低滲氣藏數值模擬產能評價法研究

朱文娟

(中海石油(中國)有限公司上海分公司，上海 200335)

低滲氣藏數值模擬產能評價法研究

朱文娟

(中海石油(中國)有限公司上海分公司，上海 200335)

產能測試是評價氣藏產能的最直接手段，但對于低滲氣藏的氣井，較難獲得準確的產能。為了能有效地對該類氣井進行產能評價，筆者通過研究，建立了一種低滲氣藏產能評價的新方法，即數值模擬產能評價法。該方法是利用精細的地質建模、油藏數值模擬及產能評價相結合的一體化方法。該方法通過實踐應用，能快速對低滲氣藏的產能做出基本評價，為低滲氣藏的產能評價提供一種新的手段。

產能評價；數值模擬；低滲氣藏；測試

近幾年來，低滲氣藏的開發井越來越多，但是其產能評價卻面臨著很多的問題。由于儲層物性較差，其測試時地層壓力較難恢復到原始地層壓力[1～3]，現場產能測試采用回壓試井法獲得的產能二項式大部分為負值，很難獲得低滲氣藏的精確產能；并且低滲氣藏的生產井常具有帶水生產的特點，小直徑油嘴測試或關井壓力恢復易造成井筒積液或者停噴。因此，研究其他產能評價替代方法對低滲氣藏的開發具有重要意義。

筆者以產能測試的方法為基礎，通過精細的地質模型與油藏數值模擬相結合進行產能測試模擬，最終對低滲氣藏產能進行評價。以某海上低滲氣藏為例，通過數值模擬產能評價法，能為低滲氣藏的產能評價提供基本的結果，為低滲氣藏的產能評價提供新的途徑。

1 數值模擬產能評價法的建立

采用建立的精細地質模型進行數值模擬模型擬合，應用修正等時試井的產能測試方法進行產能測試設計，建立多油嘴產量；應用產能測試設計，建立多油嘴產量模擬預測模型。通過數值模擬模型計算的結果，獲得壓力與產量數據，最終對氣藏的產能進行評價。

圖1 孔隙度模型

1.1 精細地質模型的建立

根據氣田基礎地質、地震反演和地震沿層屬性等研究成果，建立儲層砂泥巖分布模型，在巖性分布的控制下，利用地震屬性數據進行約束，采用隨機模擬方法建立孔隙度屬性模型。平面網格粗化為50m×50m，含氣層段的垂向間距為1～4m不等。

采用Eclipse的擴展黑油模擬器，孔隙度、厚度、凈毛比等參數由地質建模粗化后得到，滲透率場通過巖心分析的孔滲關系式計算得到，飽和度場通過儲層特征值與束縛水飽和度關系計算得到(見圖1)。

1.2 模型的擬合

利用Petrel地質建模軟件建立的地質模型儲量與井點法計算的儲量基本一致，擬合結果誤差在5%以內。

在儲量擬合的基礎上，對生產井的實際生產數據進行擬合，通過適當調整滲透率和表皮因數，對數值模擬模型進行修正，使之更接近于實際地質情況。

1.3 產能測試設計

低滲氣藏產能測試的方法為修正等時試井法。修正等時試井不必恢復到原始地層壓力，只需開關井時間相等，加上一個延時點測試，測試時間較等時試井短，特別適合低滲氣藏的產能測試[4～6]。

1.3.1 測試產量確定

通過井的生產數據，結合儲層物性數據，利用無阻流量公式計算無阻流量。

無阻流量估算采用如下公式:

(1)

式中：qAOF為無阻流量,104m3/d；K為滲透率，mD；h為有效厚度，m；pR為地層壓力，MPa；μg為天然氣黏度，mPa·s；Z為天然氣壓縮因子，1；T為地層溫度，K；re為驅替半徑，m；rw為井半徑，m；Sa為表皮因數，1;系數0.07852的導出單位是K/MPa。

把相關參數代入式(1), 得到測試層位的無阻流量。

修正等時試井的儲量系列采用遞增方式，測試的第1個油嘴取無阻流量的10%，第4個油嘴取無阻流量的75%；中間兩個油嘴產量要求是等比數列，其公比為2左右。

1.3.2 產能測試生產時間確定

產能測試要求每個油嘴開井生產時產氣量穩定，且井底流動壓力也穩定，但現場實施時達到流動壓力穩定很困難。采取長時間開井、長時間關井又造成地層壓力同時下降。測試流動時間要大于井筒儲集結束時間，并且探測半徑要達到地層50m范圍。因此，利用公式法和數值模擬法綜合研究，確定最佳生產穩定時間。

1) 公式法 每一個測試點的流動達到穩定時間ts用以下公式估算:

(2)

式中：ts為穩定所需時間, h；φ為孔隙度，1；Ct為綜合壓縮系數，MPa-1。

把相關參數代入式(2), 得到測試點流動達到穩定的時間。

2) 數值模擬法 數值模擬法是將所設計的測試產量及相關參數輸入到已經擬合好的數值模型中進行模擬計算, 通過試湊法改變生產時間，來觀察流壓是否相對穩定，從而確定生產時間。

1.4 數值模擬法產能計算

根據修正等時試井法的測試要求，結合前面設計的油嘴及相應的開關井時間，建立數值模擬模型，得到產量和井底流壓的關系，計算無阻流量。

數值模擬模型在每個油嘴開井后關井，開關井時間都相同，在第4次開井后，增加一次延時開井，使生產達到穩定(如表1和圖2)。利用模擬數據做出壓力平方差與產量在對數圖上的關系曲線，對應產氣量的壓差計算方法是：

即：

表1 模擬等時修正試井壓力及產量

利用前4個油嘴的壓力平方差和產量數據回歸出一條產能方程曲線，再將線性曲線平移至延時生產的穩定點，即保持曲線斜率不變，利用延時生產穩定點求取曲線的截距，獲得修正后的產能曲線(如圖3)，通過產能曲線計算無阻流量。

圖2 修正等時試井模擬曲線 圖3 修正等時試井產能方程示意圖

2 實例應用

A氣藏為位于某海上的邊水氣藏，孔隙度和滲透率較低。A1井為位于A氣藏北部的一口多分支水平井，該井投產即見水，分析認為水是層內的可動水[7,8]。該井日產氣量為10×104m3，日產水量為9m3。生產管柱帶有一毛細管壓力計，距離產層200m。由于井底流壓下降較快且帶水生產，一直未進行產能測試。

通過以上研究方法建立精細地質模型，對歷史生產數據進行擬合，擬合后的誤差控制在5%以內(如圖4、5)。

圖4 井底壓力歷史擬合結果

圖5 A1井產氣量和產水量擬合結果

制定修正等時試井工作制度:第1個油嘴測試設計產量為3×104m3/d;第2個油嘴測試設計產量為6×104m3/d;第3個油嘴測試設計產量為12×104m3/d;第4個油嘴測試設計產量為24×104m3/d;延時油嘴測試設計產量為6×104m3/d。

設計開關井時間為6h，小油嘴延時開井30h。模擬計算獲得壓力和產量曲線，做出修正等時試井產能方程圖，計算無阻流量為28.9×104m3/d。

3 結論

1)數值模擬產能評價法能夠對氣藏進行產能測試模擬，并可在現場產能測試前對氣井的產能進行快速評估。

2)利用數值模擬產能評價法，可對氣井現場的合理生產制度進行優化。

3)通過數值模擬產能評價法，獲得了低滲氣藏A1井的無阻流量為28.9×104m3/d，與實際生產動態較相符，能夠為該氣藏的生產提供指導。

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[編輯] 黃鸝

2016-09-21

朱文娟(1983-)，女，碩士，工程師，主要從事油氣田開發方面的研究工作，104097845@qq.com。

TE375

A

1673-1409(2017)7-0082-04

[引著格式]朱文娟.低滲氣藏數值模擬產能評價法研究[J].長江大學學報(自科版), 2017,14(7):82～85.