气田常用产能计算公式及配产方法

气田常用产能计算公式及配产方法
作者：折文旭夏玉琴韩玙田建韩旭李勃阳周维锁文新宽杨燕
来源：《中国科技博览》2019年第02期
[摘要]目前气田常用的产能计算方法主要包括理论方法和经验公式法，根据气藏的驱动能量及开发阶段不同，气体的流动状态可以分为稳态和拟稳态两类。

合理配产是气井合理生产制度的核心。

常用的配产方法是经验配产法、采气曲线配产法、节点分析配产法。

对气田常用的产能计算公式和配产方法进行总结，便于产量计算需要时使用。

[关键词]产能；气井；经验公式；配产
中图分类号：H319 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）02-0142-01
产能就是油气储层动态特征的一个综合指标，它是油气储层生产潜力和各种影响因素之问在互相制约过程中达到的某种动态平衡。

井筒提供了储层流体和地面管线的流通通道，如果在一定时间内，地层平均压力变化可以忽略，当确定了井口回压或井底流压时，气井的产量可以利用渗流力学方法计算得到。

气井的气井产能评价与预测的方法很多，概括起来主要包括理论方法和经验方法。

1 产能计算理论方法
1.1稳定状态流动条件下天然气产量的计算方法
气井产能为一定井底回压下的气井供气量。

如果气井采出多少气体外界就补充进等量的气，则气井以恒产量生产一段时间后会达到稳定。

事实上，外界不可能有气源，气井生产一般不存在稳定流，只是在一个短时间内可以把流动视为稳定的。

为了建立气体从外边界留到井底时流入气量与生产压差的关系式，假设气层水平，等厚和均值，气体平面径向流入井底。

气体在渗流过程中，由于压力不断变化，因此气体的体积也在不断变化，由于气体的粘度要比液体要低的多，因此，气体的渗流速度，尤其是井壁附近，比液体要高的多。

一方面压力损失更集中于井壁附近，保护气井不受污染更加重要；另一方面，气体渗流过程中的惯性损失已不能忽略，因此达西定量已经不再适用，此时气井的径向流动状态要利用二项式定律描述：
式中A，B分别为达西流动系数和非达西流动系数，并表示如下：
式中：Pe—气藏供给边界压力，MPa；Pw—井底流压，MPa；qsc—标准状态下气井产量，m3/d；K—气层有效渗透率，10-3μm2；μg—气体粘度，mPa·s；Z—气体偏差系数；T—气层温度，K；h—气层有效厚度，m；re—泄气半径，m；rw—井底半径，m。

1.2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簇。

此时这种情况称为拟稳定状态。

对于用衰竭方式开发、多井采气的气藏，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，没有外部气源和能量补给。

对此情况，气井的产能公式为：
式中—平均地层压力，MPa；S—表皮系数；D—惯性或紊流系数，（m3/d）2。

2 气井产能经验方程
劳伦斯和薛尔哈德根据气井生产数据，总结出气井产能经验方程，亦称稳定回压方程或产能方程，国内气田上习惯称之为指数式。

它描述在一定的时，qsc与pwf之间的关系式。

式中C—系数；n—指数；n为关系图中直线斜率的倒数，在直线上取两点代入上式中可求得，正确试井取得的n值，通常范围为0.5～ 1.0。

n=1时，气体流入井相相当于层流，说明井底附近没有发生与流量相关的表皮效应，完全符合达西渗流规律。

n=0.5，表示气体流入井完全符合非达西流动规律。

n由1.0向0.5减小，说明井底附近的视表皮系数可能增大。

在测试的过程中，如果井下积液随流量的增大而喷净，或者其他工艺等原因，可能出现n>1的情况。

n>1说明试井存在问题，必须查明原因，重新进行试井。

劳伦斯等人最初提出气井产能经验方程时，并未给出C的表达式，仅为经验系数。

当n=1时，有
当0.5
由上述公式可以看出，、与有关，与有关，所以C主要也与压力、流量有关。

显然，当压力、流量未达到稳定时，C是时间的函数。

气井通过产能试井确定出n和C，也就确定了该井的产能经验方程式。

3 配产方法
3.1经验配产法
经验配产法是根据无阻流量的一定比例对配产进行估算，气井无阻流量就是在图版或计算公式中，井底流压pwf时，得到气井产量，无阻流量在实际生产过程中无法得到，只能通过理论计算得到。

一般建议井底压力的降低量不低于地层压力的四分之一，但是并不是绝对准则。

3.2采气曲线配产法
从产能计算公式可以看出，产量与生产压差（地层压力与井底流压的差值）并不是线性管线，当生产压差较小时，产量与生产压差增大逐渐增大，但是当生产压差增大到一定程度，气井的产量增加幅度逐渐减小，因此可以将气井产量随生产压差变化曲线中，开始偏离线性关系的点，作为合理的配产。

3.3节点分析配产法
以井底为节点进行节点分析，储层向井底的流动称之为流入，井底向地面的流动称之为流出，当井底压力增加时，流入曲线随着压力增加逐渐降低，流出曲线随着压力增大逐渐升高，两者的交点，是该节点协调的合理产量点。

参考文献：
[1] 李士伦.天然气工程[M].北京：石油工业出版社，2008：85-97.。