致密高含水氣藏調(diào)整生產(chǎn)制度后動態(tài)變化及影響因素
——以東勝氣田錦30井區(qū)為例

方燕俊

（中國石化華北油氣分公司石油工程技術(shù)研究院，河南 鄭州 450000）

0 引言

致密高含水氣藏由于非均質(zhì)性強、氣水流動關(guān)系復(fù)雜等問題開發(fā)難度較大，在傳統(tǒng)的油氣田開發(fā)中，是較難開采的油氣資源之一。然而，隨著油氣資源的逐漸枯竭和采取更為環(huán)保和可持續(xù)的生產(chǎn)方式，對致密高含水氣藏的研究和開發(fā)逐漸受到重視。在這種情況下，如何調(diào)整生產(chǎn)制度以獲得更好的生產(chǎn)效益成為了該領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點之一［1-2］。為了解決這些問題，近年來國內(nèi)外研究者對致密高含水氣藏的勘探、開發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)進行了大量的研究工作，其中，調(diào)整生產(chǎn)制度的研究受到了廣泛關(guān)注。針對致密高含水氣藏的特點和難點［3］，研究者們提出了不同的生產(chǎn)調(diào)整方案［4-10］，并對不同的生產(chǎn)方案進行了分析和優(yōu)化。在目前的研究中，一些研究者采用數(shù)值模擬等方法［11］對致密高含水氣藏進行了研究，針對不同的生產(chǎn)方案制定了模擬計算方案，并在實驗室和現(xiàn)場［12-13］進行了驗證。這些研究工作為致密高含水氣藏的生產(chǎn)調(diào)整提供了一定的理論和實踐依據(jù)。此外，隨著氣象、水文、地質(zhì)、地球物理等學(xué)科的不斷發(fā)展，基于數(shù)據(jù)挖掘的方法和機器學(xué)習等技術(shù)［14］也被引入到致密高含水氣藏的研究中。這些新的方法和技術(shù)能夠更好地處理大量的實驗數(shù)據(jù)，更準確地預(yù)測致密高含水氣藏的生產(chǎn)情況，從而為生產(chǎn)制度的調(diào)整提供更多的技術(shù)支持?？傊?，致密高含水氣藏調(diào)整生產(chǎn)制度后動態(tài)變化及影響因素的研究是一個廣泛而深入的領(lǐng)域［15-16］，可以通過結(jié)合不同的研究方法和技術(shù)，為致密高含水氣藏的勘探和開發(fā)提供更加全面、科學(xué)的技術(shù)解決方案，為能源資源的安全可持續(xù)發(fā)展做出重要貢獻。東勝氣田作為中國石化在鄂爾多斯盆地天然氣貢獻的主陣地，每年冬季都會選擇一批氣井上調(diào)生產(chǎn)制度以滿足保供需求。為了氣田產(chǎn)量的平穩(wěn)運行，過了冬季之后又會選擇一批高配產(chǎn)井下調(diào)產(chǎn)量。而東勝氣田作為致密高含水氣藏，不僅生產(chǎn)液氣比高，而且非均質(zhì)性強，尤其以錦30 井區(qū)為代表，錦30 井區(qū)為辮狀河沉積模式，天然氣主要富集在8條河道，各河道非均質(zhì)性強，氣井無阻流量最高可達100×104m3，最低不足5×104m3，加上產(chǎn)水的影響，氣井調(diào)整生產(chǎn)制度后的產(chǎn)量、壓力等生產(chǎn)指標變化復(fù)雜，調(diào)整生產(chǎn)制度后產(chǎn)量、壓力、EUR、液氣比等指標變化規(guī)律認識不清。筆者對調(diào)整生產(chǎn)制度井按照調(diào)產(chǎn)比例、生產(chǎn)液氣比、日產(chǎn)氣量大小等指標分類開展動態(tài)分析，明確調(diào)整生產(chǎn)制度對氣井生產(chǎn)動態(tài)的影響，為同類氣藏調(diào)整生產(chǎn)制度選井提供依據(jù)，在滿足提產(chǎn)需求的同時保障氣井的平穩(wěn)生產(chǎn)。

1 錦30井區(qū)開發(fā)概況

東勝氣田構(gòu)造位置位于鄂爾多斯盆地北緣伊陜斜坡和伊盟隆起結(jié)合部，錦30 井區(qū)位于東勝氣田西部，主力層位為石盒子組以及山西組，氣層深度介于3 000～3 600 m［17］，儲集層巖性主要為巖屑石英砂巖以及石英砂巖，孔隙度介于5.0%～18.8%，滲透率介于0.20～3.99 mD，生產(chǎn)液氣比介于5.7～7.4 m3／104m3，屬于巖性、巖性—構(gòu)造、構(gòu)造—裂縫復(fù)合氣藏。井區(qū)自2019 年開始規(guī)模建產(chǎn)，目前總井數(shù)達153 口，平均井口套壓為7.1 MPa，平均日產(chǎn)氣量為1.1×104m3，平均液氣比為6.9 m3／104m3，自然遞減率為32.8%，處于低壓、低產(chǎn)、高液氣比生產(chǎn)狀態(tài)。

2 氣井調(diào)整生產(chǎn)制度后動態(tài)變化及影響因素分析

受冬季天然氣需求量增加影響，錦30 井區(qū)在每年四季度會選擇一批井上調(diào)生產(chǎn)制度以保障冬季天然氣供應(yīng)，而為了保障氣井平穩(wěn)生產(chǎn)，在下一年的一到三季度會選擇一批高配產(chǎn)井下調(diào)生產(chǎn)制度。但是由于錦30 井區(qū)氣藏非均質(zhì)性強、生產(chǎn)液氣比高的特點，對調(diào)整生產(chǎn)制度后生產(chǎn)規(guī)律認識不清楚，上調(diào)及下調(diào)井常常調(diào)整后不符合預(yù)期，導(dǎo)致多次調(diào)整，甚至由于調(diào)整后開始積液水淹，只能調(diào)回原生產(chǎn)制度或者進行氣井治理，嚴重影響了錦30 井區(qū)氣井的平穩(wěn)生產(chǎn)運行。

2.1 上調(diào)生產(chǎn)制度井動態(tài)變化

2022 年提產(chǎn)保供期間，錦30 井區(qū)上調(diào)工作制度井13口14井次，計劃上調(diào)日產(chǎn)量15.0×104m3，實際上調(diào)日產(chǎn)量12.2 × 104m3，其中僅3 井次上調(diào)超預(yù)期，5井次上調(diào)符合預(yù)期，其余6井次上調(diào)均未達到預(yù)期，并且存在1口井上調(diào)生產(chǎn)制度后產(chǎn)氣量不升反降。對于氣井上調(diào)生產(chǎn)制度前后生產(chǎn)規(guī)律認識不清是調(diào)產(chǎn)符合率低的主要原因。

調(diào)產(chǎn)前平均日產(chǎn)氣量為4.5×104m3，平均壓降速率為0.024 MPa／d，平均EUR 為0.6 × 108m3，調(diào)產(chǎn)后平均日產(chǎn)氣量為5.4 × 104m3，平均壓降速率為0.048 MPa／d，平均EUR為0.4×108m3，上調(diào)后平均日產(chǎn)氣量上升20.0%，平均壓降速率上升100.0%，采用物質(zhì)平衡法計算平均單井可采儲量下降27.8%，調(diào)整后壓降速率變化較大，單井可采儲量次之，平均日產(chǎn)氣量變化最小。

2.2 下調(diào)生產(chǎn)制度井動態(tài)變化

2023年一季度，錦30井區(qū)下調(diào)生產(chǎn)井19口25井次，下調(diào)產(chǎn)量16.9×104m3，其中5 口井由于調(diào)整后不符合預(yù)期進行了多次下調(diào)，一口井下調(diào)后積液嚴重轉(zhuǎn)為上調(diào)制度進行生產(chǎn)。對于氣井下調(diào)生產(chǎn)制度前后生產(chǎn)規(guī)律認識不清是調(diào)產(chǎn)符合率低的主要原因。調(diào)產(chǎn)前平均日產(chǎn)氣量為4.8×104m3，平均壓降速率為0.031 MPa／d，平均單井可采儲量為0.3 × 108m3，調(diào)產(chǎn)后平均日產(chǎn)氣量為4.1×104m3，平均壓降速率為0.015 MPa／d，平均單井可采儲量為0.4 × 108m3，下調(diào)后平均日產(chǎn)氣量下降14.6%，平均壓降速率下降51.6%，平均單井可采儲量恢復(fù)33.3%，調(diào)整后壓降速率變化較大，單井可采儲量次之，平均日產(chǎn)氣量變化最小，與上調(diào)井規(guī)律一致。

2.3 不同提產(chǎn)比例氣井影響因素分析

對于上調(diào)生產(chǎn)制度井，當提產(chǎn)比例小于50%時，增大提產(chǎn)比例壓降速率上升比例穩(wěn)定在180%，而當提產(chǎn)比例大于50%時，壓降速率開始快速上升，提產(chǎn)比例每上升10%，壓降速率上升比例提高160%。更高的提產(chǎn)比例意味著更大的生產(chǎn)壓差，過高的生產(chǎn)壓差會在近井地帶產(chǎn)生儲層傷害［18-19］，壓降漏斗斜率更大。因此當提產(chǎn)比例小于50%，雖然生產(chǎn)壓差變大，但由于對近井地帶儲層傷害較小，壓降速率上升比例相對較穩(wěn)定；當提產(chǎn)比例大于50%時，生產(chǎn)壓差增加對近井地帶儲層傷害的影響加劇，提產(chǎn)比例越大，壓降速率越快（圖1）。

圖1 2022年上調(diào)生產(chǎn)制度井不同提產(chǎn)比例動態(tài)變化圖

EUR 下降比例與提產(chǎn)比例沒有明顯的相關(guān)性，分析可能存在兩方面原因：①樣本少，須積累足夠多的樣本點后才具有相關(guān)性；②高含水氣藏氣水流動關(guān)系復(fù)雜，EUR 下降比例可能與產(chǎn)氣量、生產(chǎn)液氣比等因素相關(guān)性更強。

對于下調(diào)生產(chǎn)制度井，隨著下調(diào)比例的增加，壓降速率下降比例呈直線上升，當下調(diào)比例小于10%時，壓降速率下降比例為45%，下調(diào)比例每增加10%，壓降速率下降比例增大12%，這表明對于高配產(chǎn)、高生產(chǎn)壓差氣井通過下調(diào)生產(chǎn)制度可以降低高生產(chǎn)壓差對近井地帶儲層的傷害（圖2）。

圖2 2023年下調(diào)生產(chǎn)制度井不同下調(diào)比例動態(tài)變化圖

EUR 恢復(fù)比例與下調(diào)比例沒有明顯的相關(guān)性，分析可能存在兩方面原因：①樣本少，積累足夠樣本點后具有相關(guān)性；②高含水氣藏氣水流動關(guān)系復(fù)雜，EUR 恢復(fù)比例可能與產(chǎn)氣量、生產(chǎn)液氣比等因素相關(guān)性更強。

2.4 不同生產(chǎn)液氣比氣井影響因素分析

對于上調(diào)生產(chǎn)制度井，壓降速率上升比例與生產(chǎn)液氣比沒有明顯的相關(guān)性，EUR 下降比例隨著生產(chǎn)液氣比的增大而增大，但整體上差距不大，EUR下降比例介于29%～31%，且隨著生產(chǎn)液氣比的增大，EUR下降比例增加、斜率變?。▓D3）。分析提產(chǎn)前后生產(chǎn)液氣比的變化發(fā)現(xiàn)（圖4），生產(chǎn)液氣比越高，提產(chǎn)后生產(chǎn)液氣比提高幅度越小，甚至當生產(chǎn)液氣比不小于5 m3／104m3時，提產(chǎn)后生產(chǎn)液氣比不升反而下降35%，主要原因是上調(diào)井均為地質(zhì)鉆遇好、產(chǎn)能高的氣井，含氣飽和度均在等滲點右側(cè)，即氣相相滲大于水相相滲，放大生產(chǎn)壓差后，氣相增加流量大于水相增加流量。對于高含水氣藏，在相同產(chǎn)氣量條件下，生產(chǎn)液氣比越小，地層的生產(chǎn)壓差越小，近井地帶地層傷害越小，因此生產(chǎn)液氣比越高，受提產(chǎn)后氣樣流量增幅大于液相流量的特點，提產(chǎn)后生產(chǎn)液氣比下降，EUR 下降比例增加、斜率越來越小。

圖3 2022年上調(diào)生產(chǎn)制度井不同生產(chǎn)液氣比動態(tài)變化圖

圖4 2022年上調(diào)生產(chǎn)制度井提產(chǎn)前后生產(chǎn)液氣比變化圖

對于下調(diào)生產(chǎn)制度井（圖5），壓降速率下降比例與生產(chǎn)液氣比沒有明顯的相關(guān)性，EUR 恢復(fù)比例隨著生產(chǎn)液氣比的增大而增大，但整體上差距不大，EUR恢復(fù)比例介于42%～46%，且隨著生產(chǎn)液氣比的增大，EUR 恢復(fù)比例增加、斜率變小。分析下調(diào)前后生產(chǎn)液氣比的變化發(fā)現(xiàn)（圖6），生產(chǎn)液氣比越高，調(diào)產(chǎn)后生產(chǎn)液氣比提高幅度越小，當生產(chǎn)液氣比大于3 m3／104m3時，調(diào)產(chǎn)后生產(chǎn)液氣比不升反而下降9%～11%，主要原因是下調(diào)生產(chǎn)制度井下調(diào)前已經(jīng)保持高配產(chǎn)生產(chǎn)較長時間，雖然氣井上調(diào)生產(chǎn)制度擴大生產(chǎn)壓差后有利于氣相快速流出，但長期處于高配產(chǎn)狀態(tài)會使近井地帶水相快速聚集［20］，導(dǎo)致近井地帶含氣飽和度逐漸偏移到等滲點左側(cè)，即氣相相滲小于水相相滲，因此，在生產(chǎn)液氣比較高的情況下縮小生產(chǎn)壓差，抑制了水相的快速流出，減緩了水相向近井地帶富集，下調(diào)生產(chǎn)制度后生產(chǎn)液氣比較下調(diào)前有所下降。地層流出同等體積的氣相流出的壓力損失小于水相流出，因此生產(chǎn)液氣比越高，受下調(diào)生產(chǎn)制度后生產(chǎn)液氣比變小影響，EUR 恢復(fù)比例增加、斜率越來越大。

圖5 2023年下調(diào)生產(chǎn)制度井不同生產(chǎn)液氣比動態(tài)變化圖

圖6 2023年下調(diào)生產(chǎn)制度井調(diào)產(chǎn)前后生產(chǎn)液氣比變化圖

2.5 不同日產(chǎn)氣量氣井影響因素分析

對于上調(diào)生產(chǎn)制度的井（圖7），EUR下降比例與日產(chǎn)氣量沒有明顯的相關(guān)性，且不同日產(chǎn)氣量EUR下降比例介于22%～32%，差距不大；壓降速率上升比例隨著日產(chǎn)氣量的增大而減少，且隨著日產(chǎn)氣量的增大，壓降速率上升比例減少、斜率變大。分析認為，日產(chǎn)氣量越大，上調(diào)相同產(chǎn)氣量地層生產(chǎn)壓差增幅越小，因此壓降速率上升比例越小。

圖7 2022年上調(diào)生產(chǎn)制度井不同日產(chǎn)氣量動態(tài)變化圖

對于下調(diào)生產(chǎn)制度井（圖8），壓降速率下降比例及EUR 恢復(fù)比例與日產(chǎn)氣量均沒有明顯的相關(guān)性，且不同日產(chǎn)氣量壓降速率下降比例變化在54%～61%，EUR 恢復(fù)比例變化在34%～38%，表明壓降速率下降比例及EUR恢復(fù)比例受日產(chǎn)氣量的影響不大。

圖8 2023年下調(diào)生產(chǎn)制度井不同日產(chǎn)氣量動態(tài)變化圖

3 結(jié)論及建議

1）對于上調(diào)生產(chǎn)制度的井，壓降速率受提產(chǎn)比例及日產(chǎn)氣量影響較明顯，當提產(chǎn)比例小于50%時，增大提產(chǎn)比例壓降速率上升比例穩(wěn)定在180%，而當提產(chǎn)比例大于50%時，壓降速率開始快速上升；壓降速率上升比例隨著日產(chǎn)氣量的增大而減少，且隨著日產(chǎn)氣量的增大，壓降速率上升比例減少、斜率變大。EUR 受生產(chǎn)液氣比影響較明顯，隨著生產(chǎn)液氣比的增大，EUR 下降比例增加、斜率變小。因此在冬季提產(chǎn)保供期間，錦30 井區(qū)應(yīng)選擇日產(chǎn)氣量大、生產(chǎn)液氣比小的氣井，且提產(chǎn)比例應(yīng)小于50%。

2）對于下調(diào)生產(chǎn)制度的井，壓降速率受下調(diào)比例影響較明顯，隨著下調(diào)比例的增加，壓降速率下降比例呈直線上升。EUR 恢復(fù)比例受生產(chǎn)液氣比影響較明顯，EUR 恢復(fù)比例隨著生產(chǎn)液氣比的增大而增大，且隨著生產(chǎn)液氣比的增大，EUR 下降比例增加、斜率變小。因此錦30 井區(qū)優(yōu)化生產(chǎn)制度井應(yīng)選擇生產(chǎn)液氣比較大的氣井，在滿足攜液的基礎(chǔ)上盡可能增加下調(diào)比例。

3）錦30井區(qū)的調(diào)產(chǎn)實踐表明，存在大于30%的調(diào)整生產(chǎn)制度井調(diào)整后生產(chǎn)效果與預(yù)期不符，僅考慮生產(chǎn)管柱中氣液流動確定生產(chǎn)制度調(diào)整井及調(diào)整幅度的準確性差，錦30 井區(qū)確定調(diào)整井及調(diào)整制度時，還應(yīng)結(jié)合氣井地質(zhì)鉆遇情況及試氣調(diào)整制度的動態(tài)變化選擇調(diào)整井及調(diào)整幅度。