气井井筒天然气流动规律及应用研究 第7页
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气井动态曲线
地层压力一定，以不同的井底流动压力测试气井的产气量，称气井的产能试井，通常称为回压试井。试井资料用途非常广泛，其主要用途是确气井的流入动态，即确定一口气井的产能方程。同一气藏的井，即使地层压力和井底流压都相同，彼此的产气量也很少一样，这表明明每口井都有各自的流入特性和流出特性。
4.1 气井流入动态曲线
一般情况下，天然气从地层的孔隙或裂隙流入井内，其流动状态当复杂，流体流线互相交错，且渗滤速度有加大的趋势，因而破坏线性渗滤规律，即产量与压力平方差为非线性关系，此时，通过对能回压试井资料的整理，可得到气井的流入动态方程。
其一般有两种表达形式：
一、指数式产能方程：
（4-1）
二、二项式产能方程：
（4-2）
其中c为产量指数，n为渗流指数（n=1时为线性渗虑，n<1时为线性破坏，多表现为渗虑速度很大或有多相流动存在），a为层流系数，b为紊流系数，且四个参数都要通过产能试井分析来确定。
气井的流入特性可通过产能试井资料所得得到的产能方程，带入不同的井底流压，逐次解出相应的产气量而得到，描绘出完整的流入动态曲线，即IPR曲线（如图4-1所示）。它反映了井底流压和流量之间的关系，也反映了气体从气藏流入井底的动态和井的生产制度是否合理。
流入动态曲线与横轴的交点，即 时，是该井的最大产气量，而这个最大产气量是在井底回压为大气压，即井底压力为0.101325MPa时计算出来的，在一般情况下，这个计算的最大产气量并非为气井可以采出。因此，我们称这个流量为绝对无阻流量（Absolute Open Flow)，用 表示。 与气井设备因素无关，它只反映气井的潜能，是评价气井好坏一个重要参数，主要用于气井分类定产、配产、评价产能和其它公式中数的无因次化等。
4.2 流出动态曲线和油管动态曲线
井的流入动态曲线表示它的井下动态，而井的流出动态曲线反映了它的地面面流出动态，曲线可以通过根据不同类型气井性质，选用本章第三节介绍的计算井底流压的公式等式就可作出。以式(3-5)为例，要计算同井口压力下的产能，首先视 、 为已知，从产能方程式中求出 ，并把对应的 、 代入井底流压计算式中解 ，即得在某一已知地层压力下井口流压与产量的关系式 利用该关系式可作出流出动态曲线，即IPR曲线，该曲线反映地层压力一定时的气井井口产能特征。当生产系统分析的节点选在井底，则在描述气井从井底沿油管流至井口的式(3-5)中，如果让 保持不变，对一定直径的油管，给出一个 可求出对应的 。这样可画出一条井底压力与产气量的流出动态关系曲线，又称为油管动态曲线。油管动态曲线是在井口压力为某一常数时，通过给定油管尺寸的各种产气量与所需井底流压的关系曲线。油管动态曲线与流入动态曲线的交点A所对应的 点是该条件下气井的合理产量(图4-2)。
如果保持井口压力不变，平行下降流入动态曲线直到与油管动态曲线相切于A点，得到该切点处相应的地层压力为 ，即为在该油管条件下气井动态曲条件下气井的废弃压力(图4-3)。
图 4-2 纯气井的动态曲线 图 4-3气举井油管动态曲线
4.3 纯气井和出水气井动态曲线
对于纯气井，流出动态曲线和流入动态曲线类似。图4-2定性地画出了纯气井的动态曲线。
从图4-2可看出：
当 ，纵轴上 与 之差为静止气柱所产生的压差；
当 ，横轴上，井口最大产能 不等于气井的绝对无阻流量 。
在任意 条件下， 可与 之差反映了流动气柱的质量与摩阻损失。
利用纯气井流出动态曲线，可以确定当地层压力一定时，不同井口回压下气井的合理产量是多少。
气水同产井的典型流入动态曲线和流出动态曲线(4-4)的特点是曲线存在一顶点，这个顶点称为流动点。该点表示在井内能维持的最小流量，或最大可能的油管回压。即，它在横轴上相应气量表示气井可能稳定生产的最小气量，在纵轴上相应的井口压力表示气井可能达到的井口最高流压。流动右边曲线(实线)为气井正常生产范围，左边曲线(虚线)为不稳定过渡区。气井开始生产或关井停产后将经过不稳定区，但常采气必须使采气量大于流动点最小稳定产气量。对应的气井不产液的干气井是不存在流动点的，不管流量多少都将继续自喷。
图 4-4 气水井流入流出动态曲线 图 4-5不同管径的流入流出动态曲线
（ ）
用不同油管尺寸的流出动态曲线图，能够预测油管尺寸变化对产量的影响。图4-5给出四种油管直径的流出动态曲线。可看出，在气体流量低时，用小直径油管有较好的流动效率;反之，在气体流量较高时，用大直径油管有较好的流动效率。因此，在气田开发初采用大直径油管、后期改换成小直径油管采气，对合理利用天然能量，延长气井自喷期是有益的措施。
图 4-6不同气水比的流入流出动态曲线
图4-6给出不同气水比的流出动态曲线。从图中可看出产水量对井口流压的影响：在同一产气量条件下，产水量愈大，井口流压愈低，这对输气是不利的。
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