氣藏動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算新方法

劉俊豐 徐曉玲 柴小穎 韓道明 張勇年

(1.青海油田勘探開(kāi)發(fā)研究院，甘肅 敦煌 736202；2.長(zhǎng)慶油田采氣一廠，陜西 西安 710006)

0 引言

經(jīng)過(guò)氣層組及計(jì)算單元的重新劃分和天然氣儲(chǔ)量的重新計(jì)算，SB 二號(hào)氣田在2002年探明含氣面積為44.6km2，天然氣的地質(zhì)儲(chǔ)量為8.2633×1010m3，儲(chǔ)量核算后該氣田成為了繼SB一號(hào)氣田之后的又一個(gè)第四系大型生物氣田。而目前開(kāi)發(fā)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了不少問(wèn)題如動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量不明、水侵量計(jì)算不準(zhǔn)確等，需要不斷解決才能不斷增儲(chǔ)上產(chǎn)。

目前計(jì)算動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量的方法較多，常用的有流動(dòng)物質(zhì)平衡法[1]、產(chǎn)量不穩(wěn)定分析法[2]及產(chǎn)量累計(jì)法[3]等，每種方法各有優(yōu)劣。針對(duì)SB 氣田水侵的特殊情況，本文研究了一種動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算新方法，新方法利用單井生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)(產(chǎn)氣量油套壓)來(lái)計(jì)算目標(biāo)區(qū)塊水侵氣藏動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量，同時(shí)求取單井產(chǎn)能與氣藏水侵常數(shù)。

1 方法原理

本文提出一種利用單井生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)(產(chǎn)氣量油套壓)來(lái)計(jì)算有水氣藏動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量，同時(shí)求取單井產(chǎn)能與氣藏水侵常數(shù)的新方法[4]。

對(duì)于SB 氣田水侵氣藏，推導(dǎo)其數(shù)學(xué)模型過(guò)程中，首先不分析凝析水和水溶氣以及二者的影響。則有氣、水兩相運(yùn)動(dòng)方程，分別為：

調(diào)研氣水兩相擬壓力，發(fā)現(xiàn)Fevang O.提出的表達(dá)形式可以分別表示為：

氣水兩相滲流中krg和krw的計(jì)算式：

水侵氣藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中，由于沒(méi)有含水區(qū)的滲透率、孔隙度、流體性質(zhì)和厚度等參數(shù)，水侵的存在使得開(kāi)發(fā)過(guò)程充滿了不確定性。開(kāi)發(fā)人員由于無(wú)法直接得到相關(guān)參數(shù)，一般都是根據(jù)氣藏?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行推斷，相關(guān)參數(shù)只有通過(guò)類(lèi)比或者對(duì)比生產(chǎn)數(shù)據(jù)定性分析。由此含水區(qū)的分析結(jié)果一般是多解的，是不確定的，這就需要對(duì)其不斷進(jìn)行修正，修正的主要根據(jù)是實(shí)際的生產(chǎn)資料。水侵問(wèn)題一直是天然氣開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，并且利用物質(zhì)平衡方程求解儲(chǔ)量時(shí)，一直難以準(zhǔn)確定量計(jì)算出實(shí)際水侵量。針對(duì)SB 氣田，所提出的方法在求得動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量的同時(shí)，還應(yīng)用曲線擬合法計(jì)算了實(shí)際的水侵量。

針對(duì)有水氣藏，由于天然存在著水驅(qū)情況，故而其物質(zhì)平衡方程滿足下式：

作出如下假設(shè)：

R=天然氣采出程度，小數(shù)相對(duì)壓力，小數(shù)水侵體積系數(shù)，小數(shù)有效壓縮系數(shù)，1/MPa；無(wú)因次有效壓縮系數(shù)，小數(shù)；變?nèi)菹禂?shù)，小數(shù)。

當(dāng)Cef≤0.10 時(shí)，變?nèi)葑饔每梢院雎圆挥?jì)，一般氣藏的Cef均小于0.10；當(dāng)I=ω/R≤0.10 時(shí)，水侵作用可以忽略不計(jì)。

類(lèi)似p/Z-Gp關(guān)系曲線，一個(gè)氣藏只要發(fā)生了水侵，ψ-R關(guān)系曲線便會(huì)存在不一樣程度的上翹，而不會(huì)呈直線關(guān)系。

筆者通過(guò)調(diào)研，研究了針對(duì)不同水侵常數(shù)、不同類(lèi)型氣藏的ω與R的關(guān)系，得出ω與R有以下近似關(guān)系：

上式中F是一個(gè)跟水侵常數(shù)相關(guān)的常數(shù)。一般來(lái)講，針對(duì)水驅(qū)氣藏有F＞1，而不同的F 值對(duì)應(yīng)著不同的氣藏水侵強(qiáng)度，明確了氣藏的F值，即可定量分析水驅(qū)的強(qiáng)弱程度。并且一般來(lái)講F＞4.0 時(shí)，水侵將會(huì)變得非常弱，因此將研究的重點(diǎn)放到1.0

將(4)代入(3)，得：

Ep值很小，則：

對(duì)于有水氣藏，氣藏平均地層壓力可以表達(dá)為累積產(chǎn)氣量與水侵常數(shù)的函數(shù)：

需要擬合的目標(biāo)值為單井控制儲(chǔ)量G、水侵常數(shù)F、相滲系數(shù)D和產(chǎn)能系數(shù)C。氣井生產(chǎn)氣水比小于10×104m3/m3時(shí)，選擇兩相井筒流動(dòng)模型求取井底壓力；氣井生產(chǎn)氣水比大于10×104m3/m3時(shí)，選擇擬單相井筒流動(dòng)模型求取井底壓力。自動(dòng)擬合算法主要是尋求最優(yōu)參數(shù)理論值與實(shí)測(cè)值的最佳擬合，從而實(shí)現(xiàn)二者偏差為最小，其本質(zhì)是參數(shù)識(shí)別問(wèn)題，由此可表示為：

擬合時(shí)選擇自動(dòng)擬合法，需要選擇一組合理參數(shù)使得目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最小。在進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候需要按照要求，給出較為符合條件的各參數(shù)的上限和下限。如果上下限和初值較為恰當(dāng)，即可獲得求解，如若不當(dāng)，計(jì)算結(jié)果將等于上下邊界的值，這時(shí)候就需要重新給定上下邊界，再次運(yùn)算以便謀求最佳值。

由動(dòng)儲(chǔ)量計(jì)算的新方法，可以得到單井單層的產(chǎn)能方程中的A 和B 系數(shù)，進(jìn)而計(jì)算無(wú)阻流量，然后求和累加得到單井的無(wú)阻流量。

利用動(dòng)儲(chǔ)量新方法算出的III-2 層組單井累計(jì)動(dòng)儲(chǔ)量為43.071×108m3。

2 方法對(duì)比與優(yōu)選

利用四種方法對(duì)SB 一號(hào)氣田III-2 層組30口生產(chǎn)井的動(dòng)儲(chǔ)量進(jìn)行復(fù)算，如表1 所示。

表1 單井動(dòng)儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果表

3 結(jié)語(yǔ)

綜上可知，SB 一號(hào)氣田的動(dòng)儲(chǔ)量范圍為2.6820～5.1327×109m3，平均動(dòng)儲(chǔ)量為4.1949×109m3?？紤]水侵影響，并且計(jì)算出的精確度較高，確定以新方法計(jì)算出的值為全氣藏動(dòng)儲(chǔ)量值，SB 一號(hào)氣田III-2 層組單井累計(jì)動(dòng)儲(chǔ)量為43.071×108m3。