基于气井生产动态指标体系判定气井类型的方法

摘要

本发明提供了基于气井生产动态指标体系判定气井类型的方法，包括：建立生产动态指标体系；利用生产动态指标体系的参数绘制散点图；选出分布规律的散点图并将其分割为三个区域，分别是Ⅰ类井、Ⅱ类井和Ⅲ类井；将Ⅰ类井、Ⅱ类井和Ⅲ类井的生产动态参数绘制为雷达图；获取待判定类型的目标气井的生产动态参数并在雷达图内查找其所属气井类型。该方法的建立综合考虑了气井多项生产动态指标的影响，能更加科学评估气井生产中后期的生产能力，为气井选择合适的排水采气措施提供了可靠的依据。

说明书

技术领域

本发明属于天然气开发领域，具体涉及基于气井生产动态指标体系判定气井类型的方法。

背景技术

在天然气开采集输过程中，为方便气井生产管理，通常会根据气井生产能力的大小把气井分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类井，目前国内外对气井的分类最常见的有两种方法：①根据储层厚度对气井进行分类，属于静态评价法，但是气井改造后的效果对气层产气影响较大，单凭气井厚度进行划分明显存在局限性，储层参数有时不能真实的反映气井改造后的实际产能。②根据储层改造后计算的气井无阻流量对气井进行分类，属于动态评价法，该方法是在投产前采用一点法测试计算得到的无阻流量，它反映的是生产初期近井地层压裂裂缝带的渗流特征，但随着气井的生产，远井地区基质储层能量才被动用，此时气井所表现出来的生产能力才较为真实，因此动态评价法也无法全面评价气井。

此外，传统的分类方法采用的气井指标比较单一，没有考虑气井的不同生产指标对不同气井的影响程度，导致分类不准确，或与实际生产表现不符的问题。例如：(1)苏*-6-91井，射孔井段①3230-3234m，储层有效厚度4.3m；②射孔井段3201-3207m，储层有效厚度7.0m。该井采用储层参数评价为Ⅰ类井；但该井投产前测试产量为0.84×10

因此，无论是静态评价法还是动态评价法，都无法准确地评价气井，导致气井分类偏差。

发明内容

本发明的目的在于提供基于气井生产动态指标体系判定气井类型的方法，以克服上述技术缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供了基于气井生产动态指标体系判定气井类型的方法，包括：

S001.建立生产动态指标体系；

S002.利用生产动态指标体系的参数绘制散点图；

S003.选出分布规律的散点图并将其分割为三个区域，分别是Ⅰ类井、Ⅱ类井和Ⅲ类井；

S004.将Ⅰ类井、Ⅱ类井和Ⅲ类井的生产动态参数绘制为雷达图；

S005.获取待判定类型的目标气井的生产动态参数并在雷达图内查找其所属气井类型。

进一步地，步骤S001所述建立生产动态指标体系，具体是指获取以下生产动态参数：

投产初期日产气量；

投产n年累产气量；

第n百天日产气量；

峰值日产气量；

第n年阶段平均日产气量；

日产气量年递减率；

投产初期套压；

第n百天套压；

峰值套压；

第n年阶段平均套压；

套压年递减率；

第n年单位套压降累产气；

其中n为正整数。

优选地，步骤S002所述利用生产动态指标体系的参数绘制散点图，包括以下内容：

每次从生产动态参数内任选两个参数；

其中一个参数作为X轴，另一个参数作为Y轴，绘制散点图；

不断重复上述步骤，直至所有生产动态参数均绘制于散点图。

进一步地，步骤S003所述选出分布规律的散点图并将其分割为三个区域，分别是Ⅰ类井、Ⅱ类井和Ⅲ类井，具体是指以下：

查看所有散点图；

挑选气井分布位置集中且趋势上升的散点图，作为分布规律的散点图；

在分布规律的散点图内作出平行于X轴的两条水平线，以及平行于Y轴的两条竖直线，包含X轴与Y轴在内的六条线相互交错形成九宫格，微调各条线使九宫格囊括所有气井，然后以原点为起点作出对角线，对角线穿过的宫格区域依次为Ⅰ类井、Ⅱ类井和Ⅲ类井，其中Ⅲ类井所在区域为原点所在宫格。

优选地，步骤S004所述将Ⅰ类井、Ⅱ类井和Ⅲ类井的生产动态参数绘制为雷达图，具体是指：

收集分布规律的散点图；

对分布规律的散点图内的所有气井进行分类；

分别记录所有Ⅰ类井、所有Ⅱ类井和所有Ⅲ类井的生产动态参数的边界参数，编制气田类型划分标准表，并根据该表绘制雷达图。

进一步地，步骤S005所述获取待判定类型的目标气井的生产动态参数并在雷达图内查找其所属气井类型，具体是指：

获取目标气井的投产初期日产气量、投产n年累产气量、第n百天日产气量、第n年阶段平均日产气量、第n年单位套压降累产气，其中n取最大值；

在雷达图内查找上述步骤中的五参数，查找各参数落入的区域；

将包含参数最多的区域确定为目标气井的气井类型。

进一步地，基于气井生产动态指标体系判定气井类型的方法，还包括步骤S006，其具体步骤如下：

S601.设定投产初期日产气量的权重为P1、投产n年累产气量的权重为P2、第n百天日产气量的权重为P3、第n年阶段平均日产气量的权重为P4、第n年单位套压降累产气的权重为P5，其中P1+P2+P3+P4+P5＝100％；

S602.利用以下公式计算目标气井的类型：

X1×P1+X2×P2+X3×P3+X4×P4+X5×P5

其中：

X1是利用雷达图确定的投产初期日产气量所属的气井类型；

X2是利用雷达图确定的投产n年累产气量所属的气井类型；

X3是利用雷达图确定的第n百天日产气量所属的气井类型；

X4是利用雷达图确定的第n年阶段平均日产气量所属的气井类型；

X5是利用雷达图确定的第n年单位套压降累产气所属的气井类型；

上述气井类型是指Ⅰ类井、Ⅱ类井或Ⅲ类井；

S603.合并S602公式中的同类气井，比较同类气井的数值并确定数值最大的气井类型为目标气井类型。

本发明的有益效果如下：

基于气井生产动态指标体系判定气井类型的方法综合考虑了气井多项生产动态指标的影响，能更加科学评估气井生产中后期的生产能力，为气井选择合适的排水采气措施提供了可靠的依据，对于气井类型的判断进行了初步判断和二次判断，其中初步判断利用雷达图实现，二次判断则根据赋予权重实现，且判断过程选择了在气井生产动态中影响最大的5个指标，简单可靠，可操作性强，判断的正确率高。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是基于气井生产动态指标体系判定气井类型的方法的流程图。

图2是投产初期日产气量-峰值日产气量图。

图3是投产初期日产气量-日产气量年递减率图。

图4是投产初期日产气量-第300天套压图。

图5是第2年阶段平均日产气量-第2年阶段平均套压图。

图6是第300天套压-第1年单位套压降累产气图。

图7是投产1年累产气量-第300天套压图。

图8是投产初期日产气量-投产初期日产量图。

图9是峰值日产气量-峰值套压图。

图10是第300天日产气量-第300天套压图。

图11是投产初期日产气量与投产3年累产气量的关系图。

图12是投产初期日产气量与第900天日产气量的关系图。

图13是投产初期日产气量与第3年阶段平均日产气量的关系图。

图14是投产初期日产气量与三年单位套压降累产气的关系图。

图15是气井类型划分图。

图16是雷达图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

需说明的是，在本发明中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的基于气井生产动态指标体系判定气井类型的方法的上、下、左、右。

现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

第一实施方式：

本实施方式涉及基于气井生产动态指标体系判定气井类型的方法，包括：

S001.建立生产动态指标体系；

S002.利用生产动态指标体系的参数绘制散点图；

S003.选出分布规律的散点图并将其分割为三个区域，分别是Ⅰ类井、Ⅱ类井和Ⅲ类井；

S004.将Ⅰ类井、Ⅱ类井和Ⅲ类井的生产动态参数绘制为雷达图；

S005.获取待判定类型的目标气井的生产动态参数并在雷达图内查找其所属气井类型。

在天然气开采领域，根据气井生产能力将气井分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类井，通常来说，Ⅰ类气井生产携液能力较好，在开井生产早期，无需采取排采措施，生产中期可优先选择速度管柱排水采气工艺；Ⅱ类气井可早期下入速度管柱生产，生产中后期可考虑起出速度管柱，投放柱塞气举排液生产；Ⅲ类气井可直接投放柱塞生产。

生产动态指标是反应气井生产特征的数据，最能体现各气井的生产能力，因此需要收集若干口气井的生产动态指标作为建立方法的基础，假设获取了12种生产动态指标，那么从其中任选两个参数(生产动态指标)绘制散点图，直至所有参数均参与其中，然后观察每个散点图的趋势，选择分布规律的散点图，例如趋势上升且数据集中，将这些图分割为三个区域，每个区域分别对应Ⅰ类井、Ⅱ类井和Ⅲ类井，此时判定方法的第一步已完成。

判定方法的第二步是将上述转换为其他可以清楚归类气井类型的图，例如雷达图。

第三步则是本方法的最终应用，即先获取待判定类型的目标气井的生产动态参数，然后在雷达图内查找各个生产动态参数，确定各个生产动态参数落入到了雷达图的区域，进而可以确定目标气井的气井类型，如果各个生产动态参数落入到了雷达图的不同区域，那么比较落入至同一区域的生产动态参数的数量，数量最多的即为目标气井的气井类型。

需要说明的是尽量多地收集多口气井的数据，以提高判定方法的准确率。

生产动态指标的获取是油田开采领域的常规方法获得，在此不作赘述。

第二实施方式：

本实施方式涉及基于气井生产动态指标体系判定气井类型的方法，参见图1，包括：

S001.建立生产动态指标体系，具体是指获取以下生产动态参数：

投产初期日产气量；

投产n年累产气量；

第n百天日产气量；

峰值日产气量；

第n年阶段平均日产气量；

日产气量年递减率；

投产初期套压；

第n百天套压；

峰值套压；

第n年阶段平均套压；

套压年递减率；

第n年单位套压降累产气；

其中n为正整数。

下述表1是以五口气井的实际生产数据为例，对上述的生产动态参数作以解释。

表1生产动态参数示例表

根据表1可以看出，在步骤S001中所例举的12种生产动态指标外，表1还提供了n年单位套压降累产气、不足3000方生产天数、3000—5000方生产天数、5000—8000方生产天数、超过8000方生产天数等参数，也就是说，本发明并不局限于例举的参数，也可以是其他生产动态指标，考虑到无法穷尽参数，优选了步骤S001中的12种生产动态指标，类似的，表1仅是展示了五口气井的生产动态指标，但为了提高判定准确率，也可以是二十口、百口等等，不作限制。

S002.利用生产动态指标体系的参数绘制散点图，包括以下内容：

每次从生产动态参数内任选两个参数；

其中一个参数作为X轴，另一个参数作为Y轴，绘制散点图；

不断重复上述步骤，直至所有生产动态参数均绘制于散点图。

如图2-图10所示，为部分散点图，这些散点图无明显规律，不同类型气井所对应的点散乱分布，而图11-图14中的每一幅散点图都呈现了分布位置集中且趋势上升的特征，即随着投产初期日产气量的增大，气井分布位置比较集中且依次上升。

S003.选出分布规律的散点图并将其分割为三个区域，分别是Ⅰ类井、Ⅱ类井和Ⅲ类井，具体是指以下：

查看所有散点图；

挑选气井分布位置集中且趋势上升的散点图，作为分布规律的散点图；

在分布规律的散点图内作出平行于X轴的两条水平线，以及平行于Y轴的两条竖直线，包含X轴与Y轴在内的六条线相互交错形成九宫格，微调各条线使九宫格囊括所有气井，然后以原点为起点作出对角线，对角线穿过的宫格区域依次为Ⅰ类井、Ⅱ类井和Ⅲ类井，其中Ⅲ类井所在区域为原点所在宫格。

以图11所示投产初期日产气量与投产3年累产气量的关系图为例，对如何确定气井类型进行说明，详述圈定气井类别的方法(见图15)：

首先平行于X轴画水平线①，平行于Y轴画竖直线②，水平线①、竖直线②、X轴、Y轴，四条直线交叉包围起来的矩形区域可以囊括所有的井；

然后画水平线①的平行线-水平线③和水平线④，竖直线②的平行线-竖直线⑤和竖直线⑥，平行移动③、④、⑤、⑥四条直线，直至六条直线交叉形成的封闭矩形Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区包含的井数达到最大，此时即可认为，Ⅲ类井主要位于图表左下部，Ⅱ类井主要位于图表中部，Ⅰ类井主要位于图表右上部。

重复上述圈定气井类别的方法，使所有分布规律的散点图均被圈定分类。

按照上述方法对苏里格某气井进行划分归类，划分标准表如下：

表2苏里格气井类型划分标准表

如图2所示，选择了12种生产动态指标种的其中5类主要参数，分别是投产初期日产气量、投产n年累产气量、第n百天日产气量、第n年平均阶段日产气量、第n年单位套压降累产气，值得一提地是，n取最大值，选中上述5类主要参数是本发明提出的重点划分参数，但也不限于此，也可以采用本发明的判定方法选取其他参数。

S004.将Ⅰ类井、Ⅱ类井和Ⅲ类井的生产动态参数绘制为雷达图，具体是指：

收集分布规律的散点图；

对分布规律的散点图内的所有气井进行分类；

分别记录所有Ⅰ类井、所有Ⅱ类井和所有Ⅲ类井的生产动态参数，绘制雷达图，具体是记录生产动态参数的边界参数，编制气田类型划分标准表(表2)，并根据该表绘制雷达图，参见图16。

S005.获取待判定类型的目标气井的生产动态参数并在雷达图内查找其所属气井类型，具体是指：

获取目标气井的投产初期日产气量、投产n年累产气量、第n百天日产气量、第n年阶段平均日产气量、第n年单位套压降累产气，其中n取最大值；

在雷达图内查找上述步骤中的五参数，查找各参数落入的区域；

将包含参数最多的区域确定为目标气井的气井类型。

例如，目标气井的五个参数中有3个落到了雷达图的Ⅰ类井区域，其余两个参数落到了Ⅱ类井区域和Ⅲ类井区域，那么该目标气井被评价为Ⅰ类井，说明该井生产携液能力较好，在开井生产早期，无需采取排采措施，生产中期可优先选择速度管柱排水采气工艺。

第三实施方式：

本实施方式涉及基于气井生产动态指标体系判定气井类型的方法，包括：

S001.建立生产动态指标体系，具体是指获取以下生产动态参数：

投产初期日产气量；

投产n年累产气量；

第n百天日产气量；

峰值日产气量；

第n年阶段平均日产气量；

日产气量年递减率；

投产初期套压；

第n百天套压；

峰值套压；

第n年阶段平均套压；

套压年递减率；

第n年单位套压降累产气；

其中n为正整数。

S002.利用生产动态指标体系的参数绘制散点图，包括以下内容：

每次从生产动态参数内任选两个参数；

其中一个参数作为X轴，另一个参数作为Y轴，绘制散点图；

不断重复上述步骤，直至所有生产动态参数均绘制于散点图。

S003.选出分布规律的散点图并将其分割为三个区域，分别是Ⅰ类井、Ⅱ类井和Ⅲ类井，具体是指以下：

查看所有散点图；

挑选气井分布位置集中且趋势上升的散点图，作为分布规律的散点图；

在分布规律的散点图内作出平行于X轴的两条水平线，以及平行于Y轴的两条竖直线，包含X轴与Y轴在内的六条线相互交错形成九宫格，微调各条线使九宫格囊括所有气井，然后以原点为起点作出对角线，对角线穿过的宫格区域依次为Ⅰ类井、Ⅱ类井和Ⅲ类井，其中Ⅲ类井所在区域为原点所在宫格。

S004.将Ⅰ类井、Ⅱ类井和Ⅲ类井的生产动态参数绘制为雷达图，具体是指：

收集分布规律的散点图；

对分布规律的散点图内的所有气井进行分类；

分别记录所有Ⅰ类井、所有Ⅱ类井和所有Ⅲ类井的生产动态参数，绘制雷达图。

S005.获取待判定类型的目标气井的生产动态参数并在雷达图内查找其所属气井类型，具体是指：

获取目标气井的投产初期日产气量、投产n年累产气量、第n百天日产气量、第n年阶段平均日产气量、第n年单位套压降累产气，其中n取最大值；

在雷达图内查找上述步骤中的五参数，查找各参数落入的区域；

将包含参数最多的区域确定为目标气井的气井类型。

步骤S006，其具体步骤如下：

S601.设定投产初期日产气量的权重为P1、投产n年累产气量的权重为P2、第n百天日产气量的权重为P3、第n年阶段平均日产气量的权重为P4、第n年单位套压降累产气的权重为P5，其中P1+P2+P3+P4+P5＝100％；

S602.利用以下公式计算目标气井的类型：

X1×P1+X2×P2+X3×P3+X4×P4+X5×P5

其中：

X1是利用雷达图确定的投产初期日产气量所属的气井类型；

X2是利用雷达图确定的投产n年累产气量所属的气井类型；

X3是利用雷达图确定的第n百天日产气量所属的气井类型；

X4是利用雷达图确定的第n年阶段平均日产气量所属的气井类型；

X5是利用雷达图确定的第n年单位套压降累产气所属的气井类型；

上述气井类型是指Ⅰ类井、Ⅱ类井或Ⅲ类井；

S603.合并S602公式中的同类气井，比较同类气井的数值并确定数值最大的气井类型为目标气井类型。

由于投产初期日产气量、投产n年累产气量、第n百天日产气量、第n年平均阶段日产气量、第n年单位套压降累产气(n取最大值)是划分气井类型的主要参数，但不同参数对确定气井类型所起的作用各不相同，因此各参数在类型确定中占有不同的比重，权重的赋予并不是随意给出的，而是根据典型井反求各参数在类型确定中的权重，具体如下：

选取一口符合某类型的典型气井，如苏48-17-75，该井利用储层参数静态评价为Ⅰ类井，储层改造后通过无阻流量动态评价同为Ⅰ类井。

根据表2的划分标准，五个重要参数有四个符合Ⅰ类井特征，定义该井为典型Ⅰ类井。

对于该典型Ⅰ类井，投产n年＝投产三年。

令日产气量所占比重为a，投产三年累产气量所占比重为b，第三年单位套压降累产气所占比重为c，第900天日产气量所占比重为d，第三年阶段平均日产气量所占比重为e，投产初期日产气量所占比重为f。

其中，a+b+c＝100％，d、e、f组成a，为a中的子分类，即a＝d+e+f＝100％。

不断调整a、b、c、d、e、f各量大小，观察不同参数比重的改变对类别结果的影响情况。

通过不断调试可知，投产三年累产气量、第三年单位套压降累产气、投产初期日产气量对类别影响较大，第900天日产气量和第三年平均阶段日产气量对类别影响较小。

结合气井实际生产情况，赋予a＝40％、b＝30％、c＝30％、d＝70％、e＝15％、f＝15％时效果最佳。

由此确定各参数在类型确定中所占的权重：

投产三年累产气量占比30％；

第三年单位套压降累产气占比30％；

投产初期日产气量占比40％×70％＝28％；

第900天日产气量占比40％×15％＝6％；

第三年平均阶段日产气量占比40％×15％＝6％。

具体可见下表：

表3主要指标权重表

根据表3的权重表计算气井类型：

已知目标气井的生产参数，则可计算气井类型为：

类型(投产三年累产气量)×30％+类型(第三年单位套压降累产气)×30％+类型(投产初期日产气量)×28％+类型(第900天日产气量)×6％+类型(第三年平均阶段日产气量)×6％，计算结果Ⅰ类井占比高则该井为Ⅰ类井，Ⅱ类井占比高则该井为Ⅱ类井，Ⅲ类井占比高则该井为Ⅲ类井。

上述的类型(投产三年累产气量)是指目标气井的投产三年累产气量利用雷达图所判定的类型，如投产三年累产气量利用雷达图判定为Ⅰ类井，重复雷达图判定：第三年单位套压降累产气利用雷达图判定为Ⅰ类井、投产初期日产气量利用雷达图判定为Ⅱ类井，第900天日产气量利用雷达图判定为Ⅱ类井、第三年平均阶段日产气量利用雷达图判定为Ⅲ类井，那么Ⅰ类井×30％+Ⅰ类井×30％+Ⅱ类井×28％+Ⅱ类井×6％+Ⅲ类井×6％，最终Ⅰ类井为60％，Ⅱ类井为34％，Ⅲ类井为6％，明显地，Ⅰ类井占比高，则目标气井为Ⅰ类井。

可以看出，雷达图为初次判断，权重为二次判断，也就是说，本实施方式提供了连续两次的判断方式，其目的是提高判断的准确率，以正确评估气井中后期的生产能力，对于选择合适的排水采气措施、经济有效开发气井非常重要。

第四实施方式：

以某口单井的类型判识为例进行说明：

苏14-M-13井：

根据气井类型划分标准，可以判断出每一个参数所处的类别。

该井投产三年累产气量为1292.58×10

第三年单位套压降累产气为90.94×10

第900百天日产气量为0.44×10

第三年平均阶段日产气量为0.88×10

投产初期日产气量为2.27×10

再根据指标权重表，投产三年累产气量所占比重为30％，第三年单位套压降累产气所占比重为30％，第900百天日产气量所占比重为6％，第三年平均阶段日产气量所占比重为6％，投产初期日产气量所占比重为28％，则可以得出苏14-15-13井的类型为：

Ⅱ类×30％+Ⅱ类×30％+Ⅲ类×6％+Ⅱ类×28％＝94％Ⅱ类+6％Ⅲ类。

综合可得苏14-15-13井属于Ⅱ类井。

将以上五个参数绘制于雷达图中，见附图16，从图中可见，五个参数连线的区域大部分落在Ⅱ类井区域，因此该井判断为Ⅱ类井。

需要特别说明的是，上述井号数据均为真实井的有效参数，考虑到涉密数据，将井号的中位数使用M代替。

综上所述，本发明方法的建立综合考虑了气井多项生产动态指标的影响，能更加科学评估气井生产中后期的生产能力，为气井选择合适的排水采气措施提供了可靠的依据；形成的气井类型划分标准基于在气井生产动态中影响最大的5个指标，简单可靠，可操作性强；利用典型井，结合气井生产实际反求了5大指标在气井类型判识中的权重占比，不仅符合实际，也比较科学；利用5大判断标准形成的雷达图可简易判识气井类型。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。