李小雪 黃小亮 陳海涌 周 科 金大權(quán) 王鵬鯤

重慶科技學(xué)院

0 引言

氣田或區(qū)塊產(chǎn)量遞減率是氣田開發(fā)工作者普遍關(guān)注的重要問題之一，也是油氣藏工程學(xué)科經(jīng)常性的研究課題[1-3]。致密砂巖氣藏地質(zhì)條件復(fù)雜，儲層物性差，非均質(zhì)性強，具有明顯的低孔隙度、低滲透、低產(chǎn)量、低豐度等特點[4-5]，后期供給能量速度慢，因此表現(xiàn)為氣井初期產(chǎn)量高遞減快、后期產(chǎn)量遞減緩慢、氣藏的遞減率并不是恒定[6]，另外，致密砂巖氣藏部分氣井的產(chǎn)量波動大、生產(chǎn)數(shù)據(jù)較為分散，故而研究致密砂巖氣藏的遞減規(guī)律相比于常規(guī)氣藏更加復(fù)雜。目前關(guān)于低滲透氣藏的產(chǎn)量遞減規(guī)律研究已有較多的研究方法，主要包括傳統(tǒng)產(chǎn)量遞減分析方法和現(xiàn)代產(chǎn)量遞減分析方法。傳統(tǒng)遞減分析法主要是基于Arps方程式，它是對歷史數(shù)據(jù)的曲線擬合，進而對產(chǎn)量進行預(yù)測的一個相關(guān)經(jīng)驗公式[7]。它的優(yōu)點是方法簡單快速，不需要壓力數(shù)據(jù)或油氣藏參數(shù)，在礦場上應(yīng)用比較廣泛；缺點是Arps遞減曲線只能運用于分析邊界確定的已達到穩(wěn)定流動的數(shù)據(jù)[8]?，F(xiàn)代產(chǎn)量遞減分析方法主要包括 Fetkovich、Blasingame、Agarwal-Gardner、NPI、FMB等。它的優(yōu)點是建立了典型圖版，能夠?qū)Ξa(chǎn)量數(shù)據(jù)定量分析，能夠分析早期的不穩(wěn)定流和后期的擬穩(wěn)定流動狀態(tài)，適用于變產(chǎn)量和變井底流壓生產(chǎn)情況；缺點是由于現(xiàn)代產(chǎn)量遞減分析圖版方法原理和操作較復(fù)雜，而且每一種方法均有各自的使用條件，所以在現(xiàn)場實際應(yīng)用過程中并不普遍[9-11]。由于傳統(tǒng)產(chǎn)量遞減方法和現(xiàn)代產(chǎn)量遞減方法不能解決致密砂巖氣藏遞減率變化的問題，為此，筆者針對各種產(chǎn)量遞減方法的適用性及優(yōu)缺點，以傳統(tǒng)的產(chǎn)量遞減方法為基礎(chǔ)，結(jié)合致密砂巖氣藏的地質(zhì)特征和動態(tài)開發(fā)特征，提出了產(chǎn)量分段遞減分析方法，并根據(jù)致密砂巖氣藏的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，采用典型曲線擬合法制定了分段臨界點的標準。將該方法應(yīng)用到實際現(xiàn)場中?，F(xiàn)場應(yīng)用結(jié)果表明，分段遞減法在生產(chǎn)數(shù)據(jù)的擬合率、累產(chǎn)氣和動態(tài)儲量等3個指標的誤差中均小于一段式遞減法，且計算簡單、結(jié)果可靠，對此類氣藏的開發(fā)具有一定的指導(dǎo)意義。

1 產(chǎn)量分段遞減的原因

根據(jù)文獻調(diào)研，結(jié)合致密砂巖氣藏的動態(tài)開發(fā)特征，總結(jié)了造成目前氣井產(chǎn)量出現(xiàn)分段遞減的原因主要有3種情況。

1.1 氣井采取了增產(chǎn)措施

如X1井2008年采取了注劑措施。采取措施后，氣井的產(chǎn)量有了一定范圍的上升。從圖1可以看出，注劑段的生產(chǎn)曲線明顯不同于自然段的生產(chǎn)曲線遞減規(guī)律，根據(jù)后期產(chǎn)量遞減預(yù)測結(jié)果表明X1井自然段符合指數(shù)遞減，注劑段符合調(diào)和遞減。

圖1 X1井采氣曲線圖

1.2 氣井進行了工作制度的調(diào)整

如X2井2006年采取了間歇生產(chǎn)，產(chǎn)量有了幅度上升，從圖2可以看出，間歇生產(chǎn)段的生產(chǎn)曲線明顯偏離自然段的生產(chǎn)曲線遞減規(guī)律[12]，根據(jù)后期產(chǎn)量遞減預(yù)測結(jié)果表明X2井自然段產(chǎn)量符合指數(shù)遞減，間歇生產(chǎn)段符合調(diào)和遞減。

圖2 X2井采氣曲線圖

1.3 氣井受到井底積液的影響

如X3井后期井底積液，儲層絕對滲透率和氣相的相對滲透率都下降，導(dǎo)致氣井產(chǎn)量遞減[13-14]。從圖3可以看出，積液段的生產(chǎn)曲線偏離自然段的生產(chǎn)遞減規(guī)律。根據(jù)后期產(chǎn)量遞減預(yù)測結(jié)果表明X3井自然段產(chǎn)量符合指數(shù)遞減，積液段符合調(diào)和遞減。

圖3 X3井采氣曲線圖

2 分段臨界點的制訂標準

建立產(chǎn)量分段遞減方法的關(guān)鍵是找到分段臨界點，根據(jù)致密砂巖氣藏的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，采用典型曲線擬合法制定了產(chǎn)量分段臨界點的標準，具體步驟如下所述。

1）當(dāng)氣田進入產(chǎn)量遞減階段后，可以將Arps雙曲遞減的產(chǎn)量方程寫成：

式中qi表示初始產(chǎn)量，104m3/月；qt表示t時刻對應(yīng)的產(chǎn)量，104m3/月；n表示遞減指數(shù)；Di表示初始遞減率。

2）給定不同的n值和Dit值，計算出不同的產(chǎn)量比（qi/qt），然后將不同n值下的產(chǎn)量比與Dit的對應(yīng)值繪在雙對數(shù)坐標下，可得到典型遞減曲線理論圖版[15]。

3）將氣井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)繪出qi/qt與t雙對數(shù)坐標，并將繪制結(jié)果與標準理論圖版進行擬合。

4）擬合過程中，找出遞減規(guī)律的分段臨界點，以圖版明顯偏向雙曲和調(diào)和遞減的拐點為依據(jù)。

以蘇里格氣田X4井和X5井為例，X4井2006年（對應(yīng)圖4橫坐標為1.4）的遞減數(shù)據(jù)明顯偏離圖版典型遞減曲線，從圖版可以看出：2006年以前符合指數(shù)遞減，2006年以后符合雙曲遞減，表現(xiàn)為兩段式分布規(guī)律，與一段式遞減明顯不一致，故2006年為X4井的分段臨界點。X5井2008年（對應(yīng)圖5橫坐標為1.7）的遞減數(shù)據(jù)明顯偏離圖版典型遞減曲線，從圖版可以看出：2008年以前符合指數(shù)遞減，2006年以后符合調(diào)和遞減，表現(xiàn)為兩段式分布規(guī)律，與一段式遞減明顯不一致，故2008年為X5井的分段臨界點。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

蘇里格氣田具有低孔隙、低滲透、低豐度和儲層非均質(zhì)性強的特征[16-18]，為典型的致密砂巖氣藏。選取蘇里格氣田典型井X6井和X7井的生產(chǎn)資料，在Arps理論基礎(chǔ)上，建立時間與單井產(chǎn)量遞減關(guān)系，表現(xiàn)為兩段式遞減特征。為有效論證兩段式的準確性，采用一段式遞減和分段遞減的方法分別對氣井遞減規(guī)律進行研究如圖6、圖7和表2所示。

從圖表中可以看出，X6井采用一段式遞減規(guī)律研究時，其遞減規(guī)律符合指數(shù)遞減，遞減率為2.2%，產(chǎn)量遞減方程為分段遞減規(guī)律研究時，前期符合指數(shù)遞減，遞減率為4.7%，產(chǎn)量遞減方程為：合雙曲遞減（n=0.1），遞減率為0.25%，產(chǎn)量遞減X7井采用一段式遞減規(guī)律研究時，其遞減規(guī)律符合指數(shù)遞減，遞減率為1.3%，產(chǎn)量遞減方程為分段遞減規(guī)律研究時，前期符合指數(shù)遞減，遞減率為3%，產(chǎn)量遞減方程為雙曲遞減（n=0.1），遞減率為0.19%，產(chǎn)量遞減方對2口氣井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的擬合率、累產(chǎn)氣量和動態(tài)儲量3個指標進行誤差分析，結(jié)果如下所述。

圖4 X4井圖版法遞減規(guī)律擬合圖版

圖5 X5井圖版法遞減規(guī)律擬合圖版

圖6 X6井遞減規(guī)律圖

1）生產(chǎn)數(shù)據(jù)的擬合率分析表明，分段遞減對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的擬合率均高于整體遞減。X6井一段式遞減擬合率為84.66%，分段遞減前期擬合率為90.15%，后期擬合率為90.77% 。X7井一段式遞減擬合率為58.35%，分段遞減前期擬合率為83.98%，后期擬合率為60.75%，表明分段遞減分析更符合氣井的遞減規(guī)律。

2）累產(chǎn)氣量誤差分析表明，分段遞減對累產(chǎn)氣量的誤差均小于一段式遞減。X6井目前累產(chǎn)氣量為2 473.01×104m3，采用一段式遞減預(yù)測誤差為16.89%，采用分段遞減預(yù)測誤差為11.92%；X7井目前累產(chǎn)氣量為960.43×104m3，采用一段式遞減預(yù)測誤差為5.7%，采用分段遞減預(yù)測誤差為0.43%，表明分段遞減分析更符合氣井的遞減規(guī)律。

圖7 X7井遞減規(guī)律圖

表2 一段式遞減和分段遞減預(yù)測結(jié)果對比表

3）動態(tài)儲量誤差分析表明，分段遞減對動態(tài)儲量的誤差均小于一段式遞減。X6井計算的RTA動態(tài)儲量為3 040×104m3，采用一段式遞減預(yù)測誤差為14.54%，采用分段遞減預(yù)測誤差為9.91%；X7井計算的RTA動態(tài)儲量為1 035.6×104m3，采用一段式遞減預(yù)測誤差為1.66%，采用分段遞減預(yù)測誤差為0.65%，表明分段遞減分析更符合氣井的遞減規(guī)律。

4 結(jié)論

1）造成目前氣井產(chǎn)量出現(xiàn)分段遞減的原因主要有增產(chǎn)措施的采取、工作制度的調(diào)整和氣井積液的影響3種情況。

2）根據(jù)致密砂巖氣藏的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，采用典型曲線擬合法制訂了產(chǎn)量分段臨界點的標準，以圖版明顯偏向雙曲/調(diào)和遞減的拐點為依據(jù)。

3）通過現(xiàn)場應(yīng)用表明，分段遞減在生產(chǎn)數(shù)據(jù)的擬合率、累產(chǎn)氣和動態(tài)儲量3個指標的誤差均小于一段式遞減，表明了分段遞減更適用于致密砂巖氣藏的遞減規(guī)律。

4）產(chǎn)量分段遞減方法，為致密砂巖氣藏乃至致密油藏的遞減規(guī)律找到了一種簡單可靠的方法，具有一定的適用性和指導(dǎo)意義。