延安氣田Y井區動儲量評價方法研究

張力

陜西延長石油（集團）有限責任公司研究院 陜西 西安 710075

動態儲量是氣藏儲層中能夠參與滲流的那部分天然氣地質儲量。動儲量計算是氣井動態分析和綜合評價的重要基礎，其計算結果是氣田開發方案制定、后期開發調整的重要依據。因此，在氣田開發的不同階段，充分利用已有資料進行動儲量核實，是掌握儲量動用狀況、評價開發效果的重要物質基礎。

延安氣田儲層低滲、致密，目前正處于陸續建產階段，生產井數量不斷增加，關井壓力恢復速度慢、時間長，同時由于產量任務嚴峻及冬季用氣高峰期提產保供等綜合因素的影響，氣田不能大面積關井測壓，致使地層壓力測試數據少，因此采用依賴于準確地層壓力[1-2]的常規壓降法進行動儲量評價將受到很大限制。

本文根據現有動儲量評價方法的適用條件，選取了5種方法對延安氣田Y井區包含Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類的15口氣井進行了動儲量計算，通過誤差分析研究，最終確定了壓降法、流動物質平衡法和產量不穩定法這3種適合延安氣田開發現狀的動儲量評價方法，為儲量動用狀況和開發效果評價提供了理論支撐。

1 動儲量評價方法及適用條件

1.1 壓降法

壓降法即物質平衡法，該方法是根據物質平衡方程原理來進行氣井動態儲量計算。壓降法計算動儲量所需參數少，僅需要原始地層壓力、當前地層壓力及累計產氣量，該方法在氣井動儲量計算中應用廣泛［3］。此方法需要實測或計算的地層壓力值，適用于穩產期或遞減期，采出程度應大于10%。對于定容封閉氣藏的物質平衡方程為：

式中：G——氣井動儲量，108m3；Gp——氣井累計產氣量，108m3；p——氣井當前地層壓力，MPa；pi——氣井原始地層壓力，MPa；Zi——原始氣體偏差系數；Z——當前氣體偏差系數；a、b為回歸方程系數。

圖1 壓降法的壓降與動儲量曲線

1.2 流動物質平衡法

根據能量守恒定律和滲流力學原理，當氣藏中滲流到達擬穩定狀態時，地層中各處與井底、井筒各點的壓降速度相等，即為一個常數，且氣井的壓降漏斗曲線呈現出一簇平行的曲線[4]。此時視井底流壓與視地層壓力變化特征相同，做視井底流壓與對應累計產氣量的相關直線并回歸直線斜率，則原始地層壓力與直線斜率的比值即為該井的動儲量。該方法適用于氣井測流壓資料較多，氣體的滲流到達擬穩定狀態，且生產過程中壓力、產量都相對穩定。

1.3 產量不穩定分析法

產量不穩定分析法是基于儲層流體的滲流理論，根據氣井儲層基本參數、井筒參數、高壓物性參數，利用氣井生產歷史的產量及流壓等數據，建立氣井儲層與井筒模型，可采用Blasingame、Agarwal-Gardner、NPI、Transient等氣藏工程方法，對井底流壓、氣井當前地層壓力進行計算，通過修正儲層模型進行氣井生產歷史擬合，從而可以計算氣井動態儲量。該方法適用于氣井具有長時間的生產歷史，產水量少，有準確且連續的井口壓力數據。

1.4 彈性二相法

對于一口在有界封閉儲層中生產的氣井，其井底壓力的下降過程分為3個階段［5］：即壓降漏斗未傳遞至邊界的不穩定滲流早期，接著壓降漏斗傳遞至邊界后為不穩定滲流晚期，最后階段為擬穩定期，此時儲層至井底任一點的壓降速度相等，即彈性二相過程。當儲層中氣體的滲流到達擬穩態后，井底流壓二次方的下降速度為常數。因此，根據滲流到達擬穩態條件后直線段的斜率，可求得氣井的動態儲量。該方法使用時氣體的滲流須到達擬穩定狀態，且生產中產氣量與壓力相對穩定，需要連續測壓資料。

1.5 產量累計法

產量累計法是基于經驗統計的一種動儲量計算法，其原理是根據氣井生產數據的檢驗和運算，當采出程度大于50%或者在生產制度不變的條件下氣井產氣量連續遞減，當滿足以上生產特征時，氣井累計產氣量隨時間變化關系曲線呈現的線性關系段，該線性段斜率即為該氣井的動儲量。延安氣田Y井區生產歷史相對較長，對于以較低產量生產且壓力資料無法獲取、或個別間歇生產的氣井，可用產量累計法進行動儲量計算。此方法適用于氣井采出程度大于50%或不改變生產制度的條件下產氣量出現連續遞減。

1.6 壓降速率法

壓降速率法是根據生產制度穩定的氣井在生產過程的產量與壓力變化規律而提出的一種動態分析計算法。選取穩定生產段并求得該段的平均套壓壓降速率，由于生產制度穩定，認為之后的套壓變化特征與穩定生產段一致且直到套壓降為零，故套壓為零時的生產時間可用穩定生產段起點的套壓除以平均套壓壓降速率求得，因此氣井動儲量即穩定生產段起點對應的累計產氣量加上穩定生產段起點至套壓降為零階段的累計產氣量，后者累產氣量為穩定產氣量與穩定生產段起點至套壓降為零段時間的乘積。

2 動儲量評價方法選擇

延安氣田Y井區構造位置處于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡西北部，開發目的層為上古生界盒8、山1、山2及本溪組，屬彈性氣驅動巖性氣藏，具有低滲致密、豐度低、氣井自然產能低、單井控制儲量低的特點，所有氣井需進行壓裂改造后才能投產。Y井區于2014年12月投產，截至2022年12月，總計投產氣井45口，平均開井數為37口，區塊日產氣量48.24×104m3/d，日產水量6.94 m3/d，平均單井產氣量1.01×104m3/d，平均單井產水量0.15m3/d，區塊累計產氣量16.30×108m3，累計產水量1.83×104m3。

根據延安氣田Y井區的儲層特征及開發現狀，通過不斷研究和現場應用的摸索和總結，在延安氣田Y井區選取15口（包含Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類）符合上述方法適用條件的氣井，分別采用壓降法、流動物質平衡法、產量不穩定法、產量累計法和壓降速率法進行動儲量計算，以驗證以上各種方法在延安氣田Y井區動儲量計算中的相對可靠性。由于壓降法是根據關井后實測恢復后的地層壓力值進行計算，該方法計算所得動儲量結果相對準確，故以壓降法為參照標準進行相對誤差評價。

3 結果分析及方法優選

采用選取的5種方法對Y井區15口氣井進行動儲量計算，以壓降法計算結果為參照（見表1），其他4種方法計算結果與之對比，流動物質平衡法、產量不穩定法的相對誤差分別為7.9%和9.36%，誤差較小；產量累計法、壓降速率法的相對誤差分別為34.1%和29.77%，誤差偏大。以上結果表明，動儲量評價中流動物質平衡法和產量不穩定法相對誤差小，基本符合工程計算的要求，可作為壓降法的輔助方法來驗證動儲量計算結果的準確性。

表1 Y井區氣井動儲量計算及誤差對比

結合氣田開發實際，分析產量累計法計算結果誤差偏大的主要因素有，下游冬季用氣高峰階段氣井提產保供，生產任務的影響引起階段工作制度變化，表現為計算結果總體偏小。而影響壓降速率法誤差偏大主要由于致密儲層非均質性強、儲層改造形成裂縫的形態復雜引起的壓力的波動變化及氣井井筒儲集效應等因素的綜合影響，表現為計算結果普遍偏小。

綜上分析，對于Y井區壓力測試資料多、生產制度平穩、產能較高的氣井，可采用壓降法、流動物質平衡法和產量不穩定法計算氣井動儲量。

4 結論

（1）對比不同氣井動儲量計算方法的適用條件，優選了5種方法對Y井區的15氣井進行了動儲量計算及與壓降法對比的誤差分析，結果表明，流動物質平衡法及產量不穩定法誤差較小，計算結果可信度高，可作為除壓降法外Y井區動儲量評價的主要方法。

（2）產量累計法、壓降速率法計算結果誤差偏大，不能單獨作為氣井動儲量評價的依據，使用時應參照壓降法、流動物質平衡法和產量不穩定法確定計算結果。

（3）致密儲層采用壓降法時關井壓力恢復速度慢、時間長，而流動物質平衡法須滲流達到擬穩態條件且有兩次以上流壓測試，相較于以上兩種方法的限條件制，產量不穩定法只需記錄全面準確的生產數據，其適用性更高。