一种致密砂岩气藏气井井底流压的确定方法及装置与流程

1.本发明涉及一种致密砂岩气藏气井井底流压的确定方法及装置，属于气田开发技术领域。


背景技术：

2.在气井的生产过程中，正确计算气井井底流压是致密砂岩气藏开发过程中一个重要的环节，是气井稳产、高产的先决条件，根据生产资料如何精确地计算气井的井底流压是气井生产动态分析、预测和优化合理工作制度的基础。目前在国内外公开发表的期刊文献中，关于致密砂岩气藏计算井底流压的方法有很多种，如经验公式法、井口压力计算法(cullender-smith、aziz等)、产量不稳定分析法等。这些方法有的需要对气井进行关井措施而影响气井生产，有的因为计算过程复杂、处理的参数太多未能被推广。
3.例如，申请公布号为cn108612525a的专利申请文件，该申请文件公开了一种气藏动态储量计算方法，并具体给出了利用渗流理论、垂直管流模型、气井产能方程和物质平衡方程计算气井井底流压，但是该方法涉及到渗流力学，计算过程繁琐，在现场应用难度大。
4.授权公告号为cn207245706u的专利文件公开了一种煤层气井井底流压测试系统，并具体公开了利用温湿度感应器测煤层气井环空井口处湿度，通过湿度计算煤层气井的井底流压，虽然这种方式简单，适合在现场应用，但是仅适用于煤层气井，无法在致密砂岩气藏中使用。
5.因此，目前的气井井底流压计算方法要么所需参数多、计算复杂，要么仅适用特定类型的气井，无法应用到致密砂岩气藏气井。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种致密砂岩气藏气井井底流压的确定方法及装置，以解决目前井底流压计算过程存在的所需参数多、复杂度高的问题。
7.本发明为解决上述技术问题而提供一种致密砂岩气藏气井井底流压的确定方法，该确定方法包括以下步骤：
8.1)根据直井生产过程中油套环空内压力的分布情况，构建油套环空中相邻两点的压力关系方程，该压力关系方程的反应的是当前点处的压力与下一点处的压力、当前点处的压力梯度、以及当前点与下一点之间深度差的关系；
9.2)利用历史井筒压力测试数据确定压力梯度与压力之间的关系；
10.3)将井口套压作为初始压力，根据压力梯度与压力之间的关系，按照所述压力关系方程进行迭代计算，直至计算出井底位置处的压力，该井底处的压力即为井底流压。
11.本发明还提供了一种致密砂岩气藏气井井底流压的确定装置，该确定装置包括处理器和存储器，所述处理器执行由所述存储器存储的计算机程序，以实现如上述本发明的致密砂岩气藏气井井底流压的确定方法。
12.本发明基于直井生产过程中油套环空内压力的分布情况，构建油套环空中相邻两
点的压力关系方程，利用历史井筒压力测试数据确定压力梯度与压力之间的关系；将井口套压作为初始压力，根据压力梯度与压力之间的关系，按照所述压力关系方程进行迭代计算，直至计算出井底位置处的压力，该井底处的压力即为井底流压。本发明在整个确定过程无需过多的参数，只需要井口处套压和历史井筒压力测试数据即可；同时不需要复杂的计算，只需要简单的迭代计算。本发明能够快速且准确地计算致密气藏直井的井底流压，提高了计算的实用性和可靠性。
13.进一步地，本发明还给出了具体关系方程，所述步骤1)中构建压力关系方程为：
14.p
i+1
＝pi+miδhi15.其中pi为井筒中第i点处的压力，p
i+1
为井筒中第i+1点处的压力，mi为井筒中第i点处的压力梯度，δhi为井筒中第i+1点与第i点之间的深度差。
16.进一步地，为快速准确的确定压力梯度与压力间的关系，所述步骤2)中的压力梯度与压力之间的关系是通过线性拟合得到。
附图说明
17.图1是本发明方法实施例中油套环空内压力分布示意图；
18.图2是本发明方法实施例中历年测试压力梯度与压力关系图；
19.图3是本发明验证过程中dx井的管柱结构图；
20.图4是本发明验证过程中本发明计算得到井底流压与实测井底流压的对比图；
21.图5是本发明致密砂岩气藏气井井底流压的确定方法的流程图；
22.图6是本发明致密砂岩气藏气井井底流压的确定装置的结构示意图。
具体实施方式
23.方法实施例
24.准确的计算气井的井底流压是气井生产动态分析、预测和优化合理工作制度的基础，本发明针对目前致密砂岩气藏气井井底流压计算过程中存在的计算复杂、需要的参数过多的问题，提出了一种致密砂岩气藏气井井底流压确定方法，该方法基于历史压力测试数据，确定出压力梯度与压力之间的拟合关系；建立直井生产过程中的油套环空内的任一一点压力与下一点压力关系；将井口处的套压作为初始点的压力，利用上述拟合关系通过迭代的方式可以确定出井底流压，流程如图5所示，该方法的具体实现过程如下。
25.1.基于历史压力测试数据，确定压力梯度与压力之间的拟合关系。
26.本实施例以大牛地气田为例，获取该气田历年来的压力测试数据，对该压力测试数据进行整理，将历年来测试取得的压力梯度与测试压力散点图绘制excel表格中，测试时压力梯度m为每100m记录一个数值，如图2所示。对本实施例而言，压力梯度与压力呈现一个正相关的线性关系，且相关系数为 0.93022，相关系数高，拟合度很高。
27.本实施例拟合出的压力梯度与压力的关系式为如下：
28.m＝0.00697*p+0.00174 (1)
29.其中m为压力梯度，p为压力。
30.2.构建油套环空压力方程。
31.直井在生产过程中，设置有套管，套管内设置有油管，套管与油管之间形成环空空
间(简称油套环空)，油套环空内的气体呈现静止状态，且油套环空内的压力分布如图1所示，由上向下依次为pc、p1、p2……
pn，在利用套压计算井底流压时，油套环空中任一一点的压力与下一点的压力关系为：
32.p
i+1
＝pi+miδhiꢀꢀ
(2)
33.其中pi为井筒中第i点处的压力，p
i+1
为井筒中第i+1点处的压力，mi为井筒中第i点处的压力梯度，δhi为井筒中第i+1点与第i点之间的深度差。当 i＝0时，p0表示井口处的压力，p0＝pc，pc表示气井井口套压，当i＝n时，pn表示井底处的压力，pn＝p
wf
，p
wf
表示气井井口套压。δhi可根据需要进行设置，δhi越小，计算精度越高。
34.3.从井口处开始，进行迭代求解，确定井底流压。
35.井口处的套压可直接测量出来，将井口处的套压作为井口处的压力p0，利用公式(1)可计算出该处的压力梯度m0，将p0和m0代入到公式(2)中进行迭代计算，可计算出下一点的压力p1；以此类推，可迭代计算出任一点出的压力，对本实施例而言，深度为h处的气层中部深度的压力pn就可按照上述迭代方式计算得到，压力pn就是所要求的井底流压。
36.下面以大牛地气田dx井为例，对本发明的效果进行验证，本实例中dx 静的管柱结构如图3所示，层中部深度2663m，2012年3月投产，投产后生产稳定，投产至今一共进行过8次井底流压测试。
37.按照本发明的计算方法对dx井进行迭代计算，将计算值与实测值进行比较，结果如表1所示。
38.表1
[0039][0040]
将两者的比较结果通过图4进行展示，从表1和图4中可以看出，利用本发明的计算结果与实测值相比，相对误差均在10％以内，说明本发明利用井口套压通过压力梯度迭代法得到井底流压的准确性是有保证的。
[0041]
装置实施例
[0042]
本实施例提出的装置，如图6所示，包括处理器、存储器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行计算机程序时实现上述方法实施例的方法。也就是说，以上方法实施例中的方法应理解可由计算机程序指令实现致密砂岩气藏气井井底
流压的确定方法的流程。可提供这些计算机程序指令到处理器，使得通过处理器执行这些指令产生用于实现上述方法流程所指定的功能，可采用vba编制相应的程序。
[0043]
本实施例所指的处理器是指微处理器mcu或可编程逻辑器件fpga等的处理装置；本实施例所指的存储器包括用于存储信息的物理装置，通常是将信息数字化后再以利用电、磁或者光学等方式的媒体加以存储。例如：利用电能方式存储信息的各式存储器，ram、rom等；利用磁能方式存储信息的的各式存储器，硬盘、软盘、磁带、磁芯存储器、磁泡存储器、u盘；利用光学方式存储信息的各式存储器，cd或dvd。当然，还有其他方式的存储器，例如量子存储器、石墨烯存储器等等。
[0044]
通过上述存储器、处理器以及计算机程序构成的装置，在计算机中由处理器执行相应的程序指令来实现，处理器可以搭载各种操作系统，如windows操作系统、linux系统、android、ios系统等。作为其他实施方式，装置还可以包括显示器，显示器用于将诊断结果展示出来，以供工作人员参考。

技术特征：
1.一种致密砂岩气藏气井井底流压的确定方法，其特征在于，该确定方法包括以下步骤：1)根据直井生产过程中油套环空内压力的分布情况，构建油套环空中相邻两点的压力关系方程，该压力关系方程的反应的是当前点处的压力与下一点处的压力、当前点处的压力梯度、以及当前点与下一点之间深度差的关系；2)利用历史井筒压力测试数据确定压力梯度与压力之间的关系；3)将井口套压作为初始压力，根据压力梯度与压力之间的关系，按照所述压力关系方程进行迭代计算，直至计算出井底位置处的压力，该井底处的压力即为井底流压。2.根据权利要求1所述的致密砂岩气藏气井井底流压的确定方法，其特征在于，所述步骤1)中构建压力关系方程为：p
i+1
＝p
i
+m
i
δh
i
其中p
i
为井筒中第i点处的压力，p
i+1
为井筒中第i+1点处的压力，m
i
为井筒中第i点处的压力梯度，δh
i
为井筒中第i+1点与第i点之间的深度差。3.根据权利要求1所述的致密砂岩气藏气井井底流压的确定方法，其特征在于，所述步骤2)中的压力梯度与压力之间的关系是通过线性拟合得到。4.一种致密砂岩气藏气井井底流压的确定装置，其特征在于，该确定装置包括处理器和存储器，所述处理器执行由所述存储器存储的计算机程序，以实现如上述权利要求1-3任一项所述的致密砂岩气藏气井井底流压的确定方法。

技术总结
本发明涉及一种致密砂岩气藏气井井底流压的确定方法及装置，属于气田开发技术领域。本发明基于直井生产过程中油套环空内压力的分布情况，构建油套环空中相邻两点的压力关系方程，利用历史井筒压力测试数据确定压力梯度与压力之间的关系；将井口套压作为初始压力，根据压力梯度与压力之间的关系，按照所述压力关系方程进行迭代计算，直至计算出井底位置处的压力，该井底处的压力即为井底流压。本发明在整个确定过程无需过多的参数，只需要井口处套压和历史井筒压力测试数据即可；同时不需要复杂的计算，只需要简单的迭代计算。本发明能够快速且准确地计算致密气藏直井的井底流压，提高了计算的实用性和可靠性。提高了计算的实用性和可靠性。提高了计算的实用性和可靠性。


技术研发人员：韩蕾 孙华超 任广磊 姜超 袁勇 王厦
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司华北油气分公司
技术研发日：2020.11.04
技术公布日：2022/5/25