神木氣田雙3 區(qū)塊氣井產(chǎn)量遞減規(guī)律

王京艦，王一妃，張 晗，王德龍，左海龍，張海波

（1.中國石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，陜西西安 710018；2.低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710018；3.中國石油華北油田分公司采油工程研究院，河北任丘 062552；4.延長油田股份有限公司，陜西延安 716000）

鄂爾多斯盆地神木氣田上古生界是典型的致密砂巖氣藏，主力儲(chǔ)集層太原組和山西組山2 段具有低孔、低滲且非均質(zhì)性強(qiáng)的特征。非均質(zhì)性是儲(chǔ)集體的基本屬性，其嚴(yán)重影響和制約著油氣儲(chǔ)集層的滲透性能和開發(fā)效果。地質(zhì)特征決定了神木氣田為典型的“低產(chǎn)、低滲、低豐度”的三低氣藏[1-5]，氣井產(chǎn)量低，壓力下降快，穩(wěn)產(chǎn)期短，產(chǎn)量遞減快，開展神木氣井產(chǎn)量遞減規(guī)律研究是掌握和分析氣井動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)，可用于指導(dǎo)氣井實(shí)現(xiàn)合理的開發(fā)。因此，神木氣田氣井遞減規(guī)律是開發(fā)者關(guān)心的問題。

鑒于神木氣田目前還處于投產(chǎn)初期階段，本次主要針對(duì)投產(chǎn)的雙3 區(qū)塊典型單井進(jìn)行產(chǎn)量遞減規(guī)律分析，尋找遞減規(guī)律，分析數(shù)據(jù)主要采用產(chǎn)量出現(xiàn)遞減的氣井，分析、判斷氣井遞減類型，研究遞減規(guī)律。

1 氣井產(chǎn)量遞減類型分析

目前研究氣藏產(chǎn)量遞減規(guī)律的方法很多，按變量可以分為Q-t 法、Np-t 法、Np-Qt法。最常用的方法為Arps 提出的產(chǎn)量遞減規(guī)律方程式，即將遞減分為3 種類型：指數(shù)遞減、雙曲遞減和調(diào)和遞減。這3 種規(guī)律在氣井的產(chǎn)能遞減規(guī)律研究和預(yù)測工作中得到廣泛的應(yīng)用。本次采用J.J.Arps 遞減理論進(jìn)行神木氣井遞減規(guī)律分析[6]。

Arps 提出的油氣藏產(chǎn)量遞減通式為：

圖1 雙A1 井Gp與Qg關(guān)系曲線

n=∞時(shí)為指數(shù)遞減；當(dāng)n=1 時(shí)為調(diào)和遞減；1＜n＜∞時(shí)為雙曲線遞減。遞減率為單位時(shí)間的產(chǎn)量變化率，或單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)量遞減的百分?jǐn)?shù)，表征氣井產(chǎn)量降低幅度的大小。

1.1 指數(shù)遞減

指數(shù)遞減規(guī)律的產(chǎn)量與累計(jì)產(chǎn)量在普通坐標(biāo)系上呈直線關(guān)系。

選取神木氣田典型氣井，分析單井累計(jì)產(chǎn)氣量Gp與產(chǎn)量Qg關(guān)系曲線，從圖1～圖4 可以看出，氣井產(chǎn)量與累計(jì)產(chǎn)量未出現(xiàn)明顯直線關(guān)系，不符合指數(shù)遞減規(guī)律。

1.2 調(diào)和遞減

調(diào)和遞減的產(chǎn)量與累計(jì)產(chǎn)量呈半對(duì)數(shù)直線關(guān)系。

從圖5～圖8 可以看出，單井產(chǎn)量與累計(jì)產(chǎn)量關(guān)系曲線未出現(xiàn)明顯直線關(guān)系，分析表明，由于生產(chǎn)時(shí)間較短，目前遞減規(guī)律不明顯，有待隨著生產(chǎn)時(shí)間的延長，進(jìn)一步開展研究。

圖2 雙A2 井Gp與Qg關(guān)系曲線

圖3 雙A3 井Gp與Qg關(guān)系曲線

圖4 雙A4 井Gp與Qg關(guān)系曲線

圖5 雙A1 井Gp與Qg關(guān)系曲線

圖6 雙A2 井Gp與Qg關(guān)系曲線

圖7 雙A3 井Gp與Qg關(guān)系曲線

圖8 雙A4 井Gp與Qg關(guān)系曲線

1.3 雙曲遞減

對(duì)于雙曲線遞減，可以通過給定不同的常數(shù)C 值，利用曲線位移法能夠得到一條最佳的直線。

從單井log（t+C）與log（Qg）關(guān)系曲線圖9～圖12看，通過C 值的變化，關(guān)系曲線呈現(xiàn)直線關(guān)系，說明神木氣田雙3 區(qū)塊氣井產(chǎn)量遞減應(yīng)為雙曲遞減規(guī)律的一種，即1

2 典型氣井遞減規(guī)律認(rèn)識(shí)

圖9 雙A1 井Gp與產(chǎn)量Qg關(guān)系曲線

圖10 雙A2 井Gp與Qg關(guān)系曲線

圖11 雙A3 井Gp與Qg關(guān)系曲線

圖12 雙A4 井Gp與Qg關(guān)系曲線

如果產(chǎn)量遞減變化曲線比較平滑，嚴(yán)格遵守遞減方程，那么每種方法所得結(jié)果是一致的[7-11]。然而，低滲透和特低滲透致密氣藏產(chǎn)量變化規(guī)律極為復(fù)雜，實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)往往比較離散，用不同的變量分析其產(chǎn)量遞減規(guī)律，有時(shí)差異很大[12-15]。低滲透氣藏氣井早期產(chǎn)量高，遞減快，但隨著生產(chǎn)時(shí)間的推移，氣井產(chǎn)量遞減不斷減緩，即初始遞減率并不是恒定不變的，因此不能簡單地用傳統(tǒng)的遞減分析方法來判定遞減類型。調(diào)研結(jié)果顯示，絕大多數(shù)氣井產(chǎn)量遞減符合衰減式遞減規(guī)律，即n=2，是雙曲遞減的一種特殊形式。衰減遞減方程的推導(dǎo)如下：

變形可得：

由式（12）可知，1/Gp與1/t 成線性關(guān)系。因此，可以通過時(shí)間和累計(jì)產(chǎn)氣量數(shù)據(jù)做出1/Gp-1/t 的關(guān)系曲線，由回歸方程求出A、B，進(jìn)一步得到產(chǎn)量衰減方程。

從研究區(qū)典型氣井1/Gp與1/t 關(guān)系曲線來看，曲線呈現(xiàn)出直線關(guān)系，這說明研究區(qū)氣井產(chǎn)量遞減符合衰減式遞減規(guī)律（見圖13～圖16）。

對(duì)于低滲透致密氣藏，簡單地采用衰減遞減曲線會(huì)出現(xiàn)較大的誤差，為此提出了修正衰減曲線分析方法。系數(shù)A 代表直線的截距，系數(shù)B 代表直線的斜率，而A 又依賴遞減指數(shù)（n=2）的準(zhǔn)確性，在曲線形態(tài)上反映出了曲線形狀的高低。因此可以通過修正系數(shù)A、B，使得預(yù)測模型能夠很好地?cái)M合實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，從而使得常規(guī)衰減曲線分析方法擴(kuò)展到低滲透致密氣藏。

對(duì)神木氣田雙3 井區(qū)4 口典型氣井（雙A1、雙A2、雙A3、雙A4）進(jìn)行遞減率規(guī)律分析，生產(chǎn)動(dòng)態(tài)擬合、預(yù)測結(jié)果（見圖17～圖20）。

根據(jù)以上研究方法，對(duì)4 口典型氣井的遞減率進(jìn)行分析，分析結(jié)果顯示，雙A1 井初期平均月遞減率為3.8 %；雙A2 井初期平均月遞減率為3.7 %；雙A3 井初期平均月遞減率為4.9 %；雙A4 井初期平均月遞減率為3.6 %（見表1）。

圖13 雙A1 井1/t 與1/Gp關(guān)系曲線

圖14 雙A2 井1/t 與1/Gp關(guān)系曲線

圖15 雙A3 井1/t 與1/Gp關(guān)系曲線

圖16 雙A4 井1/t 與1/Gp關(guān)系曲線

圖17 雙A1 井產(chǎn)氣量、累計(jì)產(chǎn)氣量擬合、預(yù)測曲線

圖18 雙A2 井產(chǎn)氣量、累計(jì)產(chǎn)氣量擬合、預(yù)測曲線

圖19 雙A3 井產(chǎn)氣量、累計(jì)產(chǎn)氣量擬合、預(yù)測曲線

圖20 雙A4 井產(chǎn)氣量、累計(jì)產(chǎn)氣量擬合、預(yù)測曲線

表1 神木氣田雙3 區(qū)塊4 口典型井遞減率分析結(jié)果

從分析結(jié)果來看，初期平均月遞減率較大（4 %），統(tǒng)計(jì)氣井當(dāng)月生產(chǎn)數(shù)據(jù)，考慮開井時(shí)率的影響，對(duì)月產(chǎn)量進(jìn)行修正，然后根據(jù)衰減理論計(jì)算氣井的年遞減率，折算年遞減率為36 %，大于方案設(shè)計(jì)初期年遞減率（28 %），這主要是由于研究區(qū)氣井物性差、投產(chǎn)時(shí)間短、溝通的有效泄氣范圍小，并且普遍采用井下節(jié)流工藝，氣井很快出現(xiàn)產(chǎn)量下降的現(xiàn)象，隨著生產(chǎn)時(shí)間的延續(xù)，氣井控制泄氣范圍不斷擴(kuò)大，產(chǎn)氣量趨于平穩(wěn)，遞減率將會(huì)不斷下降。

3 結(jié)論

（1）神木氣田投產(chǎn)時(shí)間短，生產(chǎn)資料有限，選用典型氣井分析了其遞減類型為雙曲遞減，并進(jìn)一步分析氣井遞減率符合衰減式遞減規(guī)律，建立了適用于低滲透致密氣藏的衰減式遞減方程，分析研究區(qū)初期平均月遞減率在4 %左右，大于方案設(shè)計(jì)結(jié)果。

（2）分析了氣井初期遞減率大主要是由于研究區(qū)氣井物性差、投產(chǎn)時(shí)間短、溝通的有效泄氣范圍小，并且普遍采用井下節(jié)流工藝，氣井很快出現(xiàn)產(chǎn)量下降的現(xiàn)象，隨著生產(chǎn)時(shí)間的延續(xù)，氣井控制面積不斷擴(kuò)大，產(chǎn)氣量將趨于平穩(wěn)，遞減率不斷下降。

（3）提出的適用于低滲透致密氣藏產(chǎn)量遞減規(guī)律的衰減式遞減方程，不僅可以尋求產(chǎn)量的變化規(guī)律，還可以對(duì)未來的產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測，可用于指導(dǎo)氣井實(shí)現(xiàn)合理的開發(fā)，并且氣井的生產(chǎn)史越長，分析結(jié)果越準(zhǔn)確可靠。

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