致密氣藏剩余儲量挖潛方法研究

摘 要：DND氣田為致密砂巖氣藏，早期以直井多層合采生產產能較低，開展水平井規模化生產后產能大幅度提升，目前已進入生產開發后期，部署加密調整井維持穩產。DND氣田發育多套生產層系，層間非均質性強，同時儲量分布受沉積環境和儲層物性控制較明顯，剩余儲量挖潛存在較大難度。本文以DND氣田D12區為例，旨在形成一套適合的剩余儲量挖潛方法，首先通過分析單井的生產動態特征及單井生產問題，分析單井低產原因并尋找生產有利區域；利用氣藏動態分析手段，針對不同的井型，選取適合的方式計算單井泄氣面積、可采儲量和動態儲量；利用單井泄氣面積，基于對不同井型泄氣范圍形態的假設，計算出單井泄氣半徑，繪制成圖尋找井間剩余儲量富集區域，為后期加密井井位部署提供依據。

關鍵詞：致密砂巖氣藏；動態儲量；動態分析；泄氣半徑；剩余儲量；井位部署

1.前言

DND氣田儲層以巖屑砂巖、石英砂巖為主，平均滲透率約0.47mD，平均孔隙度約為7.45%，平均喉道半徑為0.23至0.45μm，屬于典型的低孔低滲儲層。DND氣田擁有一套完整的海相潮坪-近海三角洲-陸相辮狀河沉積層序，沉積環境及條件控制砂體分布狀況及內部結構特征，層間非均質性強，導致該氣田的勘探、開發存在較大的難度。

DND氣田D12區自投入開發以來，先后經歷了四個開發階段。2003年到2012年為直井先導實驗階段和低產氣層直井多層合采階段，產能較低，月產氣量低于2000萬方。2012年后實施單一低產氣層水平井整體開發，產能大幅提升，月產氣量最高達10000萬方。2018年至今為水平井調整、加密階段，產量穩中有升，月產氣量大于6000萬方。隨著開發的不斷進行，井網逐漸完善，為保持氣田整體產量的平穩，亟需一套較為完整的剩余儲量挖潛方法，為后期部署加密井提供依據。

2.氣井生產動態特征

DND氣田D12井區目前生產井數為389口，其中直井134口，水平井255口。D12井區縱向上發育7套致密砂巖儲層，其中H1、S2、T2為主力層系，3個層系水平井井數在總井數中占比為63.5%。直井中多層合采井有120口，井數在總井數中占比為30.8%。

以初期產量和無阻流量為評價標準，在大量單井數據統計分析的過程中，形成了直井和水平井產能分類標準（表1、2）。

（1）直井生產動態分析

為便于分析層系對生產動態的影響，按照H1、S2、T2三個主力層與其他非主力層的不同組合將直井劃分為8種組合類型。在3個主力層+非主力層類型中，H1+非主力層對應高產井比例最高，為38.5%。其余幾種組合類型中，其他類型對應的高產井比例最高，為41.7%。其中S2+非主力層、H1+S2+非主力層兩種類型對應的井數占直井總數約60%，從高產井數量上看，S2作為主力層對直井產量的貢獻最大（圖1），下面以S2段為例，分析氣井低產的原因。

將生產S2段的所有直井按產能分類后投點在D12井區S2段有效厚度圖上。宏觀上，S2段為三角洲前緣的沉積模式，西部灘壩發育，儲層有效厚度大于東部，中產井及高產井主要分布在西南部灘壩中心和周圍；東部河道發育，儲層有效厚度較薄，低產井主要分布東部河道附近，即儲層有效厚度影響氣井產能。

低產原因分析：

①儲層有效厚度薄

位于灘壩中心的D12及D12-8井為中產井，儲層有效厚度較厚，均在20m左右，位于灘壩之間的D12-P1、D12-4、D12-9為低產井，儲層厚度相對較薄，其中有2口井儲層有效厚度低于10m（圖2）。5口井的含氣飽和度均在45%以上，即在儲層含氣飽和度差距不大的情況下，儲層有效厚度越大，對應的氣井產能越高。

②儲層含氣飽和度低

D12-70、D12-81、D31均位于灘壩中心區域，儲層有效厚度較厚（圖3）。其中D31井為低產井，該井有效厚度高達34.6m，約為鄰井的2至5倍，但含氣飽和度為21.19%，約為鄰井的1/3。即使儲層厚度較大的區域，由于含氣飽和度較低，也會造成氣井低產。

（2）水平井生產動態分析

H1、S2、T2三個主力層系的水平井井數分別為88口、69口和84口，占水平井總井數的94.5%。其中T2段在所有層系中高產井比例最高，為54.8%（圖4），鉆遇高產井的可能性最大，是后期部署加密井的有利層位。因此下面以T2段為例，分析氣井低產原因。

將生產層段為T2的水平井按產能進行分類后，在D12井區T2段有效厚度圖上進行顯示。宏觀上，T2段為障壁砂壩的沉積模式，高產井及中產井主要分布在砂壩主體部位，儲層有效厚度較大；低產井主要分布在砂壩邊緣地帶的迎水面和背水面，儲層有效厚度相對較薄。

低產原因分析：

①儲層含氣性

DPT-15及DPT-33為低產水平井。兩井位于砂壩南部儲層厚度較大的區域，但兩井平均全烴僅10%左右，其中DPT-15井氣測顯示砂巖占比僅36.4%，而鄰井均在75%以上（表3）。D12區T2段含氣飽和度顯示（圖5），DPT-33及DPT-15位于含氣飽和度相對較低的區域。因此含氣性是導致DPT-15及DPT-33井低產的原因。

②儲層壓裂規模小

DPT-16為低產水平井，該井位于砂壩主體的儲層厚度較厚區域，DP16、DPT-2及DPT-120儲層厚度均在20m以上，含氣飽和度均大于40%，除DP16井外，其余均為高產井。對比3口井的壓裂參數，DP16井壓裂段數較小，段間距為280m，而鄰井段間距在100m左右，DP16井壓裂液量及總砂量約為鄰井的1/3，因此認為DP16井壓裂規模較小，儲層未充分動用（圖6，表4）。

3.氣井動態儲量計算

對于致密氣藏而言，判斷氣井生產是否從不穩定流階段過渡到擬穩態流階段，反應了氣井預測的是否是最大動態儲量，這關乎著泄氣半徑計算的精度。研究發現，將生產數據加以處理后投放在典型圖版上[1、2、3]，當單井生產波及范圍達到控制邊界時會進入擬穩態流階段，此時在典型圖版上的散點整體斜率的趨勢會發生改變，通過識別斜率變化的拐點，可以識別出單井生產是否進入邊界流。

將單井地質參數、壓裂施工參數、井筒參數以及生產數據等導入油氣藏動態分析軟件中，建立單井生產模型。考慮到不同分析方法對井型的適用性，直井采用Blasingame方法[2]判斷是否達到邊界流（圖7）；水平井采用Fetkovich方法[1]判斷是否達到邊界流（圖8）。

對于進入邊界流的氣井，采用FMB（Flowing Material Balance）流動物質平衡方法[4]建立井底流壓-地層壓力-累計產量的關系曲線，通過對關系曲線斜率的擬合，計算出單井泄氣面積、可采儲量和動態儲量（圖9）。假設直井泄氣范圍為圓形，水平井泄氣范圍為矩形加兩個半圓的“膠囊形”，利用泄氣面積和水平段長進一步計算出泄氣半徑。

從計算結果來看（表5、表6），水平井的泄氣面積在20ha至113ha之間，直井的泄氣面積在6ha至54ha之間，即水平井的泄氣面積整體上大于直井泄氣面積，在生產上水平井更占優勢。單井泄氣半徑的計算結果與動態儲量和儲層參數（如儲層厚度、儲層物性等）有關，直井及水平井的泄氣半徑均在100m至400m不等。

4.加密、調整井位部署的應用

對直井及水平井生產動態和動態儲量研究發現水平井更具有生產開發優勢，D12區水平井在T2段障壁砂壩的主體位置上鉆遇高產井比例最高，是加密、調整井部署的優勢區域。因此本節以T2段水平井為例，尋找加密、調整井優勢部署區域。

以泄氣直徑和水平段長為依據，在D12區T2段有效厚度圖上繪制出單井泄氣范圍（圖10）。其中DPT-4和DPT-46之間井距為1032m，兩井泄氣半徑分別為193m和176m，泄氣范圍之外的井距為750m，大于兩井泄氣半徑之和的2倍，兩井之間具有部署加密井的條件。

從井控方面看（圖11），井控范圍內有DPT-4和DPT-46兩口水平井以及D10-12一口直井，井控范圍3.29km2，井組控制儲量4.21×108m3，井組動態儲量1.6×108m3，剩余未動用儲量2.61×108m3，具有井網加密的潛力。從鄰井生產情況看（表7），DPT-4及DPT-46兩口水平井的生產初期油套壓均大于15MPa，地層能量充足，已生產9年以上，目前油壓在1.3MPa左右，套壓大于2.5MPa，仍具有一定的生產能力，目前累產氣量均超過4000萬方，若部署加密井會有較好的生產開發潛力。

綜上所述，從井距與泄氣范圍、井控儲量與剩余未動用儲量、鄰井生產情況上均表明DPT-4及DPT-46井間具有部署加密井的潛力。

5.結論

（1）不同的沉積環境及條件影響著砂體的分布和內部結構。研究發現儲層厚度、儲層含氣性以及壓裂規模等都影響著氣井產能。

（2）考慮到不同方法的適用性，直井利用Blasingame方法、水平井用Fetkovich判斷是否達到邊界流。對于到達邊界流的井，利用流動物質平衡法（FMB）計算動態儲量及泄氣面積，進一步計算出泄氣半徑。

（3）利用計算出的氣井泄氣半徑，將氣井泄氣范圍在有效厚度圖上繪出，通過井距與泄氣范圍、井控儲量與剩余未動用儲量、鄰井生產情況三個方面論證了部署加密井的可行性。

參考文獻：

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