气井产能确定方法归类总结

气井产能确定法气井产能是进行气井合理配产、评价气田生产能力的重要依据，其评价结果的可靠与否，直接关系到气田能否实现安全平稳生产。

目前常用的气井产能确定法可分为六大类：一、无阻流量法气井绝对无阻流量是反映气井潜在生产能力的主要参数之一。

利用气井绝对无阻流量百分比大小确定气井产能的法称为无阻流量法，该法通常用于新井产能的确定。

气井绝对无阻流量值可通过气井产能测试直接求取，如多点的系统试井（或称为回压试井、稳定试井）、等时试井、修正等时试井及单点测试等法。

某些条件下，对未进行产能测试的井，可应用已知气井绝对无阻流量与其地层系数或与其储能系数统计回归得到的经验关系式（q AOF ~Kh 、q AOF ~φhS g ）来估算，还可采用简化试气经验判别法。

（一）产能测试法有关不同产能测试法的适用条件及气井绝对无阻流量值求取的法，请参见行业标准《SY/T 5440 试井技术规》。

另外，在采用单点测试法求取气井绝对无阻流量时，除利用已有的一点法公式外，还可根据各自气田的实际情况，建立适合于本地区气田的一点法产能公式，其原理与法如下：气井的无量纲IPR 曲线的表达式为：()21D D D q q P αα-+= (1)也可变形为：D D D q q P )1(/αα-+= (2)式中： ()222/R wf R D P p p P -= (3)AOF g D q q q /= (4))/(AOF Bq A A +=α (5)（5）式中的A 、B 为气井二项式产能程系数A 、B 。

由（1）式得： ()αααα-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎭⎫⎝⎛-+=1211412D D p q (6)将（4）式代入（6）式得：()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎭⎫⎝⎛-+-=1141122D gAOF p q q αααα (7)上面式中的α值，可通过其他井多点产能测试资料计算的二项式产能程系数A 、B 统计回归确定，见图1。

图1、2分别为某气田多点产能测试资料的统计回归曲线，根据回归曲线即可得到该气田的二项式和指数式产能程。

这样，利用该产能程与单点测试实际数据，就可计算得到更为可靠的气井无阻流量值。

图1 某气田气井二项式产能程系数α统计回归求取图图2某气田气井指数式产能程指数n 统计回归求取图（二）统计回归关系式法气井生产层段的地层系数Kh 、储能系数φhS g 大小，通常是决定气井绝对无阻流量高低的关键参数。

对于储层物性均质性好、气井完井条件相同、地层压力接近的气井，可应用已进行产能测试气井统计回归得到的无阻流量关系式，对未开展产能测试气井的绝对无阻流量进行估算。

例如，图3、4分别某气田气井测试绝对无阻流量与对应地层系数Kh 、储能系数φhS g 的统计回归关系图。

对于没有开展产能测试的气井，可根据相对应的参数大小，估算其绝对无阻流量值。

R = 0.890.111010010000.40.81.21.62HφSg无阻流量（104m 3/d ）图4 某气田气井测试绝对无阻流量与储能系数g 回归关系图（三）简化试气的压力恢复速率法对于复杂低渗致密气井，单井最终累产气量较低，利用产能测试法求取准确的无阻流量成本较高，可采取简化试气的压恢速率法进行无阻流量估算。

简化试气的压恢速率法，就是在气井压裂入井液体返排率达到一定程度后，进行短期关井压力恢复，根据早期的压恢速率进行进行无阻流量初步估算，并作为配产依据。

应用条件：该法需要较多的实例样本建立气井分类标准。

下面以里格气田为例进行说明。

表1是里格气田气井分类表，图5是××井压裂排液曲线，利用该井第1小时至第3小时压力数据计算的压力恢复速率为4.8MPa/h ，根据里格分类标准，该井为Ⅰ类井，可以初步确定该井无阻流量大于10×104m 3/d 。

图5 ××井测试求产曲线二、采气指示曲线法法采气指示曲线法的基本理论出发点，是为了最大程度降低气井井底附近非达西流效应引起的附加压降（对于井口需要节流降压的高压气井，无需考虑此影响），进而实现地层能量的最大化发挥。

由气井的二项式程222gg wf R Bq Aq p p +=-可得到：222gg R R gg wf R BqAq P P Bq Aq P P P --++=-=∆ (8)上式两边同除以q g ，得到采气指数的倒数(P R -P wf )/q 与产量关系，见图6。

从图6可看出：当气井产量较小时，采气指数的倒数(P R -P wf )/q 与产量近似呈线形关系；但当产量增大到某一值后，二者之间的线性关系发生变化。

偏离直线段那一点的产量为气井的最大合理产能。

图6 采气指数与产量关系曲线示意图应用条件：气井具有产能测试资料，能够求取产能程。

三、生产动态分析法气井投产一定时间后，逐步积累了丰富的生产动态数据。

与早期短时产能测试相比，这些数据更能真实地反映未来较长时间气井的生产能力，因此，日常生产数据分析就成为已投产气井产能确定的重要手段。

利用动态数据进行气井产能确定的法，统称为生产动态分析法，主要包括压降速率法、不稳定产量分析法。

（一）压降速率法压降速率法以气井设定的稳产时间为目标，以气井投产至少半年后压降速率控制在一定数值以下为判断标准，进行气井产能的确定。

压降速率标准＝330⨯-设定稳产年限气井最低外输压力气井原始井口压力下面以里格气田为例进行说明：里格气田要求单井稳产三年，气井原始井口压力为24MPa ，气井最低外输压力为5MPa ，则压降速率标准为02.03303524=⨯-MPa/d 。

图7为某井生产曲线。

该井于2003年9月投产，投产前油、套压为24/24MPa ，初期以3×104m 3/d 生产，压降速率偏大，后产量调整为1.5×104m 3/d ，压降速率为0.013MPa/d ，能够满足稳产3年的要求。

（二）不稳定产量分析法目前气井生产动态数据分析法有传统的Arps 法，经典的Fetkovich 典型曲线拟合法，现代的Blasingame 和Agarwal-Gradner 典型递减曲线拟合分析法等。

下面给出传统的Arps 、Fetkovich 法，现代的Blasingame 、Agarwal-Gardner (AG)、Normalized Pressure Integral (N.P.I)等分析法的基本原理与操作，并对比了各种法的优势以及局限性。

（1）递减期气井产能确定的ARPS 法油气井产量递减分析的系统法，最早是由Arps 于20世纪50年代提出来的，即经典的指数递减、双曲递减和调和递减。

Arps 法简单易用，它是一种经验法，不需了解油气藏或井的参数，可以应用于不同类型的油气藏。

但是，该法的局限性也显而易见，即预测的产量变化是以先前生产历史条件（井况、井底流压等）保持不变为前提。

当油气井生产进入递减阶段之后，需要根据已有的生产数据，采用不同的法判断其所属的递减类型，确定其递减参数，并建立相关经验公式。

目前经常采用的法有图解法、试凑法和曲线拟合法等。

三种递减曲线类型对比如表2所示。

（1）指数式递减曲线对于指数式递减来说，Dt i e q q -=，在半对数曲线上log q ~t 是一条直线，即递减率D 是常数，见图8。

通过简单的数学处理，产量与累积产量的关系也是一条直线。

由于存在简单的直线关系，指数式递减规律容易识别，简单易用。

（2）双曲递减 对于双曲递减来说，()bi it bD q q 11+=，在半对数曲线上log q~t 不再是一条直线，如图9所示，即递减率D 是一个变量，引入参数b （0<b<1）来描述这种变化规律，b =0对应于指数递减，b =1对应于调和递减。

图8 指数式递减图9 双曲递减（3）调和递减对于调和递减来说，()t D q q i i+=1，对其进行积分，有()q qD q t D D q dt t D q Q i i i i i i ti i ln 1ln 10=+=+=⎰(9) 即在半对数曲线上log q~Q 是一条直线。

递减指数 递减类型产量：时间关系 产量：累计产量关系D i t 关系 Q t /（q i t ）关系b=0 指数tD i t i eq q =t t i t D q q Q /)(-= )/ln(t i i q q t D =)/ln()(12t i t i i t q q q q t q Q ---=o<b<1 双曲ni i t t bD l q q /1)(-+=)()(11bt b i i bi t q q D b l q Q ----=bq q t D b ti i 1)/(-= ⎪⎭⎫ ⎝⎛---=-b b q q q q t q Q b t i b t i i t 11)/()/(1/1b=1 调和1)(-+=t D l q q i i t)ln(/t i i t t q q D q Q =1)/(-=t i i q q t D 1)/()/ln(/-=t i t i i t q q q q t q Q对比上述三种递减规律，指数递减最快，调和递减最慢，双曲递减介于前面二者之间，见图10。

图10 三种产量递减规律对比Gentry 通过引入无因次产量q Dd （q Dd ＝q /q i ）和无因次时间t Dd （t Dd ＝D i t ）概念，将Arps 传统递减曲线绘制在q Dd ～t Dd 双对数坐标中，由此统一了曲线形式，建立了递减曲线典型图版（图11）。

产量—时间公式()i 1/i i i ()11()1eb D t q t q bD t q t q =+=图11 Arps 递减曲线典型图版从图11中可以看出，典型曲线的形式与初始产量q i 和初始递减率D i 无关，能够适用于所有井的递减分析。

典型图版的适用条件与传统的Arps 递减曲线相同。

对于指数式递减： Dd i t t D iDd e e q qq --=== (10) 对于调和式递减：)1(1Dd i Dd t q qq +== (11)对于双曲递减： ()bDd i Dd bt q q q /111+==（b 为常数，0<b <1） (12) 在实际生产数据分析中，将生产数据进行相应变化后，通过与典型图版拟合的式确定b 、q i 、D i ，从而计算可采储量，并进行产量预测。

需要注意的是，参数b 的取值对可采储量计算影响非常大。

典型气井ｂ值围0.4~0.5。

实际拟合中，也可能出现ｂ>1的情形，其原因可能为：①解释错误，b <1也可能拟合较好。

②生产仍处于早期不稳定阶段，没有完全达到边界控制流动阶段。

③压裂裂缝气井可能出现这种情况。

（2）Fetkovich 法Arps 递减曲线典型图版只能用于分析边界控制流动阶段， Fetkovich 将试井分析中的不稳定流动公式引入递减分析中，使图版扩展到边界控制流动之前的不稳定流动阶段，见图12。