基于数值模拟下的储气库气井注采能力评价方法——以文 96储气库为例

王瑞杰

中国石化中原油田分公司天然气产销厂 河南省濮阳市 457162

摘要：地下储气库的运行特点为“强注强采”，要求生产管理人随时掌握目前状态下储气库每口井的注采能力，从而制定科学合理的生产计划。文96储气库运行了七个周期，总结了一些评价注采井产能的常用方法，如产能方程法、定生产油压统计法、节点分析法等，但储气库运行方式有别于正常常规气藏开采，导致评价结果出现较大偏差。为提高注采井注采能力评价的精确性，进行“基于数值模拟的气井注采能力评价方法”研究，取得了较好成果。

关键词：储气库；注采井注采能力；数值模拟；干扰系数

本文总结常规气藏气井产能评价方法，分析其在储气库注采井产能评价中的局限性。探索研究应用数值模拟法进行注采井产能评价的可行性，适用条件，操作方法及其优缺点。

1 常规注采气能力评价方法

1.1二项式产能方程预测产量

常规气田开发评价气井产能时，普遍采用回压试井法，在地层压力确定的情况下改变工作制度得到一组稳定的气量、流压数据，通过作图得到二项式的A、B值，从而确定气井产能。

通过试井数据做出（P_R²-P_wf²）/q_sc与q_sc关系曲线，得到产能二项式方程P_R²-P_wf²=A∙q_sc+B∙q_sc²中的A、B值。

P_R：地层压力，MPa

P_wf：井底流压，MPa

A：达西系数

B： 非达西系数

q_sc：气体体积流量，10⁴m³/d

利用产能方程预测不同地层压力和井底流动压力下的产量与实际产量对比分析，发现预测产量与实际产量误差相对较大，平均差异率19.8%。（见表1）

2.2产量差异原因分析

分析认为，造成注采气注采产量预测值偏差较大的原因如下：

1、由于储气库在生产时都是大气量注采，造成地层压力短时间内变化较大，无法满足试井时保持地层压力基本稳定的要求。

2、井间距小、地层连通性好，造成井间干扰严重，影响试井数据的准确性。

3、注气与采气交替进行，造成地层紊流，影响试井数据准确性。

4、注气与采气流动方向相反，利用采气时的产能方程无法准确确定注气能力，特别是存在地层水时，结果偏差更大。

2 数值模拟校正产能方程

由于文96储气库平均井距为175m，气井在注采过程中存在井间干扰，为定量判断井间干扰的大小，通过建立气库地质模型，运用数值模拟手段进行运算。

2.1建立地质及数值模型

文96储气库构造与地层相对简单，在建立构造、地层以及属性模型后，利用数值模拟软件进行气水界面等参数的设置，首先对单层的储量和地层压力进行拟合。（见图1）

图1 文96储气库属性模型（渗透率） 图2 C9井井口油压拟合曲线

从气井拟合的井口油压曲线来看，地层经过第一个周期的吞吐后，井周污染得到改善，气流高渗通道建立，地层实际情况与地质模型趋于接近。（见图2）

其后运用大量的监测资料（产气剖面、吸气剖面）对单井井周地层传导率进行拟合，将调整后的井周传导率参数添加到模型，进行全气库拟合，确保注采气能力与实际生产一致。

2.2利用模拟结果求取单井产能方程

利用软件模拟了5种工作制度下的流压与产量（见图3）。

图3 C5井试井模拟图 表2 C5井压力产量模拟数据

利用模拟的数据确定了C5井的二项式产能方程，其A、B值分别为6.3526和0.1372。

2.3 模拟气库全开时的压力及产量

气库在所有气井参与注采时，井间会产生干扰，其注采气能力发生变化，利用数值模拟结果，求取了单井产能干扰系数。（见表2）

利用计算单井干扰系数重新利用二项式产能方程对气井产能进行评价，其产量预测结果与实际采气量。例如C5井利用扰系数（0.94），其预测产量与实际产气量差值较小，平均差异率降至12.8%。

3 结束语

1、储气库的注采与传统的开发方式有所不同，直接用二项式产能方程计算的日产气量与实际生产相差较大，主要是由于“强注强采”方式下井间干扰原因造成。

2、利用数值模拟，对气库在井间干扰状态下各井产量进行模拟，继而求取各井的干扰系数，利用干扰系数再进行产量计算，可有效降低预测值的差异率，在实际运行过程见到较好的效果。该方法对于构造相对简单的砂岩储气库有一定的借鉴意义。

参考文献

[1]王起京,张余,刘旭.大张坨地下储气库地质动态及运行效果分析[J].天然气工业，2003,23(2):89—92.

[2] 王彬,陈超,李道清.新疆H型储气库注采气能力评价方法[J],特种油气藏,2015，22(5):78—81.