摘要：调查研究气井测试一点求产能经验方法产生的背景、属性和适用范围以及推广应用该方法时产生的某些偏差后认为，一点法是二项式、指数式推导的对比参数关系式，由于固定参数(Ad、n，C固定为1)来源于某些气藏多流量稳定试井数据的平均值，故属于统计学经验方法，这也使一点法求产能脱离了与产层的地质情况、流体性质和环境参数的关系，因此该方法只适用于经验数据来源的气藏或气井；由于求得的数据只是一种近似值，故只适用于不具备多流量稳定测试条件、避免大量天然气放空损失情况下，初步估算的是气井的绝对无阻流量；气藏开发和工程设计所需的数据要求准确、可靠，应在气藏试采初期用多流量试井方法取得，一点法获取的数据不能作为依据。
关键词：气井；生产能力；试井；一点法；二项式；指数式；经验关系式；适应性
气井生产能力通常以气井绝对无阻流量大小衡量。气井绝对无阻流量定义为：气井开井生产时井底流压等于1大气压(101.325kPa)条件下的日产气量(qaof)。用气井只测试一点所获得的数据来求qaof的经验方法简称为一点法。
1 关于一点法求气井绝对无阻流量经验方法的背景
20世纪60年代，四川盆地大规模油气勘探开发会战期间，在二、三叠系发现了一批碳酸盐岩孔隙 裂缝型高产气田，探井用多流量稳定试井方法，放空测试造成大量天然气损失。当时石油部领导从保护资源、避免大量天然气放空损失考虑，要求探井只测一点。当时无法用测试一点数据报告气井的产能，本文参考文献[1-2]利用四川盆地11个已开发气田30口气井73井次符合二项式规律的多流量稳定测试426个测点的可靠数据，进行整理和研究，结果用测点的井底流压比地层压力(pwf/pr)和测试产量比绝对无阻流量(qg/qaof，这里的qaof是各井每次多流量稳定试井数据用二项式整理得出的)对比数据，绘制直角坐标曲线图(图1)，图中曲线为测点的平均线，亦即气井测试一点求qaof的经验曲线。气井测试一个稳定测点，求得稳定产量(qg)和井底流压(pwf)及关井求得稳定地层压力(pr)，由pwf/pr值在图上插值求得qg/qaof值，这样qaof即可求得。这是我国最早的气井测试一点估算qaof经验曲线方法。
用已知测点数据复算结果，绝对误差在0.08%～263.0%范围，平均误差15.5%。由图1中多数测点分布可知，多数点不在曲线上，其中少数点子离曲线较远。用一点法经验曲线求得的qaof与稳定试井的qaof相比，落在曲线上的点没有误差，靠近曲线近的点误差小，距离远的点误差大(多为与二项式不太适应的测点)；pwf/pr值靠近纵轴顶部100%的点，小的偏差也会产生较大误差。说明经验曲线求得的qaof只是近似值，而不是准确可靠的数据。所以当时这种方法用于探井只测一点初步评估该气井的qaof，起到了初步掌握该气井的产能作用。
由于适应探井只测一点评估产能的需要、测试工作量少、时间短、经济，此方法很快在现场得到广泛应用，随后刊载在一些地质、钻井、采气工程、气井试井手册及学院教材中[3～6]。
然而，当时由于对一点法经验曲线求qaof的属性和适用范围，没有进行进一步深入分析研究，在随后的推广应用中出现了某些偏向，例如这是一种经验统计法，只适用于经验数据来源的区域和同类型范围，求得的结果是非准确的产能数据；另一方面，它只适用于单一气相渗流、符合二项式、指数式规律的气井。超出此范围的应用是不合适的。
20世纪70年代，一些学者陆续利用气井二项式和指数式渗流方程和同样用对比参数以及不同地区、不同产层气井多流量稳定试井资料，推导出各有差异的一点法二项式、指数经验关系式。
本文参考文献[7]中提出一种单点试井方法，是根据气井初期多流量稳定试井数据获得的二项式B值或指数式n值，认为在气井后续生产过程中是不变的，只需测一个稳定生产点和随后关井到压力稳定，获得qg、pwf和pr数据，由已知B用二项式先求A，再用绝对无阻流量二项式求qaof；或由已知n用指数表达式先求C，再用绝对无阻流量指数式求qaof。但该方法只用于对本井未来生产的产能动态预测。然而，固定与湍流程度不同而变化的B或n是非常理想的情况。实际测试资料表明，气井生产过程中B或n也是有变化的。
2 一点法求气井qaof的经验关系式
由一般二项式pr2-pwf2=Aqg+Bqg2和qaof表达式pr2-0.1012=Aqaof+Bqaof2推导出对比参数二项式，即△pd2=Aqd+(1-Ad)qd2，一点法二项式绝对无阻流量表达式为：
由指数式一般表达式qg=C(pr2-pwf2)n和无阻流量表达式qaof=C(pr2-0.1012)n推导出一点法指数式绝对无阻流量表达式为：
式中
；pr为地层压力，MPa；pwf为井底流动压力，MPa；qg为测点气流量，104m3/d；qaof为绝对无阻流量，104m3/d；A、B分别为二项式系数；C、n分别为指数式系数和指数。
；pr为地层压力，MPa；pwf为井底流动压力，MPa；qg为测点气流量，104m3/d；qaof为绝对无阻流量，104m3/d；A、B分别为二项式系数；C、n分别为指数式系数和指数。 二项式和指数式的经验关系式共同特点是取一组实际气田的多流量稳定试井获得的对比系数Ad和指数n数据的平均值作为常数，再用测试一点的qg、pr、pwf数据，由式(1)或式(2)即可取得二项式或指数式的qaof。
例如图1经验曲线Ad的平均值为0.1785，代入式(1)得经验曲线的关系式为：
Ad、n对不同气藏、不同井是变量，Ad变化范围在1～0之间，竹在1～0.5之间。笔者调查了一些一点法资料[8～11]，各种经验式的Ad、n固定为常数的值都不一致，Ad变化范围在0.006～0.94之间，平均值在0.18～0.88范围；佗变化范围在0.47～0.98之间，平均值在0.66～0.72范围。各种方法用本身经验数据验证的误差在0.05%～263%范围，平均误差在1.8%～17.2%范围。不同经验关系式固定为常数的Ad或n值不一致性说明它们不是常数，而是与气藏、气井的属性相关参数。一点法把它们固定为常数，所求得的qaof数据并不是准确可靠的产能数据。但不同经验关系式对所取实际数据验算的平均误差并不很大，也说明对各自的气藏、气井有一定的相关性。
3 关于一点法扩展研究的偏向
调查发现，一点法研究出现了一些偏向。
1) 有些学者用对比参数推导出气井二项式A、B系数表达式，由测试一点数据即可求出A、B值，并列出二项式产能方程。即
又如本文参考文献[12]，利用陕甘宁盆地中部气田19口气井多流量稳定试井资料所获得的qg、pwf、pr、qaof及系数A、B数据，用双对数坐标建立qaof/pr2与B的关系，回归得到：
qaof=0.02841pr2B-0.48683 (6)
笔者利用式(6)和二项式、无阻流量表达式，在B＞0的条件下得到：
35.199B0.48683+Bqg-0.02841pr2B0.51317-(pr2-pwf2)/qg=0 (7)
把气井测试一点获得的qg、pwf、pr数据代入式(7)求B值，再用一般二项式求A值，由此即可求得测试井的二项式和qaof。
由于一点法所得数据不是准确可靠的数据，利用一点法数据再推导出具体气井二项式，显然此二项式很难具备可靠性。
2) 把由二项式或指数式取得的一点法经验式普遍应用于渗流规律不符合二项式或指数式方程的气井，例如气藏中存在气液两相流的凝析气井、具有启动压差特征的低渗 特低渗气井等，这显然是不合适的，因为一点法经验式来源于二项式或指数式，而且只适合于推导一点法经验表达式所用经验数据的具体气藏或类似气藏，并只作为气井绝对无阻流量的估算数据。
3) 因为缺少可靠的气井测试资料，把一点法产能数据、一点法推导的经验式用于气田开发和工程设计的产能计算，这会带来偏差，可能会导致该气藏开发失误和经济及时间损失。
4 结论
1) 一点法经验曲线或经验关系式都属于数理统计学范畴，经验方法与数据来源的属性有关，应用范围也在属眭相关的区域内。因此，一点法求气井绝对无阻流量的经验曲线或经验关系式只适用于经验数据来源的气藏或同类气藏的气井，所求得的数据是一种近似值。
2) 一点法来源于气井渗流二项式或指数式。二项式是气藏中流体渗流存在层流-惯性-湍流状态和假设气体渗流处于储层各向同性、孔隙度为常数、渗透率与压力无关、气体黏度和偏差系数为常数、压力梯度很小及单相平面径向流类型等理想条件下推导出来的。指数式也是大量实际数据的经验式，在双对数坐标图上，直线只近似地适用于试井产量的有限范围，真正关系是一条曲线。指数式是二项式方程在测试产量范围内的一种近似[7]。因此一点法经验关系式只适用于单相平面径向流条件下气井。不符合二项式单相渗流条件的气井(存在两相渗流的凝析气井或气水/油同产井、具有启动压差特征的低渗特低渗气井、产层参数随压力而改变的塑性产层气井等)是不适用的。
3) 各种经验式固定的A。或扎值是不一致的。Ad是A、B、qaof的组合参数，系数A、B、C与储层地质和环境参数及流动状态密切相关的变量，n是随湍流程度不同而变化的参数[7]。一点法一律把A、B、n的平均值和C定为固定值(C=1)，实际上是把与变化的产层属性参数固定化，显然一点法求得的结果不是准确可靠的数据，而是各种经验数据统计范围内的近似值。本文参考文献[7]中提出的单点试井方法，固定与湍流程度不同而变化的B或n是非常理想的情况。实测资料表明，气井本身生产过程中B或n也是变化的。
4) 既然一点法求得的数据是各种经验数据统计范围内的近似值，把一点法获得的产能数据用于气藏开发和工程设计，显然不能采纳；把一点法获得的一个测点数据用于推导二项式或指数式，再用它计算开发设计的生产井产能更是不可靠的。
5) 在经验数据统计范围内，一点法适合于不具备多点稳定法测试条件、避免大量气体放空损失情况，对无条件进行多流量稳定测试的气井初步评估气井qaof。
6) 气藏开发和工程设计需要准确可靠的气井产能数据，一定要在气藏试采初期用多流量稳定试井方法，补充试井求得可靠的产能数据。并且需要在气藏开发过程中，对气井进行定期测试，准确掌握开发过程中气井产能变化规律。
参考文献
[1] 孙志道.关于天然气井测试一点求无阻流量的经验方法来源和实际应用[M]∥四川石油志.四川石油管理局编志办公室，1993.
[2] 孙志道.利用经验曲线对正常气井测试一点和关井求压所获得的资料求气井无阻流量的方法[R].成都：四川石油管理局，1967.
[3] 四川石油管理局，西南石油学院.油矿地质技术读本[R].成都：四川石油管理局，1972：270-271.
[4] 林平一，武国英.钻采地质[R].南充：西南石油学院，1979：248-249.
[5] 四川石油管理局，西南石油学院.钻井测试手册[R].成都：四川石油管理局，1975：789-792.
[6] 杨川东.采气工程[M].北京：石油工业出版社，1997：43.
[7] 加拿大国家能源保护委员.气井试井理论与实践[M].北京：石油工业出版社，1988.
[8] 陈元千.确定气井绝对无阻流量的简单方法[J].天然气工业，1987，7(1)：21-26.
[9] 陈元千.油气藏工程计算方法[M].北京：石油工业出版社，1990：27-33.
[10] 李跃刚.陕甘宁盆地中部气田一点法绝对无阻流量计算方法[J].油气井测试，1993，2(1)：49-53.
[11] 唐瑞林，王红涛.确定陕甘宁盆地天然气井绝对无阻流量的新方法[J].天然气工业，1995，15(4)：49-51.
[12] 李跃刚，王晓东.利用单点测试资料建立气井产能方程的新方法[J].天然气工业，1996，16(2)：49-51.
(本文作者：孙志道1 胡永乐1 方义生1 胡云鹏2 1.中国石油勘探开发研究院；2.中国地质大学 北京)
您可以选择一种方式赞助本站
支付宝转账赞助
微信转账赞助
- 注解：本资料由会员及群友提供仅供阅读交流学习，不得用于商业用途！
