A simple technique for approximate evaluation of permeability and skin of a dry gas zone with low to moderate permeability using wellhead pressure data

摘要

W artykule zaproponowano sposób obliczania przepuszczalności i skin efektu odwiertu gazowego o niskiej i umiarkowanej przepuszczalności warstwy gazonośnej. Niniejszy sposób można zastosować do analizy krzywej odbudowy ciśnienia głowicowego po krótkotrwałej eksploatacji gazu z odwiertu. W przeciwieństwie do interpretacji danych metodą Homera nie jest potrzebna znajomość wydatku gazu oraz czasu, przez jaki wydatek ten był utrzymywany. Podano model matematyczny leżący u podstaw proponowanej metody oraz pięć przykładów obliczeń dla odwiertów z krajowego przemysłu naftowego. Należy podkreślić, że do obliczeń przepuszczalności ani wydatek gazu podczas wypływu z odwiertu, ani sumaryczna jego objętość i czas trwania wypływu nie muszą być znane, natomiast konieczna jest znajomość parametrów i składu gazu oraz pojemności odwiertu z uwagi na użycie metod bilansu masowego zamiast zasady superpozycji rozwiązań przyjętej w metodzie Homera. W przypadku gmbych, wysoce przepuszczalnych stref gazowych czas narastania ciśnienia w odwiercie może być zbyt krótki, aby uzyskać wiarygodne wyniki. W programie komputerowym (niezaprezentowany) wykorzystano metodę „prób i błędów", aby poprawić dokładność obliczeń ciśnienia dennego w odwiercie oraz oszacowania średniej wartości współczynnika ściśliwości gazu. Procedura interpretacji danych za pomocą prezentowanego sposobu jest bardzo podobna do powszechnie znanej metody slug test, która jest używana do oceny przepuszczalności i skin efektu dla złóż cieczy, z których nie ma wypływu na powierzchnię, lub do analizy danych uzyskiwanych podczas opróbowań otworów. Równania przyjęte do obliczeń zostały przeliczone z systemu jednostek SI na system jednostek przyjmowany w przemyśle naftowym.%This paper presents a technique for approximate evaluation of permeability and skin of a dry gas zone with low to moderate permeability. The herein given technique may be used for analyzing the wellhead buildup pressure data of a gas well. The results obtained using the presented technique are approximate, because of some simplifying assumptions of the mathematical model and use of the classical method of downhole pressure calculation in static gas column, which is known to be of rather moderate accuracy. In a computer program (not shown) we used the trial and error method to improve the accuracy of down hole pressure calculation and for the evaluation of the average value of gas deviation factor. In the case of thick, highly permeable gas zones, the duration of wellhead pressure build up time may be too short to obtain reliable results. The procedure of execution of the presented technique is very similar to that of the well known "slug test" method, which is used for the evaluation of permeability and skin of reservoirs which do not flow to the surface, or for analyzing the drill stem test flow period data. Contrary to "Horner type" analysis of pressure build up data, neither the flow rate of gas nor the flow duration, need not be known. The procedure of permeability calculation is shown using five examples of gas wells from the domestic oil industry. To facilitate calculations all equations were converted to the engineering system of units.