[發明專利]一種地下儲氣庫氣井的儲層溫度預測方法

有效

• 申請號: 202111415459.4
• 申請日: 2021-11-25
• 公開（公告）號: CN114396255B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 李力民;寧飛;朱斌;蔣華全;雷思羅;陳偉;任科;王巖;楊穎;周堤;周俊池;溫廷鈞
• 申請（專利權）人: 西南石油大學;中國石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司儲氣庫管理處
• 主分類號: E21B47/07
• 分類號: E21B47/07;G06F17/11
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發明公開一種地下儲氣庫氣井的儲層溫度預測方法，包括以下步驟：S1：利用氣井的產能方程，計算近井的壓力分布，進行壓力分布預測；S2：根據近井的壓力分布，確定壓力梯度；S3：計算流體的比熱、焦耳湯姆森系數、綜合傳熱參數和熱容項系數；S4：采用壓力與溫度的解耦方式求儲層能量方程，進行儲層溫度場預測。本發明采用溫度、壓力解耦方式進行儲層溫度預測，解決儲氣庫的水合物堵塞預判問題；儲氣庫在采氣期降壓吸熱、井底流動溫度下降，影響井溫剖面及井筒水合物預判；在注氣期注入溫度低、在井周儲層降壓形成低溫區，可能產生水合物冰堵；這類不利因素，將作為儲氣庫的注采能力設計、合理配產的限制條件。

技術領域

本發明涉及儲氣庫領域，尤其涉及一種地下儲氣庫氣井的儲層溫度預測方法。

背景技術

地下儲氣庫是保障天然氣供給、維持管網平穩運行的重要設施，具有季節調峰和應急供氣功能，受市場需求因素影響，儲氣庫的日注采氣量波動較大、峰值產量高，注采周期一般是注氣7個月、采氣4個月、注采轉換1個月。常規氣藏開發一般不太關注儲層溫度變化，工程上通常假設井底溫度等于地層靜溫。儲氣庫的注采強度是常規氣藏的10～20倍，注采過程中近井帶儲層的壓力梯度大，天然氣在運移過程中體積膨脹吸熱，導致儲層溫度顯著變化，而高壓低溫條件容易形成天然氣水合物。

儲氣庫在采氣期因降壓吸熱，導致井底流動溫度下降，影響井溫剖面及井筒水合物的預判；在注氣期因注入溫度低，在井周儲層降壓形成低溫區，可能產生水合物冰堵。要規避這些不利因素的影響，需要預測井周儲層的溫度變化，判斷出現水合物的注采條件，作為儲氣庫的注采能力設計、合理配產的附加限制條件。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種地下儲氣庫氣井的儲層溫度預測方法，用于規避不利因素的影響，預測井周儲層的溫度變化，判斷出現水合物的注采條件，作為儲氣庫的注采能力設計、合理配產的附加限制條件。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種地下儲氣庫氣井的儲層溫度預測方法，包括以下步驟：

S1：利用氣井的產能方程，計算近井的壓力分布P(r)，進行壓力分布預測；

S2：根據近井的壓力分布P(r)，確定壓力梯度dP/dr；

S3：計算流體的比熱c_p、焦耳湯姆森系數c_J、綜合傳熱參數L_r和熱容項系數E_r；

S4：采用壓力與溫度的解耦方式求儲層能量方程，進行儲層溫度場預測。

優選的，所述S1中計算近井的壓力分布P(r)，進行壓力分布預測具體包括以下子步驟：

S11：由產能系數A、B計算滲透率k、非達西流動系數D；

S12：以井底流壓P_wf為已知條件，推算地層壓力P_e；

S13：用地層壓力P_e計算井周的壓力分布P(r)。

優選的，所述S3中：

熱容項系數E_r定義為：

綜合傳熱參數L_r定義為：

其中，c_p為天然氣的定壓比熱，J/(kg.K)；r為以井筒中心為原點的徑向坐標，m；h為儲層厚度，m；ρ_e為儲層巖石密度，kg/m³；c_e為儲層巖石比熱，J/(kg.K)；ρ_g為天然氣密度，kg/m³；?U_to為總傳熱系數，W/m²；φ為儲層孔隙度。