新疆油田低滲透凝析氣藏采氣速度優(yōu)化研究

王鑫（中國石油 新疆油田公司勘探開發(fā)研究院，新疆 克拉瑪依834000）

隨著氣藏開發(fā)技術(shù)的發(fā)展，確定氣井產(chǎn)量的方法越來越多，針對不同的氣藏，確定氣井合理產(chǎn)量的方法也不同。縱觀氣藏配產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展可知，氣藏配產(chǎn)方法較多，總結(jié)起來主要有以下幾種常用的方法：經(jīng)驗(yàn)法、節(jié)點(diǎn)分析法、臨界攜液流量法、采氣指示曲線法、最優(yōu)化配產(chǎn)法、數(shù)值模擬法等[1,2]。但在國內(nèi)，多數(shù)凝析氣田在開發(fā)初期仍然使用經(jīng)驗(yàn)法，取無阻流量的1/3～1/6作為氣井的合理產(chǎn)量[3]。該方法雖然具有簡便、快捷的優(yōu)點(diǎn)，但更多依靠經(jīng)驗(yàn)，考驗(yàn)決策者的能力。而氣藏數(shù)值模擬是在氣藏地質(zhì)、氣藏工程、滲流理論、現(xiàn)代數(shù)學(xué)、計算機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的綜合技術(shù)[4,5]。于是本次研究基于油藏數(shù)值模擬技術(shù)，通過建立不同井網(wǎng)條件，研究采氣速度在低滲透凝析氣藏開發(fā)中的影響規(guī)律，并以新疆油田某凝析氣藏為例，對采氣速度進(jìn)行優(yōu)化，確定不同井網(wǎng)條件的單井合理采氣速度，為凝析氣藏合理配產(chǎn)與增產(chǎn)提供技術(shù)方法。

1 數(shù)值模型建立

模型選擇：考慮到組分模型存在數(shù)據(jù)要求高、運(yùn)算時間長等特點(diǎn)，綜合認(rèn)識數(shù)模中對濕氣中的蒸發(fā)油的處理，并結(jié)合新疆油田某凝析氣藏低凝析的特點(diǎn)，本次研究選擇黑油模型進(jìn)行氣藏數(shù)值模擬。

數(shù)值模型：①網(wǎng)格數(shù)為158×99×16；②網(wǎng)格步長平面上采用100m等距塊中心網(wǎng)格，縱向上采用不等距塊網(wǎng)格，共劃分為16個模擬層；③以實(shí)際布井情況，調(diào)整網(wǎng)格塊之間的距離使氣井處于網(wǎng)格中心位置，包括直井5口、水平井9口。氣藏區(qū)塊井位部署圖如圖1所示。

歷史擬合：采用定產(chǎn)的方式控制開發(fā)，擬合指標(biāo)主要包括氣藏累計產(chǎn)氣量、氣藏日產(chǎn)氣量、單井日產(chǎn)氣量和井底流壓。最終全區(qū)及單井日產(chǎn)氣量完全擬合，累產(chǎn)氣量4.7×108m3，日產(chǎn)氣量43.22×104m3。井底流壓精度高于95%的井占總井?dāng)?shù)的7/8，地層壓力擬合精度為98.7%。數(shù)據(jù)表明數(shù)值模型具有可靠性，可以用于后續(xù)研究。

圖1 模擬區(qū)塊井位部署圖

2 方案及預(yù)測結(jié)果

2.1 現(xiàn)井網(wǎng)條件

設(shè)計合理采氣速度方案，分別以2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%設(shè)置6個方案進(jìn)行生產(chǎn)預(yù)測，模擬20年。確定不同采氣速度下氣藏單井產(chǎn)量和生產(chǎn)規(guī)模，對比得出自然生產(chǎn)下合理的采氣方案。方案設(shè)計如表1所示。

根據(jù)各方案的累計產(chǎn)氣量和日產(chǎn)氣量的模擬結(jié)果，對比不同方案穩(wěn)產(chǎn)時間和累計產(chǎn)氣量關(guān)系，如圖2所示，可以看出隨著采氣速度的提高，累計產(chǎn)氣量增加，但采氣速度達(dá)到一定程度后累產(chǎn)氣量增幅降低且穩(wěn)產(chǎn)時間縮短，方案F1-6穩(wěn)產(chǎn)時間只有0.3年，產(chǎn)量遞減較快。而方案F1-1穩(wěn)產(chǎn)時間較長，穩(wěn)產(chǎn)時間為5.5 年，但其氣藏累計產(chǎn)氣量低。所以認(rèn)為該研究區(qū)氣藏合理采氣速度為3%，該方案氣藏采收率為44.67%。但綜合考慮該區(qū)塊單井狀況，其生產(chǎn)界限為井底流壓11.92MPa，帶液臨近產(chǎn)氣量2.13×104m3，則在現(xiàn)有井網(wǎng)、井距、井筒條件下，認(rèn)為合理采氣速度為4%，全區(qū)日產(chǎn)氣量為37.13×104m3，采收率45.33%。在此生產(chǎn)條件下既能保證井口外輸和井筒排液同時滿足要求，又能保證日常生產(chǎn)規(guī)模，但此時穩(wěn)產(chǎn)年限為0.6年。

表1 合理采氣速度方案設(shè)計

圖2 不同方案穩(wěn)產(chǎn)時間和累計產(chǎn)氣量對比圖

2.2 加密水平井

由于水平井具有較好的投入產(chǎn)出比，在井網(wǎng)加密調(diào)整時主要考慮水平井加密調(diào)整，水平井水平方向平行于物源方向且與主應(yīng)力方向垂直，直井10口，水平井13口。井網(wǎng)加密后設(shè)計以F1-4為基礎(chǔ)方案，其中，水平井產(chǎn)量是由水平井與壓裂直井產(chǎn)能比結(jié)合直井產(chǎn)量確定。分別以基礎(chǔ)方案產(chǎn)量的×0.4、×0.6、×0.8、×1.1、×1.2設(shè)計5套方案，如表2所示。

表2 合理采氣速度方案設(shè)計

不同方案單井日產(chǎn)量和累計產(chǎn)量預(yù)測結(jié)果見圖3。從圖中可以看出：在方案的基礎(chǔ)上提高單井產(chǎn)量，產(chǎn)量遞減較快，氣井穩(wěn)產(chǎn)時間減短，降低產(chǎn)量則產(chǎn)量遞減慢，穩(wěn)產(chǎn)時間增加，F(xiàn)2-5方案只能穩(wěn)產(chǎn)1年。通過對比不同方案累計產(chǎn)氣量可以發(fā)現(xiàn)，隨著單井產(chǎn)氣量的增加，累計產(chǎn)氣量增大，但在直井配產(chǎn)達(dá)到1.34×104m3/d，水平井配產(chǎn)達(dá)到1.74×104m3/d 后，累計產(chǎn)氣量增幅降低。為了氣井有一定的穩(wěn)產(chǎn)期和盡量高的累計產(chǎn)量，推薦水平井加密方案最優(yōu)方案為F2-2，此時采氣速度為2.9%，老井中直井配產(chǎn)1.34×104m3/d，水平井配產(chǎn)1.74×104m3/d，新井配產(chǎn)1.31×104m3/d，穩(wěn)產(chǎn)時間為7年，采收率為57.79%。

圖3 不同方案穩(wěn)產(chǎn)時間和累計產(chǎn)氣量對比圖

3 分析與討論

（1）文章通過數(shù)值模擬方法，建立不同井網(wǎng)條件下的數(shù)值模型，模型擬合精度較高，具有可靠性；

（2）在采氣速度影響規(guī)律研究中，通過模擬結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在不同井網(wǎng)條件下均呈現(xiàn)隨著采氣速度的提高，累計產(chǎn)氣量增加，當(dāng)采氣速度達(dá)到一定程度后累產(chǎn)氣量增幅降低且穩(wěn)產(chǎn)年限降低，產(chǎn)量遞減較快這一規(guī)律。所以在優(yōu)選采氣速度時，要同時考慮累產(chǎn)氣量和穩(wěn)產(chǎn)時間這兩項(xiàng)指標(biāo)，綜合判斷合理采氣速度；

（3）在現(xiàn)井網(wǎng)條件下，僅考慮指標(biāo)預(yù)測結(jié)果認(rèn)為該研究區(qū)氣藏合理采氣速度為3%，但綜合考慮該區(qū)塊單井狀況確定該氣藏合理采氣速度為4%。但該方案下，氣藏穩(wěn)產(chǎn)時間僅有0.6年。而在進(jìn)行水平井加密后，優(yōu)化出的合理采氣速度為2.9%，此時不僅穩(wěn)產(chǎn)時間提高，采收率也提高了12.45%。所以，這也表明對于低滲透凝析氣藏，加密水平井對氣藏上產(chǎn)具有一定的優(yōu)勢。

4 結(jié)語

文章通過數(shù)值模擬這一技術(shù)方法，對采氣速度在低滲透凝析氣藏不同井網(wǎng)條件下開發(fā)效果影響規(guī)律進(jìn)行研究。對不同方案累計產(chǎn)氣量與穩(wěn)產(chǎn)時間的關(guān)系進(jìn)行總結(jié)，并針對新疆某低滲透凝析氣藏的單井特點(diǎn)進(jìn)行采氣速度的優(yōu)選，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場與實(shí)際相結(jié)合的開發(fā)模式。