气井合理生产压差确定研究

万晓飞，张建

气井合理生产压差确定研究

万晓飞1，张建2

（1. 陕西延长石油（集团）油气勘探公司质量监督中心，陕西 延安 716000；2. 陕西延长石油（集团）有限责任公司延长气田采气三厂，陕西 延安 716000）

近年来我国对环境的要求愈来愈严格，进入十四五时期，国家更是提出了“碳达峰、碳中和”的环境目标，加之我国经济总体量不断快速增加，对能源的需求也急剧上升。为同时满足经济的发展与环保的高要求，清洁能源的使用需求势必快速增加。天然气作为清洁能源之一，其需求也会随之快速增加。生产压差是气井开采过程中的关键环节之一，生产压差过小，经济效益差，生产压差过大，气井产量递减快，采收率低。因此，如何确定气井合理生产压差就显得尤为重要。对气井合理生产压差的确定进行了研究分析，对提高气井采收率、保障气井高效开发具有重要意义。

天然气藏；合理生产压差；高效开发；提高采收率

随着经济社会的发展，能源需求越来大，与此同时，对环保的要求愈来愈严格。作为清洁能源的天然气必然在今后的经济社会中扮演越来越重要的角色，其需求会越来越大，保障天然气高效开采就显得极具意义。天然气合理生产压差是实现天然气高效开发的主要影响因素之一。若生产压差过小，气井经济效益差；若生产压差过大，气井产量快速降低，采收率下降[1-4]。本文对确定气井合理生产压差进行了分析研究。

1 经验法

经验法是根据气井生产经验确定生产压差，该方法快速简便，目前常用的经验法有原始地层压力法与物性法两种。

原始地层压力法是取原始地层压力的0.1～0.15倍作为气藏合理生产压差[5]。B区5口气井原始地层压力分布在21.01～25.39 MPa，采用该方法计算B区5口井合理生产压差分布在2.10～3.81 MPa，如表1所示。

表1 原始地层压力法确定气井合理生产压差

物性法是依据储层物性，确定气井合理生产压差，如表2所示，主要分为3类：I类，渗透率小于1.5mD，合理生产压差为4 MPa；II类，渗透率介于1.5～2 mD，合理生产压差为3.5 MPa；III类，渗透率大于2 mD，合理生产压差为3.0 MPa[6]。

表2 物性法气井合理生产压差确定标准

依据物性法确定B区5口气井合理生产压差见表3，B01、B03井合理生产压差为3.00 MPa；B02、B05井合理生产压差为3.50 MPa；B04井合理生产压差为4.0 MPa。

表3 物性法确定气井合理生产压差

2 采气指数法

气井产能方程如下式（1）所示，天然气在储层中渗流需克服摩擦阻力与惯性阻力，式中右边为克服气体渗流过程中沿程摩擦阻力，2为克服气体渗流过程中沿程惯性阻力。当生产压差较小时，气体在储层中渗流主要用于克服沿程摩擦阻力，气井产量与压差成线性关系，如图1中直线1所示；当压差增加到一定程度后，气体在储层渗流不仅要克服摩擦阻力还要克服惯性阻力，降低储层能量的利用率，气井产量与压差成抛物线关系，如图1中曲线2所示[7]。

式中：e—地层压力，MPa；

wf—井底流压，MPa；

—气井产量，104m3/d；

—常数。

为了最大程度地利用好储层能量，提高气井稳产周期，并尽可能提高气井产能，取采气指示曲线由直线段变为曲线段的临界点对应的生产压差（图1点0），作为气井的合理生产压差。

图1 气井指示曲线示意图

依据采气指数法，确定 B区5口气井合理生产压差2.24～3.52 MPa，如表4所示。对于产能较低、物性较差的气井，如B04井，其在较大生产压差下才会出现非线性渗流；对于产能较高、物性较好的气井，如B03井，其非达西效应出现的较早，对应的合理生产压差相对较小。

表4 采气指数法确定气井合理生产压差

3 公式法

气井产水是多数气井生产过程中面临的问题，对于产水气井除采用第一、二部分方法外，还需考虑气井产量高于最小携液流量，此时对应的压力作为气井合理生产压差。

目前常用的最小携液流量计算公式用下式表示[8]：

式中：—最小携液流量，104m3·d-1；

—储层温度，℃；

—天然气在温度、压力下对应的压缩系数；

—井底流压，MPa；

—油管直径，cm。

依据式（2），采用B区块储层参数，计算并绘制气井在不同油管直径下的最小携液流量与生产压差关系曲线，如图2所示。图2表明，油管直径大小一定时，最小携液流量随生产压差增大而减小，排水采气应具备一定生产压差；当生产压差一定时最小携液流量随着油管直径增大而减小，当气井排水能力差时，可更换为小直径油管进行排水采气。目前B区5口采气井暂未见水，在其见后，可采用该方法确定各井合理生产压差。

图2 最小携液流量与生产压差关系曲线

4 结 论

1）依据原始地层压力法B区5口井合理生产压差分布在2.10～3.81 MPa；依据物性法确定B区 5口气井合理生产压差3.0～4.0 MPa；依据采气指数法，确定 B区5口气井合理生产压差2.24～3.52 MPa，考虑最大程度地利用地层能量，提高气井稳产期，推荐采气指数法确定气井B区5口井合理生产压差。

2）气井产水是多数气井生产过程中面临的问题，需考虑气井产量高于最小携液流量，此时对应的压力可作为产水气井合理生产压差。

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Research on the Determination of Reasonable Production Pressure Difference for Gas Wells

1,2

（1. Shaanxi Yanchang Petroleum (Group) Oil and Gas Exploration Company Quality Supervision Center, Yan'an Shaanxi 716000, China; 2. Shaanxi Yanchang Petroleum (Group) Co., Ltd. Yanchang Gas Field No.3 Gas Production Plant, Yan'an Shaanxi 716000, China）

In recent years, my country’s environmental requirements have become more and more stringent. In the 14th Five-Year Plan period, China has even put forward the environmental goals of "carbon peak and carbon neutrality". In addition, the overall volume of my country’s economy continues to increase rapidly. The demand for energy has also risen sharply. In order to meet the high requirements of economic development and environmental protection at the same time, the demand for clean energy is bound to increase rapidly. Natural gas is one of the clean energy sources, and its demand will also increase rapidly. How to ensure the efficient extraction of natural gas is particularly important. The production pressure difference is one of the key links in the production process of a gas well. If the production pressure difference is too small, the economic benefits are poor, the production pressure difference is too large, the gas well production declines quickly, and the recovery rate is low. Therefore, how to determine the reasonable production pressure difference of a gas well is particularly important. In this paper, the determination of the reasonable production pressure difference of gas wells was researched and analyzed, which is of great significance for improving the recovery rate of gas wells and ensuring the efficient development of gas wells.

Natural gas reservoir; Reasonable production pressure difference; Efficient development; Enhanced oil recovery

2021-05-10

万晓飞（1986-），男，新疆自治区库尔勒市人，地质工程师，2010年毕业于中国石油大学（华东）资源勘查工程专业，研究方向：油气田质量监督。

TE377

A

1004-0935（2021）11-1691-03