低滲氣藏單井控制儲量簡易計算方法
——以FL頁巖氣田PQ區(qū)塊氣井為例

唐人選,梁 珀,吳公益,王聯(lián)果

(中國石化華東油氣分公司泰州采油廠 江蘇 泰州 225300)

物質(zhì)平衡法是最可靠的計算單井儲量的方法，而準(zhǔn)確求取地層壓力是關(guān)鍵?，F(xiàn)場由于生產(chǎn)需要不可能定期關(guān)井測壓，且低滲氣藏地層壓力恢復(fù)較慢，需要較長時間的關(guān)井，也會影響礦場正常生產(chǎn)。流動物質(zhì)平衡法無需關(guān)井，根據(jù)井口壓力和產(chǎn)量便可計算單井儲量，有一定的理論依據(jù)[1]。但實際情況采用井口壓力或井底流壓繪制的定容封閉氣藏壓降方程與真實地層壓力壓降方程存在較大偏差，主要原因就是產(chǎn)量不穩(wěn)定。此外,許多文獻(xiàn)[2-5]發(fā)現(xiàn)，即使產(chǎn)量保持穩(wěn)定，流動物質(zhì)平衡法計算儲量也嚴(yán)重偏低，相對誤差最高40%，文獻(xiàn)[2-5]對此進(jìn)行了改進(jìn)，但方法繁瑣。本文根據(jù)定容氣藏產(chǎn)能方程，較好地解決了氣藏壓力求取，通過9口井儲量計算，與流動物質(zhì)平衡法對比，兩者平均相對誤差34.2%，最大相對誤差可達(dá)60.3%，為低滲氣藏儲量計算提供了一種新方法。

1 方法研究

1.1 井底流壓求取

氣井若以油管生產(chǎn)，套管關(guān)閉，井底沒有積液，則可根據(jù)井口套壓計算井底流壓，井口到井底是靜止氣柱，計算方法較多，文獻(xiàn)[6]介紹了3種計算井底壓力的方法，采用計算機(jī)均能很快計算出結(jié)果。表1是PQ區(qū)塊4口井計算壓力和實測壓力對比，誤差較小，說明采用井口套壓計算井底壓力方法可行。

表1 PQ區(qū)塊4口井計算壓力與實測壓力對比

1.2 目前地層壓力求取

壓力消耗方式多井氣田的開發(fā)，氣井采氣全靠排氣范圍內(nèi)氣體本身彈性膨脹，沒有外部氣源供給，由氣體等溫壓縮可推導(dǎo)出氣體產(chǎn)能狀態(tài)方程[6]：

(1)

式中,pe為氣藏靜壓，MPa；pwf為井底流壓，MPa；qsc為氣井標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下產(chǎn)量，104m3/d；A為層流系數(shù)，B為紊流系數(shù)，具體物理意義詳見文獻(xiàn)[6]。

氣體產(chǎn)能狀態(tài)方程中系數(shù)A、B可由系統(tǒng)試井求取，也可由一點(diǎn)法經(jīng)驗公式求取。對于系統(tǒng)試井而言，將式(1)轉(zhuǎn)換成直線方程，易求得系數(shù)A、B。對于低滲氣藏，系統(tǒng)試井每個測試點(diǎn)均要求穩(wěn)定，測試時間較長，浪費(fèi)氣體。一般采用一點(diǎn)法測試，達(dá)到穩(wěn)定后，再關(guān)井求取地層壓力。這里介紹一點(diǎn)法求取氣體產(chǎn)能方程，當(dāng)采用一點(diǎn)法測試后，可由經(jīng)驗公式求取氣井絕對無阻流量qAOF。

(2)

式中：qAOF為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣井絕對無阻流量，104m3/d；pwf為測試時穩(wěn)定井底流壓，MPa；qsc為測試時標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下穩(wěn)定產(chǎn)氣量，104m3/d。

氣體產(chǎn)能方程還可表示為[7]：

(3)

文獻(xiàn)[7]在統(tǒng)計16個氣田系統(tǒng)試井基礎(chǔ)上，經(jīng)過線性回歸，α取0.25，這樣式(3)可簡化為：

方程右邊第1項表示粘滯性引起的壓力損失，第2項表示慣性引起的壓力損失，兩項壓力損失之和構(gòu)成氣體流入井底的總壓降，兩項壓降均與氣體流量有關(guān)，氣體流量越大，壓力損失越大。反之氣體從氣藏流入井底的總壓降與井底流壓之和就是目前氣藏壓力。因此，氣體產(chǎn)能方程不僅可用于預(yù)測氣井產(chǎn)量，更重要的是還可根據(jù)氣井產(chǎn)量計算氣藏壓力。只要知道氣井產(chǎn)能方程、井底流壓和氣體流量，根據(jù)式(1)便可反求目前氣藏壓力pe：

(4)

1.3 氣藏儲量計算

在已知?dú)饩髁亢途谔讐合?，可求得井底流壓，進(jìn)而求得氣藏目前壓力，由不同時期氣藏壓力和累計產(chǎn)氣量，根據(jù)封閉氣藏壓降方程便可求得單井控制儲量G[8]。

(5)

則單井控制儲量

(6)

式中,p為對于累計產(chǎn)氣量Gp下的氣藏壓力，MPa；Z為氣藏壓力p下氣體偏差系數(shù)，無因次；Zi為氣藏原始壓力下的氣體偏差系數(shù)，無因次；Gp為氣井累計產(chǎn)氣量，104m3；G為氣藏單井控制儲量，104m3。

2 實例分析

下面舉例說明采用本文方法計算氣藏壓力代替井底流壓，線性相關(guān)性更高，而采用流動法計算的儲量偏低，甚至在產(chǎn)量變化較大時無法出現(xiàn)直線段。

例1：JY197-5HF井，原始地層壓力52.67 MPa，地層溫度106.97 ℃,2018年2月投產(chǎn)，每月生產(chǎn)數(shù)據(jù)見表2。根據(jù)套壓計算的井底流壓、目前氣藏壓力、氣藏視壓力和流動視壓力見表2。由氣藏視壓力及流動視壓力繪制的壓降方程見圖1。

表2 JY197-5HF井生產(chǎn)數(shù)據(jù)地層壓力及流動壓力

圖1 Y197-5HF井視地層壓力及視流動壓力壓降方程

從圖1可以看出，流動壓力直線斜率明顯小于氣藏壓力直線斜率，采用氣藏壓力壓降方程求得的單井控制儲量為0.658 7×108m3，流動壓力壓降方程求得的單井控制儲量為0.446 9×108m3，明顯低于氣藏壓力壓降方程求得的儲量，兩者相對誤差32.2%。

例2：JY197-1HF井，原始?xì)獠貕毫?5.35 MPa，地層溫度95.32 ℃。

2018年1月投產(chǎn)，每月生產(chǎn)數(shù)據(jù)見表3，根據(jù)套壓計算的井底流壓、目前氣藏壓力、氣藏視壓力和流動視壓力見表3。由氣藏視壓力及流動視壓力繪制的壓降方程見圖2。

表3 JY197-1HF井生產(chǎn)數(shù)據(jù)地層壓力及流動壓力

圖2 JY197-1HF井視地層壓力及視流動壓力壓降方程

從圖2可以看出，采用流動壓力求得的數(shù)據(jù)，早期因為產(chǎn)量變化較大，流動壓力沒有反映出不同流量引起的壓力損失，數(shù)據(jù)線性程度較差，后期產(chǎn)量相對平穩(wěn)，數(shù)據(jù)線性程度較高；而采用氣藏壓力求得的壓降直線方程，不論產(chǎn)量如何變化，線性程度均較高。此外，兩種壓力求得的單井控制儲量也不同，流動壓力求得的單井控制儲量為0.552 8×108m3，氣藏壓力求得的單井控制儲量為0.791 9×108m3，兩者相差30.2%。

表4是對PQ區(qū)塊9口井采用兩種方法計算的儲量對比，流動壓力計算結(jié)果普遍偏低，最小相差17.0%，最大相差60.3%，9口井平均相差34.2%。因此，使用流動壓力計算儲量不可靠，且受產(chǎn)量變化影響線性相關(guān)程度低。本文采用產(chǎn)能方程計算氣藏壓力，再據(jù)此計算氣藏儲量，線性相關(guān)程度較高，結(jié)果更準(zhǔn)確。

表4 PQ區(qū)塊兩種方法計算儲量的對比

3 結(jié)論

(1)流動壓降方程沒有考慮產(chǎn)量變化引起的壓力損失，當(dāng)產(chǎn)量變化較大時，數(shù)據(jù)線性化程度較低，無法求得單井控制儲量。氣藏壓力壓降方程考慮了產(chǎn)量變化引起的壓力損失，數(shù)據(jù)線性化程度較高，結(jié)果較為準(zhǔn)確。

(2)采用流動壓力求得的單井控制儲量明顯低于氣藏壓力求得的單井控制儲量，建議使用氣藏壓力求單井控制儲量。