第3章气井产能分析

dp q sc r r hC g dt
2 e 2 w


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第三节 气井产能经验方程
1.气井的达西(Darcy)公式
假设条件：不可压缩气体在定压边界下，以某一稳定产量在 均匀介质中作平面径向流动。
2 774 .6k g h p r2 p wf
qg
g ZT ln x S
2.射孔完井
影响流入动态的主要参数有孔密、孔径、孔深、相位角等。 流体通过射孔孔眼的流入特性，采用紊流条件下的非达西渗流公 式修改形式来描述:
p p a aP qg b bP qg
2 r 2 wf
射孔孔眼层流系数
2
射孔孔眼紊流系数
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第四节 完井方式对气流入井动态的影响


地层紊流系数(径向)： b
2.8281021 gTZ
2 rw hp
7.664 1010 1.5 kg
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第三节 气井产能经验方程
3.费特柯维奇（Fetkovich）公式
qg c( p p )
2 r 2 wf
n
774.6k g h 当n=1时，完全符合达西渗流定律: c rg gTZ (ln s) rw
3.射孔—砾石充填完井
2 2 pr2 pwf a aP aG qg b bP bG qg
砾石衬管层流系数：
aG
5.5135 105 g TZL K G NrP2
7.463 1020 g g TZL N 2 rP4
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dp u 2 dr k
一般地：
＝7.6441010 k 1.5
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第二节 拟稳定状态流动的气井产能公式
在一定范围的排气面积内，气井定产量生产一段较长 时间，层内各点压力随时间的变化相同，不同时间的压力 分布曲线依时间变化互成一组平行的曲线族。此时这种情 况称为拟稳定状态。
第三章 气井产能分析
第一节 稳定状态流动的气井产能公式 第二节 拟稳定状态流动的气井产能公式 第三节 气井产能经验方程
第四节 完井方式对气流入井动态的影响
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气井产能分析
气井产能是指一定回压下的气井供气量。
地层压力一定，以不同的井底流动压力测试气井的产
气量，称气井的产能试井。 气井流入动态特性通常是通过产能试井工艺认识的。
拟压力 ：
2
p
p0
p dp Z
简化：
2 774.6kh( pe2 p wf ) q sc re T Z ln rw
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第一节 稳定状态流动的气井产能公式
一、稳定状态流动达西公式
将表皮效应产生的压降合并到总压降中，则稳 定流动达西产能公式为：
qsc 774.6kh( e wf ) re T ln S r w
当0.5<n<1时，表示气流入井符合非达西渗流定律：
c
2 2 1 n 774 .6k g h( pr pwf )
gTZ (ln
rg rw
s)
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第三节 气井产能经验方程
3.费特柯维奇（Fetkovich）公式
qg c( p p )
2 r 2 wf
n
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第二节 拟稳定状态流动的气井产能公式
压力衰竭方式开发、多井采气的气田，在正常生产期 内呈拟稳定状态。气井采气全靠排气范围内气体本身的弹 性膨胀，没有外部气源补给。对此情况，由气体等温压缩 的定义式可以推得：
dp dV C gV qsc dt dt
设想圆形气层中心一口井，则：
砾石衬管紊流系数 ： bG
需要说明的几个问题
（1）无论气井还是油井的流入动态研究与计算均是比较复杂的。 基于上述方法的修正（井型、流体相态等） 基于油藏数值模拟技术（繁琐、要求的基础资料多、工作量大） （2）气井流入动态还需要考虑多相流体流动的影响 含水率的影响
地层压力、温度变化的影响
根据短期产能试井录取的资料，经过整理，可以确定反映
该井流入动态特性的产能方程，或称流入动态方程。根据 方程描绘出一条完整的流入动态曲线，简称气井的 IPR曲
线。
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第一节 稳定状态流动的气井产能公式
一、稳定状态流动达西公式
k ( 2h )r dp qr dr
774.6kh( e wf ) qsc r T ln e rw


x为供气面积系数：
x
rg
rw
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第三节 气井产能经验方程
地层的总表皮系数S的构成:
S S1 S 2 S3 S 4 Sq`t Dq
S1为机械伤害(堵塞等)表皮系数
S2为气层打开不完善系数 S3为射孔几何形态表皮系数 S4为射孔压实带表皮系数 S(q,t)为产量和时间诱导表皮系数 Dq为紊流表皮系数
C与n与值可由试井数 据分析确定。
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第四节 完井方式对气流入井动态的影响
⒈ 裸眼完井
一般不考虑井筒与岩石表面之间的压力损失。 如果地层岩面在钻井和完井过程中受到损害，可在流入动态
计算中的表皮系数内加以考虑。
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第四节 完井方式对气流入井动态的影响
水相流入动态的计算
END 16 采气工程－气井生产系统分析
绝对无阻流量：井底 流压等于0时所解出
2 wf
简化：
qsc
774.6kh( p p )
2 e
的流量。
re T Z ln r S w
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第一节 稳定状态流动的气井产能公式
二、非达西流动产能公式
井轴周围的高速流动相当于紊流流动，称为非达西流动。 Forchheimer通过实验，提出下面的二次方程来描述非达 西流动：
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一般地，气层降压弹性 开采，气层压力和产量 是采出程度的函数。
第三节 气井产能经验方程
2.紊流条件下的非达西渗流公式
2 2 2 pr pwf aqg bqg
地层层流系数(径向)： a
1.291 10 3 g ZT ln(0.427 rg / rw ) S kg h