本發(fā)明涉及天然氣開發(fā)，更具體地，涉及一種低滲氣藏單井動(dòng)用半徑確定方法。
背景技術(shù)：
1、隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人民生活水平的提高，為推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)改善生活環(huán)境，大力開發(fā)和利用天然氣這一清潔且熱值高的能源已經(jīng)成為我國資源勘探開發(fā)的重點(diǎn)。近年來常規(guī)天然氣資源量已無法滿足國內(nèi)市場(chǎng)需求，非常規(guī)天然氣逐漸成為勘探開發(fā)的重點(diǎn)，其中低滲氣藏作為目前開發(fā)規(guī)模最大的非常規(guī)天然氣之一，已成為我國天然氣增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要領(lǐng)域，因此如何合理開發(fā)此類氣藏顯得尤為重要。
2、在氣藏開發(fā)前期方案研究時(shí)，單井動(dòng)用半徑的大小會(huì)直接影響開發(fā)井井位設(shè)計(jì)，進(jìn)而影響氣藏前期投資和開發(fā)效果。低滲氣藏存在著物性差、動(dòng)用半徑小的特點(diǎn)，所以，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)低滲氣井的動(dòng)用半徑可以幫助確定合理的井網(wǎng)井距，以最小投資滿足低滲儲(chǔ)量的開發(fā)要求。目前低滲氣藏單井動(dòng)用半徑的確定方法主要分為經(jīng)驗(yàn)法、動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量等方法。經(jīng)驗(yàn)法主要根據(jù)相似物性氣藏的開發(fā)認(rèn)識(shí)，分析相似氣藏的井網(wǎng)井距以及開發(fā)過程中氣藏壓力變化情況，估算低滲氣藏單井動(dòng)用半徑，該方法不確定性較大，受人為因素影響大；動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量法又包含了物質(zhì)平衡法、產(chǎn)量遞減法、不穩(wěn)定試井等方法，動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量法主要依據(jù)已開發(fā)井的生產(chǎn)規(guī)律和氣井的流壓或靜壓變化情況對(duì)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量進(jìn)行分析，結(jié)合地質(zhì)認(rèn)識(shí)，圈定氣井動(dòng)用半徑，該方法比較適用于已生產(chǎn)的區(qū)塊進(jìn)行開發(fā)調(diào)整和探邊，對(duì)于未開發(fā)的新區(qū)指導(dǎo)性不強(qiáng)。
3、綜上所述，對(duì)于未開發(fā)的低滲氣藏單井動(dòng)用半徑的確定，以上兩種方法均有一定局限，無法根據(jù)本區(qū)低滲氣藏特點(diǎn)提出很好的單井動(dòng)用計(jì)算方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)中無法根據(jù)本區(qū)低滲氣藏特點(diǎn)確定單井動(dòng)用半徑的問題，提供一種低滲氣藏單井動(dòng)用半徑確定方法，用得到的真實(shí)啟動(dòng)壓力梯度代替行業(yè)內(nèi)常用的擬啟動(dòng)壓力梯度，結(jié)合邊界壓力梯度理論來確定低滲氣藏單井動(dòng)用半徑。
2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種低滲氣藏單井動(dòng)用半徑確定方法，包括如下步驟：
3、步驟一：獲取氣藏基本信息數(shù)據(jù)和氣井巖心數(shù)據(jù)；
4、步驟二：通過低滲氣井巖心啟動(dòng)壓力實(shí)驗(yàn)測(cè)試得到氣體流速和壓力梯度；
5、步驟三：以壓力梯度為橫軸、以氣體流速為縱軸，做壓力梯度與氣體流速的散點(diǎn)關(guān)系圖，對(duì)散點(diǎn)進(jìn)行冪函數(shù)擬合，再通過散點(diǎn)關(guān)系圖中最小流速對(duì)應(yīng)的點(diǎn)做該點(diǎn)的切線，使其與橫軸相交，其與橫軸的交點(diǎn)值定為巖樣的真實(shí)啟動(dòng)壓力梯度值；
6、步驟四：基于真實(shí)啟動(dòng)壓力梯度值建立低滲氣藏單井動(dòng)用半徑計(jì)算公式。
7、在上述的技術(shù)方案中，在步驟三中通過對(duì)低滲氣井巖心啟動(dòng)壓力實(shí)驗(yàn)測(cè)試得到氣體流速和壓力梯度的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，能夠得到巖樣的真實(shí)啟動(dòng)壓力梯度值，在步驟四中以真實(shí)啟動(dòng)壓力梯度值和步驟一中所得數(shù)據(jù)進(jìn)行低滲氣藏單井動(dòng)用半徑計(jì)算，可以相較于行業(yè)內(nèi)常用的擬啟動(dòng)壓力梯度進(jìn)行計(jì)算具有更好的準(zhǔn)確性。
8、優(yōu)選的，在步驟四中，基于邊緣壓力梯度須大于等于其啟動(dòng)壓力梯度，推導(dǎo)得到低滲氣藏單井動(dòng)用半徑計(jì)算公式具體如下：
9、
10、式中，ψe為地層原始擬壓力，單位為mpa2/cp；ψw為井底流動(dòng)擬壓力，單位為mpa2/cp；re為動(dòng)用半徑，單位為m；rw為井筒半徑，單位為m；pe為地層原始?jí)毫Γ瑔挝粸閙pa；μ為天然氣粘度，單位為mpa·s；z為天然氣偏差因子，無因次；λ為真實(shí)啟動(dòng)壓力梯度，單位為mpa/m。
11、推導(dǎo)過程為：
12、均質(zhì)圓形等厚地層中心一口完善井以定產(chǎn)量生產(chǎn)時(shí)，氣體穩(wěn)定滲流的微分方程可以表示
13、
14、該式是一個(gè)二階常微分方程，其通解為：
15、ψ＝c1+lnr+c2
16、代入內(nèi)邊界條件(井壁處)和外邊界條件：
17、
18、可得到c1、c2的具體值：
19、
20、進(jìn)而得到地層壓力(擬壓力)ψ的表達(dá)式為
21、
22、故地層任意一點(diǎn)的壓力梯度為
23、
24、代入供給邊緣處的壓力ψ＝ψe，半徑r＝re，就可以求得供給邊緣處的壓力梯度。實(shí)際氣藏的開發(fā)中，隨著井底流動(dòng)壓力的降低，其供給邊緣不斷擴(kuò)大，當(dāng)井底壓力降低到某一程度而不能滿足井口輸氣壓力時(shí)，即為最小的井底流壓，此時(shí)即可求得最大的供給半徑和相應(yīng)的邊緣壓力梯度。根據(jù)氣體的啟動(dòng)壓力計(jì)算規(guī)律，邊緣壓力梯度須大于等于其啟動(dòng)壓力梯度，即：
25、
26、優(yōu)選的，在步驟一中，通過對(duì)油氣田生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)井的方式獲得原始?xì)獠貤l件下壓力、原始?xì)獠貤l件下的溫度和原始?xì)獠貤l件下的地層上覆壓力的數(shù)據(jù)。
27、優(yōu)選的，在步驟一中，通過實(shí)驗(yàn)獲得探井巖心的孔隙度、滲透率、束縛水飽和度、氣藏地層水的水型、各離子濃度以及總礦化度的數(shù)據(jù)。
28、優(yōu)選的，在步驟二中，實(shí)驗(yàn)的溫度、壓力和上覆壓力與地層條件一致；束縛水的類型、飽和度和礦化度與地層水實(shí)際情況一致。
29、優(yōu)選的，在步驟二中，低滲氣井巖心啟動(dòng)壓力實(shí)驗(yàn)測(cè)試的步驟具體為：
30、s2.1：對(duì)低滲氣井生產(chǎn)層位的代表巖心進(jìn)行編號(hào)；
31、s2.2：選擇其中給一個(gè)編號(hào)的巖心進(jìn)行烘干；
32、s2.3：對(duì)巖心抽真空飽和，模擬地層水；
33、s2.4：將巖心放入突破壓力機(jī)儀的夾持器中；
34、s2.5：將溫度和壓力提升至預(yù)設(shè)的工作溫度和工作壓力；
35、s2.6：建立束縛水；
36、s2.7：啟動(dòng)突破壓力儀，按從大到小的壓差變化，恒壓氣驅(qū)測(cè)定不同壓差下的氣體流速及滲透率，期間記錄入口壓力、出口壓力、時(shí)間和產(chǎn)氣量；
37、s2.8:通過不同壓差下對(duì)應(yīng)時(shí)間和產(chǎn)氣量，計(jì)算對(duì)應(yīng)壓差下的氣體流速，再計(jì)算出不同壓差與巖樣的壓力梯度，并且均進(jìn)行記錄；
38、s2.9:降溫降壓，將夾持器中巖心拆卸下后更換另一個(gè)編號(hào)的巖心，重復(fù)步驟s2.2-s2.8，直至所有編號(hào)的巖心均完成實(shí)驗(yàn)。
39、優(yōu)選的，在步驟s2.7中，入口壓力、出口壓力采用高壓壓差傳感器進(jìn)行計(jì)量，所述高壓壓差傳感器的工作壓力為：0～69mpa，工作壓差為：0～1.5mpa，精度為：±0.0002mpa。
40、優(yōu)選的，在步驟s2.7中，采用自動(dòng)氣體計(jì)量儀進(jìn)行氣體計(jì)量，計(jì)量精度為±0.01ml，工作流速為：0～1500ml/min。
41、優(yōu)選的，突破壓力儀的額定工作壓力為：0～137mpa，額定工作溫度為：室溫～240℃。
42、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：通過對(duì)低滲氣井巖心啟動(dòng)壓力實(shí)驗(yàn)測(cè)試得到氣體流速和壓力梯度的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，能夠得到巖樣的真實(shí)啟動(dòng)壓力梯度值并用于低滲氣藏單井動(dòng)用半徑計(jì)算，可以相較于行業(yè)內(nèi)常用的擬啟動(dòng)壓力梯度進(jìn)行計(jì)算具有更好的準(zhǔn)確性。
1.一種低滲氣藏單井動(dòng)用半徑確定方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低滲氣藏單井動(dòng)用半徑確定方法，其特征在于，在步驟四中，基于邊緣壓力梯度須大于等于其啟動(dòng)壓力梯度，推導(dǎo)得到低滲氣藏單井動(dòng)用半徑計(jì)算公式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低滲氣藏單井動(dòng)用半徑確定方法，其特征在于，在步驟四中，低滲氣藏單井動(dòng)用半徑計(jì)算公式具體如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低滲氣藏單井動(dòng)用半徑確定方法，其特征在于，在步驟一中，通過對(duì)油氣田生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)井的方式獲得原始?xì)獠貤l件下壓力、原始?xì)獠貤l件下的溫度和原始?xì)獠貤l件下的地層上覆壓力的數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低滲氣藏單井動(dòng)用半徑確定方法，其特征在于，在步驟一中，通過實(shí)驗(yàn)獲得探井巖心的孔隙度、滲透率、束縛水飽和度、氣藏地層水的水型、各離子濃度以及總礦化度的數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低滲氣藏單井動(dòng)用半徑確定方法，其特征在于，在步驟二中，實(shí)驗(yàn)的溫度、壓力和上覆壓力與地層條件一致；束縛水的類型、飽和度和礦化度與地層水實(shí)際情況一致。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種低滲氣藏單井動(dòng)用半徑確定方法，其特征在于，在步驟二中，低滲氣井巖心啟動(dòng)壓力實(shí)驗(yàn)測(cè)試的步驟具體為：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種低滲氣藏單井動(dòng)用半徑確定方法，其特征在于，在步驟s2.7中，入口壓力、出口壓力采用高壓壓差傳感器進(jìn)行計(jì)量，所述高壓壓差傳感器的工作壓力為：0～69mpa，工作壓差為：0～1.5mpa，精度為：±0.0002mpa。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種低滲氣藏單井動(dòng)用半徑確定方法，其特征在于，在步驟s2.7中，采用自動(dòng)氣體計(jì)量儀進(jìn)行氣體計(jì)量，計(jì)量精度為±0.01ml，工作流速為：0～1500ml/min。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種低滲氣藏單井動(dòng)用半徑確定方法，其特征在于，突破壓力儀的額定工作壓力為：0～137mpa，額定工作溫度為：室溫～240℃；在步驟s2.5中，通過將突破壓力儀放入中間容器中提供對(duì)應(yīng)的工作溫度和工作壓力。