致密氣藏氣井產能預測方法

強小龍，任正城，頡紅霞，賈連超，高 磊，賈 騰，石羽亮

（中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西榆林 719000）

1 氣井產能影響因素

在流動進入擬穩態時，氣井的產量表達式表示為：

式中：qg-氣井產量，104m3/d；K-地層有效滲透率，mD；h-地層有效厚度，m；PR-地層壓力，MPa；pwf-井底流動壓力,-平均狀態下的氣體地下黏度，mPa·s；re-供氣半徑，m；rw-井的折算半徑，m；psc、Tsc-標準狀態下的氣體壓力和溫度；、Tf-地層條件下的平均氣體偏差系數和平均溫度；Sa-氣井擬表皮系數。

從上面公式看到，影響一口氣井產量大小的主要有三個因素，即：地層系數Kh、生產壓差、氣井的完井質量（表皮系數Sa）。

1.1 地層系數

地層系數Kh 值是三個因素中最重要的、起決定作用的，但又是很難確定的。用測井或鉆井取心分析方法，得到的僅僅是“一孔之見”，而且又是分散零碎的數據，與氣層的實際情況往往存在差距。只有通過氣井的實際產能表現，才能真實地確認供氣部位的Kh 綜合影響值[1-4]。

1.2 生產壓差

生產壓差Δp2，或者說地層壓力PR的大小，也是重要因素。它可以通過現場測壓求得，但它在氣井生產中是一個變量，隨著氣井連續生產將不斷衰竭。

1.3 表皮系數

影響氣井產能的第三個重要因素就是完井質量，可以用表皮系數Sa來表示。表皮系數又可分為兩個部分，表達為下面公式：

1.3.1 機械表皮系數S 的確定 一般通過不穩定試井方法即從壓力恢復曲線解釋得到機械表皮系數S，例如對于S 氣田表皮系數S 為-5.5。

1.3.2 氣井非達西流系數D 的確定 非達西流系數D最終要應用現場修正等時試井實測的實際無阻流量對D 值加以核實和確認。經過反復研究調整，確定S 氣田氣井的非達西流系數為：D＝0.001（104m3/d）-1。

把上述影響一口井產能的主要影響因素搞清楚了，數值大小確定了，氣井產能也就大致確定了。公式中的其他參數，像等，可以從氣體物性分析得到，變化范圍不大；地層溫度T 值從井下溫度測試得到；re、rw值由井網條件和完井條件確定。一般來說，可以取re＝500 m，而rw則等于完井半徑。由于這些數值在對數運算符下，所以對于產能值的變化影響不大。

因此，只要投產前準確求取地層產能系數Kh，即可達到先期推斷氣井產能的目的。

2 地層產能系數Kh 與氣井無阻流量關系的理論推導

在氣井進入擬穩態生產時，氣井產量qg與壓力和各項參數的關系式為：

公式可以改寫為：

并可以變換為下面的寫法，即：

式中A2、B2表達為：

當pwf=0.01 MPa 時，氣井產量達到無阻流量qAOF，即：

由于qAOF>0.01 從而得到產能系數Kh 與無阻流量qAOF之間的關系為：

把上式畫成關系曲線（見圖1）。從圖1 看到，雖然理論上講，產能系數Kh 與無阻流量間呈二次方關系，但是由于產能方程中B 系數很小，所以得到的關系曲線十分近似于通過坐標原點的直線關系，在圖1 中近似地表達為線性關系，即：qAOF=3.549 9Kh+0.311 2。

圖1 氣井無阻流量與產能系數Kh 理論關系曲線

3 建立產能預測圖版

通過統計S 氣田75 口氣井打開層位對應的測井解釋有效小層、對應的滲透率K 值和有效厚度h 值，計算有效小層的產能系數Kh，并累加出射開井段的ΣKh（見表1），按照上述方法建立圖版（見圖2）。

表1 無阻流量與地層產能系數Kh（測井）關系表

圖2 無阻流量與地層產能系數關系散點圖

從圖2 看出，絕大多數井產能系數≤10 mD·m，無阻流量qAOF<15×104m3/d，只有極少數井試氣無阻流量qAOF＞50×104m3/d。數據點的分布大致形成4 個區域：可預測區、無阻流量較預測值偏高的區域（Ⅰ區）、無阻流量特別高的區域（Ⅱ區）、無阻流量明顯偏低的區域（Ⅲ區）。

在可預測區分布有數量較多的氣井，總數62 口，占總井數（75 口）的近83%。且這一區域無阻流量與產能系數的關系大致是：qAOF=1.5ΣKh。

4 結論

（1）從滲流力學角度分析，決定氣井產能主要因素為氣層的地層系數Kh、地層壓力或生產壓差、氣井的完井狀況，而地層系數又是最為重要的。

（2）利用圖版法預測氣井產能有較高的準確率，準確率可達80%以上。

（3）對于部分預測較高或較低的井，可能鉆遇在河道砂巖體的邊部，在井底較遠的部分儲層發生物性變化導致，這類井可以通過簡易測試確定氣井產能。