一种定量解释水平气井产出剖面的方法技术

本发明专利技术公开了一种定量解释水平气井产出剖面的方法，它包括如下步骤：从靠近井口的第一个射孔簇位置，建立从第一个射孔簇位置流入井筒内流体(1)与混合前的位于第一射孔簇上游的流体(2)混合过程中的能量守恒模型；建立流体(1)在第一射孔簇位置气液混合过程中的能量守恒模型；建立两个射孔簇之间井段的地层与井筒内流体的能量守恒模型，应用测取的温度、压力、持液率数据，计算得到流体(2)中天然气的质量流量和液体的质量流量，计算得到流体(1)射孔簇位置的产气量和产液量，依次类推。本发明专利技术实现了应用温度、压力、持液率数据对水平气井各个射孔簇产出情况的定量计算，实现了应用最少测试参数完成水平气井产出剖面的定量解释。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油天然气开采
，具体涉及一种定量解释水平气井产出剖面的方法。
技术介绍
随着水平井钻采技术的发展，水平井开采已逐渐成为气田开发的主要方式，水平井测试逐年增加，而常规垂直井的测试工艺满足不了水平井测试需要，水平井中，生产测井仪无法靠自身重力下放到水平井段测试。目前应用于水平井生产测试的工艺主要有油管输送、连续油管输送、牵引器输送工艺，但由于气井生产大多采用大规模压裂增产措施，水平段井筒内钻屑及压裂砂遗留较多，同时水平井井眼轨迹不规则，使得常规生产测井仪容易在水平段遇阻、仪器用于测试水平段产出情况的转子流量计或探针容易磨损或砂卡，测试成功率低，应用特制的温度、压力、持液率测试仪因为结构紧凑、无可动部件，更容易实现气井长水平段的测量，而应用温压剖面进行产出剖面的解释方法目前还很少。目前国外温度测井大多采用分布式温度传感器(DTS)。定量井筒温度解释的首次重大进步是由RameyJr,1962做出的，他给出了注入或者生产井的温压剖面解释方法。在国内，温度测井资料大多用于确定产层温度或注入层温度，了解井内流体流动状态，划分注入剖面，确定产气、产液口位置，检查管柱泄漏、串槽，评价酸化、压裂效果等。对井温测井曲线的应用以定性应用为主。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种定量解释水平气井产出剖面的方法，该方法实现了应用温度、压力、持液率数据对水平气井各个射孔层段产出情况的定量计算。本专利技术所采用的技术方案为：一种定量解释水平气井产出剖面的方法，其特征在于：它包括如下步骤：S1、测取水平气井生产井段的温度、压力剖面、持液率数据；S2、根据井口的产气量、产液量，从靠近井口的第一个射孔簇位置，建立从第一个射孔簇位置流入井筒内流体(1)与混合前的位于第一射孔簇上游的流体(2)混合过程中的能量守恒模型；S3、根据原始地层的温度、压力，建立流体(1)在第一个射孔簇位置气液混合过程中的能量守恒模型；S4、建立两个射孔簇之间井段的地层与井筒内流体的能量守恒模型,得到气液两相流井筒温度梯度方程，应用测取的温度、压力、持液率数据，计算得到流体(2)产气的质量流量G2g和产液的质量流量G2l的关系式；S5、根据井口的产气量和产液量得到生产井段下游流体中天然气的质量流量G0g、液体的质量流量G0l及质量守恒关系式，得到靠近井口第一个射孔簇的流体(1)的天然气的质量流量G1g和液体的质量流量G1l；S6、当需要计算靠近井口第二射孔簇的产气量、产液量时，将流体(2)中天然气的质量流量G2g和液体的质量流量G2l赋值作为下一个井段的G0g、G0l，依次类推，最终算得全井筒每一个射孔簇的产气量、产液量。按上述技术方案，步骤二中，流体(1)与流体(2)混合过程中的能量守恒模型为：(G1gCpg01+G1lCpl01)(T0-T1)=(G2gCp2g+G2lCp2l)(T2-T0)]]>上式中，G1g、G1l——分别为流体(1)的天然气和液体的质量流量；G2g、G2l——分别为流体(2)的天然气和液体的质量流量；——分别为流体(1)在温度T1下的定压比热容；——分别为流体(2)在温度T2下的定压比热容；T1、T2——分别为流体(1)、流体(2)的温度；T0——混合后的混合流体(0)的温度。按上述技术方案，步骤三中，流体(1)在第一射孔簇位置气液混合过程中的能量守恒模型为：G1gCpg1T1g+G1lCpl1T1l=G1gCpg01T1+G1lCpl01T1]]>计算得到：T1=G1gCpg1T1g+G1lCpl1T1lG1gCpg01+G1lCpl01]]>上述公式中，——天然气在温度T1g下的定压比热容；——液体在温度T1l下的定压比热容；——分别为天然气和液体在温度T1下的定压比热容；T1l——射孔砂面处，液体的流入温度；T1g——射孔砂面处，天然气的流入温度。按上述技术方案，步骤四中，两个射孔簇之间井段地层与井筒内流体的能量守恒模型为：得到的气液两相流井筒温度梯度方程：dTdx=-2πrtiUtike(T-Te)cp2mG2m[rtiUtif(tD)+ke]+(C1-C4)dpdx-C2-C3]]>C1=xG2gcp2gαJT2gcp2m]]>C2=gsinθcp2m]]>C3=xG2gw2gdw2gdx+(1-xG2g)w2ldw2ldxcp2m]]>C4=(1-xG2g)cp2lαJT2lcp2m=1-xG2gcp2mρ2l]]>其中，w2g=G2gρ2gA(1-HL)]]>w2l=G2lρ2lAHL]]>G2m＝G2g+G2lG2g＝ρ2gw2gΦAG2l＝ρ2lw2lHLAΦ+HL＝1sinθ=sdx]]>上述公式中，p——井筒内压力，rti——套管内半径；Uti——井眼传热系数；ke——地层传热系数，T——井筒内流体温度，Te——地层初始温度，——流体(2)的气液混合流体定压比热容；G2m——为dx段气液混合物的质量流量；f(tD)——地层的瞬时导热函数；Q——dx段流体与环境的换热量，dx——微元井筒长度；——流体(2)中质量含气率；——流体(2)中天然气的定压比热容；——流体(2)的液体定压比热容；——流体(2)中气体焦耳-汤姆逊系数，——流体(2)中液体的焦耳-汤姆逊系数，ρ2l——流体(2)中液体密度；ρ2g——流体(2)中天然气密度；g——重力加速度；θ——井斜角；w2g——流体(2)中天然气速度；w2l——流体(2)中液体的速度；A——井筒的截面积；HL——截面含液率。按上述技术方案，步骤五中，质量守恒关系式为：G2g＝G0g-G1gG2l＝G0l-G1l上述公式中，G0g、G0l——水平气井生产井段下游流体中天然气和液体的质量流量。本专利技术解释方法原理是当气从储层的高压状态进入井筒后，由于压力降低，天然气分子扩散，体积膨胀而吸收出气口附近的热量，引起井筒温压场的变化，再综合考虑地层温度场、井身结构、井眼轨迹、增产措施、井筒积液、产出流体物理化学性质等因素对井筒温压场影响，以物质质量守恒与能量守恒为理论基础，建立数学解释模型对水平气井各射孔层段产气量进行定量解释。本专利技术所取得的有益效果为：1、本专利技术实现了应用温度、压力数据对水平气井各个射孔层段产出情况的定量计算，实现了应用最少测试参数完成水平气井产出剖面的定量解释，改变了以往只能应用温压剖面进行定性判断主产气层段的局限性；2、本专利技术产出剖面测试资料解释过程中主要应用温压剖面进行计算，从而简化了测试施工工序及成本，降低了测试风险，节约了测试成本，是比较经济有效的水平气井产出剖面测试方法之一。附图说明图1为本专利技术中单个射孔层段的流体混合示意图。图2为本专利技术中井筒模型示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。本实施例提供了一种定量解释水平气井产出剖面的方法，它包括如下步骤：第一步、应用连续油管+存储式测试仪器的工艺方式测取水平气井生产层段的温度、压力剖面、持液率数据；第二步、根据井口的产气量、产液量，计算得到生产井段下游的天然气和液体的质量流量，从靠近井口的第一个射孔簇位置，建立流体流入井筒内与井筒内流体混本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定量解释水平气井产出剖面的方法，其特征在于：它包括如下步骤：S1、测取水平气井生产井段的温度、压力剖面、持液率数据；S2、根据井口的产气量、产液量，从靠近井口的第一个射孔簇位置，建立从第一个射孔簇位置流入井筒内流体(1)与混合前的位于第一射孔簇上游的流体(2)混合过程中的能量守恒模型；S3、根据原始地层的温度、压力，建立流体(1)在第一个射孔簇位置气液混合过程中的能量守恒模型；S4、建立两个射孔簇之间井段的地层与井筒内流体的能量守恒模型,得到气液两相流井筒温度梯度方程，应用测取的温度、压力、持液率数据，计算得到流体(2)产气的质量流量G2g和产液的质量流量G2l的关系式；S5、根据井口的产气量和产液量得到生产井段下游流体中天然气的质量流量G0g、液体的质量流量G0l及质量守恒关系式，得到靠近井口第一个射孔簇的流体(1)的天然气的质量流量G1g和液体的质量流量G1l；S6、当需要计算靠近井口第二射孔簇的产气量、产液量时，将流体(2)中天然气的质量流量G2g和液体的质量流量G2l赋值作为下一个井段的G0g、G0l，依次类推，最终算得全井筒每一个射孔簇的产气量、产液量。

【技术特征摘要】
1.一种定量解释水平气井产出剖面的方法，其特征在于：它包括如下步骤：S1、测取水平气井生产井段的温度、压力剖面、持液率数据；S2、根据井口的产气量、产液量，从靠近井口的第一个射孔簇位置，建立从第一个射孔簇位置流入井筒内流体(1)与混合前的位于第一射孔簇上游的流体(2)混合过程中的能量守恒模型；S3、根据原始地层的温度、压力，建立流体(1)在第一个射孔簇位置气液混合过程中的能量守恒模型；S4、建立两个射孔簇之间井段的地层与井筒内流体的能量守恒模型,得到气液两相流井筒温度梯度方程，应用测取的温度、压力、持液率数据，计算得到流体(2)产气的质量流量G2g和产液的质量流量G2l的关系式；S5、根据井口的产气量和产液量得到生产井段下游流体中天然气的质量流量G0g、液体的质量流量G0l及质量守恒关系式，得到靠近井口第一个射孔簇的流体(1)的天然气的质量流量G1g和液体的质量流量G1l；S6、当需要计算靠近井口第二射孔簇的产气量、产液量时，将流体(2)中天然气的质量流量G2g和液体的质量流量G2l赋值作为下一个井段的G0g、G0l，依次类推，最终算得全井筒每一个射孔簇的产气量、产液量。2.根据权利要求1所述的定量解释水平气井产出剖面的方法，其特征在于：步骤二中，流体(1)与流体(2)混合过程中的能量守恒模型为：(G1gCpg01+G1lCpl01)(T0-T1)=(G2gCp2g+G2lCp2l)(T2-T0)]]>上式中，G1g、G1l——分别为流体(1)的天然气和液体的质量流量；G2g、G2l——分别为流体(2)的天然气和液体的质量流量；——分别为流体(1)在温度T1下的定压比热容；——分别为流体(2)在温度T2下的定压比热容；T1、T2——分别为流体(1)、流体(2)的温度；T0——混合后的混合流体(0)的温度。3.根据权利要求2所述的应用温度压力剖面定量解释水平气井产出剖面的方法，其特征在于：步骤三中，流体(1)在第一射孔簇位置气液混合过程中的能量守恒模型为：G1gCpg1T1g+G1lCpl1T1l=G1gCpg01T1+G1lCpl01T1]]>计算得到：T1=G1gCpg1T1g+G1lCpl1T1lG1gCpg01+G1lCpl01]]>上述公式中，——天然气在温度T1g下的定压比热容；——...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚强，樊丽丽，张文静，贺冬，宋俊，王宇琦，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：湖北;42