天然气气藏工程动态分析方法
第四章气藏动态分析-1详解
CQUST 概述
气井动态分析是气藏动态分析基础，主要内容： 1.收集每一口井的全部地质和技术资料，编制气井井史并绘制采气曲线； 2.已经取得的地震、测井、岩心、试油及物性等资料是气藏动态分析的重要依据， 这些资料需在气井上取得综合认识的基础上完成； 3.分析气井油、气、水产量与地层压力、生产压差之间的关系，找出它们之间的内 在联系和规律，并推断气藏内部的变化； 4.通过气井生产动态状况和试井资料推断井周围储层地质情况，并综合静态资料分 析整个气藏地质情况，判断气藏边界和驱动类型； 5.分析气井产能和生产情况，建立气井生产方程式，评价气井和气藏生产能力；
6.提供气藏动态分析工作所需的各项资料，包括地层压力、地层温度及流体性质变 化等。
二、气藏驱动方式的类型
油、气藏的驱动方式反应了促使油、气由地层流向井底的主要地层能量形式。
CQUST 概述
地层能量主要有：
1）在重力场中液体的势能； 2）液体形变的势能； 3）地层岩石变形的势能； 4）自由气的势能； 5）溶解气的势能。 1.气压驱动 特点：在气藏开发过程中，没有边、底水，或边、底水不运动，或水的运动速度 大大跟不上气体运动速度，此时，驱气的主要动力是气体本身的压能，气藏的储气 孔隙体积保持不变，地层压力系数P/Z与累积采气量Gp呈线性关系。图（6－7） 2.弹性水驱 特点：由于含水层的岩石和流体的弹性能量较大，边水或底水的影响就大，气 藏的储气孔隙体积要缩小，地层压力下降要比气驱缓慢。这种驱动方式称弹性水驱， 供水区面积愈大，压力较高的气藏出现弹性水驱的可能性就愈大。 3.刚性水驱 特点：侵入气藏的边、底水能量完全补偿了从气藏中采出的气产量，此时气藏压 力能保持在原始水平上，这种驱动方式称刚性水驱。
CQUST
采
低渗透气藏单井动态储量计算方法分析
37一、前言徐深气田低渗透储层主要发育于登娄库组、营城组和沙河子组，埋藏深度从3000m到5000m左右，储层致密（统计密度大于2.52g/cm3占70%、渗透率小于0.1md 占65%、孔隙度均小于10%），埋藏越深储层物性越差。
为求取储层物性参数，编制开发方案，上交储量通常进行短期试采（开井30-90天），为准确求得地层参数往往还进行长期试采（180天以上），据统计单井压后长期试采（180天以上）处于不稳定流状态，很难达到拟稳定流动状态或边界控制流动状态，不但浪费了大量的天然气资源，还难以达到试采目的，确定储量。
因此，探索低渗透气井储量计算可靠方法，具有重要经济意义。
表1 试采井统计分析数据表二、常规气井储量计算方法分析气藏动态储量的计算方法主要有4大类[1]：一是物质平衡法（压降法、流动物质平衡法），二是通过试井方法预测（弹性二相法、油藏影响函数法、气藏探边测试法、试凑法、压力恢复试井法），三是经验法（经验公式法、产量累计法、衰歇曲线法、水驱曲线法），四是典型曲线特征法（Blasingame典型曲线分析法、A-G典型曲线分析法、NPI典型曲线分析法、不稳定典型分析法）。
在开发早期计算动态储量的常用压降储量分析法，但此法需有足够的试采资料，即三次以上的关井压力恢复数据，此外，借助一次压力恢复试井资料，也可求得影响半径和控制储量；在开发后期，气井进入递减期，可以釆用递减法和其它数学法进行动态储量计算；但每一种算法都有一定的局限性，有的不适应于气藏开发初期，有的要求开井前压力稳定或者关井前已生产了很长时间，压力已趋于稳定，有的算法要求有很高的压力计量精度和苟刻的测试条件；试井方法计算储量也是受多解性的影响比较严重，经验法计算的储量往往误差比较大。
其中应用较广泛的是物质平衡法(压降法)、弹性第二相法、典型曲线法。
三、储量计算改进方法针对低渗透气井物质平衡法计算储量关井压力难以获得的问题，以及典型曲线法边界控制流动很难出现的问题，分别制定了两种不同的方法，下面以XS9-1井为例进行说明计算储量思路。
天然气工程-气藏物质平衡、储量计算及采收率
原始油 气界面
原始油水界面
凝析气顶油藏综合驱动流体分布示意图
西南石油大学石油工程学院 18
第一节
气藏物质平衡方法
根据物质平衡关系，采出的油量和气顶体积量之和应等于增加的 水量:
N i Boi N i Bot N P Bot mNi Boi mNi Boi Bgt Bgi N i Roi Bgt N P RP Bgt N i Rs Bgt
Z 2i ， B2 gi ——原始条件下的两相偏差系数及对应的体积系数。
由变形后的式子可以看出， 和 G pt 为一条直线，利用此直线同样 Z2 可以得到 Gt 。
西南石油大学石油工程学院 12
p
第一节
三、凝析气藏物质平衡
2.带有水蒸汽的凝析气藏
气藏物质平衡方法
考虑到凝析气藏一般埋藏深度大，有介质形变和水的压缩性问题，带 有水蒸汽的凝析气藏开采过程的物质平衡关系见下图：
西南石油大学石油工程学院
20
第一节
气藏物质平衡方法
四、异常高压气藏物质平衡
异常高压一般指压力梯度大，须考虑水的压缩性和岩石的形变。在此 以干气为例来说明异常高压气藏的物质平衡方程式。
GBgi (G GP ) Bg VW V f
原始储气 空间 剩余烃类 体积 束缚水膨胀 体积 岩石骨架膨 胀体积
西南石油大学石油工程学院 19
第一节
气藏物质平衡方法
因为采出的油量中包括从油环中采出的油和压力下降后反凝析出的 凝析油。所以，采出的油量须加以修正。
qo
式中：
(q free / qc R) (q free / qc Rc )
qt
李士伦1-提高气田开发水平,加强气藏开发动态监测和分析
1.俄罗斯三个巨型气田开发动态监测、分析经验 俄罗斯三个巨型气田开发动态监测、 俄罗斯三个巨型气田开发动态监测
1.1.2.2 梅德维日气田 由内金和梅德维日两个高点构成的气田，含气面 积1993.3km2，探明地质储量1.68~1.94×1012 m3。基本 储量集中在西诺曼阶，层状-块状气藏，衬托底水，丛 式井组开采，1971年投入开发，1994年开发井基本完 钻，总井数341口，其中气井383口，由79个丛式井组 开采。 平 均 单 井 初 期 产 量 100×104m3/d ， 生 产 压 差 0.147～0.245MPa。
1.俄罗斯三个巨型气田开发动态监测、分析经验 俄罗斯三个巨型气田开发动态监测、 俄罗斯三个巨型气田开发动态监测
1.1.2.1 亚姆布尔气田
1986年投入开发，开采6年后年产量达到1850×108m3， 有13年稳产期，单井平均日产量1×104m3/d，丛式井组开 采，一个井组钻4～8口定向井。 1996年总井数782口，采气井676口，106个丛式井组。 1997年采出程度33%OOIP，平均产气层段占54%储层厚度。 水侵量占5%含气孔隙体积，水上升1~35m。 从2006-2025年，预测水淹井85口，水淹区占44%气藏孔 隙体积。
规模
投产的生产井、 投产的生产井、站、 管道 生产井、 生产井、观察井 所有井 生产井 不少于50％ 不少于 ％生产井 所有井 边部、 边部、水层的测压井 生产井 生产井 需大修井 观测井 15～25％生产井 ～ ％
1.俄罗斯三个巨型气田开发动态监测、分析经验 俄罗斯三个巨型气田开发动态监测、 俄罗斯三个巨型气田开发动态监测
1.1.1.2 开发简况 开发中存在的主要问题是： 1.均衡开采问题，大区之间形成了较大的地层压 降漏斗，如塔普-亚欣地区长期未采气，地层压力高， 产生气体越流，压力下降了2.7~4.7MPa。 2. 气井出水出砂问题。 3.固井质量是个大问题。
气藏生产动态分析GPA1.0-GEG2011
规规矩矩做人
认认真真做事
TM
三、软件主要功能
1、气藏类型划分
设定气藏类型的划分标准，根据气藏的具体指标值，系统就会 自动判断气藏的所属类型。
规规矩矩做人
认认真真做事
TM
三、软件主要功能
2、温压梯度分析
地层梯度分析
井筒梯度分析
气藏温压系统分析
确定气井内的温压 梯度 分析井筒的积液及 其变化情况 压力系统分析，判 断井间的连通性
TM
气藏生产动态分析系统
（Gas Production Analysis）
GPA TM V1.0
北京金鹰竣业科技有限公司
规规矩矩做人 认认真真做事
TM
引
言
面对日趋复杂的开发对象，只有充分利用丰富的 气井测试与开发生产动态信息资料，通过系统、准确的 动态描述，才能更准确地深化气藏地质认识，把握气藏 开发规律，进而实现气田生产动态的可靠预测，以及气 田开发技术对策的制定与调整。
规规矩矩做人
认认真真做事
TM
三、软件主要功能
3、产能分析
气井产能分析 气藏产能分析 分类产能方程
根据产能试井数据， 计算气井和区块的产 能，建立相应的产能 方程，绘制IPR曲线 分类汇总、统计分析
规规矩矩做人
认认真真做事
TM
三、软件主要功能
4、物质平衡分析(MBA)
定容气藏
AG、NPI 流动物质平衡分析
Arps分析
自定义模型分析
估算动态储量 泄气面积 储层渗透率 S或Xf 井控程度 动态预测 加密潜力
Fetkovich分析 Blasingame分析 流动物质平衡分析 （FMB）
天然气开采技术
第一章绪论1、 天然气：是指在不同地质条件下生成、运移并以一定压力储集在地下构造中的气体。
2、 我国天燃气工程技术特点：1） 地层和储层特性的特殊性：埋藏深（3000-6000m ）开发开采难度大；中低渗气藏居多，自然产能低：储集量不富集，中小型气田居多，开发分散性、复杂性2） 气藏产水危害的严重性 3） 流体性质的高腐蚀性 4） 天然气的可爆性和高压危险性第二章天然气物理化学性质1、天然气组成：烃类气体：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷及以上气体 非烃类气体：氮气、氢气、硫化氢、二氧化碳、水等 惰性气体：氦气、氩气等 3、天然气组成的表示方法：已知天然气由k 种组分组成，组分i 的摩尔数为n i 体积为V i 质量为m i1）摩尔分数法： y 2）体积分数法：y imi3）质量分数法：W i k iV' m ii=1i=1i=14、天然气按烃类气体分类：1） 按戊烷及以上组分分：干气：1m 3井口流出物中戊烷及以上液态烃含量低于13.5cm 3的天然气。
湿气：1m 3井口流出物中戊烷及以上液态烃含量咼于13.5cm 3的天然气。
2） 按丙烷及以上组分分：贫气：1m 3井口流出物中丙烷及以上烃类含量低于100cm 3的天然气。
富气：1m 3井口流出物中丙烷及以上烃类含量咼于100cm 3的天然气。
5、天然气的相对分子量、密度、相对密度、比容：2）图版法：H 2S 、CO 2校正；凝析气校正 3）计算法n相对分子量：M =1 y i M ii=1,「宀、 7 P g M相对密度：=—gP28.966、天然气的偏差系数 Z ：指相同温度、影响因素：组成、温度、压力 确定方法：1）实验法 密度：EgPM RT1比容： '、二一P g压力下，真实气体体积与同质量理想气体体积之比。
nn拟临界压力： P pc 八Pci y ii=1拟临界温度： T pc = 7 Tci yi=1拟对比压力：PPprP“拟对比温度：T T prpcpc& 天然气等温压缩系数 C g ： C^_-f — 1V I £P n拟对比等温压缩系数： C pr =C g P pc9、天然气体积系数、膨胀系数:体积系数：天然气在地层条件下体积与在地面条件下体积之比。
油藏动态分析方法.
中原油田开发历程图 为了减缓油田递减， 2003 年下半年开展了为期三年的科技攻关会战。调整开发思路，实行“四个转
时间
变”、强化“三项工作”、调整“三个结构”，见到明显成效。新区产能建设规模逐步扩大，新动用储量
从698万吨上升到1422万吨，新建产能从8.3万吨提高到17.8万吨；老油田稳产基础得到加强，开发状况逐
(1996—2003)
精细调整阶段
(2003---目前)
800 700 600 500 400 300 200 100 0
当年动用储量(10 4 t)
8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007
陆相（河、湖沉积）砂、泥岩互层， 油藏非均质、多油层，油层及夹（隔）层 在纵向和横向的相态变化大是其特征。 纵向上不同油层的厚度、岩性、沉积 相，孔、渗、饱，吸入、产出状态等不同 。 横向上同一油层以上参数的平面展布变 化复杂。 纵向上不同夹（隔）层厚度、岩性、 沉积相等不同。横向上同一夹层由粉砂质 泥岩向泥岩、泥灰岩、灰岩转变，隔层多 为纯泥岩。 非均质、多油层砂岩油藏分层系注水 开发，出现的层间矛盾、平面矛盾、层内 矛盾也是贯彻开发始终的基本动态特征。 不同的开发井网、含水阶段，基本动态特 征也不同。
对于封闭未饱和高渗透连通性较好的油藏精度较高而对低渗饱和油藏精度较差压降法采出程度10适用于气田使用时须注意气藏是否为同一水动力学系统产量递减法开发中后期油气田及井均可使用估算可采储量统计法开发初中期预测地质储量及推算后备储量可采储量不稳定试井开发初期计算单井控制储量及小油气藏的储量储量分类与计算方法可采储量估算方法勘探评价阶段经验公式法类比法岩心分析法岩心模拟试验法分流量曲线法稳产阶段物质平衡法水驱特征曲线法数值模拟法递减阶段物质平衡法水驱特征曲线法产量递减法水淹区岩心分析数值模拟法储量分类与计算方法1选择合理的开发方式和布井方案既要合理利用天然能量又要满足并协调好采油速度和稳产时间的关系2确定合理采速及井的工作制度以充分发挥有效的驱动能量3控制油藏动态使之向高效驱动方式转化提高采收率评价油藏的主要驱动方式水压驱动气压驱动溶解气驱重力驱动目的油藏驱动能量分析计算驱动指数计算驱动指数分析判断驱动机理分析判断驱动机理生产气油比变化规律原理当多种驱动能量共同作用时每种驱动能量的作用程度可以根据实际的开发指标和油气水高压物性参数计算其大小和变化情况目的分析各驱动能量的利用率并通过人为干扰充分发挥有利的驱动能量提高开发效果和采收率判断依据油藏驱动能量分析11刚性水压驱动刚性水压驱动驱动面积油藏驱动能量分析地层压力常数常数qoqotrs常数井底压力常数11刚性水压驱动刚性水压驱动油藏驱动能量分析水体远远大于油藏22弹性水压驱动弹性水压驱动油藏驱动能量分析pipitqlqltqoqotrs常数井底压力常数22弹性水压驱动弹性水压驱动油藏驱动能量分析构造完整倾角陡渗透率高原油粘度低33刚性气压驱动刚性气压驱动油藏驱动能量分析pipitqlqlt井底压力常数rsrst33刚性气压驱动刚性气压驱动油藏驱动能量分析导致开发过程中油藏压力下降44弹性气压驱动弹性气压驱动油藏驱动能量分析pipitqlqlt井底压力常数rsrst44弹性气压驱动弹性气压驱动油藏驱动能量分析边底水少或无含油边缘基本不移动55溶解气驱动溶解气驱动油藏驱动能量分析pipitqlqlt井底压力常数rsrst55溶解气驱动溶解气驱动油藏驱动能量分析渗透性较好66重力驱重力驱油藏驱动能量分析pipitqlqlt井底压力常数ql常数rs常数66重力驱重力驱油藏驱动能量分析实例分析实例分析底水底水油藏油藏di0004020608开发时间a
气田开发方案—气藏工程
XX井长兴组上部实测压力及其导数曲线
实例¡ 利用试井解释储层参数、评价增产措施效果
XX飞三段酸压前实测压力及其导数曲线
10000
XX飞三段酸压后实测压力及其导数曲线
1E+5
1000
10000
100
1000 1E-3
0.01
0.1
1
10
1E-3 0.01 0.1 1 10 100
Log-Log plot: dm(p) and dm(p)' [MMPa2/cp] vs dt [hr]
Pwf PD 1 P R
2
qD
大牛地一点法公式： 长庆一点法公式： 陈元千一点法公式：
0 . 35 0 . 8793
0 . 25
q AOF
3 . 7143 q g 1 21 . 22 PD 1
q AOF
0 . 2745 q g 1 0 . 6244 PD 1
主要任务：
在早期气藏地质研究的基础上，应用开发实验资 料、测试和试气资料，开展气藏工程论证，评价和预 测气井产能，研究气藏技术经济界限和开发技术政 策，进行开发概念方案设计，预测可能达到的生产规 模，评价、优选推荐方案。
必备的主要基础资料：
（１）早期气藏描述成果； （２）探井、评价井的试气成果； （３）油气水常规分析及PVT资料； （４）DST测试、产能试井等测试资料。
（1）常规回压试井
气井放喷后 ，关井测 压结束即可开井试气。试 气测点不少于 4 个，按试井 设计规定的顺序测试。 每一个测试流量下 ， 生产到井口流压趋于稳定 后，精确测量 qSc 和 pwf 。一 个流量接一个流量重复上 述操作，将设计安排的几 个流量完成，即可关井或 转入正常生产。