多段壓裂致密氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析及評(píng)價(jià)

陳新 谷向東

（1.長慶油田蘇里格氣田研究中心，陜西 西安 710018；2.長慶油田第一采氣廠，陜西 靖邊 718500）

1 致密氣藏

隨著開發(fā)油氣藏技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，將氣藏分為兩大類，一種便是非常規(guī)天然氣藏。另一種則為致密氣藏。致密砂巖又稱為致密氣，通常是指低滲-特低滲砂巖儲(chǔ)層中午自然產(chǎn)能，需要通過大規(guī)模壓裂或特殊采氣工藝技術(shù)才能闡述具有價(jià)值的天然氣。而這種密砂巖氣藏大多分布于盆地中心或是盆地構(gòu)造的深部，呈現(xiàn)大面積且連續(xù)的分布。

在低滲儲(chǔ)層機(jī)理中，如果含水飽和度較低時(shí)，氣流可以劃過三個(gè)區(qū)，而如果壓力平均梯度氣體的滲流開始增長后，“滑脫效應(yīng)”將會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響，氣流劃過的區(qū)域?qū)l(fā)生轉(zhuǎn)變；但相較而言，如果當(dāng)含水飽和度比較高時(shí)，氣流的流動(dòng)能力驟然下降，氣體的滲流規(guī)律也隨之發(fā)生改變，因?yàn)檩^高的含水飽和度會(huì)使通道變得極為潮濕。所以，低滲透儲(chǔ)層的數(shù)學(xué)建模需要從“滑脫效應(yīng)”，“啟動(dòng)壓力梯度特征”來進(jìn)行建立與發(fā)展。

2 多裂縫水平井模型

這是一口有多條橫向壓裂裂縫的水平方向的井，是在矩形邊界的復(fù)合線性中央，分成了兩個(gè)區(qū)域。水力裂縫是由井筒射孔簇生成的，同時(shí)橫切水平井筒，這樣其中的流體會(huì)流進(jìn)井筒內(nèi)。

接著我將通過一個(gè)數(shù)據(jù)模型來進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。如圖1：

圖1

這種數(shù)據(jù)模型是使用Eclipse數(shù)值來模擬的，建立的是一個(gè)多橫切裂縫水平井的模型，一般將裂縫模擬成長方形的，屬性比較類似的。該模型被設(shè)置為均質(zhì)各項(xiàng)同性，單相氣生產(chǎn)。類擬穩(wěn)態(tài)流，壓力斜率為1；復(fù)合線性流階段，這種斜率大約為1/2；晚期則會(huì)回到控制流階段，斜率為1。但在上述的4種流動(dòng)狀態(tài)并不會(huì)全部出現(xiàn)，根據(jù)不同的情況往往會(huì)有不同的變化。這種數(shù)據(jù)模型是使用Eclipse數(shù)值來模擬的，建立的是一個(gè)多橫切裂縫水平井的模型，一般將裂縫模擬成長方形的，屬性相同的，同時(shí)橫切水平方向上的井筒。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，一般由于裂縫﹑氣藏等的特性不同，會(huì)出現(xiàn)不同的流態(tài)，而裂縫的長度和間距是不同的，需要進(jìn)行模擬一個(gè)雙徑向流的過渡期，但因?yàn)橥饨绲囊恍┢渌绊?，所以不一定?huì)出現(xiàn)復(fù)合型線性流。

表2

3 生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析

多段壓裂致密氣井生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)分析和評(píng)價(jià)是包括如數(shù)據(jù)采集﹑數(shù)據(jù)處理等幾個(gè)步驟。在數(shù)據(jù)采集時(shí)，既要收集如氣藏﹑地質(zhì)﹑與施工有關(guān)的相關(guān)資料的靜態(tài)數(shù)據(jù)，這些都用于在建模過程中所需要的基本參數(shù)，另外還要收集井口產(chǎn)量﹑井底流壓數(shù)據(jù)等動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，而動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的測量相對(duì)不容易，一般用類比的方法進(jìn)行計(jì)算處理。在數(shù)據(jù)處理時(shí)，為了將數(shù)據(jù)分析更加的準(zhǔn)確，先將流量﹑流壓及相應(yīng)的時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，同時(shí)會(huì)將自然事件進(jìn)行轉(zhuǎn)化為物質(zhì)平衡模擬事件，流量﹑流壓流量要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化模擬壓力。在實(shí)際操作中，要對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)去噪﹑曲線光滑等處理，使得數(shù)據(jù)能更準(zhǔn)確合理，而曲線更直觀且具有美感。

4 現(xiàn)場實(shí)例

接下來我以東北部的某個(gè)致密砂巖氣田進(jìn)行分析。而且，經(jīng)過多年的數(shù)據(jù)收集整理之后，可以從數(shù)據(jù)的變化來了解到發(fā)展趨勢和過往歷史，所以通常對(duì)它的年齡有限制，一般要求在10年之上。以我國東北部某致密氣田為例。表2是致密氣田相關(guān)基本數(shù)據(jù)。而其中的井47的套管壓力和產(chǎn)氣量都是每天測量并加以記錄的，這也給實(shí)施生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析提供了一系列必要的數(shù)據(jù)。該水平井的水平段長有1256米，井間距有600米，有八段壓裂。在試驗(yàn)過程中，每天將壓力﹑產(chǎn)氣量進(jìn)行測量﹑記錄。對(duì)于記錄出來的數(shù)據(jù)要進(jìn)行篩選，因?yàn)樵谠囼?yàn)的過程中肯定會(huì)存在一些誤差較大的值，在記錄之后要進(jìn)行篩選對(duì)于那些誤差較大的點(diǎn)直接舍棄，使得數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。

在試驗(yàn)過程中，需要通過相關(guān)的數(shù)據(jù)并結(jié)合公式計(jì)算出自己所需要的值，并將其應(yīng)用在實(shí)際中。一般在試驗(yàn)中我們要用到一些模型，如：冪率指數(shù)遞減模型﹑雙曲遞減模型等等，將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，然后用黃金分割自動(dòng)尋優(yōu)算法進(jìn)行擬合。

結(jié)語

本文重點(diǎn)對(duì)致密水井的多段壓裂的生產(chǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，通過對(duì)數(shù)值的模擬證明了所做出的模型的正確性，為以后的相關(guān)運(yùn)用奠定了了基礎(chǔ)。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，壓裂后相鄰裂縫之間無壓力干擾時(shí)，多以線性氣體氣流為主，而在進(jìn)入裂縫干擾后則呈現(xiàn)類擬穩(wěn)態(tài)流，這一特殊的流動(dòng)階段正是由SRV所控制的。而這樣一套完整的以流量標(biāo)準(zhǔn)化氣體擬壓力生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析方法和多段壓裂致密氣井的數(shù)據(jù)處理為基礎(chǔ)的評(píng)價(jià)流程，可以準(zhǔn)確地對(duì)多段壓裂致密氣井的重要指標(biāo)提供有效評(píng)估，從而讓其能在生產(chǎn)過程中得到有效的控制。

[1]王飛，張士誠，劉百龍.多段壓裂致密氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析與評(píng)價(jià)[J].石油天然氣學(xué)報(bào)，2014，01:140-146+10.

[2]曹安.致密氣藏單井開發(fā)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方法[D].中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2012.