蘇S區(qū)塊低滲氣藏氣井產(chǎn)量遞減規(guī)律

王 穎.

(中石油長(zhǎng)城鉆探工程公司地質(zhì)研究院，遼寧盤錦 124010)

蘇S區(qū)塊是蘇里格氣田的主力產(chǎn)氣區(qū)塊之一，該區(qū)塊地質(zhì)條件復(fù)雜、儲(chǔ)層物性差、非均質(zhì)性強(qiáng)，具有明顯的低壓、低滲、低豐度特征，氣井一般要進(jìn)行人工壓裂才能投產(chǎn)，氣井產(chǎn)量低、壓力下降快，無(wú)穩(wěn)產(chǎn)期或穩(wěn)產(chǎn)期短。開(kāi)展產(chǎn)量遞減規(guī)律研究是掌握氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、預(yù)測(cè)未來(lái)產(chǎn)量的基礎(chǔ)，為氣田高效開(kāi)發(fā)提供一定的理論依據(jù)。

1 遞減規(guī)律分析方法

目前，氣井遞減規(guī)律的研究方法主要包括兩類：傳統(tǒng)產(chǎn)量遞減方法和現(xiàn)代產(chǎn)量遞減分析方法。傳統(tǒng)產(chǎn)量遞減是1945年由Arps提出并在工業(yè)界被廣泛應(yīng)用于氣井產(chǎn)量遞減分析及累產(chǎn)氣預(yù)測(cè)的方法[1]，并將產(chǎn)量隨時(shí)間的遞減分為指數(shù)遞減、雙曲遞減和調(diào)和遞減，其優(yōu)點(diǎn)是直接利用氣井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，不需要儲(chǔ)層參數(shù)；但在分析時(shí)要求氣井定壓生產(chǎn)，且不能用于初期不穩(wěn)定流階段。

1980年，F(xiàn)etkovich將常井底流壓生產(chǎn)條件的不穩(wěn)定解析解和Arps的3種遞減類型曲線合并，推出Fetkovich典型曲線圖版[2]。然而，在實(shí)際生產(chǎn)中，氣井通常是變產(chǎn)量和變壓力生產(chǎn)，限制了該典型圖版的應(yīng)用。1986年，Blasingame提出了物質(zhì)平衡時(shí)間的概念，將變產(chǎn)量和變流壓的解轉(zhuǎn)化成常產(chǎn)量解[3-4]。此后，基于上述理論的Agarwal-Gardner、NPI的典型曲線被開(kāi)發(fā)并應(yīng)用于工業(yè)界對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析，這些方法共同構(gòu)成了現(xiàn)代產(chǎn)量遞減分析方法[5-6]。

針對(duì)蘇S區(qū)塊不同類型井的地質(zhì)條件和滲流特征，對(duì)穩(wěn)定生產(chǎn)的Ⅰ類井的產(chǎn)量分析采用傳統(tǒng)的Arps遞減分析和經(jīng)典的Fetkovich遞減分析方法；Ⅱ、Ⅲ類井生產(chǎn)時(shí)井口壓力及產(chǎn)量波動(dòng)較大，且未達(dá)到擬穩(wěn)態(tài)階段，遞減分析采用Blasingame為代表的現(xiàn)代產(chǎn)量遞減分析法。

2 方法應(yīng)用及效果分析

蘇里格氣田蘇S區(qū)塊是2007年勘探開(kāi)發(fā)的，產(chǎn)氣層位于古生界二疊系下石盒子組盒8段和山西組山1段，平均孔隙度為5.0%～12.0%，滲透率為0.009～9.331 mD，屬于低孔低滲致密儲(chǔ)層。本文從大量實(shí)際生產(chǎn)資料入手，根據(jù)不同氣井的地質(zhì)條件及滲流特征，選擇與之相適應(yīng)的產(chǎn)量遞減分析方法，研究各類井的遞減規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上預(yù)測(cè)各項(xiàng)開(kāi)發(fā)指標(biāo)。

2.1 單井實(shí)例

Ⅰ類井以S24-35井為例，該井于2009年5月投產(chǎn)，初期套壓22.4 MPa，日產(chǎn)3.66×104m3/d；穩(wěn)產(chǎn)1 a后產(chǎn)量下降，產(chǎn)量從2010年5月的3.66×104m3/d遞減為目前的1.64×104m3/d，壓力也隨之下降，套壓由22.4 MPa下降為3.7 MPa。

對(duì)該井進(jìn)行Arps遞減曲線回歸分析(圖1)和Fetkovich典型圖版擬合(圖2)，經(jīng)計(jì)算得出遞減指數(shù)為零，符合指數(shù)遞減規(guī)律，月遞減率為2.2%，年遞減率為13.1%。

圖1 S24-35井傳統(tǒng)產(chǎn)量遞減法曲線Fig.1 Traditional rate decline curves of well S24-35

圖2 S24-35井Fetkovich曲線擬合圖Fig.2 Fetkovich curves fit chart of well S24-35

采用全歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行Fetkovich圖版擬合，發(fā)現(xiàn)該井已經(jīng)達(dá)到擬穩(wěn)態(tài)。應(yīng)用傳統(tǒng)遞減分析方法進(jìn)行產(chǎn)量擬合，預(yù)測(cè)月遞減率與圖版法計(jì)算結(jié)果一致。同時(shí)，將計(jì)算結(jié)果與實(shí)際月度動(dòng)態(tài)產(chǎn)量進(jìn)行對(duì)比(圖3)，表明該研究方法可靠。

圖3 S24-35井實(shí)際產(chǎn)量與計(jì)算產(chǎn)量對(duì)比Fig.3 Actual output and theoretical output collation chart of well S24-35

S26-32井為動(dòng)態(tài)Ⅱ類井，該井于2009年3月投產(chǎn)，初期套壓為20.8 MPa，日產(chǎn)氣為2.77×104m3/d。投產(chǎn)后產(chǎn)量遞減，產(chǎn)量從2009年3月的2.77×104m3/d降為目前的1.08×104m3/d，套壓由20.8 MPa下降至6.7 MPa。

2.1.1 氣井基本數(shù)據(jù)(表1)

表1 S26-32井基本數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)Table 1 Basic data statistics of well S26-32

2.1.2 解釋模型

有限導(dǎo)流垂直裂縫模型+均質(zhì)模型+圓形(封閉)模型[7-8]。依據(jù)設(shè)置的解釋模型和模型參數(shù)生成的理論模型曲線，當(dāng)模型曲線與實(shí)際數(shù)據(jù)點(diǎn)達(dá)到良好擬合時(shí)，獲得了實(shí)際數(shù)據(jù)的解釋結(jié)果。

2.1.3 圖版擬合生產(chǎn)數(shù)據(jù)

通過(guò)現(xiàn)代產(chǎn)量遞減典型圖版擬合(圖4)，計(jì)算出S26-32井的遞減指數(shù)為0.5，符合雙曲遞減，目前月遞減率為1.40%，年遞減率為15.53%，地層系數(shù)為1.66 md·m，裂縫半長(zhǎng)為58.9 m，泄氣半徑為294.5 m，表皮系數(shù)為1.03，動(dòng)儲(chǔ)量為3 159.3×104m3。

從Fetkovich典型曲線擬合的結(jié)果來(lái)看，該井存在較長(zhǎng)不穩(wěn)定流階段，現(xiàn)代產(chǎn)量遞減分析圖版可以真實(shí)地反映氣井的實(shí)際情況。S26-32井2017年建立的模型將2018年的生產(chǎn)數(shù)據(jù)添加后，在參數(shù)未調(diào)整的情況下，擬合趨勢(shì)完全符合，說(shuō)明該井的模型圖版可靠，能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行未來(lái)產(chǎn)量預(yù)測(cè)。

圖4 S26-32井現(xiàn)代產(chǎn)量遞減分析方法Fig.4 Contemporary production decline analytic method of well S26-32

2.2 不同類型井的產(chǎn)量遞減規(guī)律

蘇S區(qū)塊Ⅰ類井儲(chǔ)層物性相對(duì)較好，氣井穩(wěn)產(chǎn)1 a后開(kāi)始出現(xiàn)遞減趨勢(shì)，試井解釋結(jié)果顯示該類井的遞減期已進(jìn)入邊界控制流狀態(tài)。按照單井計(jì)算流程，對(duì)蘇S區(qū)塊滿足要求的72口Ⅰ類井生產(chǎn)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行回歸分析和圖版擬合，計(jì)算出Ⅰ類氣井年遞減率在13%～20%之間，平均年遞減率為19.44%，可開(kāi)采10～15 a。

Ⅱ、Ⅲ類井儲(chǔ)層致密，孔隙度和滲透率相對(duì)較低，投產(chǎn)初期產(chǎn)量和壓力表現(xiàn)出持續(xù)下降。該類井達(dá)到擬穩(wěn)定所需的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，鑒于既包括不穩(wěn)定流階段又包含邊界流階段的現(xiàn)代產(chǎn)量遞減分析方法非常適合于該類氣井的遞減規(guī)律分析，按照2.1的計(jì)算流程，對(duì)蘇S區(qū)塊滿足計(jì)算要求的75口Ⅱ類井和7口Ⅲ類氣井的產(chǎn)量壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行圖版擬合，得到氣井地層系數(shù)、裂縫半長(zhǎng)、泄氣半徑和表皮系數(shù)等參數(shù)，分析氣井的產(chǎn)量遞減規(guī)律(表2)。經(jīng)計(jì)算，Ⅱ、Ⅲ類井符合雙曲遞減，初始遞減率較高，隨著生產(chǎn)時(shí)間延長(zhǎng)遞減率逐漸降低。目前，Ⅱ類井平均遞減率為15.34%，Ⅲ類井平均遞減率為14.51%，Ⅱ類氣井可開(kāi)采10～12 a，Ⅲ類氣井可開(kāi)采8～10 a。

表2 蘇S區(qū)塊不同類型典型井分析結(jié)果Table 2 Difference type wells analytic results of Su S block

3 結(jié)論

(1)初步揭示了蘇S區(qū)塊不同類型井的遞減規(guī)律，Ⅰ類井符合指數(shù)遞減規(guī)律，平均單井遞減率為19.44%。Ⅱ、Ⅲ類井屬于雙曲遞減，目前平均年遞減率分別為15.34%和14.51%，且初始遞減率較高，隨著生產(chǎn)時(shí)間延長(zhǎng)遞減率逐漸降低。

(2)預(yù)測(cè)蘇里格氣田蘇S區(qū)塊Ⅰ類氣井可開(kāi)采10～15 a，Ⅱ類氣井可開(kāi)采10～12 a，Ⅲ類氣井可開(kāi)采8～10 a，該區(qū)塊投產(chǎn)井仍具有巨大的開(kāi)發(fā)潛力。

(3)首次應(yīng)用傳統(tǒng)遞減分析法與現(xiàn)代產(chǎn)量遞減分析法對(duì)氣井的生產(chǎn)規(guī)律有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)了利用日常生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)層動(dòng)態(tài)描述的目的，有助于不斷提高氣田的開(kāi)發(fā)水平和經(jīng)濟(jì)效益。