天然气井动态分析与生产设计

【摘要】：天然气作为一种高效、低碳的清洁能源，具有污染少、热值高、安全性能高等优点，已经成为低碳化石能源发展的重要部分。 天然气的压缩性不可忽略，不能使用液体的微可压缩假设，所以，气体渗流控制方程具有非线性特点，具体表现为粘度^和压缩系数Cg的乘积随系统压力变化而非常数。目前，气体渗流控制方程线性化的方法很多，这里选择三种常用方法：数值差分、近似扩散系数和拟时间函数，通过气井生产动态分析对比研宄其适用性。结果表明：数值差分和近似扩散系数方法效果较好，而拟时间函数容易产生误差，在定流量工作制度下尤其明显，初步分析认为这种误差受压力影响。 不同类型的气藏达到有效开发目标的工作制度并不相同，气藏开发过程中，需不断分析储层静态、动态资料，以优化气井生产设计。在解决天然气渗流控制方程非线性问题的基础上，本文分析不同工作制度下气井的生产动态特征，对于气井的产能评价和生产设计都具有重要意义。具体思路是：在单一工作制度（定流量/定流压）下，建立圆形封闭径向渗流模型和一维单相渗流模型，针对线性化方法不同，分别采用有限差分、半解析近似和解析方法对比分析气井的生产动态。对于裂缝性气井，通过线性流的特征分析方法计算井控储量，与动态分析软件RTA拟合结果的对比表明：该特征分析方法简单、方便，适用性较好。 气井开发过程以稳产期和递减期为主要生产阶段，因而气井往往在混合工作制度下生产，即先定流量后定流压。本文在分析单一工作制度下气井生产动态的基础上，建立混合工作制度下气井动态分析方法，这里通过数值方法和拟时间函数来解决气体渗流控制方程的非线性问题。通过实例预测不同混合工作制度下的气井动态，有限差分方法和解析方法的预测结果对比表明：有限差分方法能够准确预测混合工作制度下的稳产期，而解析方法在预测过程中易产生误差，且稳产期越长，误差越大，这种误差与拟时间应用有关。 【关键词】：气体渗流 非线性 工作制度 动态分析
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TE37
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 课题背景9-11
• 1.2 国内外研究现状11-17
• 1.3 研究内容与科学方法17-19
• 2 天然气PVT性质19-33
• 2.1 天然气PVT基础19-20
• 2.2 天然气的拟临界参数20-23
• 2.3 偏差因子23-25
• 2.4 等温压缩系数25-27
• 2.5 粘度27-28
• 2.6 气体渗流非线性28-32
• 2.8 小结32-33
• 3 定流量气井压力动态33-54
• 3.1 圆形封闭径向渗流模型33-45
• 3.2 一维单向渗流模型45-53
• 3.3 小结53-54
• 4 定流压气井产量动态54-68
• 4.1 圆形封闭径向渗流模型54-61
• 4.2 一维单向渗流模型61-67
• 4.3 小结67-68
• 5 混合工作制度非线性渗流68-76
• 5.1 模型建立68-71
• 5.2 曲线分析71-72
• 5.3 实例计算72-75
• 5.4 小结75-76
• 6 总结和建议76-78
• 致谢78-79
• 参考文献79-83
• 附录83

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