■研究與探討

低孔低滲氣藏水平井初期配產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)

王紀(jì)偉，曲文馳

東北石油大學(xué)提高油氣采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（黑龍江大慶163318）

由于儲(chǔ)層厚度、孔隙度、滲透率、含氣飽和度以及水平段長(zhǎng)度等主要因素的影響，各水平井的初期配產(chǎn)較為復(fù)雜多變，致使難以保證水平井取得最佳的生產(chǎn)效果。無(wú)阻流量是評(píng)價(jià)氣井產(chǎn)能的一個(gè)重要參數(shù)，是氣井開發(fā)初期合理配產(chǎn)的主要依據(jù)。采用動(dòng)態(tài)分析、Arps產(chǎn)量遞減法和流動(dòng)物質(zhì)平衡方程法，分析研究區(qū)內(nèi)生產(chǎn)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)較穩(wěn)定的5口水平井的動(dòng)態(tài)生產(chǎn)情況。結(jié)果表明，當(dāng)水平井的初期配產(chǎn)為無(wú)阻流量的1/4標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，實(shí)際累計(jì)產(chǎn)氣量是無(wú)阻流量的105倍，預(yù)計(jì)累計(jì)產(chǎn)氣量是無(wú)阻流量的193倍，動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量是無(wú)阻流量的218倍，生產(chǎn)能力明顯相對(duì)較高。

低孔低滲氣藏；水平井；無(wú)阻流量；初期配產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)；流動(dòng)物質(zhì)平衡方程法

目前，低孔低滲氣藏是國(guó)內(nèi)外開發(fā)的重要方向，但針對(duì)低孔低滲氣藏的開發(fā)技術(shù)并不成熟，尤其是對(duì)低孔低滲氣藏水平井開發(fā)初期配產(chǎn)情況的確定與產(chǎn)能效果的評(píng)價(jià)[1-3]。水平井初期配產(chǎn)過(guò)高，會(huì)產(chǎn)生速敏效應(yīng)，并且單井產(chǎn)量迅速遞減；水平井初期配產(chǎn)過(guò)低，經(jīng)濟(jì)效益又不佳[4-6]。依據(jù)無(wú)阻流量和單井實(shí)際生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析確定單井初期配產(chǎn)比例，再結(jié)合Arps產(chǎn)量遞減法和流動(dòng)物質(zhì)平衡方程法應(yīng)用分析，可以直觀地研究單井的產(chǎn)能和配產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的合理性。

研究氣藏屬于上古生界，淺水海相三角洲沉積，巖性圈閉，主要受海水侵襲影響；儲(chǔ)層巖性以石英砂和巖屑為主，局部長(zhǎng)石，石英砂含量32%～81%，巖屑含量9%～22%；儲(chǔ)層砂巖以中、粗粒結(jié)構(gòu)為主，粒徑分布范圍在0.3～1.2mm，分選中等；儲(chǔ)層面孔率9.36%，粒間孔為主，其次為巖屑溶孔和雜基溶孔，膠結(jié)類型為孔隙式和再生孔隙式；孔隙度0.98%～10.1%，滲透率(0.02～11)×10-3μm2，屬于低孔低滲氣藏；氣藏埋藏深度1 955～2 380m，有效厚度15.8m，含氣飽和度32%～58%，氣藏含氣面積和地質(zhì)儲(chǔ)量較大；氣藏中部壓力19.82MPa，地層壓力系數(shù)0.96，地溫梯度為2.83℃/100m，排驅(qū)壓力范圍在1.2～19.16MPa之間，平均2.26MPa；產(chǎn)出氣體相對(duì)密度0.561 6～0.628 2，平均0.580 6，甲烷含量91.11%～98.59%，二氧化碳含量0～0.66%，氮?dú)夂?～3.12%，無(wú)硫，產(chǎn)水量小。

1 試井

研究區(qū)內(nèi)已鉆水平井8口，均采用一點(diǎn)法試氣，因此主要采用一點(diǎn)法計(jì)算無(wú)阻流量。試氣采用針型閥控制求產(chǎn)36h以上，在油嘴、孔板、油壓、套壓、上游壓力、平均溫度、中部流壓、流溫的條件下，穩(wěn)定8h，測(cè)得穩(wěn)定產(chǎn)氣量以及求產(chǎn)期間累計(jì)產(chǎn)氣量，并且根據(jù)靜壓測(cè)試成果，推算地層中部靜壓，用一點(diǎn)法計(jì)算該層無(wú)阻流量，計(jì)算得出的各水平井無(wú)阻流量見表1。

水平井無(wú)阻流量在(38～104)×104m3/d之間，變化范圍較大，平均無(wú)阻流量54.6×104m3/d。

表1 水平井試氣無(wú)阻流量計(jì)算結(jié)果

2 初期配產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)分析

研究區(qū)內(nèi)生產(chǎn)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)較穩(wěn)定的水平井有5口，其實(shí)際動(dòng)態(tài)生產(chǎn)情況見表2。此時(shí)單井的生產(chǎn)能力評(píng)價(jià)采用一種新的方式，即實(shí)際累計(jì)產(chǎn)氣量與無(wú)阻流量的比值法，該數(shù)值越大說(shuō)明單井的生產(chǎn)能力越好。

水平井的初期配產(chǎn)比例與單井生產(chǎn)能力有一定關(guān)系，初期配產(chǎn)比例過(guò)高或者過(guò)低時(shí)，單井生產(chǎn)能力均欠佳。當(dāng)配產(chǎn)比例為無(wú)阻流量的1/4標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，水平井的實(shí)際累計(jì)產(chǎn)氣量是無(wú)阻流量的105倍，生產(chǎn)能力明顯高于其他水平井。因此，為了盡可能發(fā)揮水平井的生產(chǎn)能力，水平井的初期配產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)定為無(wú)阻流量的1/4。

表2 各水平井實(shí)際累計(jì)產(chǎn)氣量與生產(chǎn)能力計(jì)算結(jié)果

3 初期配產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用

3.1 Arps產(chǎn)量遞減法

依據(jù)單井遞減規(guī)律，采用R3軟件指數(shù)遞減法，分別預(yù)測(cè)生產(chǎn)相對(duì)比較穩(wěn)定的5口水平井的產(chǎn)氣量，單井有效生產(chǎn)期限按6.5年計(jì)算（自投產(chǎn)日算起），其中P1003井的產(chǎn)量預(yù)測(cè)結(jié)果如圖1所示。

圖1 P1003井產(chǎn)量預(yù)測(cè)曲線圖

結(jié)合單井的實(shí)際生產(chǎn)情況和產(chǎn)量預(yù)測(cè)曲線，計(jì)算得出單井的預(yù)計(jì)累計(jì)產(chǎn)氣量（表3）。此時(shí)，生產(chǎn)能力計(jì)算公式為：生產(chǎn)能力=預(yù)計(jì)累計(jì)產(chǎn)氣量/無(wú)阻流量[7-8]。

當(dāng)水平井的初期配產(chǎn)為無(wú)阻流量的1/4標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，預(yù)計(jì)累計(jì)產(chǎn)氣量是無(wú)阻流量的193倍，生產(chǎn)能力同樣明顯較高。這也進(jìn)一步說(shuō)明：針對(duì)這種氣藏，水平井的初期配產(chǎn)比例選定1/4較為適合，能夠使井的產(chǎn)氣量達(dá)到最高值。

3.2 流動(dòng)物質(zhì)平衡方程

L.Matter等人針對(duì)已經(jīng)投入生產(chǎn)，并且生產(chǎn)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)的氣井，提出了流動(dòng)物質(zhì)平衡方程預(yù)測(cè)單井動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量的方法。該方法首先假定氣藏為封閉氣藏，當(dāng)氣井生產(chǎn)一段時(shí)間后，其流動(dòng)狀態(tài)從快速遞減狀態(tài)轉(zhuǎn)為擬穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)遞減率趨于一個(gè)常數(shù)。通過(guò)擬合穩(wěn)定期單井的累計(jì)產(chǎn)氣量與井底流壓的關(guān)系曲線，再作通過(guò)原始地層壓力的平行線，該平行線與X軸的交點(diǎn)值，即為該井的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量[9-10]，計(jì)算公式如下：

式中：Po、P分別為原始地層壓力和第i時(shí)地層壓力，MPa；Zo、Z分別為原始地層條件下氣體的偏差系數(shù)和第i時(shí)地層條件下氣體的偏差系數(shù)；Gi、G分別為第i時(shí)單井累計(jì)產(chǎn)氣量和單井動(dòng)態(tài)控制儲(chǔ)量，104m3。

根據(jù)公式（1）計(jì)算得出P1003井的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量為11 108×104m3，如圖2所示。

表3 基于Arps產(chǎn)量遞減法的單井生產(chǎn)能力計(jì)算結(jié)果

圖2 P1003井產(chǎn)量預(yù)測(cè)曲線圖

根據(jù)公式（1）計(jì)算各單井的產(chǎn)能情況，結(jié)果見表4。此時(shí)，生產(chǎn)能力計(jì)算公式為：生產(chǎn)能力=動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量/無(wú)阻流量。

當(dāng)水平井的初期配產(chǎn)為無(wú)阻流量的1/4標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，單井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量是無(wú)阻流量的218倍，生產(chǎn)能力明顯高于其他配產(chǎn)比例的水平井。因此，根據(jù)流動(dòng)物質(zhì)平衡方程法推算得出的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量，反推單井生產(chǎn)能力的結(jié)論與實(shí)際生產(chǎn)情況和Arps產(chǎn)量遞減法結(jié)論均一致。

4 結(jié)論

1）由單井實(shí)際生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析得出，當(dāng)水平井的初期配產(chǎn)比例為無(wú)阻流量的1/4標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，實(shí)際累計(jì)產(chǎn)氣量是無(wú)阻流量的105倍，生產(chǎn)能力較高。

表4 基于流動(dòng)物質(zhì)平衡方程的單井生產(chǎn)能力計(jì)算結(jié)果

2）由Arps產(chǎn)量遞減法得出，當(dāng)水平井的初期配產(chǎn)比例為無(wú)阻流量的1/4標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，預(yù)計(jì)累計(jì)產(chǎn)氣量是無(wú)阻流量的193倍，生產(chǎn)能力明顯相對(duì)較高。

3）由流動(dòng)物質(zhì)平衡方程得出，當(dāng)水平井的初期配產(chǎn)比例為無(wú)阻流量的1/4標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，單井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量是無(wú)阻流量的218倍，單井生產(chǎn)能力較大。

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Controlled by the thickness,porosity,permeability and gas saturation of reservoir and the horizontal length of horizontal wells, the determination of the early production of the horizontal gas wells becomes relatively complex,which makes the best production effect of the horizontal gas wells difficultly achieved.The open flow capacity is an important parameter to evaluate the productivity of gas wells, and it is also the main basis for reasonable production of the gas wells.The dynamic production of 5 horizontal wells with relatively long production time and relatively stable production in the study area was analyzed based on the dynamic analysis,the Arps production decline method and the flowing material balance equation,and the results show that,when the early production of horizontal gas well is one fourth of its open flow capacity,the actual cumulative gas production is 105 times as much as open flow capacity,the predicted cumulative gas production is 193 times as much as open flow capacity,and the dynamic reserves is about 218 times as much as open flow capacity.Their production capacity is obviously high.

low porosity and low permeability gas reservoir;horizontal well;open flow capacity;early production standard;flowing material balance equation

尉立崗

2016-06-14

國(guó)家科技重大專項(xiàng)“大型油氣田及煤層氣開發(fā)示范工程”（編號(hào)：2011ZX05052）

王紀(jì)偉（1988-），男，博士研究生，主要研究方向?yàn)樘岣卟墒章世碚撆c技術(shù)和油藏?cái)?shù)值模擬。