子洲氣田產(chǎn)量遞減分析及應(yīng)對措施

賈連超，蔣紅梅，何順安，強小龍，蔣曉梅，侯建鑫，蔚生軍，徐 超，解雙博，蔣明艷，李耀輝

（1.中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西榆林 719000；2.中國石油長慶油田分公司第一采氣廠，陜西靖邊 718500）

子洲氣田主力生產(chǎn)層位為上古山西組山2 段，并以該層提交的探明儲量編制了13×108m3/a 開發(fā)方案。子洲氣田已投入開發(fā)15 年，以13×108m3/a 規(guī)模已連續(xù)穩(wěn)產(chǎn)8 年，以累產(chǎn)氣量按13×108m3/a 規(guī)模折算穩(wěn)產(chǎn)達12 年。對于一個低滲透氣田，并且接近致密氣田的氣田來說，已經(jīng)取得了優(yōu)異的開發(fā)效果。對于目前的產(chǎn)量遞減水平進行分析，評價出氣田要保持穩(wěn)產(chǎn)需要彌補的產(chǎn)能建設(shè)規(guī)模，從而為氣田開發(fā)潛力、穩(wěn)產(chǎn)時間的評價提供參考[1，2]。

氣井的遞減率計算方法較多，本文不從氣井遞減率入手，主要原因是單井的影響因素較多，評價出來以后再進行加權(quán)評價氣田遞減率時又會存在較多影響因素，而是從氣田整體入手，進行綜合評價，從而得到較真實較符合氣田實際的遞減率。

1 氣田開發(fā)概況

子洲氣田從2012 年開始彌補建產(chǎn)，至今每年都有少量產(chǎn)能建設(shè)，通過在氣田內(nèi)部加密、外部完善井網(wǎng)進行開發(fā)調(diào)整，這是氣田保持持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)的根本，累計彌補產(chǎn)能建設(shè)20×108m3左右。

目前氣田投產(chǎn)氣井300 余口，日產(chǎn)量420×104m3，氣井井口壓力接近系統(tǒng)壓力水平。2012 年開始的產(chǎn)能建設(shè)中，初期建設(shè)的產(chǎn)能并沒有完全用于彌補遞減，而是投產(chǎn)以后，部分老井得到了關(guān)井或降產(chǎn)保護，地層能量得以保存，氣井以合理的采氣速度保持了穩(wěn)定生產(chǎn)，也就是氣井存在穩(wěn)產(chǎn)期。近幾年由于二次加快發(fā)展的需要，才使得全部氣井以最大能力生產(chǎn)，氣井普遍出現(xiàn)產(chǎn)量遞減，沒有了穩(wěn)定生產(chǎn)階段。同時由于二次發(fā)展時投入成本的增加，彌補遞減產(chǎn)能建設(shè)規(guī)模的擴大，也促進了氣田的持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)。

2 氣田產(chǎn)量遞減率

在氣田開發(fā)過程中，隨著地下可采儲量的減少，產(chǎn)量總是要下降的，氣田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)期結(jié)束后，產(chǎn)量將以一定的規(guī)律開始遞減。產(chǎn)量遞減分析，就是當氣田進入遞減階段以后，尋求產(chǎn)量變化規(guī)律，并利用這些規(guī)律進行未來產(chǎn)量預(yù)測[3，4]。

2.1 氣井遞減率

氣井產(chǎn)量遞減分析方法主要有傳統(tǒng)ARPS 產(chǎn)量遞減分析法、現(xiàn)代產(chǎn)量遞減分析法及預(yù)測模型法。其發(fā)展歷程從單純分析產(chǎn)量數(shù)據(jù)發(fā)展到產(chǎn)量與壓力并重，從不考慮油氣藏模型發(fā)展到解析與數(shù)值模擬并行，條件從單純的定壓生產(chǎn)數(shù)據(jù)發(fā)展到變壓力、變產(chǎn)量數(shù)據(jù)（見圖1）。

圖1 氣井產(chǎn)量遞減分析方法

2.2 氣田遞減率

氣田遞減主要根據(jù)分年投產(chǎn)氣井井口壓力及整體產(chǎn)量變化特征（穩(wěn)產(chǎn)或遞減），采用衰竭遞減模型進行擬合，得到分年投產(chǎn)井遞減變化規(guī)律，預(yù)測分年投產(chǎn)氣井產(chǎn)量，在此基礎(chǔ)上，通過加權(quán)平均評價氣田遞減率。由于子洲氣田已經(jīng)投入開發(fā)15 年，大部分氣井已經(jīng)達到儲層邊界，且井口壓力接近整個生產(chǎn)管網(wǎng)運行壓力，因此可以直接類比為單井進行遞減分析，具體方法如下。

氣田年產(chǎn)能遞減率定義：

氣田年產(chǎn)量遞減率定義：

物理意義：老井在一個年度內(nèi)的產(chǎn)能、產(chǎn)量的遞減情況。

適用階段：評價氣田穩(wěn)產(chǎn)階段年度內(nèi)需補充的新井產(chǎn)能和產(chǎn)量。

在年產(chǎn)能遞減率公式中，由于D 也可以分子與分母同時乘以∑T，如下：

圖2 中可以看出，與A1公式相比較：

圖2 氣田年產(chǎn)量變化示意圖

故A1始終小于D，即年產(chǎn)量遞減率總是小于年產(chǎn)能遞減率，且兩者代表的意義也不相同，因此本文評價的氣田遞減率即年產(chǎn)能遞減率。在得到分年投產(chǎn)井遞減率的基礎(chǔ)上（見圖3），通過加權(quán)平均評價氣田遞減率。

圖3 分年投產(chǎn)井產(chǎn)量變化示意圖

根據(jù)氣井投產(chǎn)時間及氣田整體遞減時間，將2015年以前的投產(chǎn)井作為一個整體，2016 年以后的投產(chǎn)井，每年作為一個整體，2020 年當年投產(chǎn)井在評價2020 年遞減率時不予以計算在內(nèi)，在評價2021 年遞減率時計算在內(nèi)，產(chǎn)量加權(quán)評價氣田2020 年遞減率12.99%，預(yù)測2021 年遞減率11.91%。2019 年以前的投產(chǎn)井在2021 年的遞減率較2020 年的遞減率是下降的，但是2020 年當年的投產(chǎn)井在2021 年遞減率是比較高的，因此氣田的遞減率并不是一直下降的，而是受到新投產(chǎn)井的規(guī)模和遞減率影響。

3 氣田產(chǎn)量遞減應(yīng)對措施

在評價子洲氣田2021 年遞減率之后，得到年底氣田產(chǎn)量為370×104m3，從而得到彌補遞減產(chǎn)能建設(shè)工作量（見圖4），年底需投產(chǎn)新井氣量為50×104m3。以年初產(chǎn)量規(guī)模420×104m3為基數(shù)，不考慮產(chǎn)量遞減，按生產(chǎn)時間330 d，得到年度產(chǎn)量為13.86×108m3，考慮遞減則年度產(chǎn)量為13.39×108m3，需新井彌補產(chǎn)量0.47×108m3，至2021 年底，新投產(chǎn)井的產(chǎn)量需達到50×104m3，才能與年初保持同樣的生產(chǎn)水平。

圖4 彌補遞減產(chǎn)能建設(shè)工作量確定方法示意圖

2020 年子洲氣田共計開展排水采氣作業(yè)300 余口井近4 000 井次，增產(chǎn)氣量8 000×104m3左右。由于分年投產(chǎn)井的遞減率評價是在每年配套工藝措施開展的基礎(chǔ)上評價的，因此2021 年的遞減率也是考慮在配套工藝措施正常實施的前提下的，如果2021 年工藝措施總氣量增加，則彌補產(chǎn)建的規(guī)模會相應(yīng)減少。因此彌補產(chǎn)量遞減的新建彌補產(chǎn)能和老井配套工藝措施開展兩個方面是互相補充的，同步進行的，共同為氣田穩(wěn)產(chǎn)貢獻力量。

至2021 年底時，結(jié)合氣田實際的生產(chǎn)能力，同樣根據(jù)分年投產(chǎn)井遞減變化規(guī)律，預(yù)測分年投產(chǎn)氣井產(chǎn)量變化，然后通過加權(quán)平均評價氣田2022 年遞減率，可確定2022 年彌補遞減產(chǎn)能建設(shè)工作量。

4 結(jié)論

（1）氣田產(chǎn)量遞減率和氣田產(chǎn)能遞減率是兩個不同的概念，兩者代表的意義也不相同，且年產(chǎn)量遞減率總是小于年產(chǎn)能遞減率。

（2）氣田年產(chǎn)能遞減率是根據(jù)分年投產(chǎn)氣井遞減變化規(guī)律，預(yù)測分年投產(chǎn)氣井產(chǎn)量，通過加權(quán)平均獲取。

（3）通過評價氣田年產(chǎn)能遞減率可以確定彌補遞減產(chǎn)能建設(shè)工作量，指導氣田的開發(fā)調(diào)整工作。

（4）新建產(chǎn)能和老井配套工藝措施開展是彌補產(chǎn)量遞減的兩個重要措施，相互補充。