天然气井产能方程研究

【摘要】：本文从分析天然气不稳定渗流数学模型入手。利用拟压力函数和拟时间函数将非线性的天然气渗流方程化简为线性的方程,然后利用“拟稳态”阶段的特点,将不稳态渗流方程化简为稳态方程,再求解稳态方程得到天然气井的产能方程,最后对产能方程进行分析计算,并且分析对比了另外三种改善的气井产能方程。根据拟函数的定义,本文给出了常规储层、压敏储层拟压力函数和普通拟时间、物质平衡拟时间函数的计算方法和计算结果。在直角坐标图中展示了拟压力函数曲线、压敏拟压力函数曲线、采出程度与物性参数(μgcg)关系曲线、采出程度与拟时间函数关系曲线。针对圆形均质气藏偏心气井的不稳定渗流模型,利用Laplace变换和Bessel函数加法定理求解,然后通过渐近分析得到了晚期拟稳态产能方程,计算分析了偏心距对气井产能的影响。计算结果表明:偏心距的存在使得边界影响提前,平面径向流动持续时间相对变短,无量纲压力导数后期产生上翘,这种上翘类似于单一直线断层的影响,但本质上是不同的,在压力导数曲线上不能产生半径向流直线段;对于给定的储层,大偏心距的井产量递减相对较快,在弹性开采条件下,拟稳态生产阶段的中后期偏心距大的井弹性产量其实是小的,只是在末期相对大些。针对矩形均质压敏气藏不稳定渗流模型,利用点源函数结合Newman乘积方法给出了其解析解式,通过重新定义压敏拟压力函数和压敏拟时间因子,应用渐近分析给出了晚期拟稳态产能方程。计算结果表明:随着渗透率敏感性的增加,定流量生产过程中井壁压力下降增大,定流压生产则井产量下降幅度增加,表明渗透率的下降引起地层渗流阻力相对增大。本文的研究结果可用于产能分析和预测,为天然气井的生产方案设计提供基础数据。 【关键词】：拟函数 拟稳态 气藏不稳定渗流 气井产能方程
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE328
【目录】：

• 中文摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 引言9-15
• 1.1 天然气产能方程的发展情况9-11
• 1.2 天然气非线性渗流方程解法的演化11-13
• 1.3 研究内容与技术路线13-14
• 1.4 特色研究结果14-15
• 第2章 天然气PVT方法15-22
• 2.1 Sutton方法计算天然气拟临界参数15-17
• 2.2 DAK方法计算天然气偏差因子17-19
• 2.3 Lucas方法计算天然气粘度19-20
• 2.4 HY方法计算天然气压缩系数20-21
• 2.5 小结21-22
• 第3章 天然气渗流之拟函数计算方法22-32
• 3.1 天然气微分物质平衡方程22-24
• 3.2 常规储层拟压力函数及其计算方法24-26
• 3.3 压敏储层拟压力函数及其计算方法26-27
• 3.4 拟时间及其计算方法27-30
• 3.5 物质平衡拟时间函数30-31
• 3.6 小结31-32
• 第4章 天然气井拟稳态产能方程32-46
• 4.1 Darcy流动和Non-Darcy流动32-34
• 4.2 圆形均质气藏拟稳态产能方程34-40
• 4.3 矩形均质压敏气藏拟稳态产能方程40-45
• 4.4 小结45-46
• 第5章 气井常规产能方程及其改善46-59
• 5.1 基本的产能方程46
• 5.2 “p2”形式产能方程46-50
• 5.3 “(p/z)~2”形式产能方程50-54
• 5.4 新型-半解析产能方程及绘图函数54-58
• 5.5 小结58-59
• 第6章 结论与建议59-60
• 6.1 结论59
• 6.2 建议59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-64
• 附录64

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