鄂爾多斯盆地東部山2氣藏穩(wěn)產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究

王京艦，劉志軍，王一妃，劉倩，王蕾蕾，黃瓊，劉道天

（1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，陜西西安710018；2.低滲透油氣田勘探開(kāi)發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，陜西西安710018；3.中國(guó)石油華北油田分公司采油工程研究院，河北任丘062552）

鄂爾多斯盆地東部山2氣藏穩(wěn)產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究

王京艦1，2，劉志軍1，2，王一妃3，劉倩1，2，王蕾蕾1，2，黃瓊1，2，劉道天1，2

（1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，陜西西安710018；2.低滲透油氣田勘探開(kāi)發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，陜西西安710018；3.中國(guó)石油華北油田分公司采油工程研究院，河北任丘062552）

鄂爾多斯盆地東部榆林、子洲氣田已建成生產(chǎn)能力68億立方米/年，已穩(wěn)產(chǎn)8.4年，收到良好的開(kāi)發(fā)效果，實(shí)現(xiàn)氣田持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)成為當(dāng)前研究的核心問(wèn)題。通過(guò)劃分開(kāi)發(fā)單元，建立氣藏精細(xì)調(diào)控體系，氣田地層壓力下降平穩(wěn)，年壓降1.0 MPa，整體山2氣藏穩(wěn)產(chǎn)形勢(shì)良好；動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)與相控建模相結(jié)合，落實(shí)氣藏加密潛力，通過(guò)對(duì)山2氣藏井網(wǎng)完善加密調(diào)整可建產(chǎn)能2.2億立方米，氣藏未動(dòng)用儲(chǔ)量精細(xì)刻畫結(jié)合經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，可建產(chǎn)能3.8億立方米；通過(guò)多因素優(yōu)化，評(píng)價(jià)氣藏增壓調(diào)整潛力，可將穩(wěn)產(chǎn)期延長(zhǎng)2年。綜合以上穩(wěn)產(chǎn)措施，盆地東部山2氣藏68億立方米規(guī)?？沙掷m(xù)穩(wěn)產(chǎn)至2020年，效果顯著。

鄂爾多斯盆地東部；山2氣藏；穩(wěn)產(chǎn)措施；精細(xì)調(diào)控；內(nèi)部挖潛；增壓開(kāi)采

在鄂爾多斯盆地東部榆林氣田、子洲氣田、神木雙山地區(qū)發(fā)現(xiàn)山2氣藏探明地質(zhì)儲(chǔ)量3 772.9億立方米，其中榆林、子洲氣田已投入開(kāi)發(fā)建成68億立方米生產(chǎn)能力，已累計(jì)生產(chǎn)天然氣575億立方米，相當(dāng)于68億立方米生產(chǎn)規(guī)模穩(wěn)產(chǎn)8.4年，開(kāi)發(fā)效果良好，優(yōu)于方案設(shè)計(jì)，但氣田已進(jìn)入開(kāi)發(fā)的中后期，如何實(shí)現(xiàn)氣田的持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)變得尤為重要。本文從氣田基于開(kāi)發(fā)單元分類調(diào)控、數(shù)值模擬精細(xì)調(diào)控氣井分類管理，內(nèi)部挖潛，增壓開(kāi)采等穩(wěn)產(chǎn)技術(shù)措施入手，使盆地東部山2氣藏68億立方米/年生產(chǎn)規(guī)模實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)。

1　山2氣藏穩(wěn)產(chǎn)技術(shù)措施

1.1氣藏精細(xì)調(diào)控技術(shù)

開(kāi)發(fā)單元是指具有相近的流體性質(zhì)及儲(chǔ)層物性，生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征相似，相對(duì)獨(dú)立的一個(gè)或多個(gè)連通體的組合，劃分的目的是為了實(shí)現(xiàn)氣藏精細(xì)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)及調(diào)控，提高氣藏開(kāi)發(fā)效果［1-6］。綜合沉積成巖相、儲(chǔ)層物性、流體性質(zhì)、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)等動(dòng)靜態(tài)參數(shù)，將盆地東部山2氣藏細(xì)分為26個(gè)開(kāi)發(fā)單元，并對(duì)各開(kāi)發(fā)單元的動(dòng)態(tài)指標(biāo)進(jìn)行了精細(xì)評(píng)價(jià)，落實(shí)各單元開(kāi)發(fā)效果及主要的開(kāi)發(fā)矛盾，為氣田區(qū)塊調(diào)控、精細(xì)管理等提供參考依據(jù)。

根據(jù)各開(kāi)發(fā)單元?jiǎng)討B(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)，將開(kāi)發(fā)單元分類，不斷優(yōu)化不同類型開(kāi)發(fā)單元技術(shù)政策，開(kāi)展區(qū)塊調(diào)控，指導(dǎo)氣田均衡開(kāi)采（見(jiàn)表1）。

表1　山2氣藏開(kāi)發(fā)單元分類標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)政策

1.1.1開(kāi)發(fā)單元分類調(diào)控以榆林氣田南區(qū)為例，針對(duì)目前地層壓力較低的4、8、9低壓?jiǎn)卧?，井口壓力目?.0 MPa～8.7 MPa，接近地面系統(tǒng)壓力6.4 MPa，進(jìn)入穩(wěn)產(chǎn)期末，需要進(jìn)行增壓開(kāi)采。

針對(duì)低儲(chǔ)采比、高配產(chǎn)單元，精細(xì)評(píng)價(jià)氣田各開(kāi)發(fā)單元產(chǎn)能，為冬季高峰供氣期優(yōu)選調(diào)峰單元提供依據(jù)。從圖1可以看出，榆林南區(qū)存在矛盾開(kāi)發(fā)單元主要有3、4、12，主要位于儲(chǔ)層物性相對(duì)較好的井區(qū)，配產(chǎn)能力強(qiáng)，該類氣井夏季控制速度，保護(hù)性開(kāi)采，冬季提高配產(chǎn)，保證調(diào)控應(yīng)急能力。通過(guò)氣田各開(kāi)發(fā)單元產(chǎn)能評(píng)價(jià)，主力區(qū)塊為3、4、7、12單元，在冬季用氣高峰期，榆林氣田南區(qū)優(yōu)選58口氣井調(diào)峰規(guī)模600×104m3/d；經(jīng)過(guò)調(diào)整，整個(gè)山2氣藏冬季可達(dá)到990×104m3/d調(diào)峰規(guī)模。

針對(duì)高儲(chǔ)采比、低配產(chǎn)單元，從圖1可以看出，此類開(kāi)發(fā)單元主要有8、10、11等單元，主要位于儲(chǔ)層物性相對(duì)較差的井區(qū)，但具備一定的配產(chǎn)能力，此類井區(qū)氣井必須進(jìn)行氣井精細(xì)管理（“長(zhǎng)開(kāi)短關(guān)”、“長(zhǎng)關(guān)短開(kāi)”與“冬季長(zhǎng)關(guān)、夏季間開(kāi)”型）和氣層重復(fù)改造等措施，發(fā)揮此類氣井最大能力。

圖1　榆林氣田南區(qū)各開(kāi)發(fā)單元配產(chǎn)規(guī)模與儲(chǔ)采比柱狀圖

1.1.2數(shù)值模擬精細(xì)調(diào)控在氣田目前生產(chǎn)規(guī)模條件下，采用數(shù)值模擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)各開(kāi)發(fā)單元高精度歷史擬合，定量化調(diào)整各單元生產(chǎn)規(guī)模，延長(zhǎng)氣田穩(wěn)產(chǎn)期。該技術(shù)的主要方法是結(jié)合氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、產(chǎn)氣剖面及壓力恢復(fù)試井解釋資料，提高氣井?dāng)?shù)值模型的精度，為后期氣田區(qū)塊精細(xì)調(diào)控提供技術(shù)支撐。從開(kāi)發(fā)單元預(yù)測(cè)結(jié)果表明，在目前規(guī)模下，以開(kāi)發(fā)單元4、9為例，單元9需降低配產(chǎn)，延長(zhǎng)穩(wěn)產(chǎn)期；而單元4此類應(yīng)提高配產(chǎn)，保證氣田整體開(kāi)發(fā)能力。

利用所建立的氣田開(kāi)發(fā)單元精細(xì)調(diào)控體系，通過(guò)優(yōu)化調(diào)整，盆地東部山2氣藏已累計(jì)產(chǎn)氣575億立方米，相當(dāng)于68億立方米規(guī)模穩(wěn)產(chǎn)8.4年，從圖2可以看出，經(jīng)過(guò)區(qū)塊精細(xì)調(diào)控，地層壓力下降平穩(wěn)，年壓降1.0 MPa，整體山2氣藏穩(wěn)產(chǎn)形勢(shì)良好。

圖2　山2氣藏歷年生產(chǎn)動(dòng)態(tài)曲線

1.2氣田加密調(diào)整措施

采用動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)與相控建模相結(jié)合的技術(shù)，評(píng)價(jià)山2氣藏已開(kāi)發(fā)榆林、子洲氣田未動(dòng)用儲(chǔ)量，加密調(diào)整，提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度，對(duì)實(shí)現(xiàn)氣田持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)具有重要的意義。

首先，在精細(xì)地質(zhì)研究的基礎(chǔ)上，深入開(kāi)展氣藏地層壓力、動(dòng)儲(chǔ)量及氣井控制范圍的評(píng)價(jià)，區(qū)塊內(nèi)部?jī)?yōu)選井位、完善井網(wǎng)，提高了儲(chǔ)量動(dòng)用程度。低滲非均質(zhì)氣藏地層壓力評(píng)價(jià)主要采用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)法結(jié)合根據(jù)氣田滲透率低，關(guān)井壓力恢復(fù)速度慢，與生產(chǎn)需求存在很大矛盾等難點(diǎn)提出的壓降曲線法、拓展二項(xiàng)式產(chǎn)能方程法、擬穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型法等不關(guān)井條件下地層壓力評(píng)價(jià)方法［7-8］，精細(xì)刻畫了山2氣藏原始地層壓力及目前地層壓力平面分布特征（見(jiàn)圖3）。低滲非均質(zhì)氣藏動(dòng)儲(chǔ)量評(píng)價(jià)，是通過(guò)充分利用氣藏生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料，形成了壓降法、流動(dòng)物質(zhì)平衡法、產(chǎn)量不穩(wěn)定分析法等氣井動(dòng)儲(chǔ)量評(píng)價(jià)方法［9-11］，并對(duì)各種方法的適應(yīng)性進(jìn)行了明確地界定，形成了具有特色的低滲非均質(zhì)山2氣藏氣井動(dòng)儲(chǔ)量評(píng)價(jià)方法技術(shù)系列，分析氣井控制范圍，為加密井部署提供指導(dǎo)（見(jiàn)圖4）。由于山2氣藏的強(qiáng)非均質(zhì)性以及不同類型井開(kāi)發(fā)效果的差異性，造成局部區(qū)塊開(kāi)發(fā)井網(wǎng)未能得到控制，形成尚未動(dòng)用氣區(qū)。通過(guò)評(píng)價(jià)，加密部署25口井，建產(chǎn)能2.2億立方米，提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度。

其次，對(duì)已開(kāi)發(fā)氣田未動(dòng)用儲(chǔ)量評(píng)價(jià)，建立了基于沉積相約束的三維精細(xì)地質(zhì)模型表征儲(chǔ)層非均質(zhì)性，提高模型精度。通過(guò)分析巖相中物性的分布特征可知，砂巖物性最好，因此在巖相模擬的基礎(chǔ)上進(jìn)行相控物性模擬才能相對(duì)真實(shí)地反映儲(chǔ)層物性的非均質(zhì)性。通過(guò)優(yōu)化巖相模型，降低巖相對(duì)模型計(jì)算結(jié)果的不確定性，建立砂巖發(fā)育的概率分布模型，并結(jié)合地質(zhì)、開(kāi)發(fā)和經(jīng)濟(jì)因素，評(píng)價(jià)山2氣藏未動(dòng)用儲(chǔ)量280億立方米，加密部署36口井，建產(chǎn)能3.8億立方米。

圖3　山2氣藏目前地層壓力分布圖

圖4　山2氣藏動(dòng)儲(chǔ)量分布圖

1.3增壓開(kāi)采措施

增壓開(kāi)采是氣田開(kāi)采后期，通過(guò)降低井口壓力、增加外輸壓力，達(dá)到延長(zhǎng)氣井穩(wěn)產(chǎn)期的開(kāi)采方式［12-15］。針對(duì)鄂爾多斯盆地東部山2氣藏儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，井?dāng)?shù)多、規(guī)模大，氣井動(dòng)態(tài)特征差異大等特點(diǎn)，以氣藏工程為主體，地質(zhì)、地面、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)多學(xué)科一體化綜合研究，形成了大型山2氣藏增壓開(kāi)采技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)氣田持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

目前榆林氣田南區(qū)山2氣藏井口壓力6.7 MPa（見(jiàn)圖5），接近地面系統(tǒng)壓力，未來(lái)2～3年將進(jìn)入大規(guī)模的增壓開(kāi)采階段，因此亟需開(kāi)展增壓開(kāi)采研究，延長(zhǎng)氣田穩(wěn)產(chǎn)期。通過(guò)研究，形成適合山2氣藏增壓開(kāi)采模式的技術(shù)成果。

圖5　山2氣藏氣井油壓分布平面圖

圖6　榆林南增壓時(shí)機(jī)預(yù)測(cè)圖

綜合運(yùn)用壓降速率折算法、灰色預(yù)測(cè)法、產(chǎn)量不穩(wěn)定法、數(shù)值模擬方法等多種方法預(yù)測(cè)榆林氣田南區(qū)氣井的自然穩(wěn)產(chǎn)期，并根據(jù)單井的自然穩(wěn)產(chǎn)期劃分氣井的增壓時(shí)段，進(jìn)而劃分增壓?jiǎn)卧ㄒ?jiàn)圖6），將榆林氣田南區(qū)劃分為7個(gè)增壓?jiǎn)卧Ｍㄟ^(guò)采用壓降曲線法、數(shù)值模擬法精細(xì)調(diào)整單井穩(wěn)產(chǎn)期，使同一增壓?jiǎn)卧獌?nèi)氣井增壓時(shí)機(jī)達(dá)到一致。

通過(guò)對(duì)不同增壓方式條件下采出程度的分析表明，增壓方式對(duì)增壓效果影響較小，而集氣站、區(qū)域增壓穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)，結(jié)合地面工程及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，優(yōu)選以區(qū)域增壓和集氣站增壓相結(jié)合的混合增壓方式。

在劃分了增壓?jiǎn)卧痛_定增壓方式的基礎(chǔ)上，采用數(shù)值模擬方法，預(yù)測(cè)了榆林氣田南區(qū)不同井口壓力條件下穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間、廢棄地層壓力及累積產(chǎn)量增量，優(yōu)選氣井增壓井口壓力（見(jiàn)表2）。以氣藏指標(biāo)預(yù)測(cè)結(jié)果為基礎(chǔ)，結(jié)合地面工程、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)（見(jiàn)圖7、圖8），優(yōu)選榆林氣田增壓井口壓力2.0 MPa。通過(guò)增壓，榆林氣田南區(qū)可延長(zhǎng)穩(wěn)產(chǎn)期2年，預(yù)測(cè)期末累積采氣422.2× 108m3，采出程度79.7%，增產(chǎn)70.0×108m3，采出程度提高13.2%。

表2　不同井口壓力下開(kāi)發(fā)指標(biāo)對(duì)比表

圖7　評(píng)價(jià)期內(nèi)產(chǎn)氣量增量、增壓投資與井口壓力關(guān)系

圖8　內(nèi)部收益率與井口壓力關(guān)系

2　穩(wěn)產(chǎn)效果分析

通過(guò)區(qū)塊精細(xì)調(diào)控，已開(kāi)發(fā)榆林、子洲氣田68億立方米規(guī)?？勺匀环€(wěn)產(chǎn)至2016年；通過(guò)內(nèi)部挖潛調(diào)整、氣田增壓等穩(wěn)產(chǎn)措施，盆地東部山2氣藏68億立方米規(guī)模可持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)至2020年，收到良好的氣田穩(wěn)產(chǎn)開(kāi)發(fā)效果。

3　結(jié)論

（1）基于開(kāi)發(fā)單元分類調(diào)控、數(shù)值模擬精細(xì)調(diào)控及氣井分類管理，開(kāi)發(fā)效果顯著。山2氣藏已累計(jì)產(chǎn)氣575億立方米，相當(dāng)于68億立方米規(guī)模穩(wěn)產(chǎn)8.4年，地層壓力下降平穩(wěn)，年壓降1.0 MPa，套壓壓降速率小于0.002 MPa/d，實(shí)現(xiàn)了氣田的高效開(kāi)發(fā)。

（2）多學(xué)科、多方法評(píng)價(jià)了內(nèi)部加密潛力，形成了山2氣藏增壓開(kāi)采技術(shù)，綜合提出了山2氣藏的穩(wěn)產(chǎn)技術(shù)對(duì)策及措施。通過(guò)增壓開(kāi)采，可延長(zhǎng)穩(wěn)產(chǎn)期2年，已開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)部挖潛可建產(chǎn)能6億立方米/年。

（3）通過(guò)內(nèi)部挖潛調(diào)整、氣田增壓等穩(wěn)產(chǎn)措施，盆地東部山2氣藏68億立方米規(guī)?？沙掷m(xù)穩(wěn)產(chǎn)至2020年，開(kāi)發(fā)效果顯著。

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Study on key production stabilization technology for the Shan2 reservoir in the eastern Ordos basin

WANG Jingjian1，2，LIU Zhijun1，2，WANG Yifei3，LIU Qian1，2，WANG Leilei1，2，HUANG Qiong1，2，LIU Daotian1，2
（1.Research Institute of Petroleum Exploration and Development，Changqing Oilfield Company，PetroChina，Xi'an Shanxi 710018，China；2.National Engineering Laboratory for Exploration and Development of Low Permeability Oil and Gas Field，Xi'an Shanxi 710018，China；3.Petroleum Production Engineering Research Institute of Huabei Oilfield Company，PetroChina，Renqiu Hebei 062550，China）

The production capacity of 6.8 billion cubic meters per year has been built in Yulin，Zizhou gas field of the eastern Erdos basin，having been steadily producing for 8.4 years，received good development effect.Realizing the sustained and stable production of the gas field becomes the core issue of the current study.By dividing the development unit and the establishment of gas reservoir fine regulation system，the formation pressure of gas field steadily declines，the pressure drop of 1.0 MPa per year，and the stable production situation is good for the whole Shan2 reservoir.Combined the dynamic evaluation and facies controlledmodeling，the gas reservoir encryption potential is implemented.Perfecting Shan2 gas reservoir well network encryption can adjust the construction of production capacity of 0.22 billion cubic meters per year.Through gas reservoir fine description of unused reserves combined with economic evaluation，the production capacity of 0.38 billion cubic meters per year can be built.Through multi factor optimization and the gas boosting adjustment potential evaluating，the stable production period can be extended for 2 years.Integrated above measures，the production scale of 6.8 billion cubic meters per year for Shan2 reservoir in the east of the Ordos basin can achieve sustainable and stable production to 2020 and the development effect is remarkable.

eastern Ordos basin；Shan2 reservoir；stable production measure；fine regulation；internal potential；boosting stimulation

圖9　盆地東部山2氣藏持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)開(kāi)發(fā)效果預(yù)測(cè)曲線

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.05.006

TE377

A

1673-5285（2015）05-0027-06

2015－03-16

國(guó)家示范工程項(xiàng)目“鄂爾多斯盆地大型低滲透巖性地層油氣藏開(kāi)發(fā)示范工程”，項(xiàng)目編號(hào)：2011ZX05044。

王京艦，男（1980-），工程師，碩士研究生，2009年畢業(yè)于西安石油大學(xué)油氣田開(kāi)發(fā)工程專業(yè)，現(xiàn)主要從事氣藏工程及采氣工程技術(shù)方面的研究工作。