蘇里格氣田蘇東區(qū)塊多層產量劈分新方法

林孟雄 成育紅 張林

摘? ?要：蘇里格氣田蘇東區(qū)開發(fā)中雖然其主力層盒8、山1突出，但大部分井2-4層合層生產，因此造成地質、生產研究中對單層產量的獲取和指標計算存在困難。本文旨在尋找劈分單層產量的新方法，通過數(shù)理分析、數(shù)值模擬等方法對單層產量進行劈分，分析合層開采的影響因素，進而通過計算得到單層產量，為單層技術指標評價及后續(xù)多層系開發(fā)提供技術保障。

關鍵詞：合層開采;產量劈分;叢式井

2015年底蘇東A密井網試驗區(qū)開辟。加密區(qū)雖然主力層盒8、山1突出，但鉆遇層位多在3-7層，生產層位1-4層[1]，因此在地質、生產等研究中對單層產量的劈分、單層技術指標計算存在困難，造成對多層生產氣井中主力層及次主力層的貢獻及相應生產指標獲知甚少，大部分研究皆為以單井為目標，主力層為研究方向，無法針對單層進行地質及生產評價;研究區(qū)單層產量主要通過生產層為1層氣井及生產測井獲取相應數(shù)據(jù)，技術成本、時間成本較大，并且通過類比方法無法滿足各類氣井。

目前對氣藏合采井應用的產量劈分傳統(tǒng)方法主要有試氣、生產測井、地質分析[2]，3種方法各有優(yōu)缺點（表1）。此外，對產量劈分延伸方法主要有物理實驗方法、數(shù)值模擬方法、氣藏工程計算（表2）。

蘇東A密井網試驗區(qū)具有多層系合采、井下節(jié)流、井間串接、生產測井較少等造成產量劈分方法選擇有限，且低成本開發(fā)無法做到每口井進行分層試氣、生產測井。因此，地質分析法和數(shù)值模擬法能夠較為適應目前開發(fā)條件下的產量劈分，可在多參數(shù)分析基礎上，尋找地質分析、生產動態(tài)與數(shù)值模擬相結合的方法，以便低廉、快速、可全井分析的進行合層開采的產量劈分（圖1）。

1? 多層合采參數(shù)敏感性分析

通過達西公式可見，合采氣井的產量劈分會受壓力、滲透率及有效厚度的影響[3，4]，在尋找適宜的新方法前，需要通過數(shù)值模擬對合采井分層產量貢獻的影響因素的參數(shù)敏感性進行分析。

1.1? 滲透率的影響

蘇東A密井網試驗區(qū)滲透率范圍為0.01×10-3～4×10-3 μm2，平均滲透率0.38×10-3 μm2。為充分體現(xiàn)滲透率對產量劈分的影響，通過模擬上下兩層滲透率的變化，將上部產層滲透率使用平均滲透率，下部產層與上部有效滲透率的比率（滲透率極差）設定為1、5、10、50及100時，以上部產層為目標，可見隨下部產層比上部產層的滲透率比率增加，上部產層的貢獻率逐步變小;并且隨生產時間延長，下部產層貢獻率變低，上部產層貢獻率增加，并逐步趨近50%，即上下產層貢獻率趨于一致。蘇東A區(qū)層間滲透率級差1～6，主力層滲透率極差接近1，且生產時間已超過1年，各產層貢獻率基本趨穩(wěn)（圖2）[5]。

1.2? 有效厚度的影響

蘇東A密井網試驗區(qū)有效厚度較穩(wěn)定，范圍為2～8 m，主要集中在2～4 m，平均有效厚度4.19 m。同樣將上下層有效厚度比率設為1、5、10、40時，有效厚度的影響與滲透率基本一致，并且隨生產時間延長，有效厚度對上下層產能影響減弱。

1.3? 壓力的影響

蘇東A密井網試驗區(qū)原始地層壓力分布較均衡，異常高壓及低壓點較少，平均原始地層壓力為27.5 MPa。當下層與上層壓力比率為0.8、1.0和1.2時，可見由于下部產層壓力增加，上部產層的貢獻率降低，并且當比率為0.8和1.2時，下層和上層分別不產氣，隨著生產時間延長，貢獻率趨近50%。研究區(qū)層間級差1.01～1.04，主力層極差接近于1，并且生產時間已經超過1年，因此壓力對產層貢獻率的影響基本可消除（圖3）。由參數(shù)敏感性分析可見，合采產氣貢獻率隨生產時間延長不斷地進行調整并趨于穩(wěn)定，且蘇東A區(qū)層間差異較小，壓力對產層貢獻率影響較小，生產初期后不會出現(xiàn)“倒灌”的情況 。因此可通過易獲取的地質參數(shù)，運用儲層參數(shù)分析法進行分層產量劈分。

2? 產量劈分方法

2.1? 靜、動態(tài)參數(shù)優(yōu)選

由上文參數(shù)敏感性分析可知，可選擇適當易獲取的地質參數(shù)進行產量劈分，此外由于蘇里格氣田氣井主力層突出、次要層變化大的因素，為了統(tǒng)一，動態(tài)參數(shù)要進行歸一化處理。

研究區(qū)多為分壓合采井，因此需要尋找單采井、分層測試井、分層試氣井，進行數(shù)據(jù)分析。并選出靜態(tài)數(shù)據(jù)有效厚度、孔隙度、滲透率、飽和度、測試日產氣、單層日產氣、無阻流量7個參數(shù)。在之前參數(shù)敏感性分析基礎上，進行參數(shù)優(yōu)選。

由于各井差異較大，單井數(shù)據(jù)如地層系數(shù)、有效厚度、滲透率、孔隙度等與試氣日產氣量、試氣無阻流量的匹配較差，整體數(shù)據(jù)較集中，無數(shù)量關系。因此選擇單井地質參數(shù)進行劈分效果較差。此外參數(shù)無歸一性，因此引入單層總氣量占比（如全部氣井山1單層氣量求和/全部氣井總氣量求和）作為歸一化參數(shù)，避免單井對整體數(shù)據(jù)的影響。

2.2? 動靜態(tài)配伍關系及參數(shù)選擇

為驗證參數(shù)有效性，并尋找參數(shù)與單層總氣量占比的關系，可通過建立參數(shù)或參數(shù)團的動靜匹配對比方式進行優(yōu)選，并建立判別公式。

通過建立參數(shù)與單層總氣量占比關系，可發(fā)現(xiàn)，總參數(shù)團（SgΦKH）、單層總累計有效厚度（H總）、儲能系數(shù)（SgΦ）、地層系數(shù)與單層總氣量占比相關性較好，可達80%以上;因此采用總參數(shù)團便可進行單層產能劈分系數(shù)的確定（圖4）。

2.3? 數(shù)值模擬驗證

通過回歸對比，得到參數(shù)團的回歸公式：Y=0.025 1SgΦKH-0.137，因此參數(shù)團可用于快速產量劈分，為驗證其精確性，建立典型井（蘇B井）的數(shù)值模型，并進行對比。

運用測井數(shù)據(jù)帶或測井解釋，以500×560井網井距建立多層系單井模型，按照生產動態(tài)進行擬合，計算各層產氣貢獻程度，并與回歸公式計算出的總氣量占比進行對比。若符合，則回歸公式可用。從典型井數(shù)值模擬可見，數(shù)值模擬基本可反映出產氣剖面的結果;總參數(shù)團（SgΦKH）與產氣剖面、數(shù)值模擬對應較好，可作為分層產量劈分的回歸公式（圖5，表3，4）。

3? 典型井驗證

對6口典型井進行數(shù)值模擬與計算結果對比，可見總參數(shù)團基本符合要求，對于本溪組高滲高飽和度層也能計算合理貢獻率（表5）。后續(xù)隨著蘇東A密井網試驗區(qū)工作加深，生產測井逐步增加，將數(shù)值模擬、參數(shù)團劃分與生產測井結果進一步對比，進行適應性調整。

4? 結論

新方法通過動靜態(tài)匹配關系、數(shù)值模擬結果及生產測井對比可見，總參數(shù)團（SgΦKH）劈分結果基本一致，可運用于其他生產井劈分，達到快速單層產量劈分的目的，為蘇東A密井網區(qū)單層指標計算提供新方法，擺脫之前高成本的生產測井實驗，有效縮短研究的時間成本。

此外，該方法可有效應用在蘇里格氣田與相同模式下的神木氣田研究中，目前已在神木氣田展開對比性實驗。

參考文獻

[1]? ?楊華，張明祿.低滲透油氣田研究與實踐[M].北京石油工業(yè)出版社，2003.

[2]? ?李坤，喻高明，王喬，等.一種新的產量劈分方法[J].油氣地球物理，2011，（4）：19-22.

[3]? ?李進秀，段生勝，趙生孝，等.澀北氣田多層合采產量劈分新方法[J].青海石油，2009，（4）：52-55.

[4]? ?劉啟國，王輝，王瑞成，等.多層氣藏井分層產量貢獻計算方法及影響因素[J].西南石油大學學報（自然科學版）.2010，（1）：80-84.

[5]? ?Tariq S M.A study of the behavior of layered reservoirs with wellbore storage and skin effect.[D].California USA：Stanford University，1977.