产量；

q_D为无因次产量，m³/d，q_g为试井稳定产单位为m³/d量，q_Aof为无阻流量，单位为m³/d。

8.根据权利要求7所述的气井无阻流量的确定装置，其特征在于，所述无因次井口压力计算模块，还用于通过无因次压力公式进行计算各所述气井的无因次压力；

其中，p_tD为井口无因次压力，单位为MPa，p_Rc为井口静压，单位为MPa，p_wh为井口流压，单位为MPa。