致密氣藏剩余儲量挖潛方法研究

摘 要：DND氣田為致密砂巖氣藏，早期以直井多層合采生產(chǎn)產(chǎn)能較低，開展水平井規(guī)?；a(chǎn)后產(chǎn)能大幅度提升，目前已進入生產(chǎn)開發(fā)后期，部署加密調整井維持穩(wěn)產(chǎn)。DND氣田發(fā)育多套生產(chǎn)層系，層間非均質性強，同時儲量分布受沉積環(huán)境和儲層物性控制較明顯，剩余儲量挖潛存在較大難度。本文以DND氣田D12區(qū)為例，旨在形成一套適合的剩余儲量挖潛方法，首先通過分析單井的生產(chǎn)動態(tài)特征及單井生產(chǎn)問題，分析單井低產(chǎn)原因并尋找生產(chǎn)有利區(qū)域；利用氣藏動態(tài)分析手段，針對不同的井型，選取適合的方式計算單井泄氣面積、可采儲量和動態(tài)儲量；利用單井泄氣面積，基于對不同井型泄氣范圍形態(tài)的假設，計算出單井泄氣半徑，繪制成圖尋找井間剩余儲量富集區(qū)域，為后期加密井井位部署提供依據(jù)。

關鍵詞：致密砂巖氣藏；動態(tài)儲量；動態(tài)分析；泄氣半徑；剩余儲量；井位部署

1.前言

DND氣田儲層以巖屑砂巖、石英砂巖為主，平均滲透率約0.47mD，平均孔隙度約為7.45%，平均喉道半徑為0.23至0.45μm，屬于典型的低孔低滲儲層。DND氣田擁有一套完整的海相潮坪-近海三角洲-陸相辮狀河沉積層序，沉積環(huán)境及條件控制砂體分布狀況及內部結構特征，層間非均質性強，導致該氣田的勘探、開發(fā)存在較大的難度。

DND氣田D12區(qū)自投入開發(fā)以來，先后經(jīng)歷了四個開發(fā)階段。2003年到2012年為直井先導實驗階段和低產(chǎn)氣層直井多層合采階段，產(chǎn)能較低，月產(chǎn)氣量低于2000萬方。2012年后實施單一低產(chǎn)氣層水平井整體開發(fā)，產(chǎn)能大幅提升，月產(chǎn)氣量最高達10000萬方。2018年至今為水平井調整、加密階段，產(chǎn)量穩(wěn)中有升，月產(chǎn)氣量大于6000萬方。隨著開發(fā)的不斷進行，井網(wǎng)逐漸完善，為保持氣田整體產(chǎn)量的平穩(wěn)，亟需一套較為完整的剩余儲量挖潛方法，為后期部署加密井提供依據(jù)。

2.氣井生產(chǎn)動態(tài)特征

DND氣田D12井區(qū)目前生產(chǎn)井數(shù)為389口，其中直井134口，水平井255口。D12井區(qū)縱向上發(fā)育7套致密砂巖儲層，其中H1、S2、T2為主力層系，3個層系水平井井數(shù)在總井數(shù)中占比為63.5%。直井中多層合采井有120口，井數(shù)在總井數(shù)中占比為30.8%。

以初期產(chǎn)量和無阻流量為評價標準，在大量單井數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的過程中，形成了直井和水平井產(chǎn)能分類標準（表1、2）。

（1）直井生產(chǎn)動態(tài)分析

為便于分析層系對生產(chǎn)動態(tài)的影響，按照H1、S2、T2三個主力層與其他非主力層的不同組合將直井劃分為8種組合類型。在3個主力層+非主力層類型中，H1+非主力層對應高產(chǎn)井比例最高，為38.5%。其余幾種組合類型中，其他類型對應的高產(chǎn)井比例最高，為41.7%。其中S2+非主力層、H1+S2+非主力層兩種類型對應的井數(shù)占直井總數(shù)約60%，從高產(chǎn)井數(shù)量上看，S2作為主力層對直井產(chǎn)量的貢獻最大（圖1），下面以S2段為例，分析氣井低產(chǎn)的原因。

將生產(chǎn)S2段的所有直井按產(chǎn)能分類后投點在D12井區(qū)S2段有效厚度圖上。宏觀上，S2段為三角洲前緣的沉積模式，西部灘壩發(fā)育，儲層有效厚度大于東部，中產(chǎn)井及高產(chǎn)井主要分布在西南部灘壩中心和周圍；東部河道發(fā)育，儲層有效厚度較薄，低產(chǎn)井主要分布東部河道附近，即儲層有效厚度影響氣井產(chǎn)能。

低產(chǎn)原因分析：

①儲層有效厚度薄

位于灘壩中心的D12及D12-8井為中產(chǎn)井，儲層有效厚度較厚，均在20m左右，位于灘壩之間的D12-P1、D12-4、D12-9為低產(chǎn)井，儲層厚度相對較薄，其中有2口井儲層有效厚度低于10m（圖2）。5口井的含氣飽和度均在45%以上，即在儲層含氣飽和度差距不大的情況下，儲層有效厚度越大，對應的氣井產(chǎn)能越高。

②儲層含氣飽和度低

D12-70、D12-81、D31均位于灘壩中心區(qū)域，儲層有效厚度較厚（圖3）。其中D31井為低產(chǎn)井，該井有效厚度高達34.6m，約為鄰井的2至5倍，但含氣飽和度為21.19%，約為鄰井的1/3。即使儲層厚度較大的區(qū)域，由于含氣飽和度較低，也會造成氣井低產(chǎn)。

（2）水平井生產(chǎn)動態(tài)分析

H1、S2、T2三個主力層系的水平井井數(shù)分別為88口、69口和84口，占水平井總井數(shù)的94.5%。其中T2段在所有層系中高產(chǎn)井比例最高，為54.8%（圖4），鉆遇高產(chǎn)井的可能性最大，是后期部署加密井的有利層位。因此下面以T2段為例，分析氣井低產(chǎn)原因。

將生產(chǎn)層段為T2的水平井按產(chǎn)能進行分類后，在D12井區(qū)T2段有效厚度圖上進行顯示。宏觀上，T2段為障壁砂壩的沉積模式，高產(chǎn)井及中產(chǎn)井主要分布在砂壩主體部位，儲層有效厚度較大；低產(chǎn)井主要分布在砂壩邊緣地帶的迎水面和背水面，儲層有效厚度相對較薄。

低產(chǎn)原因分析：

①儲層含氣性

DPT-15及DPT-33為低產(chǎn)水平井。兩井位于砂壩南部儲層厚度較大的區(qū)域，但兩井平均全烴僅10%左右，其中DPT-15井氣測顯示砂巖占比僅36.4%，而鄰井均在75%以上（表3）。D12區(qū)T2段含氣飽和度顯示（圖5），DPT-33及DPT-15位于含氣飽和度相對較低的區(qū)域。因此含氣性是導致DPT-15及DPT-33井低產(chǎn)的原因。

②儲層壓裂規(guī)模小

DPT-16為低產(chǎn)水平井，該井位于砂壩主體的儲層厚度較厚區(qū)域，DP16、DPT-2及DPT-120儲層厚度均在20m以上，含氣飽和度均大于40%，除DP16井外，其余均為高產(chǎn)井。對比3口井的壓裂參數(shù)，DP16井壓裂段數(shù)較小，段間距為280m，而鄰井段間距在100m左右，DP16井壓裂液量及總砂量約為鄰井的1/3，因此認為DP16井壓裂規(guī)模較小，儲層未充分動用（圖6，表4）。

3.氣井動態(tài)儲量計算

對于致密氣藏而言，判斷氣井生產(chǎn)是否從不穩(wěn)定流階段過渡到擬穩(wěn)態(tài)流階段，反應了氣井預測的是否是最大動態(tài)儲量，這關乎著泄氣半徑計算的精度。研究發(fā)現(xiàn)，將生產(chǎn)數(shù)據(jù)加以處理后投放在典型圖版上[1、2、3]，當單井生產(chǎn)波及范圍達到控制邊界時會進入擬穩(wěn)態(tài)流階段，此時在典型圖版上的散點整體斜率的趨勢會發(fā)生改變，通過識別斜率變化的拐點，可以識別出單井生產(chǎn)是否進入邊界流。

將單井地質參數(shù)、壓裂施工參數(shù)、井筒參數(shù)以及生產(chǎn)數(shù)據(jù)等導入油氣藏動態(tài)分析軟件中，建立單井生產(chǎn)模型?？紤]到不同分析方法對井型的適用性，直井采用Blasingame方法[2]判斷是否達到邊界流（圖7）；水平井采用Fetkovich方法[1]判斷是否達到邊界流（圖8）。

對于進入邊界流的氣井，采用FMB（Flowing Material Balance）流動物質平衡方法[4]建立井底流壓-地層壓力-累計產(chǎn)量的關系曲線，通過對關系曲線斜率的擬合，計算出單井泄氣面積、可采儲量和動態(tài)儲量（圖9）。假設直井泄氣范圍為圓形，水平井泄氣范圍為矩形加兩個半圓的“膠囊形”，利用泄氣面積和水平段長進一步計算出泄氣半徑。

從計算結果來看（表5、表6），水平井的泄氣面積在20ha至113ha之間，直井的泄氣面積在6ha至54ha之間，即水平井的泄氣面積整體上大于直井泄氣面積，在生產(chǎn)上水平井更占優(yōu)勢。單井泄氣半徑的計算結果與動態(tài)儲量和儲層參數(shù)（如儲層厚度、儲層物性等）有關，直井及水平井的泄氣半徑均在100m至400m不等。

4.加密、調整井位部署的應用

對直井及水平井生產(chǎn)動態(tài)和動態(tài)儲量研究發(fā)現(xiàn)水平井更具有生產(chǎn)開發(fā)優(yōu)勢，D12區(qū)水平井在T2段障壁砂壩的主體位置上鉆遇高產(chǎn)井比例最高，是加密、調整井部署的優(yōu)勢區(qū)域。因此本節(jié)以T2段水平井為例，尋找加密、調整井優(yōu)勢部署區(qū)域。

以泄氣直徑和水平段長為依據(jù)，在D12區(qū)T2段有效厚度圖上繪制出單井泄氣范圍（圖10）。其中DPT-4和DPT-46之間井距為1032m，兩井泄氣半徑分別為193m和176m，泄氣范圍之外的井距為750m，大于兩井泄氣半徑之和的2倍，兩井之間具有部署加密井的條件。

從井控方面看（圖11），井控范圍內有DPT-4和DPT-46兩口水平井以及D10-12一口直井，井控范圍3.29km2，井組控制儲量4.21×108m3，井組動態(tài)儲量1.6×108m3，剩余未動用儲量2.61×108m3，具有井網(wǎng)加密的潛力。從鄰井生產(chǎn)情況看（表7），DPT-4及DPT-46兩口水平井的生產(chǎn)初期油套壓均大于15MPa，地層能量充足，已生產(chǎn)9年以上，目前油壓在1.3MPa左右，套壓大于2.5MPa，仍具有一定的生產(chǎn)能力，目前累產(chǎn)氣量均超過4000萬方，若部署加密井會有較好的生產(chǎn)開發(fā)潛力。

綜上所述，從井距與泄氣范圍、井控儲量與剩余未動用儲量、鄰井生產(chǎn)情況上均表明DPT-4及DPT-46井間具有部署加密井的潛力。

5.結論

（1）不同的沉積環(huán)境及條件影響著砂體的分布和內部結構。研究發(fā)現(xiàn)儲層厚度、儲層含氣性以及壓裂規(guī)模等都影響著氣井產(chǎn)能。

（2）考慮到不同方法的適用性，直井利用Blasingame方法、水平井用Fetkovich判斷是否達到邊界流。對于到達邊界流的井，利用流動物質平衡法（FMB）計算動態(tài)儲量及泄氣面積，進一步計算出泄氣半徑。

（3）利用計算出的氣井泄氣半徑，將氣井泄氣范圍在有效厚度圖上繪出，通過井距與泄氣范圍、井控儲量與剩余未動用儲量、鄰井生產(chǎn)情況三個方面論證了部署加密井的可行性。

參考文獻：

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