油气多相流试井模型.doc

多相流试井模型

对于复杂、多变的非均质油藏的试井问题以及多相流试井的问题，描述多相流的方程是高度非线性的，在不做较大简化的情况下，没有解析解，因此，对多相流试井问题需要用数值解法。试井问题数据解法称为数值试井。

数值试井作为一个完整的体系，其研究所涉及的内容包括四个部分：空间离散、产量描述、具体问题的一般规律和参数拟合。对于数值试井问题的研究首先必须有一套合适的网格，此网格要既能描述和反映开关井后压力的细微变化，又能兼顾计算效率，在此基础上形成有限差分方程才能更好地解决数值试井问题。

油气两相数值试井模型

油藏注入、采出的不平衡造成了油田注水区块内部的压力不均衡。油藏的非均质性的客观存在，也给稳定油藏压力、控制水驱突进造成了很大的困难。从油田普遍的生产实践看来，都无法完全保证油井生产时的井底压力维持在原油饱和压力以上，这必然造成近井地带原油脱气现象的存在。由此可见，油、气、水三相同产的现象在油田的生产实际中是普遍存在的。

多相流试井分析人们仍在沿用Perrine,Al-Khalifa及Raghavan等人提出的近似解析方法。多相流试井分析近似的方法或多或少地带有单相流试井的影子，因而蒙蔽了多相流试井曲线的一些重要特征。作为数值试井理论的应用，本节将通过对油气两相流动试井问题的分析，介绍油气两相流试井曲线的基本特征。

对于油气两相流动，只需要在第六章离散控制方程及本章1节相应的部分中去掉与水相相关的部分即可。

两相流动时，是否存在饱和度梯度对试井曲线是有很大影响的。这使得多相流动试井具有比单相流动更多的多解性。作为对油气两相试井规律的研究，本节将饱和度梯度的影响剥离开来，不考虑饱和度梯度，来讨论不同因素对曲线特征的影响。

一、油气两相流试井一般曲线特征

均质油藏中油气流动压降复合曲线如图12.5.1,此图显示出了一个有趣的现象，均质油藏油气两相流试井曲线竟然表现出了单相油流双渗介质的特征：在压力导数曲线

(14.2.1-14.2.4式)上的驼峰结束以后，曲线急转而下，出现了一个凹子，然后开始上升，最后维持在一个平稳的水平上。

根据曲线，可以将油气两相流试井可以分为三个阶段：第一阶段为井储影响阶段。此阶段压力梯度尚未建立，从地层向井底的流入非常有限，因此地层中基本保持原来的状态。这一阶段与均质单相流动也是相同的。第二阶段为过渡阶段，此时，随着地层中流体向井底流入，压力梯度逐步形成。压力的降低造成气体迅速膨胀，由于气体的压缩率比原油的压缩率大得多，大大有利于流体得产出，必然会对压力下降造成缓冲，使压力下降速率降低，从而形成凹子。当压力梯度形成后，流动进入第三阶段，是为拟稳定阶段，压力下降速度维持不变。压力恢复复合曲线如图12.5.2。

100

logPwD

logPwDlogPwD

10

1

0.1

0.01

0.0010.01

上凸部分

下凹部分

0.110

logtD/CD

11m1001000

图12.5.1油气两相流，压降试井，压力和压力导数复合曲线

压恢曲线的导数曲线上在驼峰结束后也有一个“凹子”。曲线从“凹子”上升到一定的阶段后，稍微下降又再度恢复至与前次上升相同的水平，保持此水平不变。曲线同样具有与双渗介质类似的特征。压恢油气两相流也可以分为三个阶段，但其变化机理基本上是一个压缩的过程：第一阶段为井储影响阶段。此时，随流体持续流入，井底开始憋压，地层中整体压力变化不太明显。第二阶段为过渡段，由于地层中压力普遍回升，气体受压缩，同样由于气体的压缩率大大高于原油的压缩率，将产生很大的储集空间，从而使压力恢复速率降低，缓冲了压力回升的过程，从而形成凹子。当由井筒而向外的地层中的压力基本回升后，压力恢复基本稳定，此为流动的第三阶段，拟稳定阶段。

100

logPwDlogPwD

logPwDlogPwD

10

1

0.1

0.01

0.0010.010.1101001000

logtD/CD

图12.5.2油气两相流，压恢试井，压力和压力导数复合曲线

总之，油气两相流之所以出现类似双重介质的凹子现象，主要是由于参与流动的气体压缩率很大，因而对压力变化极为敏感的缘故。当压力稍微降低时，气体膨胀，可以将原油挤出地层，使压力降低暂时减缓；当压力升高，气体压缩，为原油提供空间，抵消一部分压力升高的因素，从而起到了缓冲压力变化的作