蘇里格氣田蘇東區(qū)塊多層產(chǎn)量劈分新方法

林孟雄 成育紅 張林

摘? ?要：蘇里格氣田蘇東區(qū)開發(fā)中雖然其主力層盒8、山1突出，但大部分井2-4層合層生產(chǎn)，因此造成地質(zhì)、生產(chǎn)研究中對單層產(chǎn)量的獲取和指標計算存在困難。本文旨在尋找劈分單層產(chǎn)量的新方法，通過數(shù)理分析、數(shù)值模擬等方法對單層產(chǎn)量進行劈分，分析合層開采的影響因素，進而通過計算得到單層產(chǎn)量，為單層技術指標評價及后續(xù)多層系開發(fā)提供技術保障。

關鍵詞：合層開采;產(chǎn)量劈分;叢式井

2015年底蘇東A密井網(wǎng)試驗區(qū)開辟。加密區(qū)雖然主力層盒8、山1突出，但鉆遇層位多在3-7層，生產(chǎn)層位1-4層[1]，因此在地質(zhì)、生產(chǎn)等研究中對單層產(chǎn)量的劈分、單層技術指標計算存在困難，造成對多層生產(chǎn)氣井中主力層及次主力層的貢獻及相應生產(chǎn)指標獲知甚少，大部分研究皆為以單井為目標，主力層為研究方向，無法針對單層進行地質(zhì)及生產(chǎn)評價;研究區(qū)單層產(chǎn)量主要通過生產(chǎn)層為1層氣井及生產(chǎn)測井獲取相應數(shù)據(jù)，技術成本、時間成本較大，并且通過類比方法無法滿足各類氣井。

目前對氣藏合采井應用的產(chǎn)量劈分傳統(tǒng)方法主要有試氣、生產(chǎn)測井、地質(zhì)分析[2]，3種方法各有優(yōu)缺點（表1）。此外，對產(chǎn)量劈分延伸方法主要有物理實驗方法、數(shù)值模擬方法、氣藏工程計算（表2）。

蘇東A密井網(wǎng)試驗區(qū)具有多層系合采、井下節(jié)流、井間串接、生產(chǎn)測井較少等造成產(chǎn)量劈分方法選擇有限，且低成本開發(fā)無法做到每口井進行分層試氣、生產(chǎn)測井。因此，地質(zhì)分析法和數(shù)值模擬法能夠較為適應目前開發(fā)條件下的產(chǎn)量劈分，可在多參數(shù)分析基礎上，尋找地質(zhì)分析、生產(chǎn)動態(tài)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，以便低廉、快速、可全井分析的進行合層開采的產(chǎn)量劈分（圖1）。

1? 多層合采參數(shù)敏感性分析

通過達西公式可見，合采氣井的產(chǎn)量劈分會受壓力、滲透率及有效厚度的影響[3，4]，在尋找適宜的新方法前，需要通過數(shù)值模擬對合采井分層產(chǎn)量貢獻的影響因素的參數(shù)敏感性進行分析。

1.1? 滲透率的影響

蘇東A密井網(wǎng)試驗區(qū)滲透率范圍為0.01×10-3～4×10-3 μm2，平均滲透率0.38×10-3 μm2。為充分體現(xiàn)滲透率對產(chǎn)量劈分的影響，通過模擬上下兩層滲透率的變化，將上部產(chǎn)層滲透率使用平均滲透率，下部產(chǎn)層與上部有效滲透率的比率（滲透率極差）設定為1、5、10、50及100時，以上部產(chǎn)層為目標，可見隨下部產(chǎn)層比上部產(chǎn)層的滲透率比率增加，上部產(chǎn)層的貢獻率逐步變小;并且隨生產(chǎn)時間延長，下部產(chǎn)層貢獻率變低，上部產(chǎn)層貢獻率增加，并逐步趨近50%，即上下產(chǎn)層貢獻率趨于一致。蘇東A區(qū)層間滲透率級差1～6，主力層滲透率極差接近1，且生產(chǎn)時間已超過1年，各產(chǎn)層貢獻率基本趨穩(wěn)（圖2）[5]。

1.2? 有效厚度的影響

蘇東A密井網(wǎng)試驗區(qū)有效厚度較穩(wěn)定，范圍為2～8 m，主要集中在2～4 m，平均有效厚度4.19 m。同樣將上下層有效厚度比率設為1、5、10、40時，有效厚度的影響與滲透率基本一致，并且隨生產(chǎn)時間延長，有效厚度對上下層產(chǎn)能影響減弱。

1.3? 壓力的影響

蘇東A密井網(wǎng)試驗區(qū)原始地層壓力分布較均衡，異常高壓及低壓點較少，平均原始地層壓力為27.5 MPa。當下層與上層壓力比率為0.8、1.0和1.2時，可見由于下部產(chǎn)層壓力增加，上部產(chǎn)層的貢獻率降低，并且當比率為0.8和1.2時，下層和上層分別不產(chǎn)氣，隨著生產(chǎn)時間延長，貢獻率趨近50%。研究區(qū)層間級差1.01～1.04，主力層極差接近于1，并且生產(chǎn)時間已經(jīng)超過1年，因此壓力對產(chǎn)層貢獻率的影響基本可消除（圖3）。由參數(shù)敏感性分析可見，合采產(chǎn)氣貢獻率隨生產(chǎn)時間延長不斷地進行調(diào)整并趨于穩(wěn)定，且蘇東A區(qū)層間差異較小，壓力對產(chǎn)層貢獻率影響較小，生產(chǎn)初期后不會出現(xiàn)“倒灌”的情況 。因此可通過易獲取的地質(zhì)參數(shù)，運用儲層參數(shù)分析法進行分層產(chǎn)量劈分。

2? 產(chǎn)量劈分方法

2.1? 靜、動態(tài)參數(shù)優(yōu)選

由上文參數(shù)敏感性分析可知，可選擇適當易獲取的地質(zhì)參數(shù)進行產(chǎn)量劈分，此外由于蘇里格氣田氣井主力層突出、次要層變化大的因素，為了統(tǒng)一，動態(tài)參數(shù)要進行歸一化處理。

研究區(qū)多為分壓合采井，因此需要尋找單采井、分層測試井、分層試氣井，進行數(shù)據(jù)分析。并選出靜態(tài)數(shù)據(jù)有效厚度、孔隙度、滲透率、飽和度、測試日產(chǎn)氣、單層日產(chǎn)氣、無阻流量7個參數(shù)。在之前參數(shù)敏感性分析基礎上，進行參數(shù)優(yōu)選。

由于各井差異較大，單井數(shù)據(jù)如地層系數(shù)、有效厚度、滲透率、孔隙度等與試氣日產(chǎn)氣量、試氣無阻流量的匹配較差，整體數(shù)據(jù)較集中，無數(shù)量關系。因此選擇單井地質(zhì)參數(shù)進行劈分效果較差。此外參數(shù)無歸一性，因此引入單層總氣量占比（如全部氣井山1單層氣量求和/全部氣井總氣量求和）作為歸一化參數(shù)，避免單井對整體數(shù)據(jù)的影響。

2.2? 動靜態(tài)配伍關系及參數(shù)選擇

為驗證參數(shù)有效性，并尋找參數(shù)與單層總氣量占比的關系，可通過建立參數(shù)或參數(shù)團的動靜匹配對比方式進行優(yōu)選，并建立判別公式。

通過建立參數(shù)與單層總氣量占比關系，可發(fā)現(xiàn)，總參數(shù)團（SgΦKH）、單層總累計有效厚度（H總）、儲能系數(shù)（SgΦ）、地層系數(shù)與單層總氣量占比相關性較好，可達80%以上;因此采用總參數(shù)團便可進行單層產(chǎn)能劈分系數(shù)的確定（圖4）。

2.3? 數(shù)值模擬驗證

通過回歸對比，得到參數(shù)團的回歸公式：Y=0.025 1SgΦKH-0.137，因此參數(shù)團可用于快速產(chǎn)量劈分，為驗證其精確性，建立典型井（蘇B井）的數(shù)值模型，并進行對比。

運用測井數(shù)據(jù)帶或測井解釋，以500×560井網(wǎng)井距建立多層系單井模型，按照生產(chǎn)動態(tài)進行擬合，計算各層產(chǎn)氣貢獻程度，并與回歸公式計算出的總氣量占比進行對比。若符合，則回歸公式可用。從典型井數(shù)值模擬可見，數(shù)值模擬基本可反映出產(chǎn)氣剖面的結(jié)果;總參數(shù)團（SgΦKH）與產(chǎn)氣剖面、數(shù)值模擬對應較好，可作為分層產(chǎn)量劈分的回歸公式（圖5，表3，4）。

3? 典型井驗證

對6口典型井進行數(shù)值模擬與計算結(jié)果對比，可見總參數(shù)團基本符合要求，對于本溪組高滲高飽和度層也能計算合理貢獻率（表5）。后續(xù)隨著蘇東A密井網(wǎng)試驗區(qū)工作加深，生產(chǎn)測井逐步增加，將數(shù)值模擬、參數(shù)團劃分與生產(chǎn)測井結(jié)果進一步對比，進行適應性調(diào)整。

4? 結(jié)論

新方法通過動靜態(tài)匹配關系、數(shù)值模擬結(jié)果及生產(chǎn)測井對比可見，總參數(shù)團（SgΦKH）劈分結(jié)果基本一致，可運用于其他生產(chǎn)井劈分，達到快速單層產(chǎn)量劈分的目的，為蘇東A密井網(wǎng)區(qū)單層指標計算提供新方法，擺脫之前高成本的生產(chǎn)測井實驗，有效縮短研究的時間成本。

此外，該方法可有效應用在蘇里格氣田與相同模式下的神木氣田研究中，目前已在神木氣田展開對比性實驗。

參考文獻

[1]? ?楊華，張明祿.低滲透油氣田研究與實踐[M].北京石油工業(yè)出版社，2003.

[2]? ?李坤，喻高明，王喬，等.一種新的產(chǎn)量劈分方法[J].油氣地球物理，2011，（4）：19-22.

[3]? ?李進秀，段生勝，趙生孝，等.澀北氣田多層合采產(chǎn)量劈分新方法[J].青海石油，2009，（4）：52-55.

[4]? ?劉啟國，王輝，王瑞成，等.多層氣藏井分層產(chǎn)量貢獻計算方法及影響因素[J].西南石油大學學報（自然科學版）.2010，（1）：80-84.

[5]? ?Tariq S M.A study of the behavior of layered reservoirs with wellbore storage and skin effect.[D].California USA：Stanford University，1977.