神木氣田雙3 區塊氣井產量遞減規律

王京艦，王一妃，張 晗，王德龍，左海龍，張海波

（1.中國石油長慶油田分公司勘探開發研究院，陜西西安 710018；2.低滲透油氣田勘探開發國家工程實驗室，陜西西安 710018；3.中國石油華北油田分公司采油工程研究院，河北任丘 062552；4.延長油田股份有限公司，陜西延安 716000）

鄂爾多斯盆地神木氣田上古生界是典型的致密砂巖氣藏，主力儲集層太原組和山西組山2 段具有低孔、低滲且非均質性強的特征。非均質性是儲集體的基本屬性，其嚴重影響和制約著油氣儲集層的滲透性能和開發效果。地質特征決定了神木氣田為典型的“低產、低滲、低豐度”的三低氣藏[1-5]，氣井產量低，壓力下降快，穩產期短，產量遞減快，開展神木氣井產量遞減規律研究是掌握和分析氣井動態的基礎，可用于指導氣井實現合理的開發。因此，神木氣田氣井遞減規律是開發者關心的問題。

鑒于神木氣田目前還處于投產初期階段，本次主要針對投產的雙3 區塊典型單井進行產量遞減規律分析，尋找遞減規律，分析數據主要采用產量出現遞減的氣井，分析、判斷氣井遞減類型，研究遞減規律。

1 氣井產量遞減類型分析

目前研究氣藏產量遞減規律的方法很多，按變量可以分為Q-t 法、Np-t 法、Np-Qt法。最常用的方法為Arps 提出的產量遞減規律方程式，即將遞減分為3 種類型：指數遞減、雙曲遞減和調和遞減。這3 種規律在氣井的產能遞減規律研究和預測工作中得到廣泛的應用。本次采用J.J.Arps 遞減理論進行神木氣井遞減規律分析[6]。

Arps 提出的油氣藏產量遞減通式為：

圖1 雙A1 井Gp與Qg關系曲線

n=∞時為指數遞減；當n=1 時為調和遞減；1＜n＜∞時為雙曲線遞減。遞減率為單位時間的產量變化率，或單位時間內產量遞減的百分數，表征氣井產量降低幅度的大小。

1.1 指數遞減

指數遞減規律的產量與累計產量在普通坐標系上呈直線關系。

選取神木氣田典型氣井，分析單井累計產氣量Gp與產量Qg關系曲線，從圖1～圖4 可以看出，氣井產量與累計產量未出現明顯直線關系，不符合指數遞減規律。

1.2 調和遞減

調和遞減的產量與累計產量呈半對數直線關系。

從圖5～圖8 可以看出，單井產量與累計產量關系曲線未出現明顯直線關系，分析表明，由于生產時間較短，目前遞減規律不明顯，有待隨著生產時間的延長，進一步開展研究。

圖2 雙A2 井Gp與Qg關系曲線

圖3 雙A3 井Gp與Qg關系曲線

圖4 雙A4 井Gp與Qg關系曲線

圖5 雙A1 井Gp與Qg關系曲線

圖6 雙A2 井Gp與Qg關系曲線

圖7 雙A3 井Gp與Qg關系曲線

圖8 雙A4 井Gp與Qg關系曲線

1.3 雙曲遞減

對于雙曲線遞減，可以通過給定不同的常數C 值，利用曲線位移法能夠得到一條最佳的直線。

從單井log（t+C）與log（Qg）關系曲線圖9～圖12看，通過C 值的變化，關系曲線呈現直線關系，說明神木氣田雙3 區塊氣井產量遞減應為雙曲遞減規律的一種，即1

2 典型氣井遞減規律認識

圖9 雙A1 井Gp與產量Qg關系曲線

圖10 雙A2 井Gp與Qg關系曲線

圖11 雙A3 井Gp與Qg關系曲線

圖12 雙A4 井Gp與Qg關系曲線

如果產量遞減變化曲線比較平滑，嚴格遵守遞減方程，那么每種方法所得結果是一致的[7-11]。然而，低滲透和特低滲透致密氣藏產量變化規律極為復雜，實際生產數據往往比較離散，用不同的變量分析其產量遞減規律，有時差異很大[12-15]。低滲透氣藏氣井早期產量高，遞減快，但隨著生產時間的推移，氣井產量遞減不斷減緩，即初始遞減率并不是恒定不變的，因此不能簡單地用傳統的遞減分析方法來判定遞減類型。調研結果顯示，絕大多數氣井產量遞減符合衰減式遞減規律，即n=2，是雙曲遞減的一種特殊形式。衰減遞減方程的推導如下：

變形可得：

由式（12）可知，1/Gp與1/t 成線性關系。因此，可以通過時間和累計產氣量數據做出1/Gp-1/t 的關系曲線，由回歸方程求出A、B，進一步得到產量衰減方程。

從研究區典型氣井1/Gp與1/t 關系曲線來看，曲線呈現出直線關系，這說明研究區氣井產量遞減符合衰減式遞減規律（見圖13～圖16）。

對于低滲透致密氣藏，簡單地采用衰減遞減曲線會出現較大的誤差，為此提出了修正衰減曲線分析方法。系數A 代表直線的截距，系數B 代表直線的斜率，而A 又依賴遞減指數（n=2）的準確性，在曲線形態上反映出了曲線形狀的高低。因此可以通過修正系數A、B，使得預測模型能夠很好地擬合實際生產數據，從而使得常規衰減曲線分析方法擴展到低滲透致密氣藏。

對神木氣田雙3 井區4 口典型氣井（雙A1、雙A2、雙A3、雙A4）進行遞減率規律分析，生產動態擬合、預測結果（見圖17～圖20）。

根據以上研究方法，對4 口典型氣井的遞減率進行分析，分析結果顯示，雙A1 井初期平均月遞減率為3.8 %；雙A2 井初期平均月遞減率為3.7 %；雙A3 井初期平均月遞減率為4.9 %；雙A4 井初期平均月遞減率為3.6 %（見表1）。

圖13 雙A1 井1/t 與1/Gp關系曲線

圖14 雙A2 井1/t 與1/Gp關系曲線

圖15 雙A3 井1/t 與1/Gp關系曲線

圖16 雙A4 井1/t 與1/Gp關系曲線

圖17 雙A1 井產氣量、累計產氣量擬合、預測曲線

圖18 雙A2 井產氣量、累計產氣量擬合、預測曲線

圖19 雙A3 井產氣量、累計產氣量擬合、預測曲線

圖20 雙A4 井產氣量、累計產氣量擬合、預測曲線

表1 神木氣田雙3 區塊4 口典型井遞減率分析結果

從分析結果來看，初期平均月遞減率較大（4 %），統計氣井當月生產數據，考慮開井時率的影響，對月產量進行修正，然后根據衰減理論計算氣井的年遞減率，折算年遞減率為36 %，大于方案設計初期年遞減率（28 %），這主要是由于研究區氣井物性差、投產時間短、溝通的有效泄氣范圍小，并且普遍采用井下節流工藝，氣井很快出現產量下降的現象，隨著生產時間的延續，氣井控制泄氣范圍不斷擴大，產氣量趨于平穩，遞減率將會不斷下降。

3 結論

（1）神木氣田投產時間短，生產資料有限，選用典型氣井分析了其遞減類型為雙曲遞減，并進一步分析氣井遞減率符合衰減式遞減規律，建立了適用于低滲透致密氣藏的衰減式遞減方程，分析研究區初期平均月遞減率在4 %左右，大于方案設計結果。

（2）分析了氣井初期遞減率大主要是由于研究區氣井物性差、投產時間短、溝通的有效泄氣范圍小，并且普遍采用井下節流工藝，氣井很快出現產量下降的現象，隨著生產時間的延續，氣井控制面積不斷擴大，產氣量將趨于平穩，遞減率不斷下降。

（3）提出的適用于低滲透致密氣藏產量遞減規律的衰減式遞減方程，不僅可以尋求產量的變化規律，還可以對未來的產量進行預測，可用于指導氣井實現合理的開發，并且氣井的生產史越長，分析結果越準確可靠。

［1］ 楊華，劉新社，閆小雄，等.鄂爾多斯盆地神木氣田的發現與天然氣成藏地質特征［J］.天然氣工業，2015，35（6）：1-13.

［2］ 蒙曉靈，張洪波，馮強漢，等.鄂爾多斯盆地神木氣田二疊系太原組天然氣成藏條件［J］.石油與天然氣地質，2013，34（1）：37-41.

［3］ 安文宏，石小虎，楊勇，等.神木氣田早二疊世太原期海侵事件與砂體展布的關系［J］.天然氣工業，2013，33（4）：43-47.

［4］ 付曉燕，王少飛，馮永玖，等.神木氣田上古生界砂巖儲層特征及其主控因素［J］.石油化工應用，2014，33（11）：69-74.

［5］ 付曉燕，楊勇，王曄，等.神木氣田太原-山2 段致密砂巖儲層宏觀非均質性研究［J］.石油化工應用，2015，34（1）：87-91.

［6］ Arps J J.Analysis of decline curves［J］.Trans.，AIME.1945，16：160-247.

［7］ 國艷. 氣井產能遞減規律的研究［J］. 科學技術與工程，2011，11（33）：8310-8313.

［8］ 喻秋蘭，唐海，呂棟梁.氣井產能遞減規律研究［J］.天然氣勘探與開發，2012，35（3）：41-43.

［9］ 曾憲兵，李曉明.產能遞減分析方法在氣田動態分析中的應用［J］.石油化學應用，2013，32（5）：5-7.

［10］ 王四鳳，楊杰.四川氣田氣井產量遞減規律探討［J］.鉆采工藝，2001，15（1）：27-29.

［11］ 王金多，劉國靜.產量自然遞減類型的綜合判斷及構成分析［J］.斷塊油氣田，2007，14（2）：44-46.

［12］ 姜漢橋，姚軍，姜瑞忠.油藏工程原理與方法［M］.山東東營：中國石油大學出版社，2000：246-257.

［13］ 俞啟泰. 七種遞減曲線的特征研究［J］. 新疆石油地質，1994，15（1）：49-56.

［14］ 郎兆新.油藏工程基礎［M］.山東東營：石油大學出版社，1991：212-241.

［15］ 陳元千.油藏工程計算方法［M］.北京：石油工業出版社，1990：210-227.