一种诊断边水早期水侵的试井分析方法技术

本发明专利技术公开了一种诊断边水早期水侵的试井分析方法，包括以下步骤：采用扇区化方式将气井流动区域进行区域划分并建立多区渗流数学模型；将所述多区渗流数学模型的参数并进行无因次化；对所述多区渗流数学模型作Laplace变换；通过多区耦合建立单井试井解释模型，计算获得边水舌进水侵条件下的理论解释图版；绘制压降典型曲线和双对数压力诊断诊断曲线；对比分析上述几种曲线诊断是否存在早期水侵。本发明专利技术的方法在气井见水之前，通过试井手段判断水侵的存在、估计水侵前缘的距离和水侵的区域范围，本发明专利技术的双对数压力诊断诊断曲线能够反映气井外围地层流动能力的变化，水区的流度远低于气区，通过多次试井对比分析就能够实现早期水侵诊断。

【技术实现步骤摘要】
一种诊断边水早期水侵的试井分析方法
本专利技术涉及边水气藏开发
，特别涉及一种诊断边水早期水侵的试井分析方法。
技术介绍
气藏中直接与气层连通的地下水叫做气层水，如果气层厚度不大或构造较陡时气充满圈闭的高部位，而且水环绕在气藏的周缘，这种水称为边水，该气藏则形成了边水气藏。在边水气藏的开发过程中，边水侵入会造成气井出水，不仅增加气藏的开发、开采难度，而且还会造成气井产能损失，降低气藏采收率，影响气藏开发效益。因此，需要对边水气藏的水侵动态进行判断和诊断，通过试井手段判断水侵的存在、估计水侵前缘距离和水侵范围，为边水气藏制定科学、合理的开发方案提供理论支持，提高气藏开发效益。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种诊断边水早期水侵的试井分析方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种诊断边水早期水侵的试井分析方法，包括以下几个步骤：S1、采用扇区化方式将气井流动区域划分为气藏流动扇区和水侵影响扇区，所述水侵影响扇区包括边水舌进扇区和近井气藏区，以水侵前缘处的压力与气藏流动扇区压力相同、压力梯度相同为耦合条件，在气藏流动扇区和水侵影响扇区在井点的压力相同、流量之和等于井的总流量的条件下，建立多区渗流数学模型，所述多区渗流数学模型包括单扇区流动模型和复合扇区流动模型；S2、将所述多区渗流数学模型的参数并进行无因次化后，定义所述气井流动区域的物性：区域导压系数比η、区域流度比γ、边水舌进扇区系数β、无因次半径、无因次井筒半径、无因次水侵前缘半径、无因次时间和无因次压力；S3、对所述单扇区流动模型作Laplace变换，获得气藏流动扇区的Laplace空间无因次压力解；对所述复合扇区流动模型作Laplace变换，再根据界面流量、界面压力、内边界定流量产出和外边界无限大的条件整理得到所述近井气藏区1在井筒处的定产压降Laplace空间无因次压力解；S4、通过多区耦合建立单井试井解释模型，计算获得边水舌进水侵条件下的理论解释图版，将近井气藏区、气藏流动扇区的定产压力解释转换为定压流量解，通过两区产出流量求和获得完整单井模型的定压流量，将Laplace空间井筒压力进行数值反演获得实空间的井底压力；S5、根据步骤S2-S4中的边水舌进扇区系数β绘制压降典型曲线；假设气区和水区的渗透率k相同，确定气藏流动扇区与边水舌进扇区的扩散系数比η、流度比λ，绘制出第一试井典型曲线，当边水舌进扇区系数β增加与舌进半径R减小同时发生时绘制出第二试井典型曲线；S6、对比分析所述压降典型曲线和双对数压力诊断诊断曲线诊断是否存在早期水侵，所述双对数压力诊断诊断曲线包括第一试井典型曲线和第二试井典型曲线，具体分析过程如下：分析压降典型曲线：压力导数线上翘，表明压降波及到水侵区域，水侵区域存在导致双对数压力诊断诊断曲线中、后期出现压力导数驼峰，扇区系数β增加对应边水舌进扇区的范围扩大，水侵影响阶段的压降则显著增加；分析第一试井典型曲线：舌进半径R越大，水侵驼峰出现越晚，扇区系数β越大，水侵区域越大，水侵驼峰越高；分析第二试井典型曲线：水侵驼峰前移和驼峰高度增加，表明水侵区域越大。进一步地，所述气井流动区域的各物性的表达式为：区域导压系数比η区域流度比γ无因次半径rD＝r/L无因次井筒半径RwD＝Rw/L无因次水侵前缘半径RD＝R/L无因次时间无因次压力边水舌进扇区系数β其中，k为渗透率、μ为粘度、φ为孔隙度、Ct为综合压缩系数、L为参考长度、为舌进半径R、ref为参考物性、α为边水舌进扇区的夹角。进一步地，所述单扇区流动模型用以下方程式表示：气藏流动扇区的控制方程内边界定流量产出外边界无限初始条件结合初始条件对(1)～(3)式作Laplace变换，获得气藏流动扇区3的Laplace压力解为：其中，K0()为第二类变形贝塞尔函数，z为Laplace变量，进一步地，所述复合扇区流动模型用以下方程式表示：初始条件初始条件界面流量相等界面压力相等外边界无限大内边界定流量产出结合初始条件对(6)～(13)式作Laplace变换，得(6)和(7)式的通解分别为：其中，A1、B1、A2、B2为常数，I0()为第一类变形贝塞尔函数，K0()为第二类变形贝塞尔函数，z为Laplace变量，进一步地，所述获得近井气藏区在井筒处的定产压降Laplace空间无因次压力解的求解方程组为：求解方程组，解得系数A1、B1、B2后，获得近井气藏区在井筒RwD处的定产压降Laplace空间无因次压力为：进一步地，所述步骤S4还包括以下步骤：将完整单井模型的定压流量反转为完整单井模型的定产压力解，再进一步迭加含井储和表皮效应，获得的井筒压力。本专利技术的有益效果是：1)本专利技术采用扇区化方式建立气区以及水侵复合区的径向渗流数学模型，能正确解释评价水侵区域参数，利用模型解释出水侵的前缘位置及水侵区域范围的大小，为后续边水气藏制定科学、合理的开发方案提供了理论判据，提高气藏开发效益。2)本专利技术的方法在气井见水之前，通过试井手段判断水侵的存在、估计水侵前缘的距离和水侵的区域范围，本专利技术的双对数压力诊断诊断曲线能够反映气井外围地层流动能力的变化，水区的流度远低于气区，通过多次试井对比分析就能够实现早期水侵诊断。3)通过本专利技术的诊断边水早期水侵的试井分析方法，前后两次测试的解释参数，前后测试的早期动态参数、中期的渗透率和表皮系数解释值基本相同，准确度高。附图说明图1为本专利技术的诊断边水早期水侵的试井分析方法的流程框图；图2为本专利技术的气井流动区扇区划分示意图；图3为本专利技术的压降典型曲线图；图4-5为本专利技术的第一试井典型曲线图；图6为本专利技术的第二试井典型曲线图；图7为本专利技术的第1次压恢测试的双对数压力诊断曲线图；图8为本专利技术的第2次压恢测试的双对数压力诊断曲线图；图9为本专利技术应用分析实例的m18井的累产动态图；图10为本专利技术应用分析实例的m18井第一次双对数压力拟合曲线图；图11为本专利技术应用分析实例的m18第二次井双对数压力拟合曲线图；图中，1-近井气藏区，2-水侵区，3-气藏流动扇区。具体实施方式下面将结合实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的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。参阅图1-11，本专利技术提供一种技术方案：早期水侵的试井分析方法目标是在气井见水之前，通过试井手段判断水侵的存在、估计水侵前缘距离和水侵范围。试井曲线能够反映气井外围地层流动能力的变化，水区的流度远低于气区，通过多次试井的对比分析实现早期水侵诊断，但是常规的径向复合试井解释模型不适应边水水侵情况，不能正确解释评价水侵区域参数。本专利技术提出了一种描述水侵舌进的多区复合试井解释新模型，采用扇区化方式建立气区以及水侵复合区的径向渗流数学模型，考虑气水区域的流度、导压系数差异，通过多区耦合形成单井试井解释模型，计算获得边水舌进水侵条件下的理论解释图版，水侵区的存在导致双对数压力诊断诊断曲线中后期出现压力导数驼峰，利用新模型可解释出水侵的前缘位置及水侵区域范围的大小。首先，如图2所示，假设条件设置如下：将气井流动区域划分为气藏流动扇区3和水侵影响扇区，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种诊断边水早期水侵的试井分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采用扇区化方式将气井流动区域划分为气藏流动扇区(3)和水侵影响扇区，所述水侵影响扇区包括边水舌进扇区(2)和近井气藏区(1)，以水侵前缘处的压力与气藏流动扇区(3)压力相同、压力梯度相同为耦合条件，在气藏流动扇区(3)和水侵影响扇区在井点的压力相同、流量之和等于井的总流量的条件下，建立多区渗流数学模型，所述多区渗流数学模型包括单扇区流动模型和复合扇区流动模型；S2、将所述多区渗流数学模型的参数并进行无因次化后，定义所述气井流动区域的物性：区域导压系数比η、区域流度比γ、边水舌进扇区系数β、无因次半径、无因次井筒半径、无因次水侵前缘半径、无因次时间和无因次压力；S3、对所述单扇区流动模型作Laplace变换，获得气藏流动扇区(3)的Laplace空间无因次压力解；对所述复合扇区流动模型作Laplace变换，再根据界面流量、界面压力、内边界定流量产出和外边界无限大的条件整理得到所述近井气藏区(1)在井筒处的定产压降Laplace空间无因次压力解；S4、通过多区耦合建立单井试井解释模型，计算获得边水舌进水侵条件下的理论解释图版，将近井气藏区(1)、气藏流动扇区(3)的定产压力解释转换为定压流量解，通过两区产出流量求和获得完整单井模型的定压流量，将Laplace空间井筒压力进行数值反演获得实空间的井底压力；S5、根据步骤S2‑S4中的边水舌进扇区系数β绘制压降典型曲线；假设气区和水区的渗透率k相同，确定气藏流动扇区(3)与边水舌进扇区(2)的扩散系数比η、流度比λ，绘制出第一试井典型曲线，当边水舌进扇区系数β增加与舌进半径R减小同时发生时绘制出第二试井典型曲线；S6、对比分析所述压降典型曲线和双对数压力诊断诊断曲线诊断是否存在早期水侵，所述双对数压力诊断诊断曲线包括第一试井典型曲线和第二试井典型曲线，具体分析过程如下：分析压降典型曲线：压力导数线上翘，表明压降波及到水侵区域，水侵区域存在导致双对数压力诊断诊断曲线中、后期出现压力导数驼峰，扇区系数β增加对应边水舌进扇区(2)的范围扩大，水侵影响阶段的压降则显著增加；分析第一试井典型曲线：舌进半径R越大，水侵驼峰出现越晚，扇区系数β越大，水侵区域越大，水侵驼峰越高；分析第二试井典型曲线：水侵驼峰前移和驼峰高度增加，表明水侵区域越大。...

【技术特征摘要】
1.一种诊断边水早期水侵的试井分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采用扇区化方式将气井流动区域划分为气藏流动扇区(3)和水侵影响扇区，所述水侵影响扇区包括边水舌进扇区(2)和近井气藏区(1)，以水侵前缘处的压力与气藏流动扇区(3)压力相同、压力梯度相同为耦合条件，在气藏流动扇区(3)和水侵影响扇区在井点的压力相同、流量之和等于井的总流量的条件下，建立多区渗流数学模型，所述多区渗流数学模型包括单扇区流动模型和复合扇区流动模型；S2、将所述多区渗流数学模型的参数并进行无因次化后，定义所述气井流动区域的物性：区域导压系数比η、区域流度比γ、边水舌进扇区系数β、无因次半径、无因次井筒半径、无因次水侵前缘半径、无因次时间和无因次压力；S3、对所述单扇区流动模型作Laplace变换，获得气藏流动扇区(3)的Laplace空间无因次压力解；对所述复合扇区流动模型作Laplace变换，再根据界面流量、界面压力、内边界定流量产出和外边界无限大的条件整理得到所述近井气藏区(1)在井筒处的定产压降Laplace空间无因次压力解；S4、通过多区耦合建立单井试井解释模型，计算获得边水舌进水侵条件下的理论解释图版，将近井气藏区(1)、气藏流动扇区(3)的定产压力解释转换为定压流量解，通过两区产出流量求和获得完整单井模型的定压流量，将Laplace空间井筒压力进行数值反演获得实空间的井底压力；S5、根据步骤S2-S4中的边水舌进扇区系数β绘制压降典型曲线；假设气区和水区的渗透率k相同，确定气藏流动扇区(3)与边水舌进扇区(2)的扩散系数比η、流度比λ，绘制出第一试井典型曲线，当边水舌进扇区系数β增加与舌进半径R减小同时发生时绘制出第二试井典型曲线；S6、对比分析所述压降典型曲线和双对数压力诊断诊断曲线诊断是否存在早期水侵，所述双对数压力诊断诊断曲线包括第一试井典型曲线和第二试井典型曲线，具体分析过程如下：分析压降典型曲线：压力导数线上翘，表明压降波及到水侵区域，水侵区域存在导致双对数压力诊断诊断曲线中、后期出现压力导数驼峰，扇区系数β增加对应边水舌进扇区(2)的范...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，方全堂，余燕，欧家强，阮基富，唐仕谷，袁权，胡燕，陈理捷，
申请(专利权)人：西南石油大学，中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司川中油气矿，
类型：发明
国别省市：四川,51