低滲氣藏中后期穩(wěn)產(chǎn)能力分析

陳江萌，文開豐，王德龍，邱 爽

（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第二采氣廠，陜西榆林 719000）

X 井區(qū)位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡東側(cè)，為河控淺水三角洲前緣沉積，主要生產(chǎn)層位為山西組，是典型的低孔、低滲-特低滲氣藏。

低滲氣藏進(jìn)入開發(fā)中后期階段,隨著地層壓力不斷降低，氣田自然穩(wěn)產(chǎn)難度增大，準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)氣田自然穩(wěn)產(chǎn)期（即截止到井口壓力與最小管輸運(yùn)行壓力相等時(shí)[1]的氣田生產(chǎn)時(shí)間），及時(shí)調(diào)整氣田開發(fā)方式，對(duì)氣田中后期穩(wěn)定生產(chǎn)具有重要意義。

目前預(yù)測(cè)氣藏穩(wěn)產(chǎn)能力[2]主要有兩種方法：（1）通過預(yù)測(cè)單井穩(wěn)產(chǎn)期限，進(jìn)而預(yù)測(cè)區(qū)塊整體穩(wěn)產(chǎn)期限；（2）利用氣藏描述和數(shù)值模擬技術(shù)[3]評(píng)價(jià)氣藏開發(fā)效果和預(yù)測(cè)穩(wěn)產(chǎn)潛力。這兩種方法在對(duì)中后期低滲氣藏穩(wěn)產(chǎn)期預(yù)測(cè)時(shí)都存在一定缺陷。第一種預(yù)測(cè)方法中需要應(yīng)用物質(zhì)平衡法、產(chǎn)量不穩(wěn)定分析法、比產(chǎn)能法等。物質(zhì)平衡法[4]需要確定不同階段氣藏地層壓力和氣井目前產(chǎn)能方程，然而氣田開發(fā)到中后期[5]，不易獲得準(zhǔn)確的地層壓力，且求取產(chǎn)能方程所需成本較高[6]；產(chǎn)量不穩(wěn)定分析法[7]對(duì)氣井的日常生產(chǎn)數(shù)據(jù)質(zhì)量有較高要求，且受氣井?dāng)y液量大等因素影響，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果易出現(xiàn)較大誤差；比產(chǎn)能法[1]所需使用的氣井目前滲透率資料較少。數(shù)值模擬方法需建立在準(zhǔn)確的地質(zhì)模型上，計(jì)算過程復(fù)雜。本文綜合使用第一種區(qū)塊預(yù)測(cè)方法的同時(shí)，充分分析總結(jié)氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)規(guī)律，并以動(dòng)態(tài)資料為基礎(chǔ)進(jìn)行穩(wěn)產(chǎn)預(yù)測(cè)，多種方法相互對(duì)比映證，最大限度提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

本文利用兩種方法預(yù)測(cè)低滲氣藏X 井區(qū)開發(fā)中后期穩(wěn)產(chǎn)能力：（1）充分利用氣藏中后期動(dòng)態(tài)資料，將產(chǎn)量不穩(wěn)定分析法和物質(zhì)平衡法結(jié)合，預(yù)測(cè)井區(qū)的穩(wěn)產(chǎn)能力；（2）利用井口壓力擬合法直接進(jìn)行預(yù)測(cè)。及時(shí)準(zhǔn)確的確定X 井區(qū)穩(wěn)產(chǎn)能力，為低滲氣藏中后期開發(fā)部署及挖潛提供一定的依據(jù)。

1 X 井區(qū)基本概況

該井區(qū)生產(chǎn)主力層地層厚度在45～60 m，單井基質(zhì)滲透率在0.645～9.49×10-3μm2，平均基質(zhì)滲透率為2.39×10-3μm2；孔隙度在4.8%～10.72%，平均孔隙度為6.2%。前人統(tǒng)計(jì)表明，研究區(qū)儲(chǔ)層總體為一套低孔、低滲-特低滲儲(chǔ)層。X 井區(qū)探明儲(chǔ)量為90.61×108m3，原始地層壓力為20.22～27.83 MPa，該井區(qū)氣藏為低含硫、CO2含量低的干氣氣藏。

井區(qū)2003年投入規(guī)模開發(fā)，目前井區(qū)建生產(chǎn)井25口，動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量45.5×108m3，目前平均油、套壓為8.07 MPa、10.55 MPa，日產(chǎn)氣量38.16×104m3，單井配產(chǎn)0.2～10×104m3/d，平均單井配產(chǎn)1.872×104m3/d，平均年產(chǎn)氣量1.57×108m3，動(dòng)用區(qū)塊采出程度13.11%。

2 單井穩(wěn)產(chǎn)能力預(yù)測(cè)

2.1 產(chǎn)量不穩(wěn)定分析法預(yù)測(cè)結(jié)果

產(chǎn)量不穩(wěn)定分析方法使用條件[7]：（1）氣井井身結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)；（2）儲(chǔ)層物性數(shù)據(jù)及氣質(zhì)各項(xiàng)高壓物性參數(shù)；（3）高質(zhì)量的氣井生產(chǎn)數(shù)據(jù)：要求生產(chǎn)數(shù)據(jù)具有一定連續(xù)性且壓力資料和產(chǎn)量資料能夠一一對(duì)應(yīng)；（4）充分的井史資料，若氣井生產(chǎn)改變，包括：射開新層、關(guān)閉舊層、重復(fù)壓裂、油管改變、流動(dòng)路徑改變等，則該井改變前的生產(chǎn)數(shù)據(jù)無效；（5）若氣層產(chǎn)液則不能使用該方法。

利用產(chǎn)量不穩(wěn)定分析法對(duì)井區(qū)符合條件的14口氣井進(jìn)行預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)穩(wěn)產(chǎn)生產(chǎn)中的配產(chǎn)為目前生產(chǎn)配產(chǎn)。由預(yù)測(cè)結(jié)果可以看出，單井穩(wěn)產(chǎn)能力相差較大，氣井最短穩(wěn)產(chǎn)期為924天，最長(zhǎng)為2781天。

2.2 物質(zhì)平衡法預(yù)測(cè)結(jié)果

物質(zhì)平衡法使用條件[8]：（1）具有兩點(diǎn)以上的準(zhǔn)確的地層壓力及該壓力對(duì)應(yīng)的偏差因子和累積產(chǎn)氣量；（2）氣藏可認(rèn)為是定容封閉氣藏；（3）氣井具有目前生產(chǎn)條件下的產(chǎn)能方程。

對(duì)井區(qū)符合條件的3口氣井，利用產(chǎn)能方程與物質(zhì)平衡聯(lián)動(dòng)法預(yù)測(cè)單井的穩(wěn)產(chǎn)期限[9]，結(jié)果（見表1）。可以看出，X1 井穩(wěn)產(chǎn)期最短，穩(wěn)產(chǎn)期限為665天。X3井穩(wěn)產(chǎn)期最長(zhǎng)，穩(wěn)產(chǎn)期限為1524天。

表1 物質(zhì)平衡法結(jié)合產(chǎn)能方程單井穩(wěn)產(chǎn)預(yù)測(cè)結(jié)果Table1 Stable productivity potential prediction of material balance method

通過兩種方法對(duì)井區(qū)單井穩(wěn)產(chǎn)能力預(yù)測(cè)可以看出，中后期氣井穩(wěn)產(chǎn)期差異很大，最大相差859天，因此，中后期低滲氣藏需要進(jìn)一步調(diào)整氣井配產(chǎn)，保證氣藏平衡開采。

2.3 方法對(duì)比分析

本文對(duì)同時(shí)滿足產(chǎn)量不穩(wěn)定分析法和物質(zhì)平衡法的3口氣井進(jìn)行穩(wěn)產(chǎn)預(yù)測(cè)，并以物質(zhì)平衡法預(yù)測(cè)結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)，求得產(chǎn)量不穩(wěn)定分析法預(yù)測(cè)偏差，同時(shí)分析了X2 井穩(wěn)產(chǎn)預(yù)測(cè)中存在的問題，結(jié)果（見表2）。

表2 不同方法單井穩(wěn)產(chǎn)期預(yù)測(cè)效果對(duì)比Table2 Contrast result of single well stable productivity potential prediction by different methods

通過對(duì)不同方法預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)比分析，得出以下認(rèn)識(shí)：通過兩種方法預(yù)測(cè)X2 井穩(wěn)產(chǎn)期限相差較大，長(zhǎng)達(dá)663天。分析原因：該井進(jìn)行了二次壓裂，計(jì)算中使用的產(chǎn)能方程為二次壓裂前求得的，因此導(dǎo)致預(yù)測(cè)結(jié)果偏差嚴(yán)重，這也表明物質(zhì)平衡法中產(chǎn)能方程不準(zhǔn)確對(duì)穩(wěn)產(chǎn)預(yù)測(cè)有決定性影響[10]。

通過兩種方法分別對(duì)x1、x3、x4 單井進(jìn)行穩(wěn)產(chǎn)期限預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)結(jié)果相近，結(jié)果表明（見表2）兩種方法的平均偏差僅為-1.13%。產(chǎn)量不穩(wěn)定分析法預(yù)測(cè)穩(wěn)產(chǎn)期較物質(zhì)平衡法具有相對(duì)較廣的使用范圍。

3 區(qū)塊穩(wěn)產(chǎn)能力預(yù)測(cè)

3.1 由單井預(yù)測(cè)區(qū)塊穩(wěn)產(chǎn)期

在滿足井區(qū)生產(chǎn)任務(wù)的基礎(chǔ)上[11]，通過調(diào)整各單井的配產(chǎn)來調(diào)整其穩(wěn)產(chǎn)期限，令各單井穩(wěn)產(chǎn)期限相近，取各單井穩(wěn)產(chǎn)年限平均值作為區(qū)塊整體穩(wěn)產(chǎn)天數(shù)。

通過研究表明（見表3），X 井區(qū)配產(chǎn)調(diào)整后井區(qū)單井穩(wěn)產(chǎn)期可以縮小在1289天至1382天，單井平均穩(wěn)產(chǎn)天數(shù)為1327天，單井最長(zhǎng)和最短穩(wěn)產(chǎn)天數(shù)相對(duì)井區(qū)內(nèi)單井平均穩(wěn)產(chǎn)天數(shù)偏差分別為3.41%和-3.71%，可以認(rèn)為X 井區(qū)從目前起，可穩(wěn)產(chǎn)1327天。

表3 調(diào)整單井合理配產(chǎn)預(yù)測(cè)井區(qū)穩(wěn)產(chǎn)期限結(jié)果表Table3 Well area stable productivity potential prediction by adjusting single well allocation

圖1 井口壓力擬合圖Fig.1 Wellhead pressure matching

3.2 井口壓力擬合法預(yù)測(cè)區(qū)塊穩(wěn)產(chǎn)期

匯總X區(qū)25口單井從投產(chǎn)至今每日油、套壓資料。做每日單井油、套壓平均值隨時(shí)間變化趨勢(shì)圖（見圖1）。擬合井區(qū)平均井口油壓隨時(shí)間變化散點(diǎn)，得擬合方程：y=13.65e-0.0002x，將外輸運(yùn)行壓力6.4 MPa 帶入方程，求得穩(wěn)產(chǎn)結(jié)束共計(jì)1298天。

通過對(duì)比可以看出，兩種方法預(yù)測(cè)結(jié)果相近，因此可以認(rèn)為x 井區(qū)以目前生產(chǎn)井網(wǎng)條件和3.4%的采氣速度下，可穩(wěn)產(chǎn)1298天至1327天。

4 預(yù)測(cè)結(jié)果存在問題分析

本文對(duì)區(qū)塊的穩(wěn)產(chǎn)預(yù)測(cè)仍存在以下問題，這有可能影響最終預(yù)測(cè)結(jié)果：

（1）本文穩(wěn)產(chǎn)能力預(yù)測(cè)中沒有考慮未來氣井可能存在產(chǎn)液情況。

（2）該井區(qū)有部分產(chǎn)氣量為0.2×104m3/d的間歇井，由于這些井對(duì)產(chǎn)能的貢獻(xiàn)率較低，平均年貢獻(xiàn)率僅為9.91%，且該類井間歇生產(chǎn)地層壓力下降較慢，年壓降小于1 MPa。本文在預(yù)測(cè)區(qū)塊穩(wěn)產(chǎn)期時(shí)認(rèn)為該類井對(duì)區(qū)塊產(chǎn)量的貢獻(xiàn)不變。

5 結(jié)論

（1）低滲氣藏中后期穩(wěn)產(chǎn)期預(yù)測(cè)時(shí)將產(chǎn)量不穩(wěn)定分析法和物質(zhì)平衡法相互結(jié)合，具有相對(duì)較高的準(zhǔn)確性。

（2）準(zhǔn)確的氣井產(chǎn)能方程對(duì)單井穩(wěn)產(chǎn)期預(yù)測(cè)具有重大意義。

（3）X 井區(qū)按照目前氣井配產(chǎn)，開發(fā)中后期氣井穩(wěn)產(chǎn)期差異大，最長(zhǎng)相差2116天，分析認(rèn)為開發(fā)中后期需積極調(diào)整氣井配產(chǎn)，保證氣田均衡開采。

（4）井口壓力擬合法是預(yù)測(cè)低滲氣藏井區(qū)穩(wěn)產(chǎn)期的一個(gè)可行方法。

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