三相流产能解释方法研究

周航 张洪 李得信 王燕

【摘要】随着新油气田的开发，地质情况越来越复杂，单相和两相产能试井分析方法已经不能满足油田现场的需要，但是，目前还没有油气水三相流产能方程的应用研究，还没有三相流产能解释的相关软件。文章根据地层含气类型的不同，提出了一种三相流产能解释的新方法，并编制了软件，对青海油田某采油井进行了解释，解释结果表明，使用该方法进行三相流产能解释是可行的。

【关键词】产能解释 IPR曲线

产能试井是改变油、气井的工作制度若干次，测量在各个不同工作制度下的稳定产量和相对应的井底压力，从而确定测试井的生产能力，是预测产能、分析生产动态、了解地层以及井筒特性最常用和最重要的方法。在油气勘探开发的工作中，油、气井测试是获取勘探成果的一项必不可少的重要环节。新区早期投产的井，开展产能试井工作，研究油井的采油指数和无阻流量，确定油层的参数，确定油井的合理工作制度，确定油井产能，在油田开发规划和方案的编制工作中具有重要的地位。对于单相流和两相流产能试井分析方法，国内外都有一定研究，尤其是国外的研究比较系统。经过几十年的发展，单相流和两相产能试井解释方法，以及相应的解释软件已经比较成熟。但是，目前还没有三相流产能方程的应用研究，还没有三相流产能解释的相关软件。大量文献资料调研表明，三相流产能试井分析方法正在引起国内外日益广泛的关注，尤其是随着新油气田的开发，地质情况越来越复杂，单相和两相产能试井分析方法已经不能满足油田现场的需要，复杂相态的产能试井分析方法的研究已日益引起人们的重视。

1 三相流产能解释方法

目前，油气水三相流产能方程主要有Wiggins产能方程，Petrobras方法产能方程，三相流IPR通式的产能方程。现有三相流产能方程中，计算的气量为溶解气量。目前，还没有可以计算自由气量的三相流产能方程。对于油井产出流体为三相流的情况，地层条件复杂，因此，在进行三相流产能解释时，要对地层情况需要进行分析并分类。

第一种情况：SiGORR>，即地层有自由气和溶解气。

对于地层有自由气和溶解气情形，应采用三相流产能方程和二项式产能方程进行解释，三相流产能方程中的气体是指溶解气，所以对于自由气应使用二项式产能方程计算。

第二种情况：i SGORR≤且wfbPP<，即地层有溶解气。

该情况下地层气体为溶解气，应采用三相流产能方程进行解释。

第三种情况：i SGORR≤且wfbPP≥，即地层无气体。

对于符合第三种情况的采油井，应采用单相流产能方程进行解释。2 实例

青海油田某采油井的原始溶解气油比为80，有效厚度为28.7m，地层原油体积系数为1.27 m3/m3，地层原油粘度为1.02 mPa.s，井筒半徑为0.06068 m平均地层压力9.025MPa，渗透率为46.605mD，表皮因子为3.032，含水率为3%，生产气油比为211，断定该井属于第一种情况，地层有自由气和溶解气。利用三相流产能方程和二项式产能方程进行解释，总的产气量等于溶解气量加上自由气量。经理论分析，三种三相流产能方程都适用于该井。该井稳定测试数据见表1。

通过产能测试后的压力监测数据以及产量数据，对三种产能方程进行拟合验证，发现Wiggins方法产能方程及比其他两种方法更适合，Wiggins方法的IPR曲线，更接近实际监测数据（图1），所以该井的合理的产能方程为Wiggins方法产能方程（1），三相流IPR曲线对比见图1。根据二项式产能分析得出自由气产能方程（2），二项式IPR曲线见图2。该井无阻产液量为43.84 m3/d，最大总产气量6443.74 m3/d。

图2 自由气二项式IPR曲线

3 结论

（1）对于油气水三相流，提出了适合油气水三相流的产能解释方法，尤其是含有自由气的情况下，无法使用正常的三相流产能方程进行产能解释，提出了适合含有自由气的油气水三相流产能解释新方法。

（2）对该方法编制了软件，对青海油田某采油井进行了产能解释，该方法可应用于油气水三相流产能解释。

参考文献

[1] 纪禄军，等.IPR方程通式中Vogel 参数与流动效率R 的计算[J].河南石油.2000，14（4）：13-15

[2] 李成见.不同含水和压力条件下的油井流入动态[J].中国海上油气（工程）.2001，13（6）：28-33