气井稳定试井分析方法及应用

气井稳定试井分析方法及应用摘要了解天然气的物理化学性质，以便合理的准确性分析气井的动态，预测气井的产能，进一步了解气层的特性打下了基础。文章介绍了流体通过多孔介质流动时的基本方程，以及在各种边界条件和各种气藏形状下的特解．叙述了气井的流动和压力测试的基本理论，推导了流体通过多孔介质流动的基本方程式，对于不同边界条件和地层几何形状提供了有意义的解．叙述了产能试井的基本理论．对几种产能试井给出了分析试井数据的不同方法，还详细地介绍了，在产能试井中必须考虑的一些重大问题，如达到气井稳定流动所需的时间和试井时确定稳定产量的要求．还针对测试的产量或井底压力不稳定的情形，将其考虑为变产量稳定试井，从理论上推导出快速求取气井产能方程的新方法，并将该方法应用于分析实际产能测试资料，使原来无法解释的测试资料得到了解释，获得了气井的产能方程和无阻流量关键词：天然气藏；稳定渗流；气井试井；产能评价第1章天然气的物理化学性质1.1天然气的组成天然气是指自然生成，在一定压力下蕴藏于地下岩层孔隙或裂缝中的混合气体，其主要成分为甲烷及少量乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、正丁烷、异丁烷及以上烃类气体，并可能含有氮、氢、二氧化碳、硫化氢及水蒸气等非烃类气体及少量氦、氩等惰性气体。无硫化氢时为无色无臭易燃易爆气体，比空气轻。通常将含甲烷高于90%的称为干气，含甲烷低于90%的称为湿气。天然气系古生物遗骸长期沉积 <br />地下，经慢慢转化及变质裂解而产生之气态碳氢化合物，具可燃性，多在油田开采原油时伴随而出。1.2天然气的分子量、相对密度、密度和比容天然气的分子量在数值上等于在标准状态下1摩尔天然气的质量。由于天然气的分子量随组成的不同而变化，没有一个恒定的数值，因此又称为&ldquo;平均分子量&rdquo;。通常，多将上述数值简称为天然气的分子量。1.2.1天然气的分子量（1-1）式中&mdash;天然气分子量；&mdash;天然气组分的摩尔组成；&mdash;组分i的分子量。1.2.2天然气密度天然气密度定义为单位体积天然气的质量。在理想条件下，可用下式表示为（1-2）式中&mdash;气体密度，；&mdash;气体质量，；&mdash;气体体积，；&mdash;绝对压力，；&mdash;绝对温度，；&mdash;气体分子量，；R&mdash;气体常数，。 <br />对于理想气体混合物，用混合气体的视相对分子质量代替单组气体分体的相对分子质量，得到混合气体的密度方程为：（1-3）1.2.3天然气相对密度天然气相对密度定义为：在相同温度、压力下，天然气的密度与空气密度之比。天然气相对密度是一无因次量，常用符号表示，则（1-4）式中&mdash;天然气密度；&mdash;空气密度；因为空气的分子量为28.96，故有。1.2.4天然气的比容天然气的比容定义为天然气单位质量所占据的体积。在理想条件下，可写成（1-5）式中&mdash;比容，。1.3天然气各种系数的确定1.3.1天然气的偏差系数天然气偏差系数又称压缩因子，是指在相同温度、压力下，真实气体所占体积与相同量理想气体所占体积的比值。天然气的偏差系数随气体组分的不同及压力和温度的变化而变化。换言之，某压力和温度时，摩尔气体的实际体积除以在相同压力和温度时摩尔气体的理想体积之商，即为该天然气的偏差系数。（1-6）式中&mdash;对比压力，；&mdash;对比温度，。1.3.2天然气的等温压缩系数天然气的等温压缩系数（一般简称为压缩系数或弹性系数）是指：在等温条件下，天然气随压力变化的体积变化率，数学表达式为（1-7）气体体积与压力的关系可按真实气体状态方程表示为（1-8）（1-9）将式（1-8）和式（1-9）代入式（1-7），则可得（1-10） <br />在实际应用中，一般不直接用（1-10）计算值，而表示为拟对比压力和拟对比温度的函数，用代替，即：（1-11）1.3.3体积系数和膨胀系数天然气的体积系数是指天然气在地层条件下所占体积与其在地面条件下的体积之比。（1-12）式中&mdash;天然气体积系数；&mdash;天然气在标准状况下的体积；&mdash;同数量天然气在地下的体积。天然气体积系数的倒数称为天然气的膨胀系数，用符号表示为：（1-13）一般规定在地面标准状况下，气体体积可按理想气体状态方程来表述：（1-14）在油藏压力为、温度为条件下，则同样数量的天然气所占的体积可按真实气体状态方程求出，即：（1-15）＝（1-16）其中，的单位是，...