一种基于短期生产数据的地层压力计算方法与流程

本发明涉及油气田开发技术领域，具体涉及一种基于短期生产数据的地层压力计算方法。

背景技术：

地层压力作为气藏开发的动力，决定着气井的产气量和经济效益，时刻掌握地层压力的变化，对保障气井和气藏的增产、稳产和后期开发调整至关重要。现有地层压力获取技术包括实测法和计算法两大类：实测法最准确但需要较长时间的关井，长时间关井会给有生产任务的气井会带来经济上的损失；计算法简单快速，物质平衡法和流动物质平衡法为目前最常用的方法，但都具有参数获取困难和计算精度较差等劣势。

物质平衡法采用物质平衡方程计算地层压力，但原始地质储量难以准确获取。实际应用过程中，通过气井多次的长时间关井，测得气藏在不同条件下的地层压力值，基于累计产气量与视地层压力成直线关系，进一步外推得到原始地质储量。物质平衡法要求气井多次关井，对于低渗气藏而言并不现实，不适合大规模应用。

流动物质平衡法认为气井稳定生产一段时间后井底流压曲线和地层压力曲线平行，获取得到曲线平行起点的地层压力，即可计算任意点的地层压力。实际应用过程中，曲线平行起点的地层压力没法获取，因此往往采用原始地层压力代替曲线平行起点的地层压力，进行近似计算，计算得到的地层压力与实际地层压力之间存在较大误差。

技术实现要素：

针对背景技术存在的问题，本发明提出一种简单快速且计算精准的基于短期生产数据的地层压力计算方法。

本发明的技术方案在于：

对于定容气驱且p≥13mpa的气藏，采用定容气驱气藏物质平衡方程进行描述：

式中：pri和pi分别为任意生产点的地层压力和原始地层压力，单位为mpa；zri和zi分别为pri对应的偏差系数和pi对应的偏差系数；gpi和g分别为任意生产点的累积采出气量和原始地质储量，单位为10⁴m³。

当气井进入拟稳态生产阶段，对于p≥13mpa的气藏，地层压力和井底流压的下降速率相同，选取处于拟稳态阶段且时间间隔小于1个月的任意两个生产点，存在：

δpr＝δpwf＝pr2-pr1＝pwf2-pwf1(2)

式中：pr1和pr2分别为任意两个生产点对应的地层压力，单位为mpa；pwf1和pwf2分别为任意两个生产点对应的井底流压，单位为mpa；δpr和δpwf为任意两个生产点对应的地层压力差值和井底流压差值，单位为mpa。

拟稳态阶段，任意两个生产点的物质平衡方程存在如下关系：

式中：zr1为pr1的偏差系数，zr2为pr2的偏差系数。

当两个生产点之间的时间间隔小于1个月时，由于时间间隔较短，zr1与zr2之间相差非常小，可近似认为zr1＝zr2，取用替代zr1与zr2，得到：

式中：为平均偏差系数。

对于p≥13mpa的气藏，z和p可采用线性关系式进行描述：

z＝ap+b(5)

式中：a为斜率，b为截距。

进而得到：

zri-zwfi＝a(pri-pwfi)(6)

式中：zwfi为pwfi对应的偏差系数；pwfi为pri对应的井底流压，单位为mpa。

气井在拟稳态阶段生产压差保持稳定，故zr和zwf的差值为常数值c：

c＝a(pr1-pwf1)＝a(pr2-pwf2)＝a(pri-pwfi)(7)

zri＝zwfi+c(8)

将(8)式代入到(4)式，得到：

式中：为平均偏差系数，zwf1和zwf2分别为pwf1和pwf2对应的偏差系数。

将(9)式代入到(3)式，得到：

将(10)式代入到(1)式，得到：

将(5)式代入到(11)式，得到：

通过迭代，可计算任意生产点的地层压力pri。

一种基于短期生产数据的地层压力计算方法，包括如下步骤：

1)获取气井的原始地层压力pi和原始条件下的偏差系数zi；获取气井处于拟稳态阶段且时间间隔小于1个月的任意两个生产点的井底流压(pwf1，pwf2)和累计产气量(gp1，gp2)；获取p≥13mpa条件下的偏差系数z与压力p的关系式z＝ap+b，得到斜率a和截距b；

2)计算第一个生产点对应的相关参数：

pwf1和pwf2对应的偏差系数zwf1和zwf2的平均值

地层压力pr1的初始近似值

对应的常数值

对应的偏差系数

采用下述公式计算pr1：

设定相对误差ε≤1％，判断pr1是否满足满足则采用下述公式计算pr1对应的c1：

c1＝a(pr1-pwf1)；

3)计算第二个生产点对应的相关参数：

地层压力pr2的初始近似值

对应的常数值

对应的偏差系数

采用下述公式计算pr2：

设定相对误差ε≤1％，判断pr2是否满足满足则采用下述公式计算pr2对应的c2；

c2＝a(pr2-pwf2)；

4)采用下述公式计算任意生产点的地层压力pri：

其中，c为c1与c2的平均值，gpi为任意生产点的累计产气量。

优选地，若pr1不满足即时，则进行迭代：以pr1作为计算及pr1，若再次判断重复迭代直至获取最终的pr1，并计算pr1对应的c1；

若pr2不满足即时，则进行迭代：以pr2作为计算及pr2，若再次判断重复迭代直至获取最终的pr2，并计算pr2对应的c2；

计算任意生产点的地层压力pri。

本发明的技术效果在于：

本发明相较于实测法和物质物质平衡法，降低了关井和测试带来的经济损失；本发明相较于流动物质平衡法避免了近似计算，结果更加符合实际；本发明仅需两个生产点的相关参数，计算过程更加简单。

附图说明

图1为本发明具体实验例的偏差系数z与压力p的关系图。

具体实施方式

一种基于短期生产数据的地层压力计算方法，包括如下步骤：

1)获取气井的原始地层压力pi和原始条件下的偏差系数zi；获取气井处于拟稳态阶段且时间间隔小于1个月的任意两个生产点的井底流压(pwf1，pwf2)和累计产气量(gp1，gp2)；获取p≥13mpa条件下的偏差系数z与压力p的关系式z＝ap+b，得到斜率a和截距b；

2)计算第一个生产点对应的相关参数：

pwf1和pwf2对应的偏差系数zwf1和zwf2的平均值

地层压力pr1的初始近似值

对应的常数值

对应的偏差系数

采用下述公式计算pr1：

设定相对误差ε≤1％，判断pr1是否满足满足则采用下述公式计算pr1对应的c1：

c1＝a(pr1-pwf1)；

3)计算第二个生产点对应的相关参数：

地层压力pr2的初始近似值

对应的常数值

对应的偏差系数

采用下述公式计算pr2：

设定相对误差ε≤1％，判断pr2是否满足满足则采用下述公式计算pr2对应的c2；

c2＝a(pr2-pwf2)；

4)采用下述公式计算任意生产点的地层压力pri：

其中，c为c1与c2的平均值，gpi为任意生产点的累计产气量。

优选地，若pr1不满足即时，则进行迭代：以pr1作为计算及pr1，若再次判断重复迭代直至获取最终的pr1，并计算pr1对应的c1；

若pr2不满足即时，则进行迭代：以pr2作为计算及pr2，若再次判断重复迭代直至获取最终的pr2，并计算pr2对应的c2；

计算任意生产点的地层压力pri。

具体实施例

实施过程如下：

以鄂尔多斯盆地东南部s4井为例，先进行稳产压降测试，然后进行为期三个月的关井压力恢复测试，选取稳产压降测试阶段的两个生产点进行计算，其中第二个生产点为稳产压降测试阶段的终点，第一个生产点与第二个生产点的时间间隔为21天。

实施过程如下：

1)获取s4井的：原始地层压力pi＝26.315mpa；原始条件下的偏差系数zi＝0.906；第一个生产点的井底流压pwf1＝15.757mpa，第二个生产点的井底流压pwf2＝15.505mpa；第一个生产点的累计产气量gp1＝1154.43×10⁴m³，第二个生产点的累计产气量gp2＝1218.90×10⁴m³；p≥13mpa条件下的偏差系数z与压力p的关系式z＝0.0014p+0.8828，得到a＝0.0014，b＝0.8828；

2)计算第一个生产点对应的相关参数：

pwf1和pwf2对应的偏差系数zwf1和zwf2的平均值：

地层压力pr1的初始近似值

对应的常数值

对应的偏差系数

采用下述公式计算pr1：

设定相对误差ε＝0.1％，不满足的条件，进行第一次迭代；以pr1＝21.8846mpa作为第一次迭代近似值计算得到pr1＝21.9303mpa；再次判断，进行第二次迭代；将pr1＝21.9303mpa作为第二次迭代近似值计算得到pr1＝21.9322mpa；再次判断，则认为21.9322mpa为最终的pr1值；

计算pr1对应的c1＝0.0086；

3)计算第二个生产点对应的相关参数：

地层压力pr2的初始近似值

对应的常数值

对应的偏差系数

采用下述公式计算pr2：

设定相对误差ε＝0.1％，不满足的条件，进行第一次迭代；以pr2＝21.6242mpa作为第一次迭代近似值计算得到pr2＝21.6696mpa；再次判断，进行第二次迭代；将pr2＝21.6696mpa作为第二次迭代近似值计算得到pr2＝21.6714mpa；再次判断，则认为21.6714mpa为最终的pr2值；

计算pr2对应的c2＝0.0086；

4)计算c＝(c1+c2)/2＝0.0086；

5)得到s4井任意生产点的地层压力pri计算公式：

结果验证：

根据本发明提供的方法计算得到第二个生产点的地层压力pr2为21.6714mpa，通过实测法得到第二个生产点的地层压力pr2为22.5331mpa，相对误差绝对值为3.82％，满足工程计算要求。