王京艦 （中石油長(zhǎng)慶油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，陜西 西安710021）

王一妃 （西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院，陜西 西安710065）

李彥軍 （中石油長(zhǎng)慶油田分公司第四采氣廠(chǎng)，陜西 西安710021）

汪發(fā)文 （中石油大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶163000）

儲(chǔ)量是一個(gè)氣田的物質(zhì)基礎(chǔ)，動(dòng)儲(chǔ)量即動(dòng)態(tài)地質(zhì)儲(chǔ)量，指氣藏中能夠滲流或是流動(dòng)的那部分天然氣的地質(zhì)儲(chǔ)量。儲(chǔ)量計(jì)算是一項(xiàng)十分重要的工作，是氣井綜合評(píng)價(jià)的重要成果，是氣藏開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)，同時(shí)也是開(kāi)發(fā)方案編制和調(diào)整的依據(jù)。處在不同勘探與開(kāi)發(fā)階段的氣藏，所取得的資料不同，對(duì)氣藏的認(rèn)識(shí)程度也不相同。因此，所采用的儲(chǔ)量計(jì)算方法也應(yīng)該有所不同。準(zhǔn)確的氣藏或單井儲(chǔ)量計(jì)算與分析，關(guān)系著對(duì)氣藏的客觀(guān)綜合評(píng)價(jià)，關(guān)系著氣井產(chǎn)量及工作制度的制定與開(kāi)發(fā)井網(wǎng)的部署和調(diào)整，這是氣田高效、科學(xué)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)氣田長(zhǎng)期高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的前提條件。

長(zhǎng)慶氣田面積大、井?dāng)?shù)多，不可能實(shí)現(xiàn)全氣田整體關(guān)井測(cè)壓；氣田滲透率低，關(guān)井壓力恢復(fù)速度慢，與生產(chǎn)需求存在矛盾；加之氣井排水采氣、冬季用氣高峰期提產(chǎn)等因素，導(dǎo)致利用常規(guī)方法評(píng)價(jià)氣井動(dòng)儲(chǔ)量存在地層壓力測(cè)試點(diǎn)少，氣井工作制度不穩(wěn)定等難點(diǎn)[1]。針對(duì)上述問(wèn)題，充分應(yīng)用氣藏生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料，通過(guò)重整壓力和流量將氣井變壓力、變流量生產(chǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為等效恒壓力或恒流量數(shù)據(jù)等途徑，在常規(guī)壓降法評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，形成了壓降法、流動(dòng)物質(zhì)平衡方程法、壓降速率評(píng)價(jià)法、產(chǎn)量不穩(wěn)定法等氣井動(dòng)儲(chǔ)量評(píng)價(jià)方法，并采用可視化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言在同一平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)壓降法、流動(dòng)物質(zhì)平衡方程法和壓降速率評(píng)價(jià)法動(dòng)儲(chǔ)量的計(jì)算。應(yīng)用上述方法評(píng)價(jià)了鄂爾多斯盆地子洲氣田的單井動(dòng)儲(chǔ)量及其變化，并根據(jù)各種方法的適用條件進(jìn)行方法優(yōu)選。

1 動(dòng)儲(chǔ)量評(píng)價(jià)方法及適用條件

1.1 壓降法

壓降法 （物質(zhì)平衡方程法）是建立在物質(zhì)平衡方程式基礎(chǔ)之上的動(dòng)儲(chǔ)量計(jì)算方法，所需參數(shù) （氣井原始、目前地層壓力及累計(jì)采氣量）簡(jiǎn)單，故在動(dòng)儲(chǔ)量計(jì)算中應(yīng)用廣泛，計(jì)算界面如圖1所示。定容封閉氣藏物質(zhì)平衡方程 （或壓降方程）為[2～5]：

式中，G為氣藏動(dòng)儲(chǔ)量，108m3；Gp為氣井累計(jì)產(chǎn)氣量，108m3；pi為原始地層壓力，MPa；Zi為原始?xì)怏w偏差因數(shù)；pr為目前地層壓力，MPa；Zr為pr對(duì)應(yīng)的氣體偏差因數(shù)。

運(yùn)用壓降法計(jì)算氣井動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量的適用條件：①應(yīng)用于邊底水不活躍的氣藏。②對(duì)于裂縫發(fā)育不均勻、非均質(zhì)性強(qiáng)的氣藏或裂縫系統(tǒng)，在采出程度達(dá)10%的條件下，計(jì)算的動(dòng)儲(chǔ)量仍可能偏低；只有采出程度達(dá)20%～30%時(shí)用壓降法計(jì)算動(dòng)儲(chǔ)量才比較準(zhǔn)確。③壓降法計(jì)算動(dòng)儲(chǔ)量只反映壓力波能傳播到的連通范圍內(nèi)的儲(chǔ)量，在一些連通不好、多裂縫系統(tǒng)等復(fù)雜條件下，它不代表全氣藏的動(dòng)儲(chǔ)量。④對(duì)低滲、大面積、非均質(zhì)的裂縫－孔隙性及孔隙型氣藏，用各井分別計(jì)算動(dòng)儲(chǔ)量差別甚大。⑤壓降法計(jì)算動(dòng)儲(chǔ)量雖已屬于已開(kāi)發(fā)探明儲(chǔ)量級(jí)別，但對(duì)非均質(zhì)、多裂縫系統(tǒng)及復(fù)雜氣藏應(yīng)不斷進(jìn)行核實(shí)。

圖1 壓降法動(dòng)儲(chǔ)量計(jì)算界面

圖2 流動(dòng)物質(zhì)平衡方程法動(dòng)儲(chǔ)量計(jì)算界面

1.2 流動(dòng)物質(zhì)平衡方程法

將井筒和地層作為同一系統(tǒng)，由能量守恒定理和滲流力學(xué)理論可知，在產(chǎn)量一定時(shí)系統(tǒng)能量的損失一定 （克服流動(dòng)阻力做功和氣體勢(shì)能增加量），而氣體熱力學(xué)能變化與壓力變化近線(xiàn)性相關(guān)，因此視井口壓力與視地層壓力變化特征相同。做視井口壓力與累計(jì)產(chǎn)氣量的相關(guān)直線(xiàn)，則視原始地層壓力與直線(xiàn)斜率之比即為動(dòng)儲(chǔ)量。該方法最大的優(yōu)點(diǎn)是不需要關(guān)井測(cè)試資料，但需要?dú)饩a(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定 （滲流進(jìn)入擬穩(wěn)定狀態(tài)、產(chǎn)量波動(dòng)幅度小于5%，穩(wěn)定時(shí)間大于兩個(gè)月），計(jì)算界面如圖2所示。

適用條件：氣藏滲流達(dá)到或接近擬穩(wěn)態(tài)，且生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)量、壓力相對(duì)穩(wěn)定。

1.3 壓降速率評(píng)價(jià)法

壓降速率評(píng)價(jià)法是在氣藏工程動(dòng)態(tài)分析過(guò)程中提出的計(jì)算氣井動(dòng)儲(chǔ)量的一種新方法。該方法主要是根據(jù)產(chǎn)氣量、壓降都相對(duì)平穩(wěn)的生產(chǎn)時(shí)間段求取套壓壓降速率，然后用所取生產(chǎn)時(shí)間段的起點(diǎn)套壓除以壓降速率，得到套壓壓降為零時(shí)氣井的生產(chǎn)時(shí)間，由此就可以得到氣井的動(dòng)儲(chǔ)量即為所取生產(chǎn)時(shí)間段起點(diǎn)的累積產(chǎn)氣量加上所取平穩(wěn)段的產(chǎn)氣量與計(jì)算的生產(chǎn)時(shí)間的乘積 （計(jì)算界面如圖3所示）。

適用條件：氣藏滲流達(dá)到或接近擬穩(wěn)態(tài)，套壓壓降及產(chǎn)氣量較平穩(wěn)，且穩(wěn)產(chǎn)需要有一定的時(shí)間段。

1.4 產(chǎn)量不穩(wěn)定法

產(chǎn)量不穩(wěn)定法 （RTA方法）是利用單井的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)歷史數(shù)據(jù) （即產(chǎn)量和流壓），通過(guò)建立氣井儲(chǔ)層、井筒模型，以?xún)?chǔ)層滲流理論為基礎(chǔ)， 采 用 Blasingame、 Agarwal－Gardner、NPI、Transient等多種氣藏工程方法，同時(shí)不斷修正儲(chǔ)層模型，進(jìn)行生產(chǎn)歷史擬合，進(jìn)而計(jì)算單井動(dòng)儲(chǔ)量，如圖4所示。

應(yīng)用條件：生產(chǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)要求氣井產(chǎn)出一定的氣量，有足夠長(zhǎng)的生產(chǎn)史，才能進(jìn)行生產(chǎn)歷史的擬合，通過(guò)擬合效果才能檢驗(yàn)建立的單井模型是否符合氣井實(shí)際地質(zhì)情況。若建立的模型能反映氣井的實(shí)際情況，擬合效果好，計(jì)算的動(dòng)儲(chǔ)量才比較可靠。

圖3 壓降速率評(píng)價(jià)法動(dòng)儲(chǔ)量計(jì)算界面

2 選動(dòng)儲(chǔ)量評(píng)價(jià)方法對(duì)比及優(yōu)

子洲氣田構(gòu)造上位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡東部，開(kāi)發(fā)目的層為上古生界二疊系山西組二段 （Ps2），孔隙度5.6%，滲透率1.27mD，為定容彈性驅(qū)動(dòng)氣驅(qū)、粒間孔、溶孔和晶間孔為主復(fù)合型的低孔、低滲型氣藏。2007年8月29日投產(chǎn)，截至2011年12月，共投產(chǎn)氣井181口，年平均開(kāi)井87口，產(chǎn)氣量261.63×104m3，平均單井產(chǎn)氣 3.00×104m3，累計(jì)產(chǎn)氣26.46×108m3。

壓降法動(dòng)儲(chǔ)量計(jì)算是采用地層壓力測(cè)試的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算單井動(dòng)儲(chǔ)量的，其計(jì)算結(jié)果相對(duì)準(zhǔn)確。為了驗(yàn)證流動(dòng)物質(zhì)平衡方程法、壓降速率評(píng)價(jià)法、產(chǎn)量不穩(wěn)定法評(píng)價(jià)動(dòng)儲(chǔ)量的可靠性，選擇子洲氣田12口符合上述4種方法適用條件、生產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)的氣井 （涵蓋不同類(lèi)別的氣井），采用4種方法分別進(jìn)行動(dòng)儲(chǔ)量評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表1和圖5所示。

圖4 產(chǎn)量不穩(wěn)定法動(dòng)儲(chǔ)量計(jì)算界面

表1 氣井動(dòng)儲(chǔ)量評(píng)價(jià)表

圖5 動(dòng)儲(chǔ)量評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比圖

從圖5可以看出，運(yùn)用上述4種方法對(duì)子洲氣田涵蓋Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ不同類(lèi)別的12口氣井單井動(dòng)儲(chǔ)量進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并將評(píng)價(jià)結(jié)果與相對(duì)準(zhǔn)確的壓降法結(jié)果進(jìn)行了比較，流動(dòng)物質(zhì)平衡方程法、產(chǎn)量不穩(wěn)定法、壓降速率評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)結(jié)果的相對(duì)誤差分別為：11.10%、11.9%、25.9%，表明流動(dòng)物質(zhì)平衡方程法、產(chǎn)量不穩(wěn)定法相對(duì)誤差較小，評(píng)價(jià)結(jié)果可靠，基本能夠滿(mǎn)足工程計(jì)算的需要，可以作為動(dòng)儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果的輔助驗(yàn)證；而壓降速率評(píng)價(jià)法相對(duì)誤差較大，這主要體現(xiàn)在單井生產(chǎn)過(guò)程中壓力的波動(dòng)變化，加上儲(chǔ)層非均質(zhì)性的影響，壓力波的傳播速度等因素的綜合反映，導(dǎo)致壓降速率計(jì)算結(jié)果偏差較大，造成動(dòng)儲(chǔ)量評(píng)價(jià)結(jié)果誤差也較大，呈現(xiàn)計(jì)算結(jié)果普遍偏小的現(xiàn)象。因此，對(duì)于壓力測(cè)試資料較豐富、產(chǎn)能較高、生產(chǎn)較平穩(wěn)的氣井采取壓降法、流動(dòng)物質(zhì)平衡方程法以及產(chǎn)量不穩(wěn)定法計(jì)算單井的動(dòng)儲(chǔ)量較可靠。

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1）分析總結(jié)了壓降法、流動(dòng)物質(zhì)平衡方程法、壓降速率評(píng)價(jià)法和產(chǎn)量不穩(wěn)定法在氣田單井動(dòng)儲(chǔ)量評(píng)價(jià)中的適用條件，并采用可視化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言在同一平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)前3種方法的動(dòng)儲(chǔ)量計(jì)算，大大提高了工作效率。

2）選取子洲氣田符合4種評(píng)價(jià)方法適用條件、生產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)的各類(lèi)氣井共12口，運(yùn)用4種方法對(duì)其進(jìn)行動(dòng)儲(chǔ)量評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果表明，對(duì)于壓力測(cè)試資料較豐富、產(chǎn)能較高、生產(chǎn)較平穩(wěn)的氣井采取壓降法、流動(dòng)物質(zhì)平衡方程法以及產(chǎn)量不穩(wěn)定法計(jì)算單井的動(dòng)儲(chǔ)量較可靠。

3）動(dòng)儲(chǔ)量評(píng)價(jià)過(guò)程中，流動(dòng)物質(zhì)平衡方程法與其他2種適用方法相比，操作簡(jiǎn)單，資料錄取容易，更具有適用性。

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