低渗透底水气藏的见水时间预测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种低渗透底水气藏的见水时间预测方法及装置，该方法包括以下步骤：根据气相非达西效应影响因素和地层表皮效应影响因素，基于射孔层段下部的气相平面径向流产能模型和半球形向心流产能模型，建立低渗透底水气藏的见水时间计算模型；获取低渗透底水气藏的实际生产数据；基于所述低渗透底水气藏的见水时间计算模型，根据低渗透底水气藏的实际生产数据，预测低渗透底水气藏的见水时间。该方案综合考虑了气相非达西效应与地层表皮效应的影响，建立了更为切合低渗透底水气藏压裂井水锥动态的见水时间计算模型，可以准确预测低渗透底水气藏的见水时间，对提高低渗透气藏的开发效益与合理配产具有指导意义和实用价值。

【技术实现步骤摘要】
低渗透底水气藏的见水时间预测方法及装置
本专利技术涉及天然气井的见水风险预测
，特别涉及一种低渗透底水气藏的见水时间预测方法及装置。
技术介绍
不同于常规气藏，低渗透气藏的储层物性差，单井自然产能低，油田现场通常需要采用压裂等增产措施来获取工业产能。在较高的生产压差作用下，底水不断向井底锥进，由于此类气藏的储层物性较差，底水锥进后易滞留在地层空隙中，减小了气相的渗流面积，从而导致气井产能下降，甚至气井报废，故准确地预测低渗透底水气藏压裂井的见水时间对此类气藏的持续高效开发具有指导意义与实用价值。目前，对常规底水油气藏见水时间的研究较多，而针对低渗透底水气藏压裂井见水时间的研究较少，一些学者运用保角变换法推导出压裂井产能预测公式，结合水锥顶点运动方程得到了低渗透底水气藏压裂井见水时间预测模型。另一些学者对前述所说的低渗透底水气藏压裂井见水时间预测模型进行了修正，考虑了气体体积系数、各区渗流状态和裂缝导流能力这三个因素的影响。实际情况下，由于增产措施极易“污染”地层，造成井底附近的渗透率发生变化(表皮效应)，且井底附近气相流速很快，流动状态为高速非达西流。但以往的压裂井产能预测模型均未考虑井底附近气相非达西效应与地层表皮效应的影响，不符合低渗透底水气藏压裂井的真实渗流情况，导致见水时间预测的不准确。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种低渗透底水气藏的见水时间预测方法及装置，综合考虑了气相非达西效应与地层表皮效应的影响，建立了更为切合低渗透底水气藏压裂井水锥动态的见水时间计算模型，可以准确预测低渗透底水气藏的见水时间。该低渗透底水气藏的见水时间预测方法包括：根据气相非达西效应影响因素和地层表皮效应影响因素，基于射孔层段下部的气相平面径向流产能模型和半球形向心流产能模型，建立低渗透底水气藏的见水时间计算模型；获取低渗透底水气藏的实际生产数据；基于所述低渗透底水气藏的见水时间计算模型，根据低渗透底水气藏的实际生产数据，预测低渗透底水气藏的见水时间。该低渗透底水气藏的见水时间预测装置包括：见水时间计算模型建立模块，用于根据气相非达西效应影响因素和地层表皮效应影响因素，基于射孔层段下部的气相平面径向流产能模型和半球形向心流产能模型，建立低渗透底水气藏的见水时间计算模型；实际生产数据获取模块，用于获取低渗透底水气藏的实际生产数据；低渗透底水气藏的见水时间确定模块，用于基于所述低渗透底水气藏的见水时间计算模型，根据低渗透底水气藏的实际生产数据，预测低渗透底水气藏的见水时间。在本专利技术实施例中，综合考虑了气相非达西效应与地层表皮效应的影响，基于射孔层段下部的气相平面径向流产能模型和半球形向心流产能模型，从而建立了更为切合低渗透底水气藏压裂井水锥动态的见水时间计算模型，可以准确预测低渗透底水气藏的见水时间，对提高低渗透气藏的开发效益与合理配产具有指导意义和实用价值。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种低渗透底水气藏的见水时间预测方法流程图；图2是本专利技术实施例提供的一种低渗透底水气藏压裂井水锥示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种气藏打开程度对见水时间的影响示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种裂缝半长、气相非达西效应和地层表皮效应对见水时间的影响示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种低渗透底水气藏的见水时间预测装置结构图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术实施例中，提供了一种低渗透底水气藏的见水时间预测方法，如图1所示，该方法包括：步骤101：根据气相非达西效应影响因素和地层表皮效应影响因素，基于射孔层段下部的气相平面径向流产能模型和半球形向心流产能模型，建立低渗透底水气藏的见水时间计算模型；步骤102：获取低渗透底水气藏的实际生产数据；步骤103：基于所述低渗透底水气藏的见水时间计算模型，根据低渗透底水气藏的实际生产数据，预测低渗透底水气藏的见水时间。具体实施时，步骤101是按照如下方式建立建立低渗透底水气藏的见水时间计算模型：首先构造如图2所示的低渗透底水气藏压裂井水锥，如图2所示：压裂井打开部分低渗透气藏，射孔层段为气相的平面径向流，射孔层段下部为气相的半球形向心流与平面径向流的结合；低渗透气藏的排泄半径为re，储气层厚度为h，射孔层段长度为hp，未射开层段厚度为hb，裂缝半长为a；气井投产后，地层水向井底锥进，沿气井轴线方向(水锥顶点A)侵入井底时间最短，此时间即为低渗透底水气藏压裂井的见水时间。在满足低渗透底水气藏压裂井气液流动规律的情况下，作如下假设：1)储层等厚且均质；2)气水两相渗流过程中，以活塞形式驱替；3)忽略毛管力与重力的影响，粘性力控制气水两相在地层中的流动；4)流体微可压缩，气相、液相的密度和黏度均为常数；5)气相在地层中流动满足非达西定律；6)原始气水界面近似可看作一水平面。(1)依据气相满足非达西定律和水相满足达西定律，建立气水两相渗流模型。具体的，依据两相渗流规律，气相满足非达西定律，水相满足达西定律，则气水两相渗流模型分别为：式中：Pg、Pw分别为气相和水相的压力，MPa；μg、μw分别为气相和水相的粘度，mPa·s；Vg、Vw分别为气相和水相的渗流速度，m/d；Kg、Kw分别为气相和水相的有效渗透率，mD；r为径向半径，m；β为非达西流动系数，m-1；ρg为气相的密度，g/cm3。数学模型建立是为了计算水锥顶点A到达井底的时间，根据气液两相渗流特点可知，在该点处气相的压力梯度和水相的压力梯度相同，故有：(2)根据气水两相渗流模型，确定液相和气相渗流速度关系式；具体的，将式(1)、式(2)分别代入式(3)，可得到液相和气相渗流速度的关系式：式中：Mgw为气水流度比，Mgw＝(Kg/μg)/(Kw/μw)。(3)根据原始气水界面上的水锥顶点的移动距离与到达井底的时间关系、液相和气相渗流速度关系式，确定水锥顶点到达井底的时间关系式；具体的，考虑孔隙度、原始含水饱和度及残余气饱和度的影响，则水锥顶点A的移动距离与时间的关系为：式中：φ为孔隙度，无量纲；t为时间，d；Swi为原始含水饱和度，无量纲；Sgr为残余气饱和度，无量纲。若压裂气井生产前原始气水界面与井底的垂直距离为hb，当t＝tbt时，则气井开始见水，对式(5)进行积分，可得：式中，tbt为低渗透底水气藏压裂井的见水时间，d；hb为气藏射孔层段下部的厚度，m。将式(4)代入式(6)，可得：(4)根据气相非达西效应影响因素和地层表皮效应影响因素，基于射孔层段下部的气相平面径向流产能模型和半球形向心流产能模型，结合水锥顶点到达井底的时间关系式，建立低渗透底水气藏的见水时间计算模型。具体的，低渗透气藏压裂井射孔层段的气相是以平面径向流的形式向井底流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低渗透底水气藏的见水时间预测方法，其特征在于，包括：根据气相非达西效应影响因素和地层表皮效应影响因素，基于射孔层段下部的气相平面径向流产能模型和半球形向心流产能模型，建立低渗透底水气藏的见水时间计算模型；获取低渗透底水气藏的实际生产数据；基于所述低渗透底水气藏的见水时间计算模型，根据低渗透底水气藏的实际生产数据，预测低渗透底水气藏的见水时间。

【技术特征摘要】
1.一种低渗透底水气藏的见水时间预测方法，其特征在于，包括：根据气相非达西效应影响因素和地层表皮效应影响因素，基于射孔层段下部的气相平面径向流产能模型和半球形向心流产能模型，建立低渗透底水气藏的见水时间计算模型；获取低渗透底水气藏的实际生产数据；基于所述低渗透底水气藏的见水时间计算模型，根据低渗透底水气藏的实际生产数据，预测低渗透底水气藏的见水时间。2.如权利要求1所述的低渗透底水气藏的见水时间预测方法，其特征在于，根据气相非达西效应影响因素和地层表皮效应影响因素，基于射孔层段下部的气相平面径向流产能模型和半球形向心流产能模型，建立低渗透底水气藏的见水时间计算模型，包括：依据气相满足非达西定律和水相满足达西定律，建立气水两相渗流模型；根据气水两相渗流模型，确定液相和气相渗流速度关系式；根据原始气水界面上的水锥顶点的移动距离与到达井底的时间关系、液相和气相渗流速度关系式，确定水锥顶点到达井底的时间关系式；根据气相非达西效应影响因素和地层表皮效应影响因素，基于射孔层段下部的气相平面径向流产能模型和半球形向心流产能模型，结合水锥顶点到达井底的时间关系式，建立低渗透底水气藏的见水时间计算模型。3.如权利要求2所述的低渗透底水气藏的见水时间预测方法，其特征在于，所述气水两相渗流模型按照如下公式建立：其中，Pg、Pw分别为气相和水相的压力，MPa；μg、μw分别为气相和水相的粘度，mPa·s；Vg、Vw分别为气相和水相的渗流速度，m/d；Kg、Kw分别为气相和水相的有效渗透率，mD；r为径向半径，m；β为非达西流动系数，m-1；ρg为气相的密度，g/cm3。4.如权利要求3所述的低渗透底水气藏的见水时间预测方法，其特征在于，所述液相和气相渗流速度关系式按照如下公式确定：其中，Mgw为气水流度比，Mgw＝(Kg/μg)/(Kw/μw)。5.如权利要求4所述的低渗透底水气藏的见水时间预测方法，其特征在于，所述水锥顶点到达井底的时间关系式按照如下公式确定：其中，tbt为低渗透底水气藏压裂井的见水时间，d；φ为孔隙度，无量纲；Swi为原始含水饱和度，无量纲；Sgr为残余气饱和度，无量纲，hb为气藏射孔层段下部的厚度，m。6.如权利要求5所述的低渗透底水气藏的见水时间预测方法，其特征在于，考虑气相非达西效应和地层表皮效应的射孔层段下部的气相平面径向流产能模型和半球形向心流产能模型按照如下公式确定：其中，D2与D3为惯性系数，(m3·d-1)-1；Ks为有效渗透率，mD；Kv为垂直方向上的渗透率，mD；Kh为水平方向上的渗透率，mD；Q21为射孔层段下部第一部分产气量，m3/d；Q22为射孔层段下部第二部分产气量，m3/d；rw为井筒半径。7.如权利要求6所述的低渗透底水气藏的见水时间预测方法，其特征在于，所述低渗透底水气藏的见水时间计算模型按照如下公式确定：其中，Q2为气藏射孔层段下部的产气量，m3/d，Q21＝Q22＝Q2；Bg为气相的体积分数；A、B为动态系数。8.一种低渗透底水气藏的见水时间预测装置，其特征在于，包括：见水时间计算模型建立...

【专利技术属性】
技术研发人员：明瑞卿，贺会群，胡强法，熊革，辛永安，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油集团工程技术研究院有限公司，中石油江汉机械研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11