現(xiàn)代產(chǎn)量遞減分析技術(shù)在敖南氣井中的應(yīng)用

劉 剛

（大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶 163712）

傳統(tǒng)評(píng)價(jià)氣井的可動(dòng)用儲(chǔ)量方法主要有物質(zhì)平衡法、彈性二相法等方法[1，2]，這些方法需要測(cè)試氣井壓力數(shù)據(jù)，耗時(shí)長、費(fèi)用高，所以這些方法受到限制。

現(xiàn)代產(chǎn)量遞減分析方法[3]是近年來油氣藏工程的研究熱點(diǎn)之一，是進(jìn)行單井、井組動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)的新興技術(shù)。該方法以不穩(wěn)定滲流理論為基礎(chǔ)，以Blasingame等典型遞減曲線擬合分析為代表，利用油氣井的日常生產(chǎn)數(shù)據(jù)，首先通過產(chǎn)量遞減特征曲線擬合獲取儲(chǔ)層參數(shù)、計(jì)算井控儲(chǔ)量，通過全歷史壓力及產(chǎn)量擬合來降低分析結(jié)果的多解性，進(jìn)而通過建立的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行單井或井組的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)。國內(nèi)的很多學(xué)者進(jìn)行了這方面的研究與應(yīng)用，如劉曉華等[4]針對(duì)現(xiàn)代產(chǎn)量遞減分析方法中進(jìn)行了詳細(xì)的論述，并進(jìn)行了實(shí)例分析測(cè)算。孫賀東等[13-16]在矩形氣藏、數(shù)值模型等多方面對(duì)現(xiàn)代產(chǎn)量遞減分析方法進(jìn)行了深化和認(rèn)識(shí)，得到了很多新成果與認(rèn)識(shí)。劉春枚[6]提出了一種將現(xiàn)代產(chǎn)量遞減分析方法用于評(píng)價(jià)儲(chǔ)層物性的新方法值得學(xué)習(xí)借鑒。以上作者主要是依據(jù)動(dòng)態(tài)資料進(jìn)行的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量評(píng)價(jià)工作，敖南淺層氣井由于投產(chǎn)時(shí)間較早，氣井的測(cè)壓資料不全，大多數(shù)氣井僅有氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)而無測(cè)壓資料，很難應(yīng)用傳統(tǒng)方法評(píng)價(jià)氣井的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量。因此在評(píng)價(jià)氣井動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量中存在著較大的困難。本文結(jié)合SEC準(zhǔn)則等多種方法動(dòng)靜結(jié)合綜合評(píng)價(jià)可動(dòng)用儲(chǔ)量規(guī)模，使評(píng)價(jià)結(jié)果更加合理，同時(shí)也充分證明了現(xiàn)代產(chǎn)量遞減分析方法評(píng)估儲(chǔ)量的合理性。

1 現(xiàn)代產(chǎn)量遞減分析方法

現(xiàn)代產(chǎn)量遞減分析包括多種分析方法：Blasingame、AG、FMB、NPI及數(shù)值分析方法等多種評(píng)價(jià)方法，本文著重介紹一下Blasingame分析方法[3，5]。

1.1 Blasingame曲線分析模型

Blasingame等在建立遞減曲線典型圖版時(shí)引入物質(zhì)平衡擬時(shí)間函數(shù)使邊界流階段的遞減曲線變成了一條調(diào)和遞減曲線，Blasingame分析模型中，物質(zhì)平衡時(shí)間被用于三種不同的產(chǎn)量數(shù)據(jù)形式，物質(zhì)平衡時(shí)間定義如下：

氣井物質(zhì)平衡時(shí)間可以表達(dá)為：

三種產(chǎn)量形式，第一種歸一化產(chǎn)量形式為：

第二種產(chǎn)量積分形式：產(chǎn)量積分是對(duì)于一口井的生產(chǎn)期間對(duì)有生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行積分，可以認(rèn)為是一口油氣井所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)的平均產(chǎn)量，其定義如下：

第三種產(chǎn)量重整微分：產(chǎn)量重整微分的定義是對(duì)產(chǎn)量重整函數(shù)求微分，再取時(shí)間半對(duì)數(shù)公式如下：

AG分析方法是利用擬壓力規(guī)整化產(chǎn)量、物質(zhì)平衡時(shí)間和不穩(wěn)定試井中的無因次參數(shù)關(guān)系，建立的產(chǎn)量遞減分析圖版，由于無因次定義不同，該圖版曲線前期部分較Blasingame圖版相對(duì)分散，因此降低了擬合的多解性。FMB流動(dòng)物質(zhì)平衡是根據(jù)氣井流動(dòng)達(dá)到擬穩(wěn)態(tài)條件下儲(chǔ)層內(nèi)壓降分布特征，利用井底流壓代替平均地層壓力，建立關(guān)系曲線來計(jì)算氣井的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量。該方法的優(yōu)點(diǎn)就是不需要長時(shí)間關(guān)井測(cè)壓，只需要流體流動(dòng)達(dá)到擬穩(wěn)態(tài)條件或者邊界控制狀態(tài)。

2 垂直管流計(jì)算公式[1，2]

利用平均溫度和平均壓縮系數(shù)計(jì)算方法計(jì)算垂直管流，可以得到自噴氣井井口壓力與井底壓力關(guān)系式，即：

公式（1）為靜壓計(jì)算公式，公式（2）為流壓計(jì)算公式。

式中：pws-井底靜壓，MPa；pwhs-井口靜壓，MPa；pwf-井底流壓，MPa；pwh-井口流壓，MPa；γg-氣體相對(duì)密度；H-井口到氣層中部深度，m；-井筒內(nèi)氣體平均絕對(duì)溫度，K；-井筒內(nèi)氣體平均壓縮系數(shù)。f－T、P下的摩阻系數(shù)，f；qSC-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體體積流量，m3/d；D-油管內(nèi)徑，m；s-無因次指數(shù)，f。

3 技術(shù)流程與思路

數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作，收集流體性質(zhì)參數(shù)、產(chǎn)量壓力及井筒完井?dāng)?shù)據(jù)。天然氣物性參數(shù)主要包括有氣體的相對(duì)密度、偏差系數(shù)、壓縮因子等。產(chǎn)量數(shù)據(jù)主要包括氣井產(chǎn)氣量、產(chǎn)水量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的檢查與診斷；在使用數(shù)據(jù)之前一定要進(jìn)行數(shù)據(jù)的檢查與診斷，剔除不合理的壓力產(chǎn)量數(shù)據(jù)，應(yīng)該檢查如下：井筒是否存在井底積液；壓力測(cè)量深度是否準(zhǔn)確；壓力數(shù)據(jù)是否齊全，這些將會(huì)影響井口壓力折算到井底壓力數(shù)據(jù)。上述問題解決之后采用垂直管流計(jì)算公式將井口壓力折算成井底壓力，并檢查折算壓力是否合理準(zhǔn)確。應(yīng)用RTA軟件中提供的多個(gè)模塊如 Blasingame、AG、FMB、NPI以及數(shù)值分析模塊評(píng)價(jià)氣井動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量。

4 實(shí)例分析與對(duì)比

AO7井于1995年2月開始試采（見圖1），試采初期油壓4 MPa，套壓4.5 MPa；截止目前油壓0.4 MPa、套壓0.3 MPa，油壓套壓明顯下降，目前日產(chǎn)天然氣0.349×104m3，產(chǎn)量穩(wěn)定，累計(jì)產(chǎn)氣 0.922×108m3。

收集AO7井井口產(chǎn)量、壓力數(shù)據(jù)以及井筒參數(shù)等數(shù)據(jù)并檢查與診斷合理后，應(yīng)用現(xiàn)代產(chǎn)量遞減分析軟件RTA評(píng)價(jià)其可動(dòng)用儲(chǔ)量（見表1）。評(píng)估AO7井可動(dòng)用儲(chǔ)量范圍在 1.37×108m3～1.58×108m3，從圖中可以看出 Blasingame（見圖 2）、FMB（見圖 3）分析模型評(píng)估的曲線擬合效果較好，不同方法評(píng)估動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量評(píng)估結(jié)果基本一致。

表1 AO7井動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量評(píng)價(jià)表

SEC準(zhǔn)則靜態(tài)法評(píng)估[12]：由于敖南氣藏過路油井很多，開發(fā)井井距相對(duì)較小，利用過路油井標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井，重新劃分小層并建立有效厚度解釋標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)解出過路油井有效厚度以及砂巖厚度，采用井點(diǎn)差值方法應(yīng)用DOUBLE-FOX軟件繪制了該區(qū)塊的有效厚度等值圖。結(jié)合井區(qū)內(nèi)成本、稅費(fèi)、氣價(jià)等經(jīng)濟(jì)參數(shù)，計(jì)算該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)極限有效厚度下限為0.3 m～1.7 m，圈定該井的含氣面積1.69 km2，計(jì)算可動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量1.35×108m3（見表2）。

儲(chǔ)量評(píng)估方法對(duì)比分析：采用SEC準(zhǔn)則靜態(tài)法評(píng)估了AO7氣井評(píng)價(jià)儲(chǔ)量1.35×108m3，評(píng)價(jià)結(jié)果中充分考慮了有效厚度下限以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娜Χ娣e方法，評(píng)估結(jié)果也較為可信。現(xiàn)代產(chǎn)量遞減分析評(píng)估AO7井儲(chǔ)量范圍在 1.37×108m3～1.58×108m3，兩種方法評(píng)估結(jié)果基本一致，表明現(xiàn)代產(chǎn)量遞減分析方法可信可靠，可以將該方法應(yīng)用到無測(cè)地層壓力的氣井中評(píng)價(jià)動(dòng)用儲(chǔ)量。

圖1 AO7井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)曲線

表2 儲(chǔ)量計(jì)算參數(shù)表

圖2 AO7井Blasingame擬合曲線

圖3 AO7井FMB擬合曲線

5 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

本文通過對(duì)敖南氣田無測(cè)壓資料氣井應(yīng)用現(xiàn)代產(chǎn)量遞減分析方法、SEC準(zhǔn)則靜態(tài)法進(jìn)行了可動(dòng)用儲(chǔ)量評(píng)價(jià)分析，評(píng)價(jià)結(jié)果表明：兩種方法評(píng)價(jià)的氣井可動(dòng)用儲(chǔ)量基本一致，表明了現(xiàn)代產(chǎn)量遞減分析評(píng)價(jià)氣井可動(dòng)用儲(chǔ)量具有很好的準(zhǔn)確性，為評(píng)價(jià)類似區(qū)塊的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量提供依據(jù)。