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27.Petrel RE中如何定义煤层气完井模型

1. 煤层气(CBM)井模型

典型煤层气直井会穿过多个煤层,油管下达深度比最深的煤层还要深。在经过压裂之后,水从煤层中流出,沿着油套环空向下流动并由油管排出。从基质中释放出来的甲烷流入油套环空,输送到地面后与其他井的产气汇集。产出水可以回注以保持地层能量,或者在地表经过处理后排放。

本文将描述在Petrel RE和ECLIPSE中利用多段井模型模拟这类井的方法,从而实现模拟适用于煤层气藏中经由油管和环空的流动。

2. 油藏模型

为了模拟完井模型,首先建立简单的地质模型,渗透率、孔隙度、净毛比等参数均为定值。

地层中初始流体为干气,由95%C1和5%C2组成,其性质由Petrel内置数据库描述。初始平衡状态下,基质中充满气体,裂缝中充满水。

模型中仅有一口生产井,其射孔贯穿整个气藏,油管下达深度从0到1500ft(比最低的射孔还要深)以便设置环空。为了使油管在Petel中有效,需要在井口50米处设置了一个封隔器。

煤层基质属性用Corey关系式表征:

裂缝用直线表征:

岩石压缩系数使用Palmer-Mansoori方法描述,与岩石组成相关:

吸附函数使用朗谬尔等温吸附曲线描述,与气体组分相关:

3. 多段井选项

为了更好地描述井筒中流体的流动,开启多段井选项。在井中添加一组压力计,这些压力计可以用于输出报告或者为井增加其它设备,如井下泵等。每一个压力计都需要设置为一个分段。

注意:在Define well segmentation对话框中,由于需要开启相滑脱模型来模拟环空中的气水分离,根据流动间隔,需要确保选中segment per cell,并且不选suppress annular segments。

最终分段情况如上图所示,本例中,井从上到下共有三个压力计:

1) Gauge1(环空):最上面的压力计,通过应用secondary well 选项设置为环空产气井, 此压力计设置在100ft处,远离射孔及液面。

2) Gauge2(油管):用于报告输出目的。输出油管水井产量,设置在油管中,深度任意。

3) Gauge3(油管入口处):用于输出油管入口处的状态。另外,也可以设成一个关联相应VFP表的井下泵。

为了追踪这些分段的输出,请确保在“Define Simulation Case”面板 “Results”标签下,选上Summary vectors中的“All perforations”和“All devices” 以及 “simulation logs RFT“下的”PLT“ 和”segment”。

4. The Secondary Well

此选项允许将多段井的其中一段作为单独的一口井进行模拟,仅在E300中可用。本例中,环空中的压力计1被设置成了一口Secondary井,描述环空中的产气是通过这口井进行的,而油管主要用于产水。

The secondary well的定义是通过在development stratey process中添加schedule keyword来完成。

首先定义一个包含分段井模型的模拟实例,点击export后Petrel会输出压力计的段编号。

通过中查看关键字WELSEGS找到对应环空中压力计的段编号,本例中,段号2代表环空中的压力计。

确定段编号以后,在Development strategy中通过Schedule keyword定义WSEGWELL和SCONPROD,这两个关键字分别用来定义secondary 井及其生产控制方式,具体实现过程如下:

1) secondary井的井定义:WSEGWELL

此关键字将secondary井井名与主干井和段编号关联起来,本例中,主干井为UCER_MSW(由关键字WELSPECS定义),段编号为2,secondary井井名为ANN。更多的信息可以参考ECLIPSE参考手册。

2) secondary井的井控:SCONPROD

此关键字为secondary井定义生产控制,与关键字WCONRPOD类似,设置secondary井的井名,开关状态、生产控制方式以及控制值。

5. 结果显示

下图中显示了两个模拟实例的对比结果,两个实例都使用了多段井模型,但只有一个用到了secondary井定义。Secondary井的结果通过段属性来输出,本例中,分段2对应secondary井的输出。

同时可以通过well section窗口显示结果,例如环空和油管分别的产气和产水量:

也可以输出每个分段的结果,如下图所示,显示了每一段的产气量、产水量、压力以及混合密度随时间的变化情况:

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