龍鳳山致密砂巖氣藏早期產能主控因素評價及預測

◇中國石化東北油氣分公司勘探開發研究院 汝亞林

針對龍鳳山致密砂巖氣藏儲層厚度薄、物性差、非均質性強等特點，在氣藏精細描述及評價基礎上，系統分析并優選了影響單井初期產能氣測全烴值、氣層厚度、孔隙度、有效滲透率、含氣飽和度、壓裂段數、施工排量的7方面因素，運用灰色關聯分析法得到了各因素的關聯度，明確單井產能的主控因素，應用地層系數法對新部署水平井產能進行預測，預測結果與投產后實際產能吻合程度較高，該方法為龍鳳山致密砂巖開發技術政策產能論證提供一定指導意義。

1 區域概況

龍鳳山氣田位于松遼盆地長嶺斷陷南部龍鳳山構造帶，自下而上發育下白堊統火石嶺組、沙河子組、營城組、登婁庫組、泉頭組，上白堊統青山口組、姚家組、嫩江組四方臺組和明水組，以及第四系。目的層為營城組，總體呈“西南高、東北低”的單斜構造，斷層多為近南北—北東方向展布。研究區沉積主要來自南部物源控制。主要目的層營Ⅲ-營Ⅳ砂組為扇三角洲前緣沉積沉積，營Ⅰ砂組為辮狀河三角洲平原—前緣沉積。對營城組20口井673個巖心樣品物性分析，孔隙度主要集中在4%～8%，滲透率主要集中在0.01-1mD，屬于特低孔、特低滲致密儲層。營城組氣層由下部沙河子組烴源巖供烴，氣源由斷裂垂向輸導，砂體橫向運移至營城組各砂組儲層內成藏，為構造背景下的巖性油氣藏。

2 開發特征

龍鳳山氣田儲層厚度薄、物性差、非均質性強，全區所有氣井均進行壓裂改造。將區域內13口水平井產量進行歸一化處理，生產特征分為3個階段（見圖1）：第1階段為定產降壓階段，流體主要由壓裂縫向井筒供給，基質流體向壓裂縫供給速度遠遠小于壓裂縫向井筒供給速度。由于壓裂縫有限，近井地帶壓力快速下降，壓裂縫向井筒供給時間較短，因此氣井穩產期短。第2階段為降產降壓階段，基質流體向壓裂縫供給速度小于壓裂縫向井筒的供給速度，出現近井地帶地層壓力下降，生產壓差減小導致壓力和產量雙降。第3階段為低產低壓階段，基質流體向壓裂縫供給速度與壓裂縫向井筒供給速度基本達到平衡，產量、油壓遞減速度變緩[1]。

圖1 龍鳳山致密砂巖水平井產量歸一化曲線圖

3 產能主控因素分析及預測

3.1 產能影響指標優選

氣井產能評價是氣田開發的核心工作。落實氣井初期產能，可以為開發技術對策的制訂及氣藏優化配產提供依據。產能主控因素研究是氣井產能評價工作的深化，是對已測試井或已投產井產能變化規律深層次原因的總結。目前一般用氣井的無阻流量描述氣井產能[1-5]，但實際上受井筒、冬天保供等方面的因素制約，大多數投產井初期均未進行產能測試及動態監測等工作。通過計算得到的無阻流量與實測得到的無阻流量差異較大。因此開展水平井試采工作，建立平均日產氣與累產氣關系，其中投產4個月平均日產氣與累產氣的（圖2），表明投產4個月水平井達到擬穩定狀態，取投產4個月的平均產氣量作為早期水平井產能較為合適。

圖2 累產氣量與投產4個月平均日產氣關系圖

3.2 產能主控因素評價

油氣田開發系統中存在許多影響儲層性質或開發效果的因素，這些因素變化的隨機性決定了獲得流體流動規律的具有較高難度。依托因素之間的關聯性判斷影響油田開采的主要因素，可以為生產預測及調整開發提供決策依據。常規的因素分析法要求有較大的樣本量，樣本應具有典型的概率分布規律，否則分析結果將存在較大的誤差，在實際應用過程中常常達不到這樣的條件[6-7]。灰色關聯分析法對數據的數量和質量要求程度相對容易，它綜合考慮了多種影響因素，且結果比較準確、符合實際，是一種較為科學、簡單、可靠的系統分析方法。根據水平井試采特征，優選了影響氣井初期產能的地質和儲層改造參數因素（表1）。應用灰色關聯分析法對開發初期影響產能的8方面因素進行了灰色關聯分析。

表1 產能影響參數統計

通過計算求出各因素的關聯度，按照關聯度大小進行排序：有效滲透率>壓裂段數>全烴值>孔隙度>含氣飽和度>排量>氣層厚度（表2）。根據灰色關聯度權重值大小，龍鳳山氣田致密砂巖氣藏影響水平井開發初期產能的主控因素為反應儲層的滲透性、物性及含氣性的有效滲透率、孔隙度、全烴值、含氣飽和度。由于有效儲層改造決定流體的滲透性及導流能力，因此初期產能也受有效儲層改造程度影響。

表2 各因素的關聯度系數

3.3 產能預測

由于儲層砂體變化快，非均質性較強，巖心分析的孔隙度與滲透率指數相關性較差，導致測井解釋滲透率與巖心分析滲透率相差較大。龍鳳山氣田水平井均進行壓裂改造，測井解釋滲透率不能真實反應壓后近井地帶流體滲透性，計算得到的地層系數與初期產能相關性不高（圖3）。

圖3 水平井地層系數（測井解釋滲透率）與初期產能關系圖

龍鳳山氣田營城組13口水平井中僅2口井進行了壓恢測試，因此無法通過試井分析方法確定水平井近井地帶有效滲透率。本次應用RTA軟件，采用Blasingame方法對每口水平井進行擬合，確定水平井有效滲透率，該有效滲透率能夠反應壓后近井地帶基質與裂縫的綜合滲透性。通過有效滲透率計算得到地層系數與初期產能線性相關性較好，（圖4）。

圖4 水平井地層系數（有效滲透率）與初期產能關系圖

龍鳳山致密砂巖氣藏水平井的孔隙度與有效滲透率呈線性相關，且相關性較好，（圖5）。通過三維地質建模建立孔隙度模型，得到新部署井孔隙度。在目前相同壓裂工藝及規模條件下，根據孔隙度與有效滲透率線性相關性預測得到新部署井的有效滲透率，采用地層系數法預測新井產能。

圖5 測井解釋孔隙度與有效滲透率關系

2021年完鉆的5口水平井，根據5口井測井解釋孔隙度，利用公式2得到有效滲透率，再利用公式1預測初期產能。預測產能跟實際產能接近（表3），證實地層系數法對龍鳳山致密砂巖儲層初期產能預測是適用的。

表3 新井預測產能與實際產能對比統計表

4 結論

（1）儲層物性、含氣性及滲透性是決定水平井初期產能的主控因素，同時有效儲層改造程度決定流體的滲透性。

（2）采用Blasingame方法確定各單井有效滲透率，與測井解釋滲透率相比，有效滲透率更能反應壓裂改造后近井地帶的滲流能力，計算得到地層系數與單井初期產能線性相關性更高。