徐　森，朱玉雙，樊志強，劉鵬飛

(1.西北大學大陸動力學實驗室，陜西 西安 710069；2.長慶油田分公司第二采氣廠，陜西 榆林 710200)

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榆林氣田南區(qū)增壓開采效果預測

徐森1，2，朱玉雙1，樊志強1，劉鵬飛1

(1.西北大學大陸動力學實驗室，陜西 西安 710069；2.長慶油田分公司第二采氣廠，陜西 榆林 710200)

榆林氣田南區(qū)屬于“低滲、低壓、低豐度”氣田，已連續(xù)穩(wěn)產(chǎn)11.3年，處于穩(wěn)產(chǎn)末期，目前地層壓力較低，井口油套壓6.5、7.5 MPa，冬季調(diào)峰應急能力下降且有限，持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)難度大，需加設增壓機增壓加強氣井生產(chǎn)能力、延長穩(wěn)產(chǎn)期。應用動態(tài)分析方法和數(shù)值模擬技術開展氣田穩(wěn)產(chǎn)能力評價，論證增壓時機和增壓方式，并運用數(shù)值模擬預測最終增壓方案的增壓效果，研究表明氣田生產(chǎn)到2045年，增壓開采相比自然開采會增產(chǎn)56.22億 m3，采出程度提高6.56%。

榆林南區(qū)；增壓方式；增壓時機；增壓效果

榆林氣田南區(qū)采取“先定產(chǎn)降壓、后定壓降產(chǎn)”生產(chǎn)方式，目前處于“定產(chǎn)”生產(chǎn)的后期，部分氣井井口壓力接近地面系統(tǒng)集輸最低壓力，面臨降產(chǎn)，急需降低井口壓力以維持穩(wěn)產(chǎn)；并且受井口壓力限制，間歇生產(chǎn)井和氣井產(chǎn)水不斷增多。榆林南區(qū)急需增壓以降低井口壓力的制約，延長氣井的穩(wěn)產(chǎn)時間[1～2]。

1　氣田開發(fā)和集輸工藝現(xiàn)狀

榆林氣田位于鄂爾多斯盆地東北部，陜西省榆林市境內(nèi)，是長慶油田的最大氣田之一,是西氣東輸?shù)闹饕獨庠吹?。榆林南區(qū)氣藏類型復雜、非均質(zhì)性強，儲層物性條件差，氣井生產(chǎn)能力比較低。榆林氣田南區(qū)于2001年開始產(chǎn)能建設。隨著開發(fā)時間的增長,氣田內(nèi)部氣井壓力隨著開發(fā)時間的延長而降低，進入開發(fā)中、后期，氣井壓力將不能滿足集輸管網(wǎng)對進氣壓力的要求，制約低壓氣井的正常生產(chǎn)。因此集輸系統(tǒng)中增設壓縮機,對低壓天然氣進行增壓輸送,以延長低壓氣井穩(wěn)產(chǎn)期、提高氣井采收率、保證氣田的經(jīng)濟高效開發(fā)。

2　氣田增壓集輸方式優(yōu)選

氣井的最低生產(chǎn)壓力和生產(chǎn)制度,直接影響著增壓方式的選擇，同一個氣田采用的增壓方式不同，增壓時機也不同，增壓方式是整個低壓氣田地面集輸系統(tǒng)的二次改造的主要因素。調(diào)研國內(nèi)外采用的增壓開采方式主要有單井增壓、集氣站增壓、區(qū)域增壓以及集中增壓[3～8]。分別(表1)從技術工藝技術、經(jīng)濟投資、管理難度、外協(xié)處理等方面對上述種增壓集輸模式進行了對比分析。

通過多種增壓方式的對比，依據(jù)氣田目前集輸管網(wǎng)、開發(fā)現(xiàn)狀、外協(xié)難度、管理難度，優(yōu)選集氣站增壓，并采取“增壓降產(chǎn)”方式，以適應榆林氣田目前的非均衡開采現(xiàn)狀，最大限度發(fā)揮氣井生產(chǎn)能力。

3　氣藏數(shù)值模型的建立

利用ECLIPSE數(shù)模軟件建立了單孔介質(zhì)的三維兩相的黑油數(shù)值模型，平面網(wǎng)格尺寸為100 m×100 m，縱向上依據(jù)儲層厚度劃分為3個模擬層。通過歷史擬合修正所建立的模型，使模型更接近真實的氣藏，滿足數(shù)模的要求。兩口單井典型井生產(chǎn)歷史擬合結(jié)果，單井擬合精度高，說明所建立的模型能反映實際氣藏生產(chǎn)動態(tài)，可靠程度高，能進行下一步的方案預測。

表1　不同增壓方式優(yōu)缺點分析

4　增壓時機的確定

4.1單井增壓時機預測

榆林南區(qū)單井到集氣站采用福射狀集輸系統(tǒng)流程，單井井口壓力低于集氣站集輸系統(tǒng)壓力時，無法保障正常生產(chǎn)，單井井口壓力降低到最低外輸壓力的時間點成為增壓設計的參考要點，氣井穩(wěn)產(chǎn)期末便是氣井的理論增壓時機。運用壓降速率折算法、灰色預測法、產(chǎn)量不穩(wěn)定法、數(shù)值模擬方法等預測氣井的自然穩(wěn)產(chǎn)期，并綜合各個方法確定單井的穩(wěn)產(chǎn)期，完成對榆林氣田171口單井的穩(wěn)產(chǎn)期預測。

通過預測，榆A站穩(wěn)產(chǎn)期在2016年7月-2017年2月之間，平均穩(wěn)產(chǎn)期2016年10月(表2)。同理，對其它集氣站所轄氣井依次進行穩(wěn)產(chǎn)期預測。

表2　榆A站單井穩(wěn)產(chǎn)期預測表

圖1　集氣站單井配產(chǎn)調(diào)整預測圖

井號目前調(diào)整前調(diào)整后油壓Mpa套壓Mpa單井配產(chǎn)104m3/d單井穩(wěn)產(chǎn)期單井配產(chǎn)104m3/d單井穩(wěn)產(chǎn)期19.29.322017.92.52017.426.89.722017.1132017.4…………………187.88.312016.80.82017.5197.58.112016.40.52017.4平均/合計7.2/8.5//135/135

4.2集氣站增壓時機預測

由于集氣站單元內(nèi)各單井生產(chǎn)能力、生產(chǎn)史存在差異，導致各單井的井口壓力、穩(wěn)產(chǎn)期末時間點存在差異，也就是各單井增壓時機不同。通過單井配產(chǎn)調(diào)整，單井配產(chǎn)偏高的調(diào)低點，單井偏低的調(diào)高點，使得同一集氣站內(nèi)單井的穩(wěn)產(chǎn)期末時間點趨于一致，優(yōu)化集氣站增壓模式。如榆J站，通過站內(nèi)19口井配產(chǎn)調(diào)整(表3)，反映到數(shù)模結(jié)果如圖1所示，預測穩(wěn)產(chǎn)期基本都在2017年4、5月。

圖2　增壓站部署示意圖

站點增壓時機增壓批次備注榆B站榆A站榆C站榆H站榆D站榆F站榆J站榆I站榆G站榆K站榆E站榆L站20162017201811月11月12月1月1月3月4月4月6月10月12月4月13245井網(wǎng)相對完善、儲量動用程度高、井口壓力低、產(chǎn)量遞減明顯加密調(diào)整可實施下古加密井(兼顧上古)可加密、擴邊調(diào)整富水區(qū)可實施下古加密井(兼顧上古)富水區(qū)

5　集氣站增壓方案的確定

依據(jù)榆林南區(qū)地面開采現(xiàn)狀，結(jié)合前面數(shù)值模擬預測集氣站增壓時機，確定最終的增壓順序(表4)，以“整體規(guī)劃，分期實施”的原則,部署增壓單元工程。首先建議上第1、2批次增壓站(圖2)，第3、4、5批次集氣站繼續(xù)優(yōu)選未動用儲層有利區(qū)，開展加密調(diào)整、滾動擴邊等開發(fā)調(diào)整措施研究，延長集氣站自然穩(wěn)產(chǎn)期，后期再實施氣田增壓開采，以延緩增壓的時機，提高經(jīng)濟效益。

圖3　不同井口壓力下增壓穩(wěn)產(chǎn)延長時間及累產(chǎn)增量圖

6　增壓開采效果分析

利用數(shù)值模擬，設計20億m3/a的井口壓力4.86 Mpa的自然穩(wěn)產(chǎn)方案和增壓井口壓力分別為4、3、2.5、2、1.5、1、0.5 Mpa的增壓方案進行生產(chǎn)指標預測。針對不同井口壓力下穩(wěn)產(chǎn)時間、穩(wěn)產(chǎn)期末產(chǎn)氣量進行指標對比(圖3)，當井口壓力為2 MPa時，增壓穩(wěn)產(chǎn)累計增量幅度相對較小，因此初步優(yōu)選榆林南區(qū)增壓井口壓力為2.0 MPa。

預測增壓井口壓力2.0 MPa條件下(表5，圖4)，30年末累積采氣量610.32×108m3，采出程度達71.2%，相比較不增壓情況下，增產(chǎn)56.22×108m3，采出程度提高6.56%。

圖4　榆林南區(qū)20億規(guī)模不同井口壓力下預測曲線圖

7　結(jié)語

(1)通過多種方法對單井、集氣站、氣田進行分析，預測自然穩(wěn)產(chǎn)期在2016年10月-2017年2月。

(2)通過多種增壓方式對比，依據(jù)氣田目前集輸管網(wǎng)、開發(fā)現(xiàn)狀、外協(xié)難度、管理難度，優(yōu)選集氣站增壓，并采取“增壓降產(chǎn)”方式。

(3)井網(wǎng)相對完善、儲量動用程度高、產(chǎn)量遞減明顯的榆A、榆B、榆C站可考慮第一批次增壓，榆I、榆G可考慮第二批次增壓；其余區(qū)塊在開展氣田開發(fā)調(diào)整措施之后再進行陸續(xù)增壓。

(4)預測增壓井口壓力2.0 MPa條件下，采出程度達71.2%，相比不增壓會增產(chǎn)56.22×108m3，采出程度提高6.56%。

(5)建議在目前氣田開發(fā)基礎上，優(yōu)選未動用儲層有利區(qū)，開展加密調(diào)整、滾動擴邊等開發(fā)調(diào)整措施研究，延長自然穩(wěn)產(chǎn)期，后期再實施氣田增壓開采。

表5　林南區(qū)20億規(guī)模不同井口壓力下開發(fā)指標預測

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2016-03-04

徐森(1963-)，男，山東臨邑人，在讀博士研究生，主攻方向：油氣開發(fā)。

TE155

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1004-1184(2016)04-0254-03