引入比產能進行氣井產能評價引發的思考

崔映坤

（中國石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司,上海 200120）

引入比產能進行氣井產能評價引發的思考

崔映坤

（中國石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司,上海 200120）

氣井產能的評價,理論基礎已相當成熟,實際生產中也已形成相當成熟的方法,具體的操作過程亦不復雜。然而在實際運用中由于受到資料數量和質量的制約,稍不留意就會使得評價結果與實際產能出現較大差異,從而影響開發技術政策的制定、氣田的開發效果及氣田的經濟效益。筆者引入比產能方法,在對XXX氣田進行產能評價過程中,遇到一系列難以用常規方法解決的問題,由此引發產能評價的思考,對其原因以及對實際氣田開發的影響進行分析和探討,并提出了相應的應對措施。

氣井產能評價;比產能;不確定性

Abstract:There are many methods to evaluate flow potential of gas well which has mature theory base and simple processing course.However,due to the quantity and quality of the well data,the calculation result is quite different from the actual flow potential in practice,which will affect development plan and the corresponding commercial efficiency.The writer encounters some tender problems when calculate the flow potential of XXX gas filed,then think it over and analyse and discuss its reason,and propose measures to solve these problems finally.

Key words:gas flow potential evaluation;specific flow potential;uncertainty

氣井產能是氣田開發的重要指標,正確評價氣井產能對于制定合理的工作制度、編制氣田開發方案有重要意義[1]。因此許多參考書和文獻都介紹多種氣井產能評價方法,歸納起來,現場廣泛運用的方法主要有兩類:試井資料分析法與類比法[2]。兩種方法分別適用于已獲系統試井資料與未獲系統試井資料的情況。氣田開發方案編制階段和氣田開發初期確立開發井的產能均需要根據本氣田探井、評價井,鄰近氣田或本地區的探井、評價井或生產井已獲的產能資料進行類比得到開發井的產能。因此,此階段產能評價運用的方法主要為類比法。

類比法產能評價方法理論簡單,在氣田亦得到較好的運用。但是筆者在運用類比法對XXX氣田進行產能評價時卻遇到許多問題,這些問題對產能評價的理論研究無不利影響,而在實際工作中,處理不好卻對制定氣田開發方案、確立氣井工作制度有較大的影響,最終影響到氣田的開發效果及氣田的經濟效益。本文就運用類比法進行產能評價過程中出現的問題進行思考,并對其原因以及對實際氣田開發的影響進行初步的分析和探討,并提出相應的應對措施。這對于實際現場工作中進行合理的產能評價有重要的現實意義。

1 產能評價原理及方法

常用的類比法是首先根據取到的大量產能資料建立無阻流量與地層系數的相關關系,即QAOF=f（kh）,再將待評價井的地層系數kh值代入即得到無阻流量[3]。

本文中除運用上述類比法外,還采用了陳元千教授于1999年在其出版的《油氣藏工程實用方法》一書中介紹的一種預測氣井絕對無阻流量的方法。該方法中引入比產能的概念[4],運用已知產能資料建立比產能ηAOF與滲透率 k的相關關系,即ηAOF～ f（k）,然后得到 QAOF與ηAOF的關系式,QAOF=f（ηAOF,hPR2）,代入待評價井的 k、h、PR2值即可得到產能結果。

式中:ηAOF為氣井的比產能,104m3/（MPa2·d·m）;qAOF為無阻流量,104m3/d;h為氣層厚度,m;PR為地層壓力,MPa。

對于多層合采井,則需要對各層的 h、PR、k值做如下處理得到多層合采平均的h、PR、k值,再代入公式計算。

2 運用比產能進行XXX氣田產能評價

2.1 XXX氣田氣井產能評價

XXX氣田目前所處階段為試生產階段,部分開發井已完鉆,鑒于下游市場未完全落實,各井進行輪流開采,因此產能評價只能采用類比法。

2.1.1采用兩種類比法進行回歸得到相關關系[1-2]

XXX氣田可用于類比求產能的測試層只有5個,運用常規的類比方法回歸得到 QAOF=f（kh）關系式效果并不理想（見圖1）。由圖1可見已知的5個點中除①號點距離回歸曲線較近外,其它均較遠,相關系數只有0.69。若用此關系式將待評價產能井 kh代入得到的無阻流量的可信度便可想而知。

圖1 形成 QAOF=f（kh）關系式圖Fig.1 Correlation ofQAOF=f（kh）

圖2是引入比產能概念后,由已知的5個測試產能回歸得到ηAOF=f（k）關系式圖。由圖2明顯可見,引入比產能后回歸效果較 QAOF=f（kh）大大改善,相關系數可達0.941。

圖2 形成ηAOF=f（k）關系式圖Fig.2 Correlation ofηAOF=f（k）

筆者收集了本地區20個單層測試的產能資料,在沒有剔除任何一個測試點的情況下建立如圖3所示的ηAOF=f（k）相關關系。引入比產能對本地區產能回歸亦得到非常好的效果,相關系數達到0.923,說明本地區采用ηAOF=f（k）相關關系可行。

圖3 利用本地區資料建立 QAOF=f（kh）關系式圖Fig.3 Correlation ofQAOF=f（kh）by the data in this district

2.1.2 利用回歸得到ηAOF=f（k）關系式進行產能分析

ηAOF=f（k）的相關性明顯優于 QAOF=f（kh）,這里選用ηAOF=0.0012k0.652關系式進行產能評價,因此得到無阻流量的公式為:

將XXX氣田新鉆開發井資料代入（2）式,即可得到無阻流量。若開發井開采單層,將該單層的 h、PR2、k值直接代入即可,若為多層合采,則根據公式（2）、（3）、（4）,對各層的 h、PR、k值做相應處理得到多層合采平均的h、PR、k值,再代入公式計算。

2.1.3 產能分析中遇到的問題

（1）產純氣時滲透率 k的取值

按照產能公式的理論推導,滲透率要求使用有效滲透率。本文在運用已知產能資料建立ηAOF=f（k）相關關系過程中,所有的滲透率 k均采用有效滲透率,因此符合產能公式的要求。然而,在開發方案編制階段或氣田開采初期的滲透率資料一般來自測井解釋,而有效滲透率資料很難得到。根據統計本地區探井、評價井已得到的測井解釋滲透率 k測與試井滲透率（有效滲透率）k試,兩者之間關系并無明顯規律。因此在將開發井滲透率資料代入相關關系式時,滲透率的選用相當重要,且對產能結果影響明顯。

（2）氣水同出時滲透率 k的取值

由于評價階段地質認識的不足,開發井鉆井效果不好,鉆到含水氣層或氣水同層甚至水層的可能性不是沒有,因此少數氣井在氣田開發初期就可能出現氣水同出的現象。圖4為本地區一套典型的氣水兩相相對滲透率曲線,由圖4可知,在氣水兩相同時存在的情況下,水一旦突破,氣相相對滲透率會迅速減小。那么在氣水同出的情況下開發井選用滲透率除了考慮到有效滲透率與測井滲透率關系外,產水對氣相滲透率的影響同樣不可忽視。

圖4 該地區典型氣水相對滲透率曲線Fig.4 Typical gas-water relative permeability curve of this district

（3）類比法的系統誤差

采用比產能獲得的ηAOF=f（k）相關關系式優于 QAOF=f（kh）相關關系式,然而對比利用ηAOF=f（k）相關關系式計算得到的無阻流量與實際測試值之間仍存在較大誤差。

表1對比分析了利用原始測試資料計算得到無阻流量和產能值（無阻流量1/4配產）與采用ηAOF=f（k）相關關系式后計算得到的無阻流量和產能之間的誤差。對于氣井產量而言,按無阻流量1/4配產后得到的氣井產能比無阻流量更具有直觀意義。表1中第4、5、7欄分別為原始測試產能、計算產能以及兩者誤差值。20個測試點中有5個產能誤差在10×104m3/d以上,最高誤差可達到27.7×104m3/d。雖本地區作為海上油氣田,投資成本大,單井經濟極限產能較高,但產能誤差達到10×104m3/d以上仍相當驚人。因此在運用類比法產能評價結果進行實際氣井配產時,如何規避誤差、合理配產至關重要。

2.2 對氣田開發的影響

產能評價過程中無論是無法取到合理的滲透率值,還是無法避免類比法本身存在的系統誤差,其結果是最終的產能不能正確反映氣層真實的情況。如果運用這樣的產能評價結果對氣井配產,對氣田開采的影響可能有以下兩個方面:

表1 利用相關關系式進行產能評價誤差分析Tab.1 Error analysis table to evaluate flow potential by correlation formula

（1）配產過低,采氣速度過低,導致氣田資金回收速度變慢,減小氣田的經濟效益,尤其對于海上油氣田,油田投資大,風險高,所有氣田開采在保障穩定供氣的情況下,均要求高速開采,快速回收投資。

（2）配產過高,采氣速度過高,輕者導致氣田一直高位運行,給氣田生產帶來巨大壓力;重者導致氣井出砂,出水,暴性水淹,甚至關井。

表1中第8、9、10欄分別計算了原始產能、計算產能下的采氣速度值（以單井控制儲量15×108m3計算）以及兩者的誤差。從表1第10欄數據看,20個測試點中有7個采氣速度誤差在2%以上,最大達到-6.6%。

2.3 相應應對措施

對于產純氣時滲透率 k的取值,通過對比本地區探井、評價井已得到的測井解釋滲透率 k測與試井滲透率k試,兩者之間雖無明顯的規律,但兩參數大致范圍為:k測≈1～10k試,因此將待評價井滲透率 k代入回歸公式計算時,區別于常規情況下給定確切的滲透率值,本次按照 k測≈1～10k試關系給出一個區間,即將待評價井測井解釋得到的滲透率從1/10至1之間給出若干個值,再計算相應的無阻流量,這樣計算得到的無阻流量應該是一個區間值而非一個確定值。

對于氣水同出的情況,則根據測井解釋的飽和度值,在相對滲透率曲線上讀出相應氣和水的相對滲透率,然后計算 krg＊k即可得到氣水同出時氣相的滲透率值。同樣由于飽和度解釋中存在一定的區間范圍,在氣水同出的情況下得到的無阻流量同樣應該是一個區間值。

而對于類比法本身存在的系統誤差,其本身是無法避免的,但如果根據產能評價結果對氣井進行配產時,充分考慮存在的誤差,配產時應留有一定余地,讓實際配產位于方法本身的誤差區間值內。

3 結論

（1）引入比產能概念,建立ηAOF=f（k）相關關系式,其回歸效果優于建立的 QAOF=f（kh）相關關系式,在本地區可行。

（2）運用類比法進行產能評價,其過程簡單,但實際操作中滲透率不易取準,且方法本身仍存在一定的系統誤差。

（3）由于資料本身的限制以及方法本身存在的誤差,比產能法的運用可能會給氣田開發帶來不利影響,比如使得投資回收速度減慢或者使得氣田高位運行,引起氣井過早出水、暴性水淹甚至關井。

（4）為了避免資料限制以及方法本身存在的誤差,建議在產能評價過程中給定一定的區間,讓評價的產能結果落在可能的區間內。

（5）鑒于產能的不確定性,建議氣井配產過程中充分考慮氣井產能存在的不確定性。

[1]程時清,謝林峰,李相方,等.產水凝析氣井三相流產能方程[J].天然氣工業,2004,24（12）:99-101.

[2]謝興禮,朱玉新,冀光,等.氣藏產能評價方法及其運用[J].天然氣地球科學,2004,15（3）:276-279.

[3]黃炳光,冉新權,李曉平,等.氣藏工程分析方法[M].北京:石油工業出版社,2004.

[4]陳元千.油氣藏工程使用方法[M].北京:石油工業出版社,1999.

Thinking for gas well’s flow potential evaluation by introducing relative flow potential

Cui Yingkun

（SINOPEC Shanghai Of fshore Oil&Gas Company,Shanghai200120）

TE33+2

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2010.04.061

1008-2336（2010）04-0061-05

2010-07-14;改回日期:2010-08-20

崔映坤,男,1974年生,油藏工程師,1999年畢業于中國石油大學,油氣田開發工程碩士,現從事油氣田開發管理工作。E-mail:cyk@shopc.com.cn。