王楠

摘 要： 我國已探明天然氣儲(chǔ)層大多屬于中低滲透儲(chǔ)層，這些儲(chǔ)層非均質(zhì)明顯，孔隙度低，連通性差，自然產(chǎn)能低。為了高效開采氣藏，必須結(jié)合儲(chǔ)層的物性特征，優(yōu)選井網(wǎng)形式和采氣速率，制定合理的開發(fā)方案。本文主要通過數(shù)值模擬運(yùn)算，研究井網(wǎng)形式、采氣管徑、采氣速率等開發(fā)因素對(duì)S26區(qū)塊氣藏開采效果的影響，從而優(yōu)選出合理的開采方案。

關(guān) 鍵 詞：天然氣；數(shù)值模擬；井網(wǎng)形式；開采方案

中圖分類號(hào)：TE 357 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1671-0460（2016）04-0752-04

Abstract： Most of the natural gas reservoirs in our country belong to the low permeability reservoir，which have obvious heterogeneity， low porosity， poor connectivity and low natural productivity. In order to exploit gas reservoirs efficiently， we must combine the physical characteristics of reservoir to optimize the pattern of well and the rate of gas recovery， and to formulate a reasonable development plan. In this paper， effect of development factors such as well pattern， gas production caliber and gas recovery velocity on gas reservoir exploitation in S26 block was investigated by numerical simulation. Then a reasonable development scheme was determined.

Key words： Gas； Numerical simulation； Well pattern； Development scheme

1 區(qū)塊概況

蘇里格氣田位于長慶靖邊氣田西北側(cè)的蘇里格廟地區(qū)[1]，其氣藏分布主要受砂巖的橫向展布和儲(chǔ)集物性變化所控制[2]，是一個(gè)低壓、低滲透、低豐度[3]，以河流砂體為主體儲(chǔ)層的大面積分布的砂巖巖性氣藏[4]。S26井區(qū)位于蘇里格氣田中西部。區(qū)域構(gòu)造屬于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡西北側(cè)，區(qū)塊面積509.00 km2，含氣面積467.99 km2，探明儲(chǔ)量768.45×108 m3[5]。S26區(qū)塊的構(gòu)造特征與蘇里格整體構(gòu)造基本一致，氣田的地質(zhì)情況十分復(fù)雜[6]，雖然氣藏儲(chǔ)量大，但儲(chǔ)層物性差，非均質(zhì)性強(qiáng)，大量特低滲透儲(chǔ)層儲(chǔ)量難以動(dòng)用[7]。亟需制定相應(yīng)的開發(fā)對(duì)策，提高區(qū)塊的采出程度[8]。

2 井網(wǎng)形式設(shè)計(jì)

為了合理開發(fā)S26氣田，提高S26氣田的最終采收率，現(xiàn)設(shè)計(jì)四種開發(fā)井網(wǎng)，井網(wǎng)1為水平井、井網(wǎng)2為直井、井網(wǎng)3為水平井交錯(cuò)、井網(wǎng)4為水平井與直井交錯(cuò)。其井網(wǎng)布局方式如圖1至圖4所示。

其中，為提高水平井的采出程度，需對(duì)水平井進(jìn)行壓裂。[9]用局部網(wǎng)格加密對(duì)各井網(wǎng)布局中水平井進(jìn)行壓裂模擬預(yù)測(cè)，將I方向的網(wǎng)格劃分比例定為1∶5，J方向的網(wǎng)格劃分比例定為1∶10。[10]水平井等效裂縫參數(shù)如表1所示。

3 開發(fā)因素

開發(fā)因素是影響氣田采收率的關(guān)鍵，[11]合理的開發(fā)條件可以高效的開采氣田，是得最終采收率達(dá)到最大值。[12]其中，開發(fā)因素包括井網(wǎng)布局方式、采氣管徑以及采氣速率。[13]現(xiàn)開展開發(fā)因素單因素分析。

3.1 井網(wǎng)形式

針對(duì)S26氣田地質(zhì)狀況和儲(chǔ)層條件，為開發(fā)S26氣田設(shè)置4中井網(wǎng)布局方式，如圖1至圖4所示。[14]不同的井網(wǎng)布局方式將會(huì)對(duì)氣田的最終采收率有所影響。運(yùn)用數(shù)值模擬軟件eclipse對(duì)S26氣田進(jìn)行開發(fā)預(yù)測(cè)，水平井的日產(chǎn)氣為160 000 m3，直井的日產(chǎn)氣為25 000 m3，預(yù)測(cè)開采年限為15年（2006.11.1—2021.11.1），預(yù)測(cè)結(jié)果如表2所示，各井網(wǎng)方案預(yù)測(cè)對(duì)比圖如圖5至8所示。

由表2可以看出，井網(wǎng)1布局方式的穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間達(dá)到47個(gè)月，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間最長，穩(wěn)產(chǎn)期間累產(chǎn)氣為2.06×109m3，階段采收程度為49.341%，最終采收率達(dá)到88.413%，各項(xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)均優(yōu)于其它井網(wǎng)布局方式；井網(wǎng)3形式下的開采效果僅次于井網(wǎng)一，最終采收率為87.731%，略低于井網(wǎng)1形式。另外，從對(duì)比圖中也可以看出，直井方案開采下的全區(qū)日產(chǎn)氣、全區(qū)累產(chǎn)氣、中心井日產(chǎn)氣、中心井累產(chǎn)氣遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于水平井方案。采用井網(wǎng)2直井布局方式的穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間為23個(gè)月，最終的累產(chǎn)氣只有2.68×109m3，采收率為64.264%，較井網(wǎng)1形式下的最終采收率低24個(gè)百分點(diǎn)。

經(jīng)上述分析，應(yīng)盡量選用水平井開發(fā)S26氣田。井網(wǎng)1的布局方式采收率最高，達(dá)到88.413%，開發(fā)效果最好。因此，優(yōu)選出井網(wǎng)1的布井方式對(duì)S26氣田進(jìn)行開采。

3.2 采氣管徑

管徑的大小是影響氣田開發(fā)效果的因素之一，現(xiàn)開展不同水平井管徑對(duì)氣田開發(fā)效果的影響研究。設(shè)置5種不同的水平井管徑，分別為0.05、0.1m、0.15、0.2、0.25m，水平井的日產(chǎn)氣為160 000 m3/d，數(shù)值模擬結(jié)果如表3所示，各水平井管徑預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)比圖如圖9至12所示。

由表3可以看出，當(dāng)采氣管徑的增大到0.15，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間不再上升；不同管徑0.05、0.1、0.15、0.2m、0.25m對(duì)應(yīng)的采收率分別為88.328%、88.413%、88.464%、88.500%、88.529%。采氣管徑為0.25m的累產(chǎn)氣為3.694×109m3，采收率為88.529%，達(dá)到最大值，但其比0.2 m采氣管徑的累產(chǎn)氣僅增加2×106 m3，采收率提高0.029%，而采氣管徑為0.1 m的累產(chǎn)氣較0.05 m采氣管徑的累產(chǎn)氣增加4×106 m3，采收率提高0.085%，增幅最大。

因此，綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益和鉆井成本，優(yōu)選出采氣管徑為0.1 m。

3.3 采氣速率

采氣速率的快慢也是氣田開采的影響因素之一，現(xiàn)開展不同采氣速率氣田開發(fā)效果的影響研究。設(shè)置5種不同的采氣速率，分別為140 000、150 000、160 000、170 000、180 000 m3/d，水平井的采氣管徑為0.1 m。數(shù)值模擬結(jié)果如表4所示，各采氣速率預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)比圖如圖13至16所示。

由表4可以看出，采氣速率越小，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間越長，其中當(dāng)采氣速率為140 000 m3/d時(shí)，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間為58個(gè)月（最長），其穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間內(nèi)的累產(chǎn)氣為2.22×109m3，階段采收程度為53.307%；當(dāng)采氣速率為180 000 m3/d時(shí)，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間為40個(gè)月（最短），其穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間內(nèi)的累產(chǎn)氣為1.95×109 m3，階段采收程度為47.182%。

另外，隨著采氣速率的增大，全區(qū)和中心井的累產(chǎn)氣越大，采收率越高，但累產(chǎn)氣和采收率的增幅逐漸減小且穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間越來越短。其中，采氣速率為170 000 m3/d與180 000 m3/d的采收率僅相差0.131%，因此，采氣速率并不是越大越好，應(yīng)該有一個(gè)合理區(qū)間。

綜合考慮采收率、經(jīng)濟(jì)效益以及穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間，最終優(yōu)選氣田的采氣速率為150 000～160 000 m3/d。

4 結(jié) 論

（1）水平井的開發(fā)效果優(yōu)于直井的開發(fā)效果，應(yīng)盡量選用水平井開發(fā)S26氣田。

（2）隨著采氣管徑的增大，采收率的提高幅度逐漸減小，綜合經(jīng)濟(jì)效益和鉆井成本考慮，確定S26氣田最佳采氣管徑為0.1 m；

（3）隨著采氣速率的增大，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間越來越短，累產(chǎn)氣和最終采收率增幅逐漸減小，綜合考慮采收率、經(jīng)濟(jì)效益以及穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間，S26氣田采氣速率應(yīng)控制在150 000～160 000 m3/d。

（4）從開發(fā)因素計(jì)算結(jié)果來看，對(duì)采收率的影響最大井網(wǎng)形式，采出速率和管徑對(duì)最終采收率影響有限。

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