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研究生： 林彥甫
Lin, Yen-fu
論文名稱： 受井壁污損的天然氣生產井增產之研究
Improved Gas Recovery from Wells with Wellbore Damage
指導教授： 林再興
Lin, Zsay-shing
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 資源工程學系
Department of Resources Engineering
論文出版年： 2009
畢業學年度： 97
語文別： 中文
論文頁數： 129
中文關鍵詞： 地層污損 、膚表因子 、低產能生產井 、地層污損評估指標 、酸處理 、剩餘可採收量
外文關鍵詞： low productivity wells, improved gas reserve, formation damage, skin factor, acidizing treatment, R-factor
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    • 地層污損是造成生產井產能降低的主要原因之一。地層污損的程度可以用膚表因子來表示。要降低受污損生產井的膚表因子，可使用井激勵處理技術，而井激勵方法之一是使用酸處理法改變膚表因子，進而增加產量。本研究主要目的是估算C氣田礦區W生產層之生產井的地層污損程度（膚表因子），研究目前生產井若經過酸處理後，改變其膚表因子，模擬計算未來可增產的天然氣量。
    本研究先利用解析法分析各個生產井的井壓測試資料，計算出生產井之膚表因子後，並利用地層污損評估指標（R-factor）計算出欲進行酸處理之候選井，再建立整個儲氣層的數值模式，完成壓力及產水量歷史調諧，獲得C氣田的數值模式，並利用完成歷史調諧之數值模式進行未來產量預測。
    本研究分析六口生產井之壓力測試資料求得膚表因子，再計算地層污損評估指標（R-factor），由於各井的污損指標均大於0.6，因此判定均可作為酸處理候選井。但其中兩口生產井之生產設備已不堪使用，無法恢復生產，所以僅針對其餘四口可生產之生產井，改變其膚表因子以進行增產之研究。
    而未來產量預測結果為：C-110S號井在作過酸處理後（假設膚表因子減少75%）可得最終累積產氣量2.87×1011(SCF)，剩餘可採收量為2.46×1011(SCF)；C-126S號井在作過酸處理後（假設膚表因子減少75%）可得最終累積產氣量1.40×1011(SCF)，剩餘可採收量為1.20×1011(SCF)；C-127L號井在作過酸處理後（假設膚表因子減少75%）可得最終累積產氣量8.81×1010(SCF)，剩餘可採收量為0.85×1011(SCF) ；唯C-112（L&S）號井在酸處理前後都沒有增加採收量，原因是該井產水率大於150STB/D（超出本研究之生產終止條件，故停止生產），其最終累積產氣量2.67×1010(SCF)，剩餘可採收量為0.15×1010(SCF)。由上述結果得知， C-110S號井、C-126S號井、C-127L號井適合進行酸處理，可達到增產之目的；而C-112（L&S）號井，即使對其作酸處理，也無增產之效益。

    The formation damage is the major reason to cause low productivity in a producing well. The formation damage can be estimated by the skin factor which could be removed by acidizing treatment.
    The purpose of this study is to estimate skin factor from pressure test data of the wells and to study the improved gas recovery of low productivity wells after acidizing treatment for the C gas reservoir in Taiwan. The major works in this study include: (1) using the conventional analysis method to analyze pressure test data of testing wells and to estimate permabilities and skin factors; (2) choosing the candidate wells among the wells analyzed by R-factor method; (3) conducting a numerical model of C gas reservoir matching the field data and simulated data of pressure and water production; (4) predicting the improved gas recovery of the candidate wells after acidizing treatment.
    Based on the results from this study, four wells were chosen for analyzing pressure data to obtain permeabilities and skins. The R-factors estimated for C-110S, C-126S, C-127L and C-112(L&S) were 0.86, 0.90, 0.84, and 0.83, respectively. The improved gas reserve of four candidate wells after acidizing treatment is 2.46×1011 (SCF), 1.20×1011(SCF), 0.85×1011 (SCF) and 0.15×1010 (SCF), respectively.
    The results showed that the wells of C-110S, C-126S and C-127L can be acidized to achieve the purpose of improved gas recovery; C-112(L&S) well is not.

    目錄 中文摘要---------------------------------------------------I 英文摘要-------------------------------------------------III 誌謝------------------------------------------------------ V 目錄------------------------------------------------------VI 表目錄----------------------------------------------------IX 圖目錄---------------------------------------------------XII 符號表---------------------------------------------------XIX 第一章 緒論------------------------------------------------1 1.1前言-------------------------------------------------1 1.2研究目的---------------------------------------------3 第二章 文獻回顧--------------------------------------------5 2-1膚表因子相關文獻-------------------------------------6 2-2改變膚表因子（或酸處理）後之增產計算相關文獻--------10 第三章 理論基礎-------------------------------------------13 3.1流體流動方程式（擴散方程式）------------------------13 3-2解析法分析資料計算膚表因子--------------------------16 3.3數值模擬法計算膚表因子------------------------------20 3.4酸處理候選井之篩選研究（地層污損評估指標）----------20 3.5數值模擬研究（計算）增產量--------------------------21 第四章 現場資料及分析-------------------------------------27 4.1研究礦區概述----------------------------------------27 4.2地層及生產資料--------------------------------------27 4.3井壓測試資料及分析----------------------------------32 4.4數值模擬分析----------------------------------------37 4.4.1 C-氣田地質模型建立----------------------------38 4.4.2 C-氣田數值模擬模式建立------------------------39 4.4.3敏感度分析-------------------------------------40 4.4.3.1滲透率對井底流壓及產水量之影響-------------40 4.4.3.2膚表因子對井底流壓及產水量之影響-----------41 4.4.3.3相對滲透率曲線對井底流壓及產水量之影響-----42 4.4.3.4水侵強度因子對井底流壓及產水量之影響-------44 4.4.4歷史調諧結果-----------------------------------45 4.5酸處理候選井之篩選結果------------------------------47 第五章 結果與討論-----------------------------------------49 5.1未來產量預測（酸處理前後之比較）--------------------49 5.2 C-110S未來生產量預測 ------------------------------50 5.3 C-112（L&S）未來生產量預測-------------------------52 5.4 C-126S未來生產量預測-------------------------------54 5.5 C-127L未來生產量預測-------------------------------56 第六章 結論-----------------------------------------------59 參考文獻--------------------------------------------------61 表目錄 表4-1 六口生產井之地層厚度及穿孔區間等參數資料-----------66 表4-2 各井生產層次、穿孔區間及開始生產時間---------------67 表4-3 C-140（L&S）之天然氣成份分析結果-------------------68 表4-4 物質平衡法估算原始天然氣埋藏量之比較---------------68 表4-5 地層岩石特性資料-----------------------------------69 表4-6 地層流體（天然氣）特性資料-------------------------70 表4-7 C-110（S）號井井壓測試分析結果---------------------71 表4-8 C-126（S）號井井壓測試分析結果---------------------71 表4-9 C-127（L）號井井壓測試分析結果---------------------72 表4-10 C-130號井井壓測試分析結果-------------------------72 表4-11 六口生產井之總膚表因子分析結果--------------------73 表4-12 數值地質模型輸入之地層參數------------------------73 表4-13 數值模擬使用之地層參數（First run使用之參數）-----74 表4-14 敏感度分析-變動滲透率-----------------------------74 表4-15 敏感度分析-變動膚表因子---------------------------75 表4-16 敏感度分析-變動水侵強度因子-----------------------75 表4-17 C-112（L&S）號井歷史調諧使用之地層參數------------76 表4-18 C-140（L&S）號井歷史調諧使用之地層參數------------76 表4-19 C-110（S）號井歷史調諧使用之地層參數--------------77 表4-20 C-126（S）號井歷史調諧使用之地層參數--------------77 表4-21 C-127（L）號井歷史調諧使用之地層參數--------------78 表4-22 C-130號井歷史調諧使用之地層參數-------------------78 表4-23 酸處理候選井之篩選結果（地層污損評估指標）--------79 表5-1 C-110S號井生產模擬操作----------------------------79 表5-2 C-110S號井生產預測結果----------------------------80 表5-3 C-112（L&S）號井生產模擬操作----------------------80 表5-4 C-112（L&S）號井生產預測結果----------------------81 表5-5 C-126S號井生產模擬操作----------------------------81 表5-6 C-126S號井生產預測結果----------------------------82 表5-7 C-127L號井生產模擬操作----------------------------82 表5-8 C-127L號井生產預測結果----------------------------83 圖目錄 圖3-1 產率與壓力變化之關係圖-----------------------------84 圖4-1 C氣田位置圖----------------------------------------84 圖4-2 C氣田第11層之井位分佈與頂部構造圖------------------85 圖4-3 C氣田第12層之井位分佈與頂部構造圖------------------85 圖4-4 C氣田第13層之井位分佈與頂部構造圖------------------86 圖4-5 C氣田地下構造剖面圖--------------------------------86 圖4-6 生產井之地層對比連井圖-----------------------------87 圖4-7 生產井之地層對比連井圖-----------------------------87 圖4-8 生產井之穿孔區間示意圖-----------------------------88 圖4-9 生產井之穿孔區間示意圖-----------------------------88 圖4-10 C氣田W生產層累積天然氣生產量隨時間變化圖----------89 圖4-11 C氣田地層壓力測試資料-----------------------------89 圖4-12 C氣田W生產層地層靜壓隨時間變化圖------------------90 圖4-13 校正後之井底流壓之隨時間變化圖C-112（L&S）--------90 圖4-14 校正後之井底流壓之隨時間變化圖C-140（L&S）--------91 圖4-15 油氣層流體 值隨壓力之變化-------------------------91 圖4-16 氣層流體 隨壓力之變化-----------------------------92 圖4-17 物質平衡作圖法-耗竭型氣層-------------------------92 圖4-18 物質平衡作圖法-水驅型氣層-------------------------93 圖4-19 C-110（S）號井產率及井底壓力隨時間變化------------93 圖4-20 C-110（S）號井完井剖面圖--------------------------94 圖4-21 解析法（宏諾圖）分析C-110（S）號井壓力上昇資料----94 圖4-22 解析法（壓力微分曲線之全對數圖）分析C-110（S）號井 壓力上昇資料--------------------------------------95 圖4-23 最佳化法研究C-110（S）號井井壓測試資料（半對數圖） --------------------------------------------------95 圖4-24 最佳化法研究C-110（S）號井井壓測試資料（全對數圖） --------------------------------------------------96 圖4-25 C-126（S）號井產率及井底壓力隨時間變化------------96 圖4-26 C-126（S）號井完井剖面圖--------------------------97 圖4-27 解析法（宏諾圖）分析C-126（S）號井壓力上昇資料 --------------------------------------------------97 圖4-28 解析法（壓力微分曲線之全對數圖）分析C-126（S）號井 壓力上昇資料--------------------------------------98 圖4-29 最佳化法研究C-126（S）號井井壓測試資料（半對數圖） --------------------------------------------------98 圖4-30 最佳化法研究C-126（S）號井井壓測試資料（全對數圖） --------------------------------------------------99 圖4-31 C-127（L）號井產率及井底壓力隨時間變化------------99 圖4-32 C-127（L）號井完井剖面圖-------------------------100 圖4-33 解析法（宏諾圖）分析C-127（L）號井壓力上昇資料---100 圖4-34 解析法（壓力微分曲線之全對數圖）分析C-127（L）號井 壓力上昇資料-------------------------------------101 圖4-35 最佳化法研究C-127（L）號井井壓測試資料（半對數圖） -------------------------------------------------101 圖4-36 最佳化法研究C-127（L）號井井壓測試資料（全對數圖） -------------------------------------------------102 圖4-37 C-130號井產率及井底壓力隨時間變化----------------102 圖4-38 C-130號井完井剖面圖------------------------------103 圖4-39 解析法（宏諾圖）分析C-130號井壓力上昇資料--------103 圖4-40 解析法（壓力微分曲線之全對數圖）分析C-130號井 壓力上昇資料-------------------------------------104 圖4-41 最佳化法研究C-130號井井壓測試資料（半對數圖）----104 圖4-42 最佳化法研究C-130號井井壓測試資料（全對數圖）----105 圖4-43 C氣田數值模擬模式建立流程圖----------------------106 圖4-44 C氣田W生產層頂部構造深度數位圖-------------------107 圖4-45 C氣田W生產層直角座標網格系統---------------------107 圖4-46 C氣田W生產層之數值地質模型（二維俯視圖）---------108 圖4-47 C氣田W生產層之數值地質模型（三維立體圖）---------108 圖4-48 C-112號井（L&S）初始模擬計算結果與現地結果比較圖-109 圖4-49 C-140號井（L&S）初始模擬計算結果與現地結果比較圖-109 圖4-50 C-112號井（L&S）敏感度分析（變動滲透率）---------110 圖4-51 C-140號井（L&S）敏感度分析（變動滲透率）---------110 圖4-52 C-112號井（L&S）敏感度分析（變動膚表因子）-------111 圖4-53 C-140號井（L&S）敏感度分析（變動膚表因子）-------111 圖4-54 敏感度分析-相對滲透率曲線圖（固定krg，調整krw）--112 圖4-55 敏感度分析-相對滲透率曲線圖（固定krw，調整krg）--112 圖4-56 敏感度分析-相對滲透率曲線圖（調整Sw）------------113 圖4-57 C-112號井（L&S）敏感度分析（變動相對滲透率-case1、 case2）------------------------------------------113 圖4-58 C-140號井（L&S）敏感度分析（變動相對滲透率-case1、 case2）------------------------------------------114 圖4-59 C-112號井（L&S）敏感度分析（變動相對滲透率-case3、 case4）------------------------------------------114 圖4-60 C-140號井（L&S）敏感度分析（變動相對滲透率-case3、 case4）------------------------------------------115 圖4-61 C-112號井（L&S）敏感度分析（變動相對滲透率-case5、 case6） ----------------------------------------115 圖4-62 C-140號井（L&S）敏感度分析（變動相對滲透率-case5、 case6）------------------------------------------116 圖4-63 C-112號井（L&S）敏感度分析（變動水侵強度因子）---116 圖4-64 C-140號井（L&S）敏感度分析（變動水侵強度因子）---117 圖4-65 C-112號井（L&S）歷史調諧擬合結果-----------------117 圖4-66 C-140號井（L&S）歷史調諧擬合結果-----------------118 圖4-67 C-110號井（S）歷史調諧擬合結果-------------------118 圖4-68 C-126號井（S）歷史調諧擬合結果-------------------119 圖4-69 C-127號井（L）歷史調諧擬合結果-------------------119 圖4-70 C-130號井歷史調諧擬合結果------------------------120 圖5-1 C-110S號井未來產量預測之壓力變化-----------------120 圖5-2 C-110S號井未來產量預測之產氣率-------------------121 圖5-3 C-110S號井未來產量預測之最終累積產氣量-----------121 圖5-4 C-110S號井未來產量預測之產水率-------------------122 圖5-5 C-112（L&S）號井未來產量預測之壓力變化-----------122 圖5-6 C-112（L&S）號井未來產量預測之產氣率-------------123 圖5-7 C-112（L&S）號井未來產量預測之最終累積產氣-------123 圖5-8 C-112（L&S）號井未來產量預測之產水---------------124 圖5-9 C-126（S）號井未來產量預測之壓力變化-------------124 圖5-10 C-126（S）號井未來產量預測之產氣率---------------125 圖5-11 C-126（S）號井未來產量預測之最終累積產氣量-------125 圖5-12 C-126（S）號井未來產量預測之產水率---------------126 圖5-13 C-127（L）號井未來產量預測之壓力變化-------------126 圖5-14 C-127（L）號井未來產量預測之產氣率---------------127 圖5-15 C-127（L）號井未來產量預測之最終累積產氣量-------127 圖5-16 C-127（L）號井未來產量預測之產水率---------------128

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    下載圖示 校內：立即公開
    校外：2009-07-21公開
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