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1、底水气藏底水突破临界参数预测 摘 要底水锥进是底水气藏开发的难题之一，尽管国内外在理论研究和实践应用方面取得了一些成果；然而，由于底水气藏渗流机理复杂，开采难度大，因此，开展底水气藏水锥动态及合理开采对策应用研究，既具有必要性又具有挑战性。本文围绕底水气藏开发上存在的一些问题，分析了底水气藏的地质特征、产能特征、生产特征以及产水规律，开展了低渗透有水气藏水锥动态研究，并从理论和实践上综合分析了底水气藏产能大小的控制因素。底水驱气藏工程研究的主要任务之一是确定气井的临界产量，因为在气藏开发过程中，由于底水窜入井筒，导致气井产水，产量大大降低甚至停产，严重影响了气井正常生产和寿命。如何推迟气水两相
2、流的出现和延长气井无水生产时间成为关系到合理高效开发该类气藏的关键。本文围绕底水气藏开发上存在的一些问题，分析了底水气藏的地质特征、产能特征、生产特征,开展了底水锥进和临界产量规律的一些研究，并从理论和实践上综合分析了底水气藏临界产量影响因素和影响规律，建立底水气藏临界产量的方法，提出控制底水锥进的方法。关键词：底水气藏；气井；临界产量；锥进AbstractConing of bottom water is a puzzle in gas reservoir, although there are many returns have been achieved in theory and pr
3、actitical apply, the complexity of seepage mechanism, difficult in exploition make the research on the coning dynamic and the application of reasonable development game become necessary and difficulty.During the exploitation, the fractures make the bottom water whisk into well bore, which results. I
4、n production and life-span severely, To delay the two-phase flow of gas and water and non-water producing duration become the key point for the reasonable and difficient exploitation.Surrounding the problems in gas reservoir, this paper analyses the geologic feature, production performance, and stud
5、ies the coning dynamics. At the same time, analyzes the factors controlling the productivity of gas reservoir in the water. Based on the theory and practice, affecting factor and affecting law on critical productivity of gas reservoir of bottom water the multidisciplinary analysis were analysed, and
6、 than formed the model on critical productivity of gas reservoir of bottom water, proposed the method about controlling bottom water coningKey words: Bottom Water；Gas Reservoir；Critical output；Coning；目 录摘 要iAbstractii目 录I1. 绪论11.1题目的研究意义11.2国内外研究现状11.3主要研究内容21.4研究思路41.5设计的预期结果42. 底水气藏气井锥进机理分析62.1底水锥
7、进理论概述62.2底水锥进的物理现象62.3底水锥进的产生机理63. 底水气藏气井临界产量的预测模型、影响因素和规律83.1底水锥进模型8型83.2气井水锥的临界产量公式的推导103.3临界产量的影响因素及其规律123.4其他几种临界产量的计算公式13 Dupuit临界产量计算公式14Dupuit临界产量计算公式14 Scho1s临界产量公式14 Craft-Hawk1nsl临界产量公式14 Meyer-Gardner-Pisron临界产量公式14 Chaperon 临界产量公式14板的临界产量公式144. 控制底水锥进的技术方法144.1影响水侵的各种因素14素14素144.2控制技术方法1
8、4入调堵技术14入调堵技术14入调堵技术145. 实例计算146. 结 论14谢 辞14参考文献141. 绪论1.1题目的研究意义底水气藏在我国气藏中占很大的比例，其储量相当丰富。除了有大量的天然底水气藏外，随着气田进入二次开采，更多气田的开发特征不断趋向于底水类型的气藏。底水气藏具有含气面积全部与底水接触的特点，这既是底水气藏在开发方面优于其它气藏的地方，同时也是底水气藏开发的困难所在。一方面，气藏与底水接触面积大，使得底水侵入气藏的能力大大增强，开采所消耗的地层能量能够及时从底水中得到补充，大多数底水气藏的开发都表现出能量充足的特征；但另一方面，底水的存在又给气井生产带来严重的产水问题，在
9、其生产过程中，常常表现出见水早、无水采气期短，见水后含水率上升快甚至暴性水淹的特征，从而导致气藏的采收率降低，气田开采风险增大。为了对底水气藏进行合理的开发，降低开采成本和开采风险，加强对底水锥进的控制，就需要加深对底水锥进规律的研究。水平井开发气藏的最大特点是能够有效减缓水锥进趋势和延长气井的见水时间。这是因为水平井的生产井段长，与气层接触面积大，和直井在相同产量下生产时，水平井要求的生产压差小。在供气区范围内，水平井压力梯度呈线形变化，而垂直井的压力梯度呈线形变化，在垂直井和水平井以相同产量生产时，垂直井周围的压力梯度高，因而在相同气藏条件下，水平井的临界产量大于垂直井的临界产量。但无论是
10、水平井或者垂直井，在临界产量上开发，就会使底水锥进加快，最后底水突入井中，造成气、水同产，降低气井的产量，最终导致气层的采收率降低。水平井出水的类型由于水平井的特点，其出水方式与直井不同。主要有两种底水脊进和裂缝突进。根据出水区域在水平段上的分布，底水脊进又细分为点状、线状和曲面状。由于同一气层的垂向渗透率不同，或者是水平段轨迹高低起伏，,后来油层压力降低，Muskat-Wyckoff于1935年首先提出了水锥的理论，给出了求极限产量、极限压差和极限水锥高度计算关系式和相应的计算图表。1954年，Myaer和Gdarer指出，油以径向流动方式流入井筒，井筒周围产生了一个压降，该压降导致了水锥的
11、形成。在此基础上，Myaer和Gdarer推导了新的临界产量计算公式。1972年，ShcolS进行了大量的锥进实验，并利用实验数据得到了计算临界产量的经验关系式。考虑到水锥形状对油相势函数的影响，Eatylle于1985年提出了计算垂直井的临界产量的新方法和油水锥进剖面形态的确定方法，该方法结合了线源理论和点源理论。1986年，Chaperson叫考虑了油藏边界与产油井之间距离的情况，推出了均质各向异性油藏中直井的临界产量计算式，并将Muskat方法推广到渗透率各向同性和各向异性的水平井;并且通过对垂直井和水平井的临界产量的比较分析得出了水平井的临界产量通常大于垂直井的临界产量这一结论。198
12、8年，Abbas和Bas在水锥研究中，最早考虑了井筒射开程度对临界产量影响。结合解析方法、数值方法和实验方法研究了不同边界条件下的水锥动态;运用一种全隐式、强祸合数学模型来处理压力与饱和度。针对均质各向同性及各向异性油藏底水锥进，Hoyland等人于1989年分别采用了解析法和数值法两种方法来确定相应的临界产量;采用解析法时，将Muskat关于井筒中存在均匀流量的假设条件转换为井筒无限导流，而数值法则是通过对四十多个临界产量数据进行模拟运算，在回归分析基础上得出了各向同性油藏的临界产量计算式。1992年，Guo和Lee提出描述水锥物理过程的图解分析法，并给出最佳井筒射开程度的解析解来优化各向同性油层的临界产量；该方法考虑了井筒射开程度对油井产能的影响。1993年，我国的李传亮在考虑了油井表皮因子的情况下，对DuPult临界产量计算公式进行了修正;他提出了底水油藏中存在夹层时的“隔板理论”，推导出有隔板存在时的底水油藏临界产量和见水时间 1997年，2001年
