啟動壓力梯度對神木氣田井位部署的影響

劉鵬飛，賈連超，冉 婧，張 濤，雷 甜，袁 丹

（中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西西安 710200）

神木氣田為長慶氣區上產的主力氣田，儲層致密，井網密度一般較小，井網部署往往是一次性的，后期調整余地較小，這就要求在氣藏的開發設計中進行嚴格論證井距。

1 泄流長度理論

根據氣體滲流理論，當氣體達到平面徑向穩定滲流狀態時，地層中任一點的壓力梯度為[1]：

若要求取供給邊緣處的壓力梯度值，此時p＝pe，r＝re，代入上式，可得到邊緣處的壓力梯度值。實際氣藏開發中，隨著井底壓力降低到某一程度而不能滿足井口輸氣壓力時，即為最小井底流壓，此時即可求得最大的供給半徑和相應的邊緣壓力梯度。

當已知pe、pwfmin、rw和啟動壓力梯度時，通過上式即可求出氣井的最大供給邊緣半徑re，將re乘2，即可得氣井的最大影響范圍。

對于低滲致密壓裂氣井而言，在很長時間內難以達到徑向擬穩定滲流狀態，氣井生產在很長時間內表現為線性單向滲流[2-4]。對于單向穩定滲流狀態，地層中任一點的壓力梯度為：

當已知pe、pwfmin和啟動壓力梯度時，將p=pe代入上式即可求出氣井的最大泄氣半長L，將L乘2，即可得到最大泄氣長度值。

2 合理井距計算

羅瑞蘭等[5-7]曾采用蘇里格氣田的低滲巖樣測試氣體的啟動壓力梯度，神木氣田較蘇里格氣田地層條件、生產動態相似，得到氣體啟動壓力梯度與巖樣克氏滲透率的關系（見圖1），擬合得到的擬合關系為式（3）：

圖1 氣體啟動壓力梯度與克氏滲透率的關系

將式（3）代入式（1），取最小井底流壓pwfmin為2.0 MPa、井筒半徑rw為0.1 m，當p=pe，r=re時，可算出氣井在平面徑向流狀態下的最大影響范圍（見圖2）。

將式（3）代入式（2），當 p=pe時，可算出壓裂氣井在線性滲流狀態下最大泄氣長度（見圖3）。

從以上兩圖可以看出：（1）對于低滲致密氣藏而言，氣井的影響范圍與氣層滲透率密切相關，氣井的影響范圍隨氣層滲透率的降低而急劇減小。（2）氣藏的原始壓力與氣井的影響范圍呈正比關系，隨著儲層原始地層壓力增大，氣井的影響范圍增大，即當儲層物性參數相同時，異常高壓氣藏的氣井影響范圍比一般氣藏的大。

圖2 氣藏影響范圍與儲層滲透率的關系（平面徑向滲流）

圖3 氣藏影響范圍與儲層滲透率的關系（線性滲流）

神木氣田實測地層壓力在21.1 MPa～25.8 MPa，平均壓力系數僅為0.842，屬于低壓氣藏，因此氣井的影響范圍較小。

當氣井的滲流特征為平面徑向流時，從圖2可得出：當儲層平均有效滲透率為1 mD時，氣井的平均泄氣直徑為400 m～500 m，即平均泄氣半徑為200 m～250 m。

當氣井的滲流特征為線性滲流時，從圖3可得出：當儲層平均有效滲透率小于0.1 mD時（致密儲層），氣井的平均泄氣長度為650 m左右。

神木氣田上古生界盒8-太原段地層整體屬于河、潮控三角洲沉積體系，河道遷移頻繁，分流河道規模較小。對于河流相沉積形成的致密砂巖儲層而言，常常伴有條帶形的巖性邊界，有效砂巖儲層多表現為矩形區塊，壓裂氣井在很長時間內會表現為條帶狀的線性滲流特征。

3 結論

氣體在低滲致密儲層中流動存在啟動壓力梯度，啟動壓力梯度對單井的有效控制范圍（即泄流面積）有直接影響，進而會影響單井的井控動儲量大小。利用實驗結果計算得出神木氣田致密壓裂氣井的泄氣長度中值為570 m～640 m，因此神木氣田部署井位井距應保持在600 m左右。