鄂爾多斯盆地子洲低滲透氣藏動儲量評價方法優(yōu)選

王京艦 （中石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，陜西 西安710021）

王一妃 （西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院，陜西 西安710065）

李彥軍 （中石油長慶油田分公司第四采氣廠，陜西 西安710021）

汪發(fā)文 （中石油大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶163000）

儲量是一個氣田的物質(zhì)基礎(chǔ)，動儲量即動態(tài)地質(zhì)儲量，指氣藏中能夠滲流或是流動的那部分天然氣的地質(zhì)儲量。儲量計算是一項十分重要的工作，是氣井綜合評價的重要成果，是氣藏開發(fā)的基礎(chǔ)，同時也是開發(fā)方案編制和調(diào)整的依據(jù)。處在不同勘探與開發(fā)階段的氣藏，所取得的資料不同，對氣藏的認(rèn)識程度也不相同。因此，所采用的儲量計算方法也應(yīng)該有所不同。準(zhǔn)確的氣藏或單井儲量計算與分析，關(guān)系著對氣藏的客觀綜合評價，關(guān)系著氣井產(chǎn)量及工作制度的制定與開發(fā)井網(wǎng)的部署和調(diào)整，這是氣田高效、科學(xué)開發(fā)的基礎(chǔ)，是實現(xiàn)氣田長期高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的前提條件。

長慶氣田面積大、井?dāng)?shù)多，不可能實現(xiàn)全氣田整體關(guān)井測壓；氣田滲透率低，關(guān)井壓力恢復(fù)速度慢，與生產(chǎn)需求存在矛盾；加之氣井排水采氣、冬季用氣高峰期提產(chǎn)等因素，導(dǎo)致利用常規(guī)方法評價氣井動儲量存在地層壓力測試點少，氣井工作制度不穩(wěn)定等難點[1]。針對上述問題，充分應(yīng)用氣藏生產(chǎn)動態(tài)資料，通過重整壓力和流量將氣井變壓力、變流量生產(chǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為等效恒壓力或恒流量數(shù)據(jù)等途徑，在常規(guī)壓降法評價的基礎(chǔ)上，形成了壓降法、流動物質(zhì)平衡方程法、壓降速率評價法、產(chǎn)量不穩(wěn)定法等氣井動儲量評價方法，并采用可視化程序設(shè)計語言在同一平臺中實現(xiàn)壓降法、流動物質(zhì)平衡方程法和壓降速率評價法動儲量的計算。應(yīng)用上述方法評價了鄂爾多斯盆地子洲氣田的單井動儲量及其變化，并根據(jù)各種方法的適用條件進(jìn)行方法優(yōu)選。

1 動儲量評價方法及適用條件

1.1 壓降法

壓降法 （物質(zhì)平衡方程法）是建立在物質(zhì)平衡方程式基礎(chǔ)之上的動儲量計算方法，所需參數(shù) （氣井原始、目前地層壓力及累計采氣量）簡單，故在動儲量計算中應(yīng)用廣泛，計算界面如圖1所示。定容封閉氣藏物質(zhì)平衡方程 （或壓降方程）為[2～5]：

式中，G為氣藏動儲量，108m3；Gp為氣井累計產(chǎn)氣量，108m3；pi為原始地層壓力，MPa；Zi為原始?xì)怏w偏差因數(shù)；pr為目前地層壓力，MPa；Zr為pr對應(yīng)的氣體偏差因數(shù)。

運用壓降法計算氣井動態(tài)儲量的適用條件：①應(yīng)用于邊底水不活躍的氣藏。②對于裂縫發(fā)育不均勻、非均質(zhì)性強(qiáng)的氣藏或裂縫系統(tǒng)，在采出程度達(dá)10%的條件下，計算的動儲量仍可能偏低；只有采出程度達(dá)20%～30%時用壓降法計算動儲量才比較準(zhǔn)確。③壓降法計算動儲量只反映壓力波能傳播到的連通范圍內(nèi)的儲量，在一些連通不好、多裂縫系統(tǒng)等復(fù)雜條件下，它不代表全氣藏的動儲量。④對低滲、大面積、非均質(zhì)的裂縫－孔隙性及孔隙型氣藏，用各井分別計算動儲量差別甚大。⑤壓降法計算動儲量雖已屬于已開發(fā)探明儲量級別，但對非均質(zhì)、多裂縫系統(tǒng)及復(fù)雜氣藏應(yīng)不斷進(jìn)行核實。

圖1 壓降法動儲量計算界面

圖2 流動物質(zhì)平衡方程法動儲量計算界面

1.2 流動物質(zhì)平衡方程法

將井筒和地層作為同一系統(tǒng)，由能量守恒定理和滲流力學(xué)理論可知，在產(chǎn)量一定時系統(tǒng)能量的損失一定 （克服流動阻力做功和氣體勢能增加量），而氣體熱力學(xué)能變化與壓力變化近線性相關(guān)，因此視井口壓力與視地層壓力變化特征相同。做視井口壓力與累計產(chǎn)氣量的相關(guān)直線，則視原始地層壓力與直線斜率之比即為動儲量。該方法最大的優(yōu)點是不需要關(guān)井測試資料，但需要氣井產(chǎn)量相對穩(wěn)定 （滲流進(jìn)入擬穩(wěn)定狀態(tài)、產(chǎn)量波動幅度小于5%，穩(wěn)定時間大于兩個月），計算界面如圖2所示。

適用條件：氣藏滲流達(dá)到或接近擬穩(wěn)態(tài)，且生產(chǎn)過程中產(chǎn)量、壓力相對穩(wěn)定。

1.3 壓降速率評價法

壓降速率評價法是在氣藏工程動態(tài)分析過程中提出的計算氣井動儲量的一種新方法。該方法主要是根據(jù)產(chǎn)氣量、壓降都相對平穩(wěn)的生產(chǎn)時間段求取套壓壓降速率，然后用所取生產(chǎn)時間段的起點套壓除以壓降速率，得到套壓壓降為零時氣井的生產(chǎn)時間，由此就可以得到氣井的動儲量即為所取生產(chǎn)時間段起點的累積產(chǎn)氣量加上所取平穩(wěn)段的產(chǎn)氣量與計算的生產(chǎn)時間的乘積 （計算界面如圖3所示）。

適用條件：氣藏滲流達(dá)到或接近擬穩(wěn)態(tài)，套壓壓降及產(chǎn)氣量較平穩(wěn)，且穩(wěn)產(chǎn)需要有一定的時間段。

1.4 產(chǎn)量不穩(wěn)定法

產(chǎn)量不穩(wěn)定法 （RTA方法）是利用單井的生產(chǎn)動態(tài)歷史數(shù)據(jù) （即產(chǎn)量和流壓），通過建立氣井儲層、井筒模型，以儲層滲流理論為基礎(chǔ)， 采 用 Blasingame、 Agarwal－Gardner、NPI、Transient等多種氣藏工程方法，同時不斷修正儲層模型，進(jìn)行生產(chǎn)歷史擬合，進(jìn)而計算單井動儲量，如圖4所示。

應(yīng)用條件：生產(chǎn)動態(tài)預(yù)測要求氣井產(chǎn)出一定的氣量，有足夠長的生產(chǎn)史，才能進(jìn)行生產(chǎn)歷史的擬合，通過擬合效果才能檢驗建立的單井模型是否符合氣井實際地質(zhì)情況。若建立的模型能反映氣井的實際情況，擬合效果好，計算的動儲量才比較可靠。

圖3 壓降速率評價法動儲量計算界面

2 選動儲量評價方法對比及優(yōu)

子洲氣田構(gòu)造上位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡東部，開發(fā)目的層為上古生界二疊系山西組二段 （Ps2），孔隙度5.6%，滲透率1.27mD，為定容彈性驅(qū)動氣驅(qū)、粒間孔、溶孔和晶間孔為主復(fù)合型的低孔、低滲型氣藏。2007年8月29日投產(chǎn)，截至2011年12月，共投產(chǎn)氣井181口，年平均開井87口，產(chǎn)氣量261.63×104m3，平均單井產(chǎn)氣 3.00×104m3，累計產(chǎn)氣26.46×108m3。

壓降法動儲量計算是采用地層壓力測試的實測數(shù)據(jù)計算單井動儲量的，其計算結(jié)果相對準(zhǔn)確。為了驗證流動物質(zhì)平衡方程法、壓降速率評價法、產(chǎn)量不穩(wěn)定法評價動儲量的可靠性，選擇子洲氣田12口符合上述4種方法適用條件、生產(chǎn)時間較長的氣井 （涵蓋不同類別的氣井），采用4種方法分別進(jìn)行動儲量評價，評價結(jié)果見表1和圖5所示。

圖4 產(chǎn)量不穩(wěn)定法動儲量計算界面

表1 氣井動儲量評價表

圖5 動儲量評價結(jié)果對比圖

從圖5可以看出，運用上述4種方法對子洲氣田涵蓋Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ不同類別的12口氣井單井動儲量進(jìn)行了評價，并將評價結(jié)果與相對準(zhǔn)確的壓降法結(jié)果進(jìn)行了比較，流動物質(zhì)平衡方程法、產(chǎn)量不穩(wěn)定法、壓降速率評價法評價結(jié)果的相對誤差分別為：11.10%、11.9%、25.9%，表明流動物質(zhì)平衡方程法、產(chǎn)量不穩(wěn)定法相對誤差較小，評價結(jié)果可靠，基本能夠滿足工程計算的需要，可以作為動儲量計算結(jié)果的輔助驗證；而壓降速率評價法相對誤差較大，這主要體現(xiàn)在單井生產(chǎn)過程中壓力的波動變化，加上儲層非均質(zhì)性的影響，壓力波的傳播速度等因素的綜合反映，導(dǎo)致壓降速率計算結(jié)果偏差較大，造成動儲量評價結(jié)果誤差也較大，呈現(xiàn)計算結(jié)果普遍偏小的現(xiàn)象。因此，對于壓力測試資料較豐富、產(chǎn)能較高、生產(chǎn)較平穩(wěn)的氣井采取壓降法、流動物質(zhì)平衡方程法以及產(chǎn)量不穩(wěn)定法計算單井的動儲量較可靠。

3 結(jié)論與認(rèn)識

1）分析總結(jié)了壓降法、流動物質(zhì)平衡方程法、壓降速率評價法和產(chǎn)量不穩(wěn)定法在氣田單井動儲量評價中的適用條件，并采用可視化程序設(shè)計語言在同一平臺中實現(xiàn)前3種方法的動儲量計算，大大提高了工作效率。

2）選取子洲氣田符合4種評價方法適用條件、生產(chǎn)時間較長的各類氣井共12口，運用4種方法對其進(jìn)行動儲量評價，評價結(jié)果表明，對于壓力測試資料較豐富、產(chǎn)能較高、生產(chǎn)較平穩(wěn)的氣井采取壓降法、流動物質(zhì)平衡方程法以及產(chǎn)量不穩(wěn)定法計算單井的動儲量較可靠。

3）動儲量評價過程中，流動物質(zhì)平衡方程法與其他2種適用方法相比，操作簡單，資料錄取容易，更具有適用性。

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