致密氣藏水平井產能圖版及應用

呂志凱，冀 光，位云生，孫永兵，甯 波

(1.中油勘探開發研究院，北京 100083;2.中油渤海鉆探工程有限公司，陜西 西安 710016)

引 言

致密砂巖氣藏是中國非常規天然氣藏的主要類型，多段壓裂水平井技術是開發該類氣藏的重要有效手段。蘇里格致密砂巖氣藏儲層屬于河流相沉積，具有阻流帶，必須進行先期壓裂才能正常生產，但穩產狀況差。致密儲層的特點和產能狀況決定其必須采取低成本開發策略，而常規產能試井流程復雜，周期長，成本高，且測試條件嚴格，不適用蘇里格氣田快速投產的要求[1]。常用的方法是，利用試氣資料采用一點法初步估算氣井的絕對無阻流量，再根據無阻流量對氣井進行初期配產[2-5]。

對于不同氣藏、不同區塊，應用同一個一點法產能公式計算出來的無阻流量與產能測試算出的結果相差較大，許多學者針對此問題進行了研究，指出了一點法的局限性[6-9]。對于壓裂水平井，無阻流量反映的是生產初期近井區壓裂裂縫帶的滲流特征，若仍采用常規方法(即絕對無阻流量的1/4～1/3進行配產)明顯不妥。因此，確定該類氣井的合理產能成為當前亟待解決的技術難題。

通過論證一點法的適用性，利用水平井修正等時試井資料確定α值，并基于一點法產能方程繪制適用于蘇里格氣田水平井的產能圖版，在沒有任何測試資料(修正等時試井或一點法測試)情況下，利用氣井初期生產數據即可確定絕對無阻流量。分析實際生產資料，提出適用于水平氣井初期配產的方法，從而指導蘇里格氣田合理配產及產能建設。

1 一點法適用性分析

由氣井穩態滲流理論，可導出一點法產能方程為[5]:

式中:QAOF為絕對無阻流量，104m3/d;qsc為穩定日產氣量，104m3/d;pwf為穩定井底流壓，MPa;pR為穩定地層壓力，MPa;α為產能方程系數;A、B為二項式方程系數。

由式(1)、(2)可知，每口氣井的α值不同，對應一個不同于其他井的單點產能方程[10-12]。但由于同一地區、同一類型氣田(氣藏)的地質特征差異不大，其α值相差也不大[11]。利用蘇里格8口水平井的修正等時試井資料確定出產能方程和無阻流量，由此求得各井的α值(表1)。為進一步明確α取值的影響程度，計算了不同α取值無阻流量結果的誤差，平均誤差為10.36%，故該值確定的一點法產能方程，適用于蘇里格氣田水平井產能計算。

表1 利用修正等時試井資料確定α值

2 產能圖版的制作與應用

將式(1)變形為:

通過上述研究認為，蘇里格氣田水平井α=0.856 0。由式(3)可知，由一個穩定點的qsc、pwf/pR即可確定水平氣井的無阻流量。由于蘇里格氣田氣井下入井下節流裝置，為獲得井底流壓，需要進行套壓折算。采用Cullender-Smith井底壓力計算方法，對蘇75-70-6H井不同生產時間的套壓值進行折算。結果表明，套壓變化值與其對應的井底流壓變化值一致。這說明，穩定點的井底流壓與地層壓力的比近似等于穩定點的套壓與初始點的套壓比。為此，僅需水平井初期生產數據中初始時刻的套壓、穩定點的套壓以及日產氣量，即可確定氣井的絕對無阻流量。由此繪制出水平井產能圖版(圖1)，可以快速、直觀的對水平井無阻流量進行估算。

圖1 蘇里格水平氣井絕對無阻流量圖版

以蘇75-70-6H井為例。圖2是該井的生產曲線，初始時刻套壓為22.32 MPa，取生產30 d后的穩定點作為求算點(蘇里格氣田修正等時試井延續階段為30 d)，套壓為19.65 MPa，日產氣量為18.14×104m3/d，由圖版可知水平井無阻流量為67×104m3/d，實際計算結果為68.19×104m3/d，誤差僅為1.75%。

圖2 蘇75-70-6H井生產曲線

利用10口水平井初期生產數據獲得穩定日產氣量、穩定點的套壓與初始點的套壓比，計算出氣 井無阻流量，與圖版法結果對比(表2)。

表2 圖版法估算水平氣井絕對無阻流量的驗證

由表2可知，兩者相差不大(誤差在10%以內)，在獲取了試氣資料的基礎上，利用該圖版快速對水平氣井的絕對無阻流量進行估算，可滿足工程技術需求。

3 水平氣井合理產量的確定

對于常規氣藏，考慮到氣井的高產與穩產，氣井的合理產量一般定為絕對無阻流量的1/4～1/3[13]。但對于致密氣藏，由于應用壓裂水平井技術開發，儲層性質發生了改變，無阻流量反映的是生產初期近井地層壓裂裂縫帶的滲流特征[14]，應用傳統的配產方式顯然不合適。根據開發部署，為保證蘇里格氣田整體上的平穩生產，同時避免壓力下降過快引起壓敏效應，氣井應具有2～3 a的穩產期。分析了生產時間在3 a以上的63口氣井實際生產數據，得出各井穩定產量，建立配產系數與無阻流量的關系(圖3)。可以看出，水平氣井的無阻流量越大，其配產系數越小，二者呈負指數關系。

圖3 水平氣井配產系數與絕對無阻流量關系

由蘇東59-34H1井試氣資料，可得穩定日產氣量、穩定點的套壓與初始點的套壓比，由產能圖版估算無阻流量為12×104m3/d，進而計算初期合理產量為1.75×104m3/d。由蘇東59-34H1井采氣曲線(圖4)可以看出，該井投產581 d，套壓壓降速率為0.03 MPa/d，壓降速率偏大(0.01～0.02 MPa/d為合理范圍)，日產量波動大，說明初期配產偏高。

圖4 蘇東59-34H1井生產曲線

4 結論

(1)鑒于一點法測試的優點，對于同一地區、同一類型地質特征差異不大的氣田(氣藏)，應用該方法可以方便地獲得無阻流量，對氣井產能進行初步評價。

(2)繪制適用于蘇里格氣田水平井的產能圖版，在沒有測試資料的情況下(修正等時試井或者一點法測試)，結合水平氣井初期生產數據，利用該產能圖版可以快速、直觀地對水平井無阻流量進行估算。

(3)通過水平氣井生產資料分析發現，水平氣井的無阻流量越大，配產系數越小，二者呈負指數關系。

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