致密氣藏產(chǎn)量遞減影響因素分析

張 波，薛 媛，吳 優(yōu)，尹 濤，黃 丹

（1.中國石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，陜西西安 710018；2.低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710018）

致密氣藏相對于常規(guī)氣難于開發(fā)利用[1]。蘇里格氣田為典型的致密砂巖氣藏[2]，在氣井產(chǎn)量預(yù)測及可采儲(chǔ)量評價(jià)方面Arps產(chǎn)量遞減規(guī)律應(yīng)用廣泛[3]。目前氣田綜合遞減率[4]連續(xù)多年在23 %以上居高不下，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)期年均彌補(bǔ)遞減超過60×108m3，工作量十分巨大。為實(shí)現(xiàn)控制氣田綜合遞減[4-7]，保障氣田連續(xù)長期穩(wěn)產(chǎn)的目標(biāo)，通過開展氣田遞減影響因素研究，可以有效的解決致密氣藏開發(fā)中產(chǎn)量遞減面臨的實(shí)質(zhì)問題，進(jìn)而降低氣井產(chǎn)量遞減率，提高氣井采收率，對致密氣藏控制遞減政策提供引領(lǐng)及借鑒作用。

1 產(chǎn)量遞減影響因素

1.1 儲(chǔ)層滲透率

儲(chǔ)層滲透率是影響氣井產(chǎn)量遞減的根本因素之一[8]，也是區(qū)別儲(chǔ)層類型的重要衡量指標(biāo)，對于遞減參數(shù)的變化規(guī)律有著顯著的影響。儲(chǔ)層滲透率對遞減參數(shù)的影響結(jié)果（見圖1）。

圖1 儲(chǔ)層滲透率對產(chǎn)量遞減的影響

由圖1可以看出，儲(chǔ)層滲透率對遞減參數(shù)的影響較大。不同的滲透率下遞減指數(shù)n前期的持續(xù)時(shí)間隨滲透率值的減小而增長，即當(dāng)滲透率越低時(shí)，地層物性變差，線性流及擬徑向流的持續(xù)時(shí)間越長，越晚進(jìn)入邊界控制擬穩(wěn)態(tài)時(shí)期。這是由于儲(chǔ)層滲透率影響氣井不穩(wěn)定流階段的壓力波的傳播速度所造成的。到達(dá)邊界控制流后，地層滲透率越小，遞減指數(shù)越大、遞減率越小。

1.2 儲(chǔ)層滲透率應(yīng)力敏感性

蘇里格氣田儲(chǔ)層具有較為顯著的滲透率應(yīng)力敏感性[9]，從而對氣井滲流特征及產(chǎn)能產(chǎn)生一定影響。儲(chǔ)層滲透率的應(yīng)力敏感性的影響即滲透率大小的影響，不同的是在連續(xù)的生產(chǎn)過程滲透率發(fā)生變化。當(dāng)單獨(dú)分析應(yīng)力敏感對遞減的影響時(shí)，其規(guī)律與滲透率的影響是基本相似的，但與滲透率相比，其影響程度較小，且當(dāng)存在應(yīng)力敏感現(xiàn)象時(shí)，遞減指數(shù)的變化過程中會(huì)出現(xiàn)較短時(shí)間的下降段，其具體原因有待進(jìn)一步研究。

1.3 儲(chǔ)層厚度

此處的儲(chǔ)層厚度指的是儲(chǔ)層的有效厚度，即含氣層的厚度。不同儲(chǔ)層厚度下遞減參數(shù)不隨儲(chǔ)層厚度的變化而變化，厚度僅對產(chǎn)量大小有影響。

1.4 儲(chǔ)層孔隙度

儲(chǔ)層孔隙度主要影響儲(chǔ)量豐度及儲(chǔ)層壓縮性的大小。隨儲(chǔ)層孔隙度的減小，遞減指數(shù)值減小，遞減率增大，即遞減更快，氣井更早進(jìn)入邊界控制流。這主要是由于當(dāng)孔隙度較小時(shí)，地層壓縮性降低且儲(chǔ)量豐度減小，地層彈性能降低所造成的。

1.5 氣井控制半徑

氣井控制半徑是影響氣井遞減的重要因素，控制半徑的大小主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：（1）氣井周圍實(shí)際砂體的大??；（2）氣井干擾所形成的類邊界效應(yīng)；（3）由于儲(chǔ)層滲透率較低，在氣井生命周期內(nèi)，壓力波仍未到達(dá)邊界所形成“擬邊界”。

由圖2可以看出，不同邊界距離下遞減指數(shù)曲線從最高值開始下降的位置隨邊界距離的增大向右側(cè)移動(dòng)，即前期不穩(wěn)定流持續(xù)時(shí)間增長，邊界控制流階段遞減指數(shù)值增大，遞減率值減小。這主要是由于，當(dāng)氣井儲(chǔ)層物性及完井條件相同時(shí)。根據(jù)調(diào)查半徑的定義，圓形邊界中一口氣井到達(dá)擬穩(wěn)態(tài)的時(shí)間是由調(diào)查半徑等于氣井實(shí)際控制半徑的時(shí)間點(diǎn)決定的。另外由于控制面積的增大，地層對單井的能量供給能力增強(qiáng)，當(dāng)滲流到達(dá)擬穩(wěn)態(tài)后，遞減更緩慢。

圖2 氣井控制半徑對產(chǎn)量遞減的影響

1.6 裂縫半長

裂縫半長是評價(jià)壓裂效果的重要衡量指標(biāo)，對氣井的滲流特征及產(chǎn)量遞減特征會(huì)產(chǎn)生一定影響。裂縫半長對線性流階段有一定影響。達(dá)到邊界以后，對后期影響較小。

1.7 裂縫導(dǎo)流能力

裂縫導(dǎo)流能力同樣為評價(jià)壓裂效果的重要衡量指標(biāo)，對氣井的滲流特征及產(chǎn)量遞減特征會(huì)產(chǎn)生一定影響。裂縫導(dǎo)流能力對遞減參數(shù)的影響極小，可以忽略不計(jì)。這主要是由于裂縫導(dǎo)流能力僅影響氣井不穩(wěn)定流階段各流態(tài)延續(xù)的時(shí)間，對各流態(tài)的壓力傳播速度沒有影響。

2 實(shí)際氣井產(chǎn)量遞減影響因素分析

在理論模型中，研究了各因素對遞減參數(shù)的影響。根據(jù)研究結(jié)果挑選各個(gè)參數(shù)中對遞減率影響較大的參數(shù)氣井控制半徑及儲(chǔ)層滲透率對實(shí)際氣井進(jìn)行研究。同時(shí)，對實(shí)際生產(chǎn)過程中的可控因素氣井配產(chǎn)的影響進(jìn)行研究。

2.1 儲(chǔ)層滲透率

儲(chǔ)層滲透率是區(qū)別氣藏與氣井的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。通過132口實(shí)際氣井分析結(jié)果（見圖3）。

圖3 實(shí)際氣井儲(chǔ)層滲透率與初始遞減率關(guān)系

初始遞減率與儲(chǔ)層滲透率呈負(fù)相關(guān)，滲透率越大，初始遞減率越小，遞減越慢；不同類型井的生產(chǎn)制度及配產(chǎn)量有所不同，對遞減會(huì)造成影響，因此不同類型井變化率有所區(qū)別，其中：Ⅲ類井隨滲透率變化率最大，Ⅱ類井次之，Ⅰ類井最小。

2.2 氣井控制半徑

根據(jù)前面的理論研究結(jié)果，氣井的控制半徑對遞減尤其是遞減率的影響較大。通過115口實(shí)際氣井分析結(jié)果（見圖4）。

圖4 實(shí)際氣井控制半徑與初始遞減率關(guān)系

初始遞減率與氣井的控制半徑呈負(fù)相關(guān)，控制半徑越大，初始遞減率越小，遞減越慢；控制半徑較小時(shí)，初始遞減率隨控制半徑變化快；當(dāng)控制半徑增大到一定程度，初始遞減率變化逐漸減小，最終保持不變。

2.3 氣井配產(chǎn)

氣井的配產(chǎn)是否合理，與產(chǎn)能是否匹配，與其初始遞減率存在一定的關(guān)系。合理配產(chǎn)的氣井穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間長、采出程度高，與之相反，過高的配產(chǎn)使生產(chǎn)初期地層能量過度消耗，氣井很快衰竭，無法達(dá)到長期穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的目的（見圖5）。

圖5 實(shí)際氣井配產(chǎn)與初始遞減率關(guān)系

實(shí)際氣井分析過程中，配產(chǎn)量并不是單一變量，而是受到滲透率等其他條件的影響，因而直接分析其與初始遞減率的關(guān)系時(shí)，無法得到預(yù)期的規(guī)律。

3 各因素相關(guān)性分析

利用SPSS軟件進(jìn)行控制半徑、地層滲透率及配產(chǎn)量與初始遞減率間的多因素關(guān)系分析，得到相關(guān)系數(shù)（見表1）。

圖6 各影響因素與初始遞減率相關(guān)系數(shù)圖

表1及圖6表明，三種主要影響因素中，控制半徑對初始遞減率的影響最為明顯，滲透率同樣也有較大的影響，而氣井配產(chǎn)作為多變量中的一個(gè)，對初始遞減率的影響較弱。

表1 各影響因素與初始遞減率相關(guān)系數(shù)表

4 結(jié)論

綜合以上分析，可以得到關(guān)于遞減參數(shù)影響因素的以下結(jié)論：

（1）儲(chǔ)層物性參數(shù)中，控制半徑、滲透率是影響遞減的主控因素，對流動(dòng)狀態(tài)及遞減形式的影響較大。

（2）儲(chǔ)層的厚度和孔隙度主要影響產(chǎn)量及儲(chǔ)量的預(yù)測。

（3）裂縫參數(shù)應(yīng)力敏感對遞減的直接影響并不是很明顯。

（4）氣井配產(chǎn)作為多變量中的一個(gè)，對初始遞減率的影響較弱。