天然气工程-气藏开发动态监测、分析和管理
气田开发方案—气藏工程
0.01
0.1
1
10
100
双对数曲线: dm(p)和dm(p)' [Pa/sec]-dt [hr]
XX井完井测试关井双对数拟合分析曲线
选用井 筒储集、表 皮系数 + 均质 油藏 + 平行断 层的气藏模 型。
地层系数(kh) 10-3¦ m2.m 有效渗透率(k) 10-3¦ m2 表皮系数(s) 井筒储集系数(C) m3/ MPa 恒压边界(m)
4 3
P6井无阻流量随测试时间的变化曲线
大牛地致密低渗气藏修正等时试井
对于一些特殊类型气藏，如致密 低渗透、异常高压等气藏，应在气藏 渗流机理研究的基础上，建立适合特 殊气藏渗流规律的气藏渗流微分方程 及产能方程。
△P 2/q g (MPa 2/10 4m 3/d)
50 45 40 35 30 25 20 15 y = -0.7203x + 28.253 0 2 4 6 8 qg(10 4m 3/d) 10 12
10 1E-4 1E-3 0.01 0.1 1 10
0.01
0.1
1
10
Log-Log plot: dm(p) and dm(p)' [MMPa2/cp] vs dt [hr]
Log-Log plot: dm(p) and dm(p)' [MMPa2/cp] vs dt [hr]
XX井飞一~二中实测压力及其导数曲线
3、实例分析
普光气田气井短时试井
受高含硫及测试工具的影响，普光气田测试难度大，测试工艺技 术要求高。测试存在的主要问题：测试产量高，生产压差大，测试时 间短，井底压力未稳定，不能用常规方法进行产能评价。
80
△P /qg (MPa /10 m /d)
第四章气藏动态分析-1详解
CQUST 概述
气井动态分析是气藏动态分析基础，主要内容： 1.收集每一口井的全部地质和技术资料，编制气井井史并绘制采气曲线； 2.已经取得的地震、测井、岩心、试油及物性等资料是气藏动态分析的重要依据， 这些资料需在气井上取得综合认识的基础上完成； 3.分析气井油、气、水产量与地层压力、生产压差之间的关系，找出它们之间的内 在联系和规律，并推断气藏内部的变化； 4.通过气井生产动态状况和试井资料推断井周围储层地质情况，并综合静态资料分 析整个气藏地质情况，判断气藏边界和驱动类型； 5.分析气井产能和生产情况，建立气井生产方程式，评价气井和气藏生产能力；
6.提供气藏动态分析工作所需的各项资料，包括地层压力、地层温度及流体性质变 化等。
二、气藏驱动方式的类型
油、气藏的驱动方式反应了促使油、气由地层流向井底的主要地层能量形式。
CQUST 概述
地层能量主要有：
1）在重力场中液体的势能； 2）液体形变的势能； 3）地层岩石变形的势能； 4）自由气的势能； 5）溶解气的势能。 1.气压驱动 特点：在气藏开发过程中，没有边、底水，或边、底水不运动，或水的运动速度 大大跟不上气体运动速度，此时，驱气的主要动力是气体本身的压能，气藏的储气 孔隙体积保持不变，地层压力系数P/Z与累积采气量Gp呈线性关系。图（6－7） 2.弹性水驱 特点：由于含水层的岩石和流体的弹性能量较大，边水或底水的影响就大，气 藏的储气孔隙体积要缩小，地层压力下降要比气驱缓慢。这种驱动方式称弹性水驱， 供水区面积愈大，压力较高的气藏出现弹性水驱的可能性就愈大。 3.刚性水驱 特点：侵入气藏的边、底水能量完全补偿了从气藏中采出的气产量，此时气藏压 力能保持在原始水平上，这种驱动方式称刚性水驱。
CQUST
采
(新版教材)天然气工程授课教案
教书育人工作计划要点本学期，我主讲“天然气工程”课。
为了上好本课程，培养学生德、智、体全面发展，既教书又育人，使学生在思想上和专业技术上都获得较大提高，特制定如下计划：１、坚持四项基本原则，培养学生热爱祖国和社会主义的思想。
在教学过程中，以党的政策为指导，使学生真正成为社会主义建设人才。
２、培养学生热爱石油工业，热爱本专业的思想和为石油工业奉献的精神。
结合我国石油天然气工业的发展，使学生了解我国石油工业的创业精神。
３、明确学习目的，培养学生良好的学习风气。
经常和学生进行思想交流，掌握他们的思想、学习情况及学习方法。
主动关心和帮助学生，使学生真正掌握所学知识。
４、结合生产实际，因地制宜，因材施教。
改进教学方法，理论与实践相结合，使学生既掌握所学知识，又能用于解决实际问题。
培养学生分析问题和解决问题的能力。
５、培养学生浓厚的学习兴趣，提高学生学习的积极性。
在课堂上采用生动活泼的教学方法，提高学生对本专业的学习兴趣。
对学生的学习严格要求，要求学生按时完成作业，严格考勤，经常抽查，对迟到、早退的学生要严格批评、教育，要求学生遵守纪律。
６、严格要求自己，认真备课和讲课，做到内容熟练和精练。
在教学中，不断了解学生学习情况，做到循序渐进，由浅入深。
讲解中突出重点，注重启发，培养能力。
７、认真批改作业，耐心辅导，注意效果。
内容提要：第一章天然气工程绪论概述我国天然气工业的现状及发展，天然气工程的研究对象、内容和方法，有关学习天然气工程的目的和方法。
第二章天然气的主要物性参数（复习）第一节天然气的组成与分类第二节天然气的相对分子质量、密度、相对密度和比容第三节天然气的偏差系数第四节天然气的等温压缩系数第五节天然气的体积系数和膨胀系数第六节天然气的粘度第七节天然气中水蒸气含量第八节天然气的热值第九节天然气的爆炸性第三章烃类流体相态第一节油气烃类体系的基本相态特征烃类相态基本概念、单组分和两组分烃的相态特征及临界点定义之差异，反转凝析现象及解释，各类气田（干气、湿气、凝析气）的P-T图等。
天然气藏动态监测考核试卷
5.关于气藏饱和度动态监测，以下哪个说法是正确的？（）
A.饱和度与气藏压力成正比
B.饱和度与气藏温度成反比
C.饱和度随生产时间增加而降低
D.饱和度与气藏渗透性无关
6.下列哪项不是气藏动态监测中常用的生产数据分析内容？（）
A.产量与时间关系
B.压力与产量关系
C.饱和度与时间关系
D.气藏孔隙度与渗透率关系
A.监测大范围的气藏地表变化
B.确定气藏边界
C.评估气藏储量
D.监测气藏内部结构
E.对环境影响进行评估
19.以下哪些方法可以用来监测气藏的微裂缝发育情况？（）
A.地震勘探
B.测井
C.遥感技术
D.试井分析
E.生产数据分析
20.在气藏动态监测中，以下哪些措施可以降低监测成本？（)
A.优化监测方案
B.选择经济高效的监测技术
7.下列哪种技术常用于气藏监测中的地球物理勘探？（）
A.重力测量
B.磁法勘探
C.电法勘探
D.三维地震勘探
8.在气藏动态监测中，哪种方法可用于确定气藏边界？（）
A.钻井取心
B.试井分析
C.地质绘图
D.生产数据分析
9.下列哪个参数不能反映气藏动态变化？（）
A.产量
B.压力
C.饱和度
D.气藏埋深
10.下列哪种情况下，天然气藏压力动态监测更为重要？（）
天然气藏动态监测考核试卷
考生姓名：__________答题日期：__________得分：__________判卷人：__________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
李士伦1-提高气田开发水平,加强气藏开发动态监测和分析
1.俄罗斯三个巨型气田开发动态监测、分析经验 俄罗斯三个巨型气田开发动态监测、 俄罗斯三个巨型气田开发动态监测
1.1.2.2 梅德维日气田 由内金和梅德维日两个高点构成的气田，含气面 积1993.3km2，探明地质储量1.68~1.94×1012 m3。基本 储量集中在西诺曼阶，层状-块状气藏，衬托底水，丛 式井组开采，1971年投入开发，1994年开发井基本完 钻，总井数341口，其中气井383口，由79个丛式井组 开采。 平 均 单 井 初 期 产 量 100×104m3/d ， 生 产 压 差 0.147～0.245MPa。
1.俄罗斯三个巨型气田开发动态监测、分析经验 俄罗斯三个巨型气田开发动态监测、 俄罗斯三个巨型气田开发动态监测
1.1.2.1 亚姆布尔气田
1986年投入开发，开采6年后年产量达到1850×108m3， 有13年稳产期，单井平均日产量1×104m3/d，丛式井组开 采，一个井组钻4～8口定向井。 1996年总井数782口，采气井676口，106个丛式井组。 1997年采出程度33%OOIP，平均产气层段占54%储层厚度。 水侵量占5%含气孔隙体积，水上升1~35m。 从2006-2025年，预测水淹井85口，水淹区占44%气藏孔 隙体积。
规模
投产的生产井、 投产的生产井、站、 管道 生产井、 生产井、观察井 所有井 生产井 不少于50％ 不少于 ％生产井 所有井 边部、 边部、水层的测压井 生产井 生产井 需大修井 观测井 15～25％生产井 ～ ％
1.俄罗斯三个巨型气田开发动态监测、分析经验 俄罗斯三个巨型气田开发动态监测、 俄罗斯三个巨型气田开发动态监测
1.1.1.2 开发简况 开发中存在的主要问题是： 1.均衡开采问题，大区之间形成了较大的地层压 降漏斗，如塔普-亚欣地区长期未采气，地层压力高， 产生气体越流，压力下降了2.7~4.7MPa。 2. 气井出水出砂问题。 3.固井质量是个大问题。
天然气藏动态模拟与预测考核试卷
B. Eclipse
C. MATLAB
D. Microsoft Excel
（答题括号________）
7.以下哪些技术可以用于天然气藏的地质建模？（）
A.井间地震
B.遥感技术
C.测井资料
D.岩心分析
（答题括号________）
8.天然气藏的流体流动可能受到以下哪些因素的影响？（）
A.储层的非均质性
15.天然气藏动态模拟中，以下哪些模型可以用于描述流体流动？（）
A.达西模型
B.非达西模型
C.分子扩散模型
D.对流模型
（答题括号________）
16.以下哪些技术可以用于天然气藏的储量评估？（）
A.物质平衡分析
B.压力Transient测试
C.地震反演
D.生产数据分析
（答题括号________）
17.在天然气藏开发过程中，以下哪些措施可以用来提高采收率？（）
D.气藏顶部和底部
（答题括号________）
11.以下哪些方法可以用于提高天然气藏动态预测的准确性？（）
A.使用高级模拟算法
B.增加观测井的数量
C.进行历史拟合
D.提高模型参数的准确性
（答题括号________）
12.天然气藏的压力测试主要包括以下哪些类型？（）
A.压力恢复测试
B.压力维持测试
C.压力递减测试
D.天然气组分
（答题括号________）
4.在进行天然气藏模拟时，下列哪项不是流体流动的主要机制？
A.达西流动B.非达西流动来自C.分子扩散D.热对流
（答题括号________）
5.下列哪个软件不是天然气藏动态模拟中常用的模拟软件？
气藏工程作业
气藏工程作业题第一章1、综述国内外天然气资源现状与发展趋势。
答：一、世界天然气现状：1、世界天然气资源丰富：据美国地质调查局1994年预测，世界天然气总量大致为立方米；且主要分布在中东、前苏联、美洲。
2、剩余天然气可采储量年年上升：1996——2002年世界天然气剩余可采储量增长率为1.96%；2000年之后，增长率达到3.05%。
到2006年为止天然气剩余储量为立方米。
3、世界天然气产量快速增长：2000年以来；世界天然气产量年均增长率为3.12%；2006年世界天然气产量达到立方米，为2000年产量的1.19倍。
4、世界天然气贸易趋于全球化：国际天然气贸易持续强劲增长，2006年世界天然气贸易量达到立方米；增幅3.07%。
二、中国天然气现状：1、常规天然气资源相对丰富：据初步估算，全国天然气储量已达到立方米，其中可采储量为立方米，与第二轮天然气资源评价相比，增加了立方米。
2、非常规天然气资源潜力大，开采前景乐观：（1）、煤层气资源潜力大，我国煤层气资源丰富，占世界总煤层气资源的10%；（2）、中国水溶气等非常规气开采前景乐观：中国有大量含油盆地，存在着大量的地层水，其中蕴含着丰富的水溶气资源。
三、国内外天然气资源开发趋势：1、天然气将成为21世纪世界能源的支柱：目前煤炭、石油的消费比重在不断下降，而天然气的消费比重在快速增长，鉴于石油价格居高不下，天然气的使用量将不断增大。
2、国内天然气资源发展空间巨大：目前我国剩余天然气可采储量为：立方米，天然气年产量为立方米，此外，煤层气等非常规气资源也有一定发展空间。
3、天然气贸易世界贸易的重要组成部分：国内外天然气的需求量逐渐上升，天然气贸易量也在不断增加。
2、气田开发和油田开发有何共同点和差异性。
答：一、气田开发和油田开发的共同点：（1）、埋藏的隐蔽性、模糊性；（2）、地层的非均质性、各向异性、非连续性和非有序性；（3）、油气田开发的风险性；（4）、流体渗流的复杂性。
天然气开采业的风险管理与灾害防控
天然气开采业的风险管理与灾害防控天然气作为一种清洁、高效的能源，在我国能源结构中占据越来越重要的地位。
然而，天然气开采过程中存在着诸多风险与灾害隐患，如何有效地进行风险管理和灾害防控，确保天然气开采安全，是摆在我们面前的一个重要课题。
一、天然气开采业的风险识别天然气开采风险主要包括地质风险、技术风险、环境风险和安全管理风险。
1.地质风险：天然气藏地质条件复杂，开采过程中可能遇到地质构造破碎、地层压力异常、油气藏水敏性等地质问题，给开采带来困难。
2.技术风险：天然气开采技术复杂，涉及到井筒工程、油气藏工程、采气工程等多个领域。
技术风险主要表现在钻井事故、井筒故障、油气藏水合物的形成等方面。
3.环境风险：天然气开采过程中可能产生废水、废气、废渣等污染物，对地表水和地下水环境造成影响。
同时，油气田开发过程中可能引发地面塌陷、土地退化等环境问题。
4.安全管理风险：天然气开采企业安全管理不到位，可能导致火灾、爆炸、中毒等安全事故。
二、天然气开采业的风险评估风险评估是天然气开采业风险管理的核心环节，主要包括风险识别、风险分析、风险评价和风险控制四个方面。
1.风险识别：通过地质调查、现场观测、历史数据分析等方法，全面识别天然气开采过程中的各种风险因素。
2.风险分析：对识别的风险因素进行深入分析，确定风险的概率和影响程度。
风险分析主要包括定性分析和定量分析两种方法。
3.风险评价：根据风险分析和评价准则，对识别的风险进行排序，确定主要风险和次要风险。
4.风险控制：针对评价结果，制定相应的风险控制措施，降低风险发生的概率和影响程度。
三、天然气开采业的灾害防控灾害防控是天然气开采业风险管理的重要组成部分，主要包括预防措施和应急响应两个方面。
1.预防措施：加强地质勘探，掌握油气藏地质条件，提前预判地质风险；提高开采技术水平，降低技术风险；加强环境保护，严格执行环保法规，减轻环境风险；强化安全管理，提高员工安全意识和技能，降低安全管理风险。
关于印发天然气开发六个管理规定071215(Word最新版)
关于印发自然气开发六个管理规定071215 通过整理的关于印发自然气开发六个管理规定071215相关文档，渴望对大家有所扶植，感谢观看！第一章总则为规范自然**开发前期评价阶段的各项工作，加强对自然**开发前期评价项目的管理，降低**田开发风险，依据《自然**开发管理纲要》，制定本规定。
自然**开发前期评价的主要任务是以实现**田科学开发为目标，深化**藏地质相识，评价储量，落实产能，优选**田开发主体工艺技术，完成开发概念设计或开发方案编制。
自然**开发前期评价要以**藏地质探讨为基础，**藏工程理论为指导，坚持**开发紧密结合，充分发挥各专业协同作业优势，突出重点，大力推广应用新工艺、新技术，加快资源向效益转化、降低投资风险。
自然**开发前期评价各项工作应遵守国家法律、法规，执行行业、企业的相关标准和规定，贯彻以人为本、预防为主、全员参与、持续改进的方针，坚持平安第一、环保优先的理念。
本规定适用于中国**自然**股份有限公司（以下简称“**”）及所属**（**）田分公司、全资子公司（以下统称**公司）在国内的陆上自然**开发前期评价活动。
控股、参股公司和国内合作的陆上自然**开发前期评价活动参照执行。
其次章开发前期评价部署方案自然**开发前期评价各项工作必需在开发前期评价部署方案指导下进行。
开发前期评价部署方案主要内容包括评价目标概况、部署原则、工作量部署、时间进度支配、预期成果、投资估算、风险分析与对策、健康平安环境和实施要求等。
评价目标概况主要介绍评价区块的选择依据、评价区块自然地理条件、**简况、矿权简况、已录用的基础资料、储量状况、**阶段取得的相识及成果等。
部署原则是确保重点，突出关键，加强结合。
确保重点是确保重点**区、确保当年和下年度产能建设区块的落实；突出关键是突出开发地震、关键井、开发主体技术试验；加强结合是加强与**、与产能建设的结合。
工作量部署主要指部署开发地震、开发评价井、试**、试采、开发先导试验和专题探讨等，满足开发方案编制要求。
气田开发管理及生产动态分析
二、《天然气开发管理纲要》对气田开发管理的要求
第五十七条：气田生产维护主要包括：生产井、地面集输和净 化处理系统维护、报废设施的处理等。其中：
(1)生产井维护包括修井、防砂、排水采气、防腐和气井增产措施
等作业。 (2)地面集输系统维护主要包括：集输管线、设备及配套装置维护； 在线检测自控系统和计量系统维护；泄压放空等安全保护系统维护；增 压及其他动力设备维护。 (3)天然气净化处理系统维护主要包括：各种装置、设备及仪表的 日常维护保养和定期检修；重要阀门、分离器和加热设备的检测和维护； 泄压放空等安全保护系统的维护。 (4)因地质、工程等因素失去利用价值的气井、站场等应按有关管 理规定申请报废，批准报废后按有关要求做好气井和站场的处理。
二、《天然气开发管理纲要》对气田开发管理的要求
(3)在供气需求发生重大变化时，应通过勘探与生产公司向油田公司下达产量调 节指令。动用气田备用能力应报股份公司批准。 (4)气田生产以开发方案设计指标为依据，坚持科学开发原则。在供气高峰期 应尽可能利用储气库、管网调节能力或备用产能解决调峰问题。 (5)按照分级计量的要求，推广应用先进实用的计量技术，定期组织计量设备 的检定，保证计量准确。
情况、开发技术政策的适应性、开发趋势及预测、方案设计指标符合程 度及开发效果评价、开发经济效益评价、开发存在的主要问题、调整对 策与措施等。 第五十六条：地面生产系统管理是对气田地面生产系统进行安全
运行控制和优化管理。按照各项操作规程，细化各项管理措施，确保生
产设施安全、平稳运行，提高技术经济指标，合理降低成本，保证处理 后天然气质量、污水与废气外排等达到国家有关标准的要求。
一、气田开发管理的主要任务
什么是气田开发过程？ 简单讲：就是气田自投入开发一直 到报废这一漫长过程。这一个过程 基本函盖了气田开发的所有内容， 也是现代气藏经营管理的主要内容， 产 量
气藏动态分析
表3-1 气藏动态分析内容、目的和手段（续上表）
编 号
分析 项目
分析 内容
分析 目的
主要 分析 手段
1.工程测井 2.试井分析 3.井口带出 物分析
7
钻井， 完井与 采气工 艺措施 效果分 析
1.钻井井斜、井眼变化， 井底污染状况 2.完井方式、射孔完善程 度 3.产液、带液能力与管柱 摩阻损失 4.井下油套管破裂、井壁 垮塌与产层掩埋情况 5.修井、增压、气举、机 抽、泡排、水力、喷射泵 、气流喷射泵等工艺措施 效果
整及挖潜方案。
一、气藏动态分析的主要内容
气藏动态分析技术是提供气藏开发全过程动态信 息技术，目前国内外主要应用地震、地球物理测井、 地球化学、气水动力学和气藏数值模拟等技术来分 析气藏生产动态，并由点（气井）的监测、分析发 展到整个气田乃至成组气田开发过程实施全面监测 和分析。参照集团公司气藏动态分析工作规范（草 稿），归纳于下表。
1.为修井作 业提供依据 2.为增产、 提高采收率 ，采取适当 的工艺措施 提供依据
二、气藏动态分析的主要技术
1、地震技术
1）三维地震 该技术可有效地确定含气范围、气水边界、岩 性变化、断层位置和裂缝带等。 2）垂直地震剖面 该技术能确定断层、气水边界、裂缝发育方向 和各向异性渗透方向。还能预测未钻开的异常高压 层，为平衡钻井提供依据。
3）利用非烃组分浓度分布规律监测气水界面
含气层中H2S浓度的分布可定量地确定气藏面
积上产能大小及分布范围。H2S浓度越高，单位地
层储气能力越低，反之，孔隙中烃含量越高。CO2
和H2S的浓度分布规律相同。含N2量最高的地区，
含H2S量最低。大部含气层系中H2S含量随深度增
加而增加，气液接触带附近H2S浓度急剧增加。
油气开发动态监测的方式方法
200在油气田开发过程中，利用油气田生产数据和各种监测方法采集到的资料来分析、研究地下水运动规律及其发展变化，从而展开开发方案及其有关措施的实施，预测油气田开发效果，并为调整挖潜提供依据。
全部工作称为油（气）田开发动态分析，下面就日常工作所涉及动态分析相关监测方式方法展开论述。
1 产能试井将若干油井、气井以及水井工作制度改变，可有效测试每个阶段的工作制度稳定产量以及井底压力，确保测试井具备足够的测试层产能、无阻流量。
依次为如下试井：稳定、等时、修正等时、不稳定四方面。
改变测试井的产量，井底压力会根据时间的变化而出现变动，以此可测试单井以及测试层的特性参数。
一般的压降试井是一口井开井生产，测量井底压力，看是否随时间变化，保证测试井以及测试层间的特性参数。
这便需要该井生产期间产量恒定不变，使其压力恢复到一定试井范围内。
单井经由恒定产量进行生产后可关井，在关井一段时间内，测量井底压力是不是跟随时间的变化而出现变化，从而测试单井以及测试层间的特性参数。
根据流体性质分类包括如下：油井试井、气井式井、水井试井、多相试井。
一般试井会在油田开发中，依据勘探开发不同阶段展开工作，根据注采井需求不同，来有效开展勘探开发部署以及油田调整挖潜工作，进而给予不同试井目的。
展开探井地层评价、油（气）藏开发动态评价、增产措施评价、边界特征、井间连通等。
从大的方向来看，采用试井资料，依据资料可高效率解决如下问题：推算地层压力、确定地层参数、估算完井效率、井底污染状况、酸化、压裂等效果、分析边界与井间连通状况、估算单井储量。
2 不稳定试井发展概况早期时段，能反应出井筒四周动态，例如：污染、增产措施。
中期时段可以看出整体油藏动态，获得地层系数（k、kh）等。
到晚期，可以看出主要受边界影响，进而取得油藏平均压力，清楚油藏的形状。
到中晚期的资料，测试时间较长，很难对低渗油藏获得中晚期资料，较难确定数值起点。
受到续流的影响，井筒四周污染较为严重，将变得更为困难。
C2-天然气物理化学性质-初稿
定义：在一定温度压力下，单位体积天然气的质量。
单位： kg/m3。
确定方法：
ρg
=
m V
=
pM （理想气体） RT
ρg
=
pM （实际气体） ZRT
2. 天然气的密度（density）
通用气体常数
R = PVm T
公制标准状态： 英制标准状态：
R = 0.101325× 22.4 = 0.008314 MPa ⋅ m3
确定方法： γ g = ρg / ρa γ g = M g / 28.96
第二节 天然气的相对分子质量、密度和比容
4. 天然气的比容（ specific volume ）
定义：单位质量天然气所占据的体积 。
单位： m3/kg。
确定方法：
υ
=
V m
=
1 ρg
υ = V = RT m pM g
（理想气体）
n2 = 0.05
n3 = 0.05
3
n = ∑ni =1 i=1
y1 =0.9 y2 =0.05 y3 = 0.05
1. 天然气的组成
已知体系中各组分的质量如表，求wi、vi和yi。
组分
C1
质量/kg 14.4387
C2 1.5035
C3 2.20485
(3) 求vi
n1 = 0.9
n2 = 0.05 n3 = 0.05
273.15
Kmol ⋅ K
R = 14.7 × 379 .4 ≈ 10 .73 Psia ⋅ ft 3
520
1bmol ⋅ R
注：单位不同，R数值不同；单位相同，数值一样； R与气体种类无关。
天然气与煤层气开采作业指导书
天然气与煤层气开采作业指导书第1章引言 (4)1.1 天然气与煤层气开采概述 (4)1.1.1 天然气与煤层气的成因及分布 (5)1.1.2 天然气与煤层气储量及开发潜力 (5)1.2 开采作业安全与环保要求 (5)1.2.1 安全要求 (5)1.2.2 环保要求 (5)第2章开采前期准备工作 (6)2.1 地质勘探与资源评估 (6)2.1.1 地质调查 (6)2.1.2 钻探工程 (6)2.1.3 资源评估 (6)2.2 开采方案设计 (6)2.2.1 开采方式选择 (6)2.2.2 开采工艺设计 (6)2.2.3 开采参数优化 (7)2.3 环境影响评价 (7)2.3.1 环境调查 (7)2.3.2 环境影响预测 (7)2.3.3 环境保护措施 (7)2.4 设备选型与采购 (7)2.4.1 设备选型 (7)2.4.2 设备采购 (7)第3章钻井作业 (7)3.1 钻井设备与工具 (7)3.1.1 钻机 (8)3.1.2 钻头 (8)3.1.3 钻具 (8)3.1.4 钻井附属设备 (8)3.2 钻井液配制与处理 (8)3.2.1 钻井液类型 (8)3.2.2 钻井液配制 (8)3.2.3 钻井液处理 (8)3.3 钻井工艺技术 (8)3.3.1 钻井设计 (8)3.3.2 钻井参数优化 (8)3.3.3 钻井工艺流程 (9)3.4 钻井施工组织与管理 (9)3.4.1 人员组织 (9)3.4.2 设备管理 (9)3.4.3 安全管理 (9)3.4.5 环境保护 (9)第4章固井与完井作业 (9)4.1 固井材料与设备 (9)4.1.1 固井材料 (9)4.1.2 固井设备 (9)4.2 固井工艺技术 (9)4.2.1 水泥浆配制 (10)4.2.2 注水泥浆 (10)4.2.3 套管固井 (10)4.2.4 钻杆固井 (10)4.3 完井工艺技术 (10)4.3.1 完井方式选择 (10)4.3.2 井筒处理 (10)4.3.3 钻具组合 (10)4.3.4 气层保护 (10)4.4 井身结构设计及优化 (10)4.4.1 设计原则 (10)4.4.2 设计内容 (10)4.4.3 优化方法 (11)4.4.4 井身结构评价 (11)第5章采气工艺 (11)5.1 气井排水采气 (11)5.1.1 概述 (11)5.1.2 工艺流程 (11)5.1.3 技术要点 (11)5.2 气藏动态监测与调控 (11)5.2.1 概述 (11)5.2.2 监测方法 (11)5.2.3 调控措施 (12)5.3 气井生产数据分析 (12)5.3.1 数据收集与处理 (12)5.3.2 数据分析方法 (12)5.3.3 应用实例 (12)5.4 提高采收率技术 (12)5.4.1 概述 (12)5.4.2 储层改造技术 (12)5.4.3 气藏管理技术 (13)5.4.4 新技术应用 (13)第6章煤层气开采特点及工艺 (13)6.1 煤层气地质特征 (13)6.1.1 煤层气成因 (13)6.1.2 煤层气分布规律 (13)6.1.3 煤层气储层特征 (13)6.2.1 钻井工艺 (13)6.2.2 钻井液选择 (13)6.2.3 完井工艺 (13)6.3 煤层气排采工艺 (14)6.3.1 排采方法 (14)6.3.2 排采设备 (14)6.3.3 排采工艺优化 (14)6.4 煤层气井生产优化 (14)6.4.1 产量预测与评价 (14)6.4.2 生产调控 (14)6.4.3 气井防腐与防堵 (14)6.4.4 气田开发管理 (14)第7章开采作业安全与环保措施 (14)7.1 安全生产管理制度 (14)7.1.1 建立健全安全生产责任制，明确各级管理人员、技术人员和作业人员的安全生产职责。
气藏动态分析
开发动态分析的方法
数值模拟方法
利用数值计算软件建立气藏模型，通过模拟气藏开发过程中压力、产量等参数的变化， 预测气藏未来的动态趋势。
统计分析方法
对气藏的实际生产数据进行分析，提取有用的信息，如气井的生产曲线、气藏的压力分 布等，为气藏的开发和管理提供决策依据。
气藏动态分析的重要性
提高气藏开发效果
通过气藏动态分析，可以了解气 藏的动态特征和变化规律，优化 开发方案，提高气藏的开发效果 和采收率。
降低开发风险
气藏动态分析可以预测气藏的未 来变化，及时发现和解决潜在问 题，降低开发风险。
提高经济效益
通过气藏动态分析，可以优化气 藏的开发策略，降低开发成本， 提高经济效益。
目的
气藏动态分析的目的是了解和预测气 藏的动态行为，包括气藏的产量、压 力、温度等参数的变化，以及这些变 化对气藏开发效果和经济效益的影响。
背景
随着全球能源需求的不断增长，天然 气作为一种清洁、高效的能源，其开 发和利用越来越受到重视。气藏动态 分析是实现天然气高效、经济、安全 开发的关键手段之一。
气藏生产动态分析是通过监测气藏生 产过程中的压力、温度、产量等参数， 分析气藏的动态变化规律，为气藏的 优化开发和生产管理提供依据。
气藏生产动态分析的原理基于流体力 学、热力学和传热传质学等基础理论， 通过建立数学模型，对气藏生产数据 进行处理和分析，揭示气藏的动态变 化规律。
生产动态分析的方法
数值模拟
对未来研究的建议
进一步研究气藏动态分析的新理论、新 方法和新技术，提高分析的精度和可靠 性。
天然气开发管理纲要--中国石油天然气股份有限公司
中国石油天然气股份有限公司天然气开发管理纲要中国石油天然气股份有限公司目录第一章总则 1第二章开发前期评价 (2)第三章开发方案 (4)第四章产能建设 (10)第五章开发生产 (12)第六章规划计划 (17)第七章储量与矿权 (18)第八章技术创新与应用 (20)第九章健康安全环境 (21)第十章考核与奖惩 (22)第十一章附则 (23)第一章总则第一条为了充分利用和保护天然气资源，合理开发天然气，确保安全、清洁生产，加强对天然气开发工作的宏观控制，规范天然气开发各项工作，制定本纲要。
第二条天然气开发管理包括规划计划、开发前期评价、开发方案、产能建设、开发生产、储量和矿权、技术创新与应用、健康安全环境等。
天然气开发专业主要包括气藏地质、气藏工程、钻井工程、采气工程、地面工程、经济评价、健康安全环境等。
第三条天然气开发工作必须遵守国家法律、法规和中国石油天然气股份有限公司(以下简称“股份公司”)规章制度，贯彻执行股份公司发展战略。
坚持以经济效益为中心，资源为基础，市场为导向，上中下游协调发展的方针，做到资源准备、产能建设、管道建设和市场开发合理匹配。
第四条天然气开发应遵循以下原则：（一）坚持把地质研究和动态分析贯穿始终，根据生产特征和不同开发阶段，制定合理生产制度和调控措施，改善开发效果，达到较高的经济采收率。
（二）注重技术创新，加强核心技术研发和成熟技术配套，发挥先进实用技术在开发中的作用。
（三）树立以人为本的理念，坚持“安全第一，环保优先”，构建能源与自然的和谐。
（四）高度重视队伍建设和人才培养，加强岗位培训，努力造就高素质专业队伍与管理队伍。
第五条本纲要所指天然气包括气藏气、气顶气、凝析气、油田伴生气、煤层气及非烃气等。
第六条本纲要适用于股份公司及所属油（气）田分公司、全资子公司（以下统称油田公司）在国内的陆上天然气开发活动。
控股公司和国内合作的陆上天然气开发活动参照执行。
第二章开发前期评价第七条开发前期评价是指在勘探提交控制储量或有重大发现后，围绕气田开发进行的各项开发评价和准备工作。
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编 分析项 号目
储量 3 核实
分析内容
地质储量 可采储量 单井控制储量
分析目的
主要分析手段
1.提高储量级别
1.根据综合方法和不断加深的
2.确定开发规模、地面工程 资料用容积法计算储量
和下游工程准备
2.用物质平衡法核实动态储量
3.为数模、动态分析、开发 效果评价提供依据
3.用试井法确定单井控制储量
驱动 1.分析确定气藏驱动类型 1.为制定开发方案油工程学院
22
2．水侵体积系数法
由物质平衡方程，忽略压降所引起的束缚水膨胀和 孔隙体积减小时：
1 R 1
R Gp G
pZi
pi Z
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23
对于定容封闭气藏，采出程度（R）和相对压力系数 （Ψ）为45°下降直线；而对于水驱气藏，由于ω<1，因 此R与Ψ的关系曲线为大于45°的线。
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15
法国对油气藏分类（2）：
项目
油气藏类型
原始生产气油比（m3/m3）
油罐油相对密度
油罐油（°API）
储层中相态转化点
油罐油色泽
C7+%（摩尔） 原油泡点体积系数
黑油
<312 >0 <46 泡点 黑 >20 <2.0
挥发油
312—570 <0.8215
>40 泡点 有色 20—12.5 >2.0
分析
用潜力预测
段采出程度和最终采 收率
井、油气水界面监测成果， 绘制生产剖面
4.压降曲线
编 分析项 号目
分析内容
分析目的 主要分析手段
1.钻井井斜、井眼变化，井底污染状 1.为修井作业 1.工程测井
况
提供依据
2.试井分析
7
钻井， 完井与 采气工 艺措施 效果分
2.完井方式、射孔完善程度 3.产液、带液能力与管柱摩阻损失 4.井下油套管破裂、井壁垮塌与产层 掩埋情况
类型 2.水驱气藏边界条件分析， 2.确定气藏采气速度、布井 分析采气速度与压降速度
4
的确 定
产水观测井产量、压力及水 方式和气井合理生产工作 面变化，分析判断水源、侵 制度，制定技术政策
2.分析观测井地层压力变化趋 势，气水界面变化趋势
入机理、水侵速度，计算水 3．为动态监测、数值模拟
侵量
提供依据
2.为增产、提 高采收率，采 取适当的工艺 措施提供依据
3.井口带出物 分析
析
5.修井、增压、气举、机抽、泡排、
水力、喷射泵、气流喷射泵等工艺措
施效果
二、气藏动态分析的主要技术
气藏动态分析技术是提供气藏开发全过 程动态信息技术，目前国内外主要应用地震、 地球物理测井、地球化学、气水动力学和气 藏数值模拟等技术来分析气藏生产动态，并 由点（气井）的监测、分析发展到整个气田 乃至成组气田开发过程实施全面监测和分析。
第三节 气藏类型的分析判断
根据地层烃类体系的组成和相态性质，气藏可 分：干气气藏、湿气气藏和凝析气藏。
根据驱动方式，气藏可分：气驱气藏、弹性水 驱气藏和刚性水驱气藏。
根据储层结构的不同，气藏又分为：孔隙性碎 屑岩气藏和裂缝性碳酸岩气藏。
根据纵向剖面上产层的多少可分：单层气藏和 多层气田。
法国对油气藏分类（1）：
气藏开采 状况、储
1.压力系统变化、层间窜流 及地层水活动情况
1.复核动态储量 调整产能布局
1.分井 、分区产量统计分析 2.测出结果分析不同时期的 压力等值图
量动用程 2.单井、分区块全气藏采气
6 度及剩余 量、采出程度
3.确定稳产年限、阶 3.利用生产测井、水淹层测
资源潜力 3.剩余可采储量分布与未动
1
水驱
ψ
定容
封闭
0
R
1
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24
3、视地质储量法（Havlena—Odeh法） 由物质平衡方程
Eg
F E fw
G
We Eg E fw
Ga
F GpBg WpBw
Eg Bg Bgi
E fw
Bgi
CwSwi C 1 Swi
f
p
3.生产测井
编 分析项目
号
分析内容
分析目的
主要分析手段
1.日常油气水生产动态资料
5
气井、气 藏生产能 力分析
1.气井绝对无阻流量、采气 指数
2.气藏高、中、低渗透区产 能分布特征
1.为气井、全气藏合 理配产提供依据
2.确定井网合理性及 调整井井位
2.关井压力恢复试井、系统 试井
3.地层测试成果
4.压降曲线
We Ch
t pi p dt 0 lg at
dwe dt
Ch
pi p lg at
Hurst水侵系数， m3/(MPa.d )
时间换算 系数
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29
3）非稳态公式
（赫斯特和范.艾弗丁根：Hurst—van Everdingen公式）
当气藏天然水域较大时，在压力降尚未传递到天然水域 外边界时，且一般气藏中压力降不可能很快波及到整个天 然水域，是一个非稳定渗流过程。非稳定水侵量的计算， 视不同流动方式和内外边界条件，分以下几种情况求解：
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25
对于定容封闭气藏:
F G
Eg E fw
记为：视 地质储量Ga
Ga
水驱
定容封闭
0
Gp
定容封闭气藏的Ga与Gp之间关系为一条水平线；若有水驱 作用，则We不断增加，Ga与Gp为曲线
4.水侵量的解析计算
1）稳定状态公式
最简单的是薛尔绍斯（Schilthuis）稳态模型
油=∈（C1—C4）+（C5+） 地下
（∈表示微量之意） 地表
稀油：相对密度（d）<0.86
气/油
常规油： 0.86<d≤0.92
生产气油比（GOR）<<稀油 GOR
稠油：d>0.92
∈气/油
地下
气=C1+C2－C4+∈（C5+） 地表
干气：C1 mol%≥90% 湿气：80%<C1<90%
气 气/∈轻烃液
一、气藏动态分析的主要内容、目的和手段
编 分析 号 项目
分析内容
分析目的
主要分析手段
气藏 连通 1 性分 析
1.储层纵、横向连通性 2.断层分布及分隔情况 3.压力与水动力系统 4.油气水分布边界
1.综合应用地质、物探、测
1.计算储量（容积法和压 井、录井、试采和试井等成
降法）
果
2.确定开发单元与布井方 2.干扰试井、压力恢复试井、
t
We Cs ( pi p)dt 0
qe
dwe dt
Cs ( pi
p)
某时间t时气水边界 处压力（一般用气 藏平均压力代替）
水侵系数， m3/(MPa.d )
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2）修正稳态公式（赫斯特---Hurst公式）
水侵常数 Cs 与天然水域的储层物性、流体物性、边界形 状等有关。开采实践表明：Cs 并不是一个常数，而是一个 与时间有关的变量。Hurst 于1943年提出如下修正式：
（1）径向供水区系统
We B pD Q(tD )
无因次水 侵量
tD
8.64
10 2
kt wCe' rg2
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水侵系数： B 2rg2hCe'
水侵角
（2）线性供水区系统
We B pDFk (tD )
tD
8.64
10 2
kt wCe' L2
水侵系数： B bLhCe'
无因次水 侵量
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31
4）实例 (自学，见教材P200—202)
5.水驱气藏储量和水侵量计算新方法探索
水驱气藏储量、水侵量计算和动态分析预测较难。
1）缺乏含水区所必须的数据，如孔隙度、渗透率、厚度和 流体性质等 气藏天然水侵问题，在气藏工程中比其它任 何问题都具有更多的不确定性，具有多解性。
5、层系划分是否合理？每口井、每一层的供气能力 与井的排气能力是否协调？如何实现最佳开采？
6、气井工程有什么问题？采取何种措施？效果和经 验教训？
7、对处于不同开发方式的气井、气藏在不同开发阶 段，应采取何种工艺措施来改善开采条件、提高开发 效果？各种工艺措施的效果评价？
8、如何选定适当的数值模拟模型，在历史拟合基础 上，对单井及全气藏开采动态进行模拟？对开采动态 进行预测，并给出最佳的开发、调整及挖潜方案。
GBgi
CwSwi C 1 Swi
f
p
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附：油藏物质平衡方程通式
N
N p Bt (Rp Rsi )Bg (We Wp )Bw
Bt
Bti
mBti
(Bg Bgi ) Bgi
(1
m)
Swc Soi
Cw
Cf Soi
1、储层、井间是否连通？压力、水动力系统是 否统一？油气水边界是否确定？
2、开发方式是否合理？天然能量是否充分利用？如 果存在边水或底水，水体活动规律如何？它对开发过 程有何影响？
3、对于裂缝性气藏，裂缝的发育特征与规律是什 么？在开发过程中起什么作用？