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1、 第四章第四章 油气井生产动态分析油气井生产动态分析 油气井生产动态主要是指油气从油藏流到井底的动态，油气井生产动态主要是指油气从油藏流到井底的动态，油藏动态分油藏动态分析的主要任务就是较准确地预测油气从油藏流到井底的流量。析的主要任务就是较准确地预测油气从油藏流到井底的流量。油气井生产动态分析油气井生产动态分析的主要任务就是的主要任务就是依据单井试井测试资料作出油依据单井试井测试资料作出油气井产能曲线气井产能曲线，然后，然后确定出油气井产油指数、产水指数、油井最大潜能、确定出油气井产油指数、产水指数、油井最大潜能、气井绝对无阻流量、油气藏的产能指数数据以及气井绝对无阻流量、油气藏的产能指数数
2、据以及GOR和和WOR等油气井生等油气井生产数据产数据；除了分析得到油气井的产能数据外，还必须；除了分析得到油气井的产能数据外，还必须分析研究油气井试分析研究油气井试采过程中油气产量和地层压力的递减情况以及含水上升情况，并以此为采过程中油气产量和地层压力的递减情况以及含水上升情况，并以此为基础预测油气生产动态、研究确定相应的开发措施。基础预测油气生产动态、研究确定相应的开发措施。主要内容主要内容 第一节第一节 生产动态分析的内容生产动态分析的内容 第二节第二节 油井的产能油井的产能 第三节第三节 气井的产能气井的产能 第四节第四节 产量递减规律分析产量递减规律分析第四章第四章 油气井生产动态分
3、析油气井生产动态分析生产动态分析亦称单井生产动态分析，是油田生产管理经常性的基础工作，国家标准中生产动态分析包括以下内容：1、注水状况分析：p分析注水量、吸水能力变化及其对油田生产形势的影响，提出改善注水状况的有效措施；p分析分层配水的合理性，不断提高分层注水合格率；p搞清见水层位、来水方向，分析注水见效情况，不断改善注水效果。第一节第一节 生产动态分析的内容生产动态分析的内容2、油层压力状况分析、油层压力状况分析n分析油层压力、流动压力、总压降变化趋势及其对生产分析油层压力、流动压力、总压降变化趋势及其对生产的影响；的影响；n分析油层压力与注水量、注采比的关系，不断调整注水分析油层压力与注水
4、量、注采比的关系，不断调整注水量，使油层压力维持在较高的水平上；量，使油层压力维持在较高的水平上；n搞清各类油层压力水平，减少层间压力差异，使各类油搞清各类油层压力水平，减少层间压力差异，使各类油层充分发挥作用。层充分发挥作用。第一节第一节 生产动态分析的内容生产动态分析的内容3、含水率变化分析、含水率变化分析n分分析析综综合合含含水水、产产水水量量变变化化趋趋势势及及变变化化原原因因，提提出出控控制制含水上升的有效措施；含水上升的有效措施；n分分析析含含水水上上升升与与注注采采比比、采采油油速速度度、总总压压降降等等关关系系，确确定其合理界限。定其合理界限。n分分析析注注入入水水单单层层突突
5、进进、平平面面舌舌进进、边边水水指指进进、底底水水推推进进对含水上升的影响，提出解决办法。对含水上升的影响，提出解决办法。第一节第一节 生产动态分析的内容生产动态分析的内容4、气油比变化分析、气油比变化分析n分析气油比变化及其对生产的影响，提出解决办法；分析气油比变化及其对生产的影响，提出解决办法；n分分析析气气油油比比与与地地饱饱压压差差、流流饱饱压压差差的的关关系系，确确定定其其合合理理截面；截面；n分分析析气气顶顶气气、夹夹层层气气气气窜窜对对气气油油比比上上升升的的影影响响，提提出出措措施意见。施意见。第一节第一节 生产动态分析的内容生产动态分析的内容5、油田生产能力变化分析、油田生产
6、能力变化分析n分析采油指数、采液指数变化及其变化原因；分析采油指数、采液指数变化及其变化原因；n分析油井利用率、生产时率变化及其对油田生产能力的影分析油井利用率、生产时率变化及其对油田生产能力的影响；响；n分析（自然或综合）递减率变化及其对油田生产能力的影分析（自然或综合）递减率变化及其对油田生产能力的影响；响；n分析油田增产措施效果变化及其对油田生产能力的影响；分析油田增产措施效果变化及其对油田生产能力的影响；n分析新投产区块及调整区块效果变化及其对油田生产能力分析新投产区块及调整区块效果变化及其对油田生产能力的影响。的影响。第一节第一节 生产动态分析的内容生产动态分析的内容一、产能指数一、
7、产能指数第二节第二节 油井的产能油井的产能二、油层产能指数二、油层产能指数三、产能试井求产能指数三、产能试井求产能指数图图4-14-1油井生产指示曲线油井生产指示曲线第三节第三节 气井的产能气井的产能 气井的产能，即气井的产气能力，是指在特定的压力条件下气井的日产气量气井的产能，即气井的产气能力，是指在特定的压力条件下气井的日产气量，包括气井的绝对无阻流量和不同井底压力下的产量。，包括气井的绝对无阻流量和不同井底压力下的产量。要确定气井的产能，首先必须确定气井的产能方程（要确定气井的产能，首先必须确定气井的产能方程（气井产量与气井压力之气井产量与气井压力之间在稳定条件下的关系方程）。间在稳定条
8、件下的关系方程）。由于气井的产量比较高，特别是一些高产井，产量每天可达数百万方。因此，由于气井的产量比较高，特别是一些高产井，产量每天可达数百万方。因此，气体流动破坏了线性渗流规律，气体流动破坏了线性渗流规律，气体的非线性渗流规律在气井稳定试井中已被广气体的非线性渗流规律在气井稳定试井中已被广泛应用。泛应用。特别是新井产量的预算、确定生产能力及合理的工作制度等，稳定试井特别是新井产量的预算、确定生产能力及合理的工作制度等，稳定试井已成为目前采用的重要手段。已成为目前采用的重要手段。由于气体渗流一般服从非线性渗流规律，所以可分别按二项式和指数式公式由于气体渗流一般服从非线性渗流规律，所以可分别按
9、二项式和指数式公式来整理试井资料。因此，来整理试井资料。因此，常用的气井产能方程有两种基本的形式：二项式和指数常用的气井产能方程有两种基本的形式：二项式和指数式。式。一、气井产能方程一、气井产能方程图图4-8 气井生气井生产产指示曲指示曲线线 pwfpwf二、常规产能试井二、常规产能试井n为了获得气井的产能方程，必须对气井进行测试。由于产能方程是为了获得气井的产能方程，必须对气井进行测试。由于产能方程是气井稳定渗流条件下的产量与井底流压之间的关系方程，因此，气井稳定渗流条件下的产量与井底流压之间的关系方程，因此，气气井稳定试井是产能试井的标准方法。井稳定试井是产能试井的标准方法。气井稳定试井通
10、常称做常规产气井稳定试井通常称做常规产能试井或常规回压测试。能试井或常规回压测试。n气井的常规产能试井与油井的系统试井十分类似。在进行试井之前，气井的常规产能试井与油井的系统试井十分类似。在进行试井之前，需做产能试井设计。需做产能试井设计。n试井设计包括测试程序和测试时间等内容。试井设计包括测试程序和测试时间等内容。气井常规产能正序测试产量和压力变化气井常规产能正序测试产量和压力变化三、等时试井三、等时试井 常规产能试井常规产能试井要求每一个流量都要达到稳定状态，因此要求每一个流量都要达到稳定状态，因此通常通常被称做标准的产能试井方法被称做标准的产能试井方法。但由于。但由于气井需要生产气井需要
11、生产相当长的时间才能达到稳定状态，对于低渗透气层需要相当长的时间才能达到稳定状态，对于低渗透气层需要更长的生产时间更长的生产时间，这在很多情况下难以做到的；而且由，这在很多情况下难以做到的；而且由于于探井产能试井期间的产气量一般都要烧掉（管网建设探井产能试井期间的产气量一般都要烧掉（管网建设尚未开始），因此，这就要求试井时间越短越好。尚未开始），因此，这就要求试井时间越短越好。为了为了缩短试井时间，缩短试井时间，1955年年M.H.Cullender 提出了一种叫做等提出了一种叫做等时试井的测试方法。时试井的测试方法。n等时试井要求每一个气嘴开井生产的时间相等。等时试井要求每一个气嘴开井生产的
12、时间相等。在开井之前，把压在开井之前，把压力计下入井底，首先测量气井的静压数据，一般为原始地层压力力计下入井底，首先测量气井的静压数据，一般为原始地层压力（pi=pe）。）。n等时试井的测试程序为：第一步，让气井以较小的气嘴生产一定时等时试井的测试程序为：第一步，让气井以较小的气嘴生产一定时间（未稳定），然后关井让井底压力恢复到原始状态；第二步，把间（未稳定），然后关井让井底压力恢复到原始状态；第二步，把气井换成较大的气嘴继续生产，生产时间与第一个气嘴相同，然后气井换成较大的气嘴继续生产，生产时间与第一个气嘴相同，然后关井让井底压力恢复到原始状态；如此进行关井让井底压力恢复到原始状态；如此进行
13、34步；由于流量是逐步步；由于流量是逐步增大的，因此每个流量的关井恢复时间也是逐步加长的；增大的，因此每个流量的关井恢复时间也是逐步加长的；最后把气最后把气井换成一个适中的气嘴继续生产，直至井底压力稳定为止；最后一井换成一个适中的气嘴继续生产，直至井底压力稳定为止；最后一个流量被称做个流量被称做延时流量延时流量，延时流量的测试时间最长。，延时流量的测试时间最长。n 然后，把由前然后，把由前4组测点数据得到的产能曲线平移到第组测点数据得到的产能曲线平移到第5个测点个测点（图（图4-13），将得到气井的稳定产能曲线。由于两直线的斜），将得到气井的稳定产能曲线。由于两直线的斜率不发生变化，只是截距发
14、生了变化，因此很容易由第率不发生变化，只是截距发生了变化，因此很容易由第5个个测点数据确定出产能方程的截距测点数据确定出产能方程的截距a。将将a和和b代回到式（代回到式（1），），即得到气井的二项式产能方程。由产能方程通过式（即得到气井的二项式产能方程。由产能方程通过式（2），），可以计算出气井的绝对无阻流量。可以计算出气井的绝对无阻流量。n根据测点数据，很容易确定出方程（根据测点数据，很容易确定出方程（7）的产能曲线常数）的产能曲线常数c1和产能曲线和产能曲线指数指数n。由于前。由于前4组测点并没有稳定，因此，方程（组测点并没有稳定，因此，方程（7）并不是气井的真）并不是气井的真正的产能方程
15、。正的产能方程。n然后，把由前然后，把由前4组测点数据得到的产能曲线平移到第组测点数据得到的产能曲线平移到第5个测点（图个测点（图4-14），），将得到气井的稳定产能曲线。由于两直线的斜率不发生变化，只是截将得到气井的稳定产能曲线。由于两直线的斜率不发生变化，只是截距发生了变化，因此很容易由第距发生了变化，因此很容易由第5个测点数据确定出产能方程的截距个测点数据确定出产能方程的截距c。将将c和和n代回到式（代回到式（5），即得到气井的指数式产能方程。由产能方程，），即得到气井的指数式产能方程。由产能方程，可以计算出计算出气井的绝对无阻流量。可以计算出计算出气井的绝对无阻流量。四、修正等时试井四
16、、修正等时试井n在非常致密的低渗透气藏中，若采用等时试井进行测试，在非常致密的低渗透气藏中，若采用等时试井进行测试，在每一个流量测试之前，需关井很长时间才能使地层压在每一个流量测试之前，需关井很长时间才能使地层压力恢复到原始地层压力的水平，这在很多情况下是难以力恢复到原始地层压力的水平，这在很多情况下是难以做到的。做到的。为了进一步缩短试井测试时间为了进一步缩短试井测试时间，1959年年D.L.Katz和和D.Cornell等人对等时试井进行改进，提出了等人对等时试井进行改进，提出了修正等时试井。修正等时试井。n修正等时试井要求每一个气嘴开井生产的时间相等，关修正等时试井要求每一个气嘴开井生产
17、的时间相等，关井恢复压力的时间也相等，但是开、关井时间可以不相井恢复压力的时间也相等，但是开、关井时间可以不相等，等，一般情况下关井的时间长于开井生产的时间，但开一般情况下关井的时间长于开井生产的时间，但开井的时间必须足够长，以消除井筒储存效应的影响。井的时间必须足够长，以消除井筒储存效应的影响。n在开井之前，把压力计下入井底，首先测量气井的静压数据，并用符号在开井之前，把压力计下入井底，首先测量气井的静压数据，并用符号pwsl,表示。表示。n修正等时试井的测试程序为修正等时试井的测试程序为：第一步，让气井以较小的气嘴生产一定时间（未稳定），测：第一步，让气井以较小的气嘴生产一定时间（未稳定）
18、，测量第一个井底流压量第一个井底流压pwf1,然后关井让井底压力恢复到然后关井让井底压力恢复到pws2；第二步，把气井换成较大的气嘴；第二步，把气井换成较大的气嘴继续生产，生产时间与第一个气嘴相同，测量第二个井底流压继续生产，生产时间与第一个气嘴相同，测量第二个井底流压pwf2，然后关井让井底压力，然后关井让井底压力恢复到恢复到pws3，关井恢复时间与前一个气嘴相同；如此进行，关井恢复时间与前一个气嘴相同；如此进行34步。最后，把气井换成一个步。最后，把气井换成一个适中的气嘴继续生产，直至井底压力稳定为止；最后一个流量被称做延时流量，延时流量适中的气嘴继续生产，直至井底压力稳定为止；最后一个流
19、量被称做延时流量，延时流量的测试时间最长。的测试时间最长。n测试完成之后，关井。关井时可以选择进行一次压力恢复试井测试。待测试完毕之后，从测试完成之后，关井。关井时可以选择进行一次压力恢复试井测试。待测试完毕之后，从井底取出压力计。井底取出压力计。然后，把由前然后，把由前4组测点数据得到的产能曲线平移到第组测点数据得到的产能曲线平移到第5个测点（图个测点（图4-16），），将得到气井的稳定产能曲线。由于两直线的斜率不发生变化，只是截将得到气井的稳定产能曲线。由于两直线的斜率不发生变化，只是截距发生了变化，因此很容易由第距发生了变化，因此很容易由第5个测点数据确定出产能方程的截距个测点数据确定出
20、产能方程的截距a。将将a和和b代回到式（代回到式（1），即得到气井的二项式产能方程。由产能方程通），即得到气井的二项式产能方程。由产能方程通过式（过式（2），可以计算出气井的绝对无阻流量。），可以计算出气井的绝对无阻流量。然后，把由前然后，把由前4组测点数据得到的产能曲线平移到第组测点数据得到的产能曲线平移到第5个测点个测点（图（图4-17），将得到气井的稳定产能曲线。由于两直线的斜），将得到气井的稳定产能曲线。由于两直线的斜率不发生变化，只是截距发生了变化，因此很容易由第率不发生变化，只是截距发生了变化，因此很容易由第5个个测点数据确定出产能方程的截距测点数据确定出产能方程的截距c。将。将c
21、和和n代回到式（代回到式（5），），即得到气井的指数式产能方程。即得到气井的指数式产能方程。由产能方程可以计算出计算由产能方程可以计算出计算出气井的绝对无阻流量。出气井的绝对无阻流量。五、单点测试五、单点测试n常规的多点稳定流动测试不但需要较长的稳定流动测试常规的多点稳定流动测试不但需要较长的稳定流动测试时间，而且也常因探井测试缺少集输流程和装置，而将时间，而且也常因探井测试缺少集输流程和装置，而将大量天然气放空烧掉，同时也会由于地质条件等原因而大量天然气放空烧掉，同时也会由于地质条件等原因而得不到正确的能成线性关系的数据，达不到预期目的。得不到正确的能成线性关系的数据，达不到预期目的。n为改
22、进这一状况，陈元千提出了为改进这一状况，陈元千提出了单点产能测试方法单点产能测试方法，该该方法只需在关井测得地层压力的条件下，开井取得一个方法只需在关井测得地层压力的条件下，开井取得一个工作制度下的产量和流动压力。工作制度下的产量和流动压力。第四节第四节 产量递减规律分析产量递减规律分析 无论何种储集类型，也无论何种驱动类型的油气田，无论何种储集类型，也无论何种驱动类型的油气田，随着油气田开发的深入和发展，都会进入产量递减阶段。随着油气田开发的深入和发展，都会进入产量递减阶段。根据递减阶段的产量和累积产量数据，利用产量递减根据递减阶段的产量和累积产量数据，利用产量递减分析法，既可预测油气田未来
23、时间的产量和累积产量的变分析法，既可预测油气田未来时间的产量和累积产量的变化，又可对油气田的可采储量和剩余可采储量做出有效的化，又可对油气田的可采储量和剩余可采储量做出有效的预测。预测。本节将介绍产量递减规律和油田产量递减的分类、递减本节将介绍产量递减规律和油田产量递减的分类、递减类型的确定和递减规律的应用。类型的确定和递减规律的应用。n油气田开发的实际经验表明，进入递减阶段的时间主要取决于油气藏的油气田开发的实际经验表明，进入递减阶段的时间主要取决于油气藏的储集类型、驱动类型、稳产阶段的采出程度、以及开发调整（细分层系、储集类型、驱动类型、稳产阶段的采出程度、以及开发调整（细分层系、打加密井
24、）和强化开采工艺技术的效果等。打加密井）和强化开采工艺技术的效果等。n历史统计资料表明，对于历史统计资料表明，对于水驱开发油田，当采出油田可采储量的水驱开发油田，当采出油田可采储量的60%左右时就有可能进入产量递减阶段。左右时就有可能进入产量递减阶段。n前苏联前苏联23个水驱砂岩油田的无量纲个水驱砂岩油田的无量纲产量（不同年份的产量除以最高年产量（不同年份的产量除以最高年产量）与可采储量的采出程度的关产量）与可采储量的采出程度的关系见图系见图4-20，这些油田的采出程度，这些油田的采出程度已达已达8099.8%。n从图从图4-20可以看出，可以看出，对于水驱开发的对于水驱开发的油田来说，大约采出可采储量的油田来说，大约采出可采储量的60%左右，就有可能进入产量递减左右，就有可能进入产量递减阶段。阶段。图图4-20二、产量递减的几个基本概念二、产量递减的几个基本概念 1产量递减率产量递减率 油气田产量递减阶段，产量递减的大小油气田产量递减阶段，产量递减的大小通常用递减率表示，即通常用递减率表示，即单位时间内的产单位时间内的产量递减分数量递减分数，如图，如图4-21 所示。所示。图图4-21 递减率定义示意图递减率定义示意图其表达式其表达式为为：三、油田产量递减分类三、油田产量递减分类五、递减规律的应用五、递减规律的应用 表表2 生产数据和计算数据生产数据和计算数据