能量权重法计算气藏平均地层压力

黄小亮 戚志林 雷登生 李继强

(重庆科技学院石油与天然气工程学院，重庆 401331)

关闭所有生产井直到压力稳定后再进行测压是气藏平均地层压力求取的最佳方法。但由于气藏本身性质的影响，关井将带来较大影响，如:异常高压和主力生产气井不能关井;低渗气藏关井几个月甚至半年以上，都难以获得满意的平均地层压力;一定程度上影响经济效益［1－3］。这些都给利用关井方法计算气藏平均地层压力的应用带来困难，因此目前常采用获得单井供给区内的平均地层压力后加权平均来计算，如算术平均法、厚度加权平均法、面积加权平均法、有效孔隙体积加权平均法、体积加权平均法、累计产气量加权平均法等［4－6］。但这些方法计算气藏平均地层压力时，只考虑了生产井供给区内的地层压力，忽略了气井非控制区内压力对气藏平均地层压力的影响，使计算结果存在一定误差。本文提出的能量权重法则综合考虑生产井控制区和非控制区对气藏压力的影响，根据能量守衡原理，建立气藏平均地层压力计算方法更符合气藏真实情况。

1 理论推导

1.1 能量权重法理论基础

基本原理:将气藏中储量与压力的乘积定义为气藏能量，根据玻意耳定律，气藏的总能量保持不变，气藏平均压力随采出气体后地层中的能量下降而等比列下降。以某一时刻某部分能量占总能量的比重称为能量权重。假设井未控制区的地层压力保持不变，地层温度保持不变，根据能量守衡得出气藏能量守衡方程。

1.2 定容封闭气藏能量权重法理论推导

根据能量守衡原理，定容封闭气藏在初始时刻总能量等于t时刻总能量，即:

式中:GKBgiPi—初始时刻井控制区域的能量;(G－GK)BgiPi—初始时刻井未控制区域的能量;GPPSC—t时刻采出气的能量;(GK－GP)BgPK—t时刻井控制区域的能量;(G－GK)BgiPi—t时刻井未控制区域的能量。

即气藏原始地层能量:

式中:G—地质储量，108m3;GK—气藏控制储量，m3;Bgi—初始状态下的体积系数;Pi—原始地层压力，MPa。

t时刻气藏各能量总和为:

式中:GP—气藏累计产气量，m3;PSC—标准状况下的压力，MPa;Bg—气藏某一压力下体积系数;PK—控制区域在t时刻的地层压力，MPa。

t时刻仍在地层中的能量为:

以地层中的总能量为基础，将式(3)与式(1)左端的比值乘以原始地层压力则为气藏平均地层压力¯P:

同理考虑多井组合情况，引用单井能量得出气藏平均地层压力¯P为:

式中:GKj—单井控制储量(j=1，2，…，n)，m3;GPj—单井累计产气量，m3;PKj—单井控制区域在t时刻的地层压力，MPa;Bgj—单井某一压力下的体积系数。

1.3 水驱气藏能量权重法理论推导

根据能量守衡原理，水驱气藏在初始时刻和t时刻，能量满足等式:

式中:GKBgiPi—初始时刻井控制区域的能量;(G－GK)BgiPi—初始时刻井未控制区域的能量;GPPSC—t时刻采出气的能量;(GK－GP)BgPK—t时刻井控制区域的能量;(G－GK)BgiPi—t时刻井未控制区域的能量;(Wg－WP)BwPK—t时刻水侵的能量。

由于有水侵的影响，t时刻气藏总能量(大于原始能量)为:

式中:We— 气藏水侵量，m3;WP—气藏累计产水量，m3;Bw—地层水体积系数。

t时刻仍在地层中的能量为:

以地层中的总能量为基础，将式(7)与式(1)的比值乘以原始地层压力即为气藏平均地层压力:

同样考虑多井组合情况，引用单井能量得出气藏平均地层压力为:

式中:Wej—单井水侵量，m3;WPj—单井累计产水量，m3。

1.4 相关参数的获取

能量权重法计算气藏平均地层压力，气藏和生产井控制储量常采用气藏物质平衡方程计算获取;生产井供给区内平均地层压力通过压力测试和试井解释等方法获取。

2 实例分析

以某气藏为例，根据现场提供的压力测试数据，利用其生产数据，计算该气藏的平均地层压力(见表1)。由表1可知:(1)能量权重法计算的气藏平均地层压力与关井测试压力吻合度高，平均地层压力计算值与测试值的最大误差也只有0.38%，能反映气藏的真实压力水平。(2)在并非全气藏关井测压时，可采用此方法较准确地确定出气藏的平均地层压力。

表1 气藏能量权重法计算平均地层压力与实测压力对比表

3 结论

(1)能量权重法综合考虑了生产井控制区和非控制区对气藏平均地层压力的影响。

(2)能量权重法计算的压力与关井到达稳定后测试的压力吻合程度高，偏差较小。

(3)能量权重法根据能量守衡原理建立，可用于计算不同类型气藏的平均地层压力。

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