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【摘要】本文基于气井产能试井理论，分析论证了产能变化规律。随着气井地层压力逐步下降，无阻流量、合理产量也不断降低，因此，在气井不同开发阶段，应重新落实、评价产能，优化工作制度、合理配产。提出了在不同地层压力下确定气井产能的三种简易方法，即利用至少改变三次工作制度的数据联立产能方程组、IPR产能曲线、采气曲线，得到当前产能方程、地层压力、无阻流量、合理产量，这三种方法简便实用，结果可靠。
【关键词】 气井 产能 无阻流量 二项式 地层压力
1 气井产能
气井产能即其产气能力，一般以无阻流量或合理产量来表征。所谓无阻流量，当井底流压取大气压时即pwf=pa=0.101MPa时所得的产量，也可理解为：在整个井筒无任何阻力条件下的最大产量。严格地说，无阻流量实际上是不存在的，因为气井生产或测试时，井筒中不可能没有任何阻力，而且井底压力也无法降至仅为大气压，所以，无阻流量仅为理论计算值。但无阻流量意义重大，反映同一条件下（井底压力为大气压）气井产能的大小，不仅可衡量气井的生产能力，而且可比较各井产能的大小。
气井产量是实际计量而得，但产量的大小受人为工作制度或配产、管线畅通与否（水化物影响）、产水、砂堵、设备刺伤或刺漏等诸多因素的影响，尤其产量可人为调整，可大可小，一般以合理产量来衡量或比较其大小，但合理产量的评价与确定因人而异，标准不统一，以实际产量比较产能的大小或多或少存在一定问题。所以，人们通常广泛应用无阻流量来对比、评价气井产能。
2 气井产能变化规律
一般通过稳定试井即系统试井、修正等时试井等得到稳定二项式或指数式产能方程，进而得到气井无阻流量。在大量多点稳定试井的基础上，总结得到“单点法”经验产能公式，便可通过简易的“单点法”试井得到气井无阻流量。以下是计算气井无阻流量的几种常用方法：
2.1 气井稳定二项式计算无阻流量（式5）
2.3 气井“单点法”计算无阻流量
一个气田甚至一个气藏，若开展了大量多点产能试井，可根据这些产能试井结果，总结得到适合本气田或本气藏的单点法经验产能：
求解方程组得A、B、pR，进而根据（1）式求得qAOF。
根据经验法以qAOF的1/4～1/5配产。
3.2 IPR产能曲线法
在气井不同开发阶段（不同地层压力下），根据二项式产能方程绘制IPR产能曲线，见图2。在气井生产过程中，要求保持合理生产压差，常规气藏一般为1～3MPa、低渗透气藏一般为3～5MPa，从而便确定了不同地层压力时的稳定井底流压。这样，由图2便得到对应合理产量。
当地层压力pR一定时，生产压差仅是产量qg的函数。在不同地层压力下，根据（15）式做气井生产压差（pR-pWf）与产量qg的关系曲线，见图3。显然，地层压力越低，曲线越接近纵轴。对于某一地层压力下的采气曲线，当气井产量较小时，生产压差与产气量近似呈线性关系，当产量增大到某一值后，生产压差随产量的变化不再呈线性关系，而是高于直线，这时气井表现出明显的非线性渗流效应。因此，可以把偏离早期直线段那一点的产量与对应井底流压作为该地层压力下的合理工作制度。
总之，在气井开发相对短期内，地层压力下降幅度较小，其无阻流量、IPR产能曲线、采气曲线差异不大，可保持一定工作制度不变；而当地层压力下降幅度较大时，无阻流量降低程度也较大，IPR产能曲线、采气曲线差异也较大，因此，应及时调整工作制度、优化配产。
4 计算实例
以长庆低渗透气田陕X井为例，气层为下古生界马五1、2，气层厚度5.6m，孔隙度6.2%，渗透率2.3×10-3μm2，含气饱和度72.8%，原始地层压力32.26MPa。该井已经开采16年，目前地层压力14.86 MPa。投产前，通过修正等时试井得到稳定二项式产能方程
pR2-pwf2=22.524qg+0.1169qg2无阻流量qAOF=44.8×104m3/d
按照上述三种方法，确定不同地层压力下（即不同开发阶段）的合理工作制度，见表1。三种方法确定结果接近或差异不大，且实际生产动态特征表明，确定结果切合实际。
5 认识及结论
（1）随着气井地层压力的下降，无阻流量、合理产量不断降低，即“动态产能”，因此，在气井开采过程中，应适时调整工作制度、优化配产。
（2）在气井正常生产过程中，至少改变三次工作制度，由此联立产能方程组，便得到当前产能方程、地层压力、无阻流量等，此法简便实用。
（3）依据气井稳定产能方程，绘制不同地层压力下的IPR产能曲线，根据合理生产压差明确井底流压，进而得到合理产量。
（4）根据气井稳定二项式产能方程，绘制不同地层压力下的采气曲线，该曲线偏离直线的那一点即为合理工作制度。
（5）在气井开采相对短期内，地层压力降较小，可保持一定工作制度不变；当地层压力下降幅度较大时，IPR产能曲线、采气曲线、无阻流量等变化也较大，因此，要适时调整工作制度、优化配产。
符号注释
pR──地层压力，MPa；
h──有效厚度，m；
pwf──井底流压，MPa；
K──渗透率，10-3μm2；
psc──地面标准压力，MPa；
μ──平均天然气粘度；
Tsc──地面标准温度，K；
Z ──平均天然气偏差系数；
T──地层温度，K；
γg──天然气的相对密度；
qg──气井产量，104m3/d；
R──通用气体常数，MPa·m3/（kmol·K）；
A、B──二项式系数；
re──控制半径，m；
C──指数式系数；
rw──井底半径，m；
n ──指数式指数；
β──湍流引起的惯性阻力系数；
qAOF── 无阻流量，104m3/d；
S──表皮系数。
参考文献
[1] 加拿大国家能源保护委员会著.童宪章等译，气井试井理论与实践[M].石油工业出版社，1998
[2] 阎敦实，李虞庚，等.中国油气井测试资料解释范例[M].石油工业出版社，1994
[3] 陈元千.实用油气藏工程方法[M].石油大学出版社，1998
[4] 庄惠农.气藏动态描述和试井[M].石油工业出版社，2004
[5] 郝玉鸿.确定气井合理生产压差的简易方法，试采技术[J]，1998（1）
[6] 罗伯特（美）、沃特恩伯格（美）著.王玉普等译，气藏工程[M].石油工业出版社，2007
【关键词】 气井 产能 无阻流量 二项式 地层压力
1 气井产能
气井产能即其产气能力，一般以无阻流量或合理产量来表征。所谓无阻流量，当井底流压取大气压时即pwf=pa=0.101MPa时所得的产量，也可理解为：在整个井筒无任何阻力条件下的最大产量。严格地说，无阻流量实际上是不存在的，因为气井生产或测试时，井筒中不可能没有任何阻力，而且井底压力也无法降至仅为大气压，所以，无阻流量仅为理论计算值。但无阻流量意义重大，反映同一条件下（井底压力为大气压）气井产能的大小，不仅可衡量气井的生产能力，而且可比较各井产能的大小。
气井产量是实际计量而得，但产量的大小受人为工作制度或配产、管线畅通与否（水化物影响）、产水、砂堵、设备刺伤或刺漏等诸多因素的影响，尤其产量可人为调整，可大可小，一般以合理产量来衡量或比较其大小，但合理产量的评价与确定因人而异，标准不统一，以实际产量比较产能的大小或多或少存在一定问题。所以，人们通常广泛应用无阻流量来对比、评价气井产能。
2 气井产能变化规律
一般通过稳定试井即系统试井、修正等时试井等得到稳定二项式或指数式产能方程，进而得到气井无阻流量。在大量多点稳定试井的基础上，总结得到“单点法”经验产能公式，便可通过简易的“单点法”试井得到气井无阻流量。以下是计算气井无阻流量的几种常用方法：
2.1 气井稳定二项式计算无阻流量（式5）
2.3 气井“单点法”计算无阻流量
一个气田甚至一个气藏，若开展了大量多点产能试井，可根据这些产能试井结果，总结得到适合本气田或本气藏的单点法经验产能：
求解方程组得A、B、pR，进而根据（1）式求得qAOF。
根据经验法以qAOF的1/4～1/5配产。
3.2 IPR产能曲线法
在气井不同开发阶段（不同地层压力下），根据二项式产能方程绘制IPR产能曲线，见图2。在气井生产过程中，要求保持合理生产压差，常规气藏一般为1～3MPa、低渗透气藏一般为3～5MPa，从而便确定了不同地层压力时的稳定井底流压。这样，由图2便得到对应合理产量。
当地层压力pR一定时，生产压差仅是产量qg的函数。在不同地层压力下，根据（15）式做气井生产压差（pR-pWf）与产量qg的关系曲线，见图3。显然，地层压力越低，曲线越接近纵轴。对于某一地层压力下的采气曲线，当气井产量较小时，生产压差与产气量近似呈线性关系，当产量增大到某一值后，生产压差随产量的变化不再呈线性关系，而是高于直线，这时气井表现出明显的非线性渗流效应。因此，可以把偏离早期直线段那一点的产量与对应井底流压作为该地层压力下的合理工作制度。
总之，在气井开发相对短期内，地层压力下降幅度较小，其无阻流量、IPR产能曲线、采气曲线差异不大，可保持一定工作制度不变；而当地层压力下降幅度较大时，无阻流量降低程度也较大，IPR产能曲线、采气曲线差异也较大，因此，应及时调整工作制度、优化配产。
4 计算实例
以长庆低渗透气田陕X井为例，气层为下古生界马五1、2，气层厚度5.6m，孔隙度6.2%，渗透率2.3×10-3μm2，含气饱和度72.8%，原始地层压力32.26MPa。该井已经开采16年，目前地层压力14.86 MPa。投产前，通过修正等时试井得到稳定二项式产能方程
pR2-pwf2=22.524qg+0.1169qg2无阻流量qAOF=44.8×104m3/d
按照上述三种方法，确定不同地层压力下（即不同开发阶段）的合理工作制度，见表1。三种方法确定结果接近或差异不大，且实际生产动态特征表明，确定结果切合实际。
5 认识及结论
（1）随着气井地层压力的下降，无阻流量、合理产量不断降低，即“动态产能”，因此，在气井开采过程中，应适时调整工作制度、优化配产。
（2）在气井正常生产过程中，至少改变三次工作制度，由此联立产能方程组，便得到当前产能方程、地层压力、无阻流量等，此法简便实用。
（3）依据气井稳定产能方程，绘制不同地层压力下的IPR产能曲线，根据合理生产压差明确井底流压，进而得到合理产量。
（4）根据气井稳定二项式产能方程，绘制不同地层压力下的采气曲线，该曲线偏离直线的那一点即为合理工作制度。
（5）在气井开采相对短期内，地层压力降较小，可保持一定工作制度不变；当地层压力下降幅度较大时，IPR产能曲线、采气曲线、无阻流量等变化也较大，因此，要适时调整工作制度、优化配产。
符号注释
pR──地层压力，MPa；
h──有效厚度，m；
pwf──井底流压，MPa；
K──渗透率，10-3μm2；
psc──地面标准压力，MPa；
μ──平均天然气粘度；
Tsc──地面标准温度，K；
Z ──平均天然气偏差系数；
T──地层温度，K；
γg──天然气的相对密度；
qg──气井产量，104m3/d；
R──通用气体常数，MPa·m3/（kmol·K）；
A、B──二项式系数；
re──控制半径，m；
C──指数式系数；
rw──井底半径，m；
n ──指数式指数；
β──湍流引起的惯性阻力系数；
qAOF── 无阻流量，104m3/d；
S──表皮系数。
参考文献
[1] 加拿大国家能源保护委员会著.童宪章等译，气井试井理论与实践[M].石油工业出版社，1998
[2] 阎敦实，李虞庚，等.中国油气井测试资料解释范例[M].石油工业出版社，1994
[3] 陈元千.实用油气藏工程方法[M].石油大学出版社，1998
[4] 庄惠农.气藏动态描述和试井[M].石油工业出版社，2004
[5] 郝玉鸿.确定气井合理生产压差的简易方法，试采技术[J]，1998（1）
[6] 罗伯特（美）、沃特恩伯格（美）著.王玉普等译，气藏工程[M].石油工业出版社，2007