气井动态曲线-煤层气开采工艺

地层压力一定，以不同的井底流动压力pwf测试气井的产气量，称为气井的产能试井，通常称为回压试井。试井资料用途非常广泛，其主要用途是确定气井的流入动态，即确定气井的产能方程。

同一气藏的气井，即使地层压力和井底流压都相同，产气量也很少会一样，每口井都有各自的流入特性和流出特性，该特性可以用气井流入动态曲线和气井流出动态曲线来描述。气井流入动态曲线是描述流体从储层进入井筒的过程，是和pwf与qsc的关系；气井流出动态曲线是描述流体从井筒排至地面的过程，是pwf和pta与qsc的关系。

（1）气井流入动态曲线

煤层气从储层孔隙或裂隙流入井内，流动状态相当复杂，流体流线互相交错，渗滤速度不断变化，破坏了线性渗滤规律，即产量与压力平方差为非线性关系，此时，通过对产能回压试井资料的整理，可得到气井的流入动态方程。气井的流入动态方程一般有两种表达形式。

①日产气量的指数式产能方程式

式中：qsc——日产气量，104m3／d；

　　　——平均地层压力，MPa；

　　　pwf——井底流动压力，MPa；

　　　c——产气系数，与气藏储层渗透率、厚度、气体黏度有关；

　　　n——渗流指数，取决于气体渗流方式。

线性渗滤时n＝1；当流体渗滤速度很大或多相流时，线性渗滤规律被破坏，n＜1。

②日产气量的二项式产能方程式

式中：a——层流系数；

　　　b——紊流系数。

由公式可以看出，气流入井的总压降（）由消耗于黏滞力引起的压力损失和消耗于惯性力引起的压力损失aqsc两部分构成。渗滤速度较小为线性渗滤时，第一项起主要作用，而第二项可忽略。此时，压力平方差与产量之间为线性关系；当渗滤速度变大或为多相流渗滤时，就要考虑第二项惯性阻力的影响。这时，压力平方差与产量成非线性关系。两公式中参数n，a，b，c主要通过产能试井来确定。

已知和参数n，a，b，c气井的流入特性可通过产能试井资料所得到的产能方程代入不同井底流压，求得相应的产气量而得到。如已知地层压力，利用指数式产能方程式或二项式产能方程式，给出一个确定的井底流压pwf，即可得到一个相应的日产气量qsc，从而可描绘出一条完整的流入动态曲线，即IPR曲线，气井流入动态曲线见图2－8。

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图2－8　气井流入动态曲线

气井流入动态曲线描述井底流动压力与流量间的关系，也反映了气体从气藏流入井底的动态，能直观地反映气井产量和压力之间的关系，同时，也可分析气井的生产制度是否合理。

流入动态曲线与横轴的交点，即pwf＝0时，是该井的最大理论产气量，而这个最大产气量是在井底压力为大气压力情况下的产气量，称为绝对无阻流量，用qAOF或AOF表示。qAOF是一个理论值，与气井设备因素无关，它只反映气井的潜能，是评价气井好坏的一个重要参数，主要用于气井分类定产、配产、评价产能和其他公式中参数的无量纲化等，并非气井可以采出的最大产气量。

（2）气井流出动态曲线

气井流出动态曲线反映井底压力一定时的气井井口产能特征。典型的气水同产井流出动态曲线的特点是曲线上存在一个顶点，即流动点，如图2－9所示。

图2－9　气井流入、流出动态曲线

该点表示在井内能维持的最小气体流量，即气井能够维持稳定生产的最小产气量。流动点右侧实线是气井正常生产压力和流量范围，左边虚线为不稳定生产区，气井开始生产或关井停产再复产后将经过不稳定区进入稳定生产区，但正常采气必须在稳定生产区，即采气量大于流动点对应的气井最小稳定产气量。不产液的纯气井不存在流动点，不管流量多少都将继续自喷。

流入动态曲线取决于地层条件，而流出动态曲线则受生产条件控制。在相同地层条件下，油管尺寸和气水比对流出动态影响巨大。

①不同油管尺寸的流出动态曲线。通过不同油管尺寸的流出动态曲线图，能够预测油管尺寸变化对产量的影响。图2－10给出4种油管直径的流出动态曲线。

图2－10　不同油管径的流入流出动态曲线图

（da＞db＞dc＞dd）

可知，在气体流量低时，用小直径油管有较好的流动效率；在气体流量较高时，用大直径油管有较好的流动效率。因此，在气田开发初期采用大直径油管，后期改换成小直径油管采气，对合理利用天然能量，延长气井自喷期是有益的措施。

②不同气水比的流出动态曲线，见图2－11。

图2－11　不同气水比的流出动态曲线图

GWRa＞GWRb＞GWRc＞GWRd＞GWRe

可以看出产水量对井口流压的影响：在同一产气量条件下，产水量大，气水比低，井口流压低，对输气不利。