冀光，賈愛(ài)林，孟德偉，郭智，王國(guó)亭，程立華，趙昕

（中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083）

0 引言

鄂爾多斯盆地蘇里格地區(qū)的致密砂巖氣田是中國(guó)致密氣的典型代表，儲(chǔ)集層非均質(zhì)性強(qiáng)、物性差、束縛水飽和度大，氣體滲流阻力大、氣井能量衰竭快、有效波及范圍小、儲(chǔ)量動(dòng)用程度低。蘇里格氣田發(fā)現(xiàn)于1996年，2005年投入開(kāi)發(fā)，目前已經(jīng)成為中國(guó)儲(chǔ)量和產(chǎn)量規(guī)模最大的天然氣田。通過(guò)動(dòng)用富集區(qū)，2014年底建成250×108m3生產(chǎn)能力，年產(chǎn)量達(dá)到230×108m3。富集區(qū)一般是指儲(chǔ)量豐度大于1.5×108m3/km2、儲(chǔ)量集中度相對(duì)較高、單井最終累計(jì)產(chǎn)量大于2 000×104m3的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)量區(qū)。蘇里格氣田從2015年開(kāi)始進(jìn)入穩(wěn)產(chǎn)階段，按照開(kāi)發(fā)規(guī)劃將持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)20年以上。不同于常規(guī)氣藏的氣井生產(chǎn)特征，致密氣單井基本沒(méi)有穩(wěn)產(chǎn)期，需要通過(guò)不斷地投入新井彌補(bǔ)遞減以保持氣田長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)。通常維持該類(lèi)氣田穩(wěn)產(chǎn)有兩條途徑，一是依靠新區(qū)塊產(chǎn)能建設(shè)進(jìn)行接替穩(wěn)產(chǎn)，二是在已開(kāi)發(fā)富集區(qū)通過(guò)井網(wǎng)加密提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度和采收率實(shí)現(xiàn)接替穩(wěn)產(chǎn)。從蘇里格氣田開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀來(lái)看，大部分未動(dòng)用區(qū)塊由于儲(chǔ)量豐度較低或可動(dòng)水飽和度大，氣井產(chǎn)量普遍低于富集區(qū)的加密井，因此富集區(qū)提高采收率作為氣田穩(wěn)產(chǎn)的技術(shù)手段更為經(jīng)濟(jì)可行，而未動(dòng)用區(qū)塊開(kāi)發(fā)可作為長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)的資源儲(chǔ)備。

國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)實(shí)踐表明，井網(wǎng)加密是致密氣提高采收率的有效手段之一。關(guān)于適宜井網(wǎng)密度的分析，前期側(cè)重于井網(wǎng)與儲(chǔ)集層分布的匹配，追求每個(gè)有效砂體僅被1口井控制，盡量避免干擾，保證Ⅰ+Ⅱ類(lèi)井的比例和單井開(kāi)發(fā)效益，設(shè)計(jì)的井網(wǎng)為最優(yōu)技術(shù)井網(wǎng)，井網(wǎng)密度控制在3口/km2以?xún)?nèi)[1]；目前為了氣田最大程度的有效開(kāi)發(fā)及提高采收率，在經(jīng)濟(jì)條件允許的范圍內(nèi)接受一定程度的井間干擾，開(kāi)展了最優(yōu)經(jīng)濟(jì)井網(wǎng)設(shè)計(jì)，提出了定量地質(zhì)模型法、動(dòng)態(tài)泄氣范圍法、產(chǎn)量干擾率法及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)評(píng)價(jià)法4種井網(wǎng)密度論證方法，經(jīng)過(guò)循序漸進(jìn)的詳細(xì)論證認(rèn)為氣田富集區(qū)可由600 m×800 m骨架井網(wǎng)整體加密至4口/km2的井網(wǎng)密度，采收率可由32%提升至約50%。另外，直井側(cè)鉆、重復(fù)壓裂、排水采氣等綜合配套措施也可在一定程度上挖潛老井產(chǎn)能，提高采收率約5%。本文圍繞致密氣田富集區(qū)提高采收率的生產(chǎn)需求，詳細(xì)論述采收率影響因素、剩余儲(chǔ)量描述、井網(wǎng)井型優(yōu)化和提高采收率配套措施等方面的研究成果。

1 致密氣儲(chǔ)集層基本地質(zhì)特征

蘇里格氣田位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡的西北側(cè)，主要產(chǎn)層為二疊系盒8和山1段。主體沉積環(huán)境為陸相辮狀河沉積，在寬緩的構(gòu)造背景下，河道多期改道、疊置，形成幾千至上萬(wàn)平方千米的大規(guī)模砂巖區(qū)，呈片狀連續(xù)分布。經(jīng)過(guò)強(qiáng)烈的壓實(shí)和膠結(jié)等成巖作用形成致密儲(chǔ)集層，孔隙類(lèi)型以次生孔隙為主。在普遍低滲—致密砂巖背景下，孔滲值相對(duì)高且含氣性好的砂體為“有效砂體”，是探明儲(chǔ)量計(jì)算的主體對(duì)象和產(chǎn)能主要貢獻(xiàn)者。不同于砂體的大規(guī)模連續(xù)分布，有效砂體發(fā)育規(guī)模小，在空間上呈多層透鏡狀分布，與連片的致密砂體形成“砂包砂”二元結(jié)構(gòu)。

致密氣儲(chǔ)集層孔喉結(jié)構(gòu)復(fù)雜，物性差，氣體充注程度低，含水飽和度相對(duì)較大。蘇里格氣田的平均含水飽和度約40%，地層水以自由水、滯留水和束縛水的狀態(tài)賦存在致密氣儲(chǔ)集層中。除蘇里格西區(qū)和東區(qū)北部外，自由水比例普遍較低，氣田主體區(qū)塊地層水主要為滯留水和束縛水，與天然氣同存共儲(chǔ)形成氣水同層或含氣水層，與常規(guī)氣藏“上氣下水”的氣水分異現(xiàn)象不同。在生產(chǎn)過(guò)程中，致密氣井產(chǎn)水是較普遍的現(xiàn)象，由于近井帶地層能量下降快，氣井產(chǎn)量低，攜液能力差，不采取井筒排水措施時(shí)井底易快速積液，形成天然氣滯留。

2 致密氣采收率影響因素

從宏觀有效砂體規(guī)模尺度與井網(wǎng)匹配關(guān)系和微觀孔隙結(jié)構(gòu)與流體滲流特征對(duì)氣井生產(chǎn)的影響兩個(gè)方面，可將致密氣采收率影響因素歸結(jié)為3個(gè)。①儲(chǔ)集層非均質(zhì)性：儲(chǔ)集層非均質(zhì)性強(qiáng)，含氣砂體連續(xù)性和連通性差，開(kāi)發(fā)井網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)量的控制程度不足。②儲(chǔ)集層滲透率：儲(chǔ)集層致密，孔隙連通性差，滲流能力弱。③氣水兩相流：儲(chǔ)集層中存在氣、水兩相流，滲流阻力大，氣井產(chǎn)量低，攜液能力弱，井筒積液導(dǎo)致氣井廢棄壓力升高。

2.1 儲(chǔ)集層非均質(zhì)性

蘇里格致密氣儲(chǔ)集層沉積環(huán)境主要為陸相河流沉積體系，水動(dòng)力條件變化大，單期河道規(guī)模小[2]，疊置樣式復(fù)雜，有效砂體多分布在河道底部與心灘中下部等粗砂巖相內(nèi)，與基質(zhì)砂體呈現(xiàn)“砂包砂”的二元結(jié)構(gòu)。氣田約80%的有效砂體為單期孤立型，且規(guī)模變化較大[3]，厚度1～10 m，主體分布范圍1.5～5.0 m，長(zhǎng)度和寬度范圍均在50～1 000 m。氣藏工程方法擬合計(jì)算表明，單井控制泄流面積主要為0.15～0.30 km2，明顯小于當(dāng)前蘇里格氣田600 m×800 m井網(wǎng)下單井的控制面積0.48 km2，可見(jiàn)開(kāi)發(fā)井網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)量的控制程度不足。

多期次辮狀河河道頻繁遷移使含氣砂體多以較小規(guī)模分布在垂向多個(gè)層段中[4]，橫向切割和垂向加積疊置形成較大的復(fù)合有效砂體，其內(nèi)部通常具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性[5]，其中水動(dòng)力條件減弱時(shí)沉積下來(lái)的致密細(xì)粒或者泥質(zhì)隔夾層成為“阻流帶”阻斷流體滲流通道，導(dǎo)致復(fù)合有效砂體內(nèi)儲(chǔ)量難以充分動(dòng)用，降低氣藏采收率。根據(jù)現(xiàn)代辮狀河（永定河）的野外露頭解剖，順流沉積剖面上，在心灘上部及辮狀河道與心灘交接處發(fā)育多個(gè)落淤夾層[6]，因此，致密氣儲(chǔ)集層采用單井高產(chǎn)的技術(shù)井網(wǎng)很難充分控制含氣砂體[7-10]，采收率往往較低。

2.2 儲(chǔ)集層滲透率

致密氣儲(chǔ)集層具有低孔、低滲的物性特征，壓力傳導(dǎo)能力要遠(yuǎn)弱于常規(guī)氣藏，流體-巖石的吸附作用導(dǎo)致儲(chǔ)集層存在啟動(dòng)壓力，在生產(chǎn)壓差小、流速低的條件下，天然氣無(wú)法克服啟動(dòng)壓力梯度流向井筒，導(dǎo)致致密氣井完鉆后幾乎沒(méi)有自然產(chǎn)能。致密氣井獲得工業(yè)氣流必須經(jīng)過(guò)儲(chǔ)集層壓裂改造，通過(guò)壓裂縫網(wǎng)與近井帶儲(chǔ)集層溝通，提高儲(chǔ)集層滲透率，以增加儲(chǔ)集層動(dòng)用程度和單井產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)效益開(kāi)發(fā)。但由于儲(chǔ)集層改造規(guī)模有限，致密氣儲(chǔ)集層采收率相比于常規(guī)氣藏仍較低。

2.3 氣水兩相流

在巖石孔隙介質(zhì)中，由于巖石潤(rùn)濕性和毛細(xì)管壓力作用[11-12]，水體優(yōu)先占據(jù)小孔喉和孔隙壁面；氣體在含水孔隙中流動(dòng)時(shí)，首先流入大孔隙，隨流動(dòng)壓差的增大，逐漸驅(qū)動(dòng)小尺寸喉道的水或?qū)⒖紫侗诿娴乃を?qū)薄。巖心中的含水飽和度隨氣體的流動(dòng)而變化。在低流速時(shí)，隨壓差的增大，氣體流量呈非線性增長(zhǎng)，氣體前緣呈跳躍式前行，且易被水卡斷。因此，氣體在含水孔隙中流動(dòng)時(shí)，也需要一定的啟動(dòng)壓力（臨界流動(dòng)壓力）；孔隙中含水飽和度越高，氣體流動(dòng)的啟動(dòng)壓力越大。

巖心樣品氣體流動(dòng)壓差與流量關(guān)系如圖1所示，通過(guò)數(shù)據(jù)擬合可以求出不同初始含水飽和度巖樣的啟動(dòng)壓力。初始含水飽和度為66.34%，52.69%和39.96%的巖樣啟動(dòng)壓力分別為0.086 40，0.009 73，0.002 39 MPa。啟動(dòng)壓力與巖心長(zhǎng)度（4.5 m）的比值為該巖心的啟動(dòng)壓力梯度，分別為0.019 20，0.002 10，0.000 53 MPa/m，隨著含水飽和度的降低，啟動(dòng)壓力和啟動(dòng)壓力梯度均減?。ㄒ?jiàn)表1）。對(duì)于地層水活躍或者含水飽和度較高的儲(chǔ)集層，受產(chǎn)水影響，氣相滲流阻力增大，當(dāng)產(chǎn)量減小到無(wú)法攜液生產(chǎn)，井筒開(kāi)始積液，產(chǎn)量進(jìn)一步降低，進(jìn)入惡性循環(huán)，必須及時(shí)開(kāi)展排水采氣措施以防氣井水淹停產(chǎn)。井筒積液將造成氣井廢棄壓力升高，采收率降低，同時(shí)排水采氣的實(shí)施將增加開(kāi)采成本，降低經(jīng)濟(jì)效益。

圖1 不同含水飽和度時(shí)流量-壓差曲線

表1 不同含水飽和度下啟動(dòng)壓力梯度數(shù)據(jù)表

3 致密氣田已開(kāi)發(fā)區(qū)剩余儲(chǔ)量評(píng)價(jià)

由于致密砂巖氣儲(chǔ)集層的特殊結(jié)構(gòu)，以追求直井產(chǎn)量最大化為目標(biāo)的技術(shù)井網(wǎng)很難充分控制不同尺度的含氣砂體，造成儲(chǔ)量動(dòng)用不徹底。開(kāi)發(fā)實(shí)踐證明，當(dāng)前蘇里格氣田600 m×800 m的主體開(kāi)發(fā)技術(shù)井網(wǎng)僅能控制主力含氣砂體，較小尺度含氣砂體難以控制，形成井間和層間剩余儲(chǔ)量。應(yīng)用地質(zhì)、地球物理、氣藏工程等方法，對(duì)區(qū)塊、井間、層位逐級(jí)開(kāi)展剩余儲(chǔ)量精細(xì)解剖與分析，結(jié)合采氣工藝技術(shù)，可將已開(kāi)發(fā)區(qū)剩余儲(chǔ)量歸納為4種類(lèi)型：井網(wǎng)未控制型、復(fù)合砂體內(nèi)阻流帶型、射孔不完善型和水平井漏失型（見(jiàn)圖2）。

3.1 井網(wǎng)未控制型

蘇里格氣田致密氣儲(chǔ)集層有效砂體規(guī)模小，橫向連通性差，發(fā)育頻率低，空間上以孤立分布為主。氣田開(kāi)發(fā)早期確定了600 m×1 200 m井網(wǎng)，與常規(guī)氣藏1～3 km的井距相比，井網(wǎng)密度較大。隨著對(duì)氣田開(kāi)發(fā)的深入，2010年以后將主體開(kāi)發(fā)井網(wǎng)由早期的600 m×1 200 m調(diào)整為600 m×800 m，井網(wǎng)密度由1.4 口/km2調(diào)整為2 口/km2，儲(chǔ)量動(dòng)用程度大幅提升，但仍無(wú)法充分控制含氣砂體。按單井最終累計(jì)產(chǎn)量2 400×104m3及儲(chǔ)量豐度1.5×108m3/km2計(jì)算，目前采收率僅為32%。井網(wǎng)未控制型剩余儲(chǔ)量占剩余氣總儲(chǔ)量的50%～60%，為剩余氣挖潛的主體。

圖2 不同類(lèi)型剩余儲(chǔ)量模式

3.2 復(fù)合砂體內(nèi)阻流帶型

水平井軌跡地質(zhì)剖面顯示復(fù)合砂體內(nèi)部不連通，發(fā)育多個(gè)“阻流帶”，垂直水流方向展布，寬度10～30 m，間隔50～150 m。試氣資料表明直井在砂體范圍內(nèi)存在流動(dòng)邊界，證實(shí)“阻流帶”可影響復(fù)合砂體滲流能力和直井儲(chǔ)量動(dòng)用程度，形成一定規(guī)模的剩余氣。復(fù)合砂體內(nèi)阻流帶型剩余儲(chǔ)量占?xì)馓锟偸Ｓ鄡?chǔ)量的25%。水平井多段壓裂后可克服阻流帶的影響。

3.3 射孔不完善型

有效砂體根據(jù)物性及含氣性差異可分為差氣層及純氣層2種類(lèi)型。差氣層與純氣層相比，有效砂體厚度薄，為1～3 m；物性差，孔隙度5%～7%，覆壓滲透率（0.01～0.10）×10-3μm2；含氣飽和度小，為45%～55%；含水飽和度大于45%，儲(chǔ)集層內(nèi)氣體相對(duì)滲透率低，流動(dòng)性差。受開(kāi)發(fā)早期直井分層壓裂技術(shù)限制，部分差氣層射孔不完善或壓裂改造不完善形成了剩余氣。根據(jù)蘇里格氣田1 200口井的鉆井及測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)單井鉆遇有效砂體的個(gè)數(shù)及各有效砂體的厚度、孔隙度、含氣飽和度等參數(shù)，篩選出射孔不完善層，結(jié)合寬厚比及長(zhǎng)寬比等地質(zhì)參數(shù)，可估算射孔不完善型儲(chǔ)集層中的儲(chǔ)量及剩余儲(chǔ)量占比。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，井均射孔不完善型剩余儲(chǔ)量占井均控制儲(chǔ)量的14%。該類(lèi)剩余儲(chǔ)量主要分布于早期投產(chǎn)的少量開(kāi)發(fā)井和評(píng)價(jià)井，2008年起由于分層壓裂技術(shù)的進(jìn)步，基本不再產(chǎn)生該類(lèi)剩余儲(chǔ)量。因此，該類(lèi)剩余儲(chǔ)量可作為有針對(duì)性的單井挖潛目標(biāo)，對(duì)于氣藏整體采收率的提高影響不大。

3.4 水平井漏失型

蘇里格致密氣儲(chǔ)集層多層段含氣，主力層盒8、山1段儲(chǔ)量占地質(zhì)儲(chǔ)量的80%左右。水平井通過(guò)增加與儲(chǔ)集層的接觸面積，利用多段壓裂改造突破阻流帶的限制，提升主力層段的儲(chǔ)量動(dòng)用程度。但多層含氣的地質(zhì)特點(diǎn)造成了水平井將不可避免地遺漏縱向上部分層段的儲(chǔ)量。據(jù)1 300余口實(shí)鉆水平井鉆遇有效儲(chǔ)集層統(tǒng)計(jì)，水平井可控制區(qū)域地質(zhì)儲(chǔ)量的60%～70%，約30%～40%形成剩余儲(chǔ)量。單井控制面積按約1 km2測(cè)算，水平井漏失型剩余儲(chǔ)量總量為（600～800）×108m3，剩余儲(chǔ)量平均豐度0.5×108m3/km2，挖潛措施的經(jīng)濟(jì)效益難以保證。

4 致密氣儲(chǔ)集層提高采收率主體技術(shù)

將蘇里格氣田不同區(qū)塊地質(zhì)儲(chǔ)量與完鉆井累計(jì)的動(dòng)用儲(chǔ)量相減，得到氣田剩余儲(chǔ)量。根據(jù)39條氣藏連井剖面解剖分析，計(jì)算各類(lèi)剩余儲(chǔ)量，繼而可得各類(lèi)剩余儲(chǔ)量占剩余總儲(chǔ)量的比例。開(kāi)發(fā)井網(wǎng)未控制的孤立含氣砂體和復(fù)合砂體內(nèi)阻流帶控制的滯留氣，本質(zhì)原因均是井網(wǎng)不能滿足控制儲(chǔ)量的要求，因此將兩者統(tǒng)一劃歸為井間未動(dòng)用型剩余儲(chǔ)量；直井射孔不完善與水平井漏失型均源于縱向?qū)娱g遺留，統(tǒng)一劃歸為層間未動(dòng)用型剩余儲(chǔ)量。其中，井間未動(dòng)用型剩余儲(chǔ)量占82%，層間未動(dòng)用型剩余儲(chǔ)量占18%（見(jiàn)表2）。因此，井網(wǎng)加密優(yōu)化提高井間剩余儲(chǔ)量動(dòng)用程度是提高采收率的主體技術(shù)，分為直井井網(wǎng)加密和直井與水平井聯(lián)合井網(wǎng)技術(shù)。

表2 蘇里格氣田中區(qū)富集區(qū)剩余儲(chǔ)量分類(lèi)占比統(tǒng)計(jì)表

4.1 直井井網(wǎng)加密提高采收率技術(shù)

直井井網(wǎng)加密適用于多個(gè)氣層分散分布的區(qū)塊，核心是確定經(jīng)濟(jì)有效的井網(wǎng)密度，并優(yōu)化井網(wǎng)幾何形態(tài)。致密砂巖氣儲(chǔ)集層具有廣覆式生烴、連續(xù)型成藏的特點(diǎn)，含氣面積大，物性差，儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)微觀上表現(xiàn)出極強(qiáng)的非均質(zhì)性。筆者團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于致密氣穩(wěn)產(chǎn)與提高采收率研究，前期認(rèn)識(shí)主要包括：在儲(chǔ)集體地質(zhì)評(píng)價(jià)方面不僅要研究?jī)?chǔ)量規(guī)模，還要分析儲(chǔ)集層空間分布結(jié)構(gòu)及含氣性對(duì)產(chǎn)量的影響[1]；在加密指標(biāo)方面要優(yōu)選、綜合多參數(shù)，明確科學(xué)的加密原則，建立系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[13]。前期研究的特點(diǎn)之一是分儲(chǔ)量類(lèi)型開(kāi)展井網(wǎng)加密，不同的儲(chǔ)量類(lèi)型對(duì)應(yīng)不同的井網(wǎng)密度。

近年來(lái)隨著開(kāi)發(fā)程度的深入，對(duì)氣田的認(rèn)識(shí)也在不斷深化，甚至較前期產(chǎn)生了較大的改變：利用多個(gè)孤立砂體在縱向上多期疊置的地質(zhì)特征，可將儲(chǔ)集層微觀結(jié)構(gòu)上的強(qiáng)非均質(zhì)性等效成富集區(qū)儲(chǔ)集層宏觀分布上的均質(zhì)性，大量生產(chǎn)井表現(xiàn)出的“井井不落空，井井難高產(chǎn)”特性可證明這一觀點(diǎn)。基于此開(kāi)發(fā)理念，首先通過(guò)地震資料解釋和沉積相帶約束落實(shí)富集區(qū)分布，將富集區(qū)看成相對(duì)均質(zhì)的整體，通過(guò)“工廠化作業(yè)”大規(guī)模布井、一次井網(wǎng)成型，無(wú)需額外優(yōu)選井位，節(jié)約鉆井施工成本，降低后期管理難度，提升開(kāi)發(fā)效益。2008—2015年，蘇里格氣田在蘇6、蘇14、蘇36-11等富集區(qū)開(kāi)展了8個(gè)密井網(wǎng)區(qū)的生產(chǎn)試驗(yàn)，為井網(wǎng)加密分析提供了資料。不分儲(chǔ)量類(lèi)型進(jìn)行加密研究的另一優(yōu)點(diǎn)是，數(shù)據(jù)分析樣本大幅增加（以往8個(gè)密井網(wǎng)區(qū)被分成了5類(lèi)儲(chǔ)量），研究的可靠性和準(zhǔn)確性得到了提升。

在前期研究成果的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的梳理、總結(jié)、提煉，建立了定量地質(zhì)模型法、動(dòng)態(tài)泄氣范圍法、產(chǎn)量干擾率法及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)評(píng)價(jià)法4種井網(wǎng)密度論證方法。4種方法考慮因素依次增多，限制條件不斷增強(qiáng)，綜合研究表明蘇里格大型致密砂巖氣田富集區(qū)可整體加密至4口/km2。與前期研究成果相比，本次取得的進(jìn)展主要表現(xiàn)在：①結(jié)合產(chǎn)量干擾率分析，形成了采收率隨井網(wǎng)密度變化的4個(gè)階段，并確定了各階段對(duì)應(yīng)的井網(wǎng)密度；②深化了單井最終累計(jì)產(chǎn)量、加密井增產(chǎn)氣量、井網(wǎng)加密的理論內(nèi)涵，將原有的概念模型逐步定量化、具體化，在現(xiàn)場(chǎng)具備了更強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值；③緊隨致密氣開(kāi)發(fā)形勢(shì)，加強(qiáng)了經(jīng)濟(jì)方面的評(píng)價(jià)，面對(duì)致密氣內(nèi)部收益率標(biāo)準(zhǔn)由12%下調(diào)至8%的現(xiàn)狀，探討了不同氣價(jià)條件下的適宜井網(wǎng)密度。

4.1.1 定量地質(zhì)模型法

定量地質(zhì)模型法的核心是確定有效單砂體的規(guī)模尺度、分布頻率，根據(jù)有效單砂體的主體規(guī)模尺度（厚度、寬度、長(zhǎng)度等）評(píng)價(jià)當(dāng)前井網(wǎng)有效控制的砂體級(jí)別及儲(chǔ)量動(dòng)用程度。巖心精細(xì)描述是確定有效單砂體厚度的重要手段，在巖電關(guān)系標(biāo)定的基礎(chǔ)上，結(jié)合測(cè)井資料對(duì)非取心井進(jìn)行有效單砂體厚度解剖。分析表明，蘇里格氣田孤立型有效單砂體厚度主要為1.5～5.0 m。有效單砂體寬度、長(zhǎng)度規(guī)模分析可通過(guò)密井網(wǎng)解剖進(jìn)行，或根據(jù)野外露頭觀測(cè)和沉積物理模擬統(tǒng)計(jì)相應(yīng)沉積環(huán)境下沉積體的寬厚比和長(zhǎng)寬比，結(jié)合砂體厚度計(jì)算有效砂體長(zhǎng)度和寬度。研究表明鄂爾多斯盆地二疊系盒8、山1段心灘、河道充填寬厚比為50～120，長(zhǎng)寬比為1.2～4.0；蘇里格氣田孤立型有效單砂體主要寬度為200～500 m，分布占比65%；主要長(zhǎng)度為300～700 m，占比69%（見(jiàn)圖3）。氣田有效單砂體展布面積主要為0.08～0.32 km2，平均為0.24 km2。根據(jù)儲(chǔ)量豐度與有效單砂體平均規(guī)模折算，1.00 km2地層內(nèi)平均發(fā)育有效砂體20～30個(gè)。80%的有效砂體呈孤立狀分布，規(guī)模小，平均尺寸小于400 m×600 m；20%呈垂向疊置、側(cè)向搭接，規(guī)模較大，儲(chǔ)量占總儲(chǔ)量的45%。

在當(dāng)前600 m×800 m主體開(kāi)發(fā)井網(wǎng)下，氣井覆蓋的開(kāi)發(fā)面積為0.48 km2，是有效單砂體平均規(guī)模的2倍，井間遺漏大量有效砂體，因此儲(chǔ)量動(dòng)用程度較低。根據(jù)定量地質(zhì)模型法分析，井網(wǎng)密度需要達(dá)到4口/km2（0.24 km2的倒數(shù)）。

4.1.2 動(dòng)態(tài)泄氣范圍法

低流速下致密氣啟動(dòng)壓力的存在使氣井的無(wú)阻流量變小、氣藏的廢棄壓力升高，采收率降低。前人通過(guò)巖心實(shí)驗(yàn)分析，根據(jù)啟動(dòng)壓力梯度和地層滲透率的關(guān)系，測(cè)算了合理井距[14]：在原始地層壓力為40 MPa、地層滲透率為0.1×10-3μm2時(shí)，認(rèn)為氣井最大井距為88.6 m，即氣井泄氣半徑不超過(guò)44.3 m。致密氣的成功開(kāi)發(fā)離不開(kāi)儲(chǔ)集層改造工藝的進(jìn)步，致密氣儲(chǔ)集層也可稱(chēng)為“人工氣藏”，其儲(chǔ)集層滲透率包括基質(zhì)滲透率及人工滲透率兩部分，而人工滲透率的數(shù)值及分布是難以準(zhǔn)確度量的，這就造成了前人方法得出的合理井距與實(shí)際情況差別較大。

圖3 蘇里格氣田有效單砂體長(zhǎng)度與寬度分布頻率

開(kāi)發(fā)過(guò)程中的壓力和產(chǎn)量數(shù)據(jù)是分析泄氣范圍的可靠依據(jù)。事實(shí)上在氣井生產(chǎn)過(guò)程中，啟動(dòng)壓力梯度的存在引起了氣井壓力和產(chǎn)量的變化。動(dòng)態(tài)泄氣范圍法通過(guò)選取生產(chǎn)時(shí)間超過(guò)500 d且基本達(dá)到擬穩(wěn)態(tài)的氣井，利用壓力和產(chǎn)量數(shù)據(jù)，在綜合考慮人工裂縫、儲(chǔ)集層物性等參數(shù)的基礎(chǔ)上擬合確定氣井泄壓范圍、動(dòng)用儲(chǔ)量、氣井最終累計(jì)產(chǎn)量等重要指標(biāo)，統(tǒng)計(jì)分析氣井泄氣范圍的分布頻率，評(píng)價(jià)當(dāng)前井網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)量的動(dòng)用程度。Blasingame和流動(dòng)物質(zhì)平衡等方法擬合計(jì)算表明，氣田直井泄流面積差異較大，最小不足0.10 km2，最大在1.00 km2以上，主體分布在0.1～0.5 km2，平均為0.27 km2，與地質(zhì)分析的結(jié)論基本一致，同樣反映了現(xiàn)有600 m×800 m骨架井網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)量控制不足。按照泄氣范圍分析，井網(wǎng)密度需要達(dá)到3.7口/km2。實(shí)際上，氣井泄氣范圍受儲(chǔ)集層規(guī)模、儲(chǔ)集層疊置樣式、阻流帶分布、人工裂縫形態(tài)等因素影響，一般為不規(guī)則的多邊形，即井網(wǎng)密度不足3.7 口/km2時(shí)，井與井的泄氣范圍已經(jīng)發(fā)生了重合，所以“泄氣半徑”的提法是不準(zhǔn)確的。

4.1.3 產(chǎn)量干擾率法

氣田生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)主要根據(jù)干擾試井評(píng)價(jià)井間距離是否合理。干擾試井通過(guò)開(kāi)關(guān)井等方式調(diào)節(jié)激動(dòng)井生產(chǎn)制度，跟蹤觀測(cè)井壓力和產(chǎn)量的變化，來(lái)確定測(cè)試井組中是否存在井間干擾現(xiàn)象。氣井平均鉆遇3～5個(gè)有效砂體，通過(guò)新井鉆遇新儲(chǔ)集層的同時(shí)，會(huì)造成部分規(guī)模較大、連通性較好的有效砂體被2口及以上的井控制，提高了干擾井的比例；而此時(shí)大部分規(guī)模尺度較小的孤立儲(chǔ)集層尚未產(chǎn)生干擾。另外，蘇里格氣田氣井采用分壓合采、井下節(jié)流的采氣工藝，但干擾試驗(yàn)難以開(kāi)展分層產(chǎn)量測(cè)試，不能分層系確定井間連通情況。因此，僅依據(jù)“干擾井比例”這一參數(shù)無(wú)法真實(shí)揭示氣井間產(chǎn)量受影響的程度，在蘇里格氣田的應(yīng)用具有明顯的局限性。

針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，提出“產(chǎn)量干擾率”指標(biāo)，以定量表征致密氣儲(chǔ)集層一定區(qū)域內(nèi)井網(wǎng)加密對(duì)氣井平均產(chǎn)量的影響程度，合理評(píng)價(jià)井網(wǎng)加密的可行性。產(chǎn)量干擾率定義為一定區(qū)域內(nèi)井網(wǎng)加密前后平均單井累計(jì)產(chǎn)量差值與加密前平均單井累計(jì)產(chǎn)量的比值。

式中IR——產(chǎn)量干擾率，%；ΔQ——加密前后平均單井累計(jì)產(chǎn)量差，104m3；Q——加密前平均單井累計(jì)產(chǎn)量，104m3。

氣田42個(gè)井組的干擾試驗(yàn)表明，當(dāng)井網(wǎng)密度達(dá)到4口/km2，約60%的氣井產(chǎn)生了干擾，按照原有的觀念認(rèn)為干擾嚴(yán)重，而產(chǎn)量干擾率僅為20%～30%，反映出實(shí)際上干擾輕微。通過(guò)選取典型區(qū)塊，結(jié)合地質(zhì)建模與數(shù)值模擬的方法，研究蘇里格致密氣儲(chǔ)集層儲(chǔ)量豐度、井網(wǎng)密度與產(chǎn)量干擾率三者之間的關(guān)系（見(jiàn)圖4）。結(jié)果顯示，產(chǎn)量干擾率隨井網(wǎng)密度的增加而增大，井網(wǎng)密度在2.5～4.5口/km2時(shí)，產(chǎn)量干擾率增速較快，反映出大部分氣井的泄氣范圍為0.22～0.40 km2，驗(yàn)證了前文的結(jié)論；當(dāng)井網(wǎng)密度達(dá)到4.5口/km2以后，產(chǎn)量干擾率增幅變小。通常區(qū)塊的平均儲(chǔ)量豐度越大，儲(chǔ)集層發(fā)育個(gè)數(shù)和累計(jì)厚度越大，井間連續(xù)性越強(qiáng)，越容易產(chǎn)生干擾，越早出現(xiàn)拐點(diǎn)。蘇里格氣田富集區(qū)平均儲(chǔ)量豐度為1.5×108m3/km2，即蘇里格氣田井網(wǎng)密度具備加密到4～5 口/km2的潛力。

圖4 儲(chǔ)量豐度、井網(wǎng)密度和產(chǎn)量干擾率關(guān)系圖

以氣田8個(gè)密井網(wǎng)試驗(yàn)區(qū)的實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)為依據(jù)，建立了采收率、井均最終累計(jì)產(chǎn)量、加密井增產(chǎn)氣量等指標(biāo)隨著井網(wǎng)密度變化的關(guān)系圖版（見(jiàn)圖5）。加密井增產(chǎn)氣量定義為井網(wǎng)密度每增加1口/km2，相對(duì)于原井網(wǎng)密度下每平方千米的增產(chǎn)氣量。筆者認(rèn)為，“加密井增產(chǎn)氣量”比“加密井最終累計(jì)產(chǎn)量”更具科學(xué)意義：加密井最終累計(jì)產(chǎn)量與加密時(shí)間有關(guān)，加密時(shí)間越晚，加密井最終累計(jì)產(chǎn)量越低；而加密井增產(chǎn)氣產(chǎn)自井間非連通有效儲(chǔ)集層，與加密時(shí)間無(wú)關(guān)，與最終采收率關(guān)系較為密切。隨著井網(wǎng)密度增加，井間從不干擾到干擾，再到干擾程度愈加嚴(yán)重，單井平均累計(jì)產(chǎn)量不斷降低，采收率增加幅度越來(lái)越小，可分為4個(gè)階段（見(jiàn)圖5）：階段Ⅰ，井網(wǎng)密度0～1.6口/km2，井間未產(chǎn)生干擾，加密井增產(chǎn)氣量等于老井累計(jì)產(chǎn)量，采收率隨井網(wǎng)密度的增加呈線性增長(zhǎng)；階段Ⅱ，井網(wǎng)密度1.6～4.5口/km2，井間產(chǎn)生一定的干擾，加密井增產(chǎn)氣量小于老井累計(jì)產(chǎn)量，但干擾尚不嚴(yán)重，采收率隨著井網(wǎng)密度的增加而提高的幅度較大；階段Ⅲ，井網(wǎng)密度4.5～8.4口/km2，井間干擾逐步增強(qiáng)，加密井增產(chǎn)氣量與井均累計(jì)產(chǎn)氣量的差距不斷擴(kuò)大，采收率隨著井網(wǎng)密度的增加而提高的幅度明顯降低；階段Ⅳ，井網(wǎng)密度大于8.4口/km2，井網(wǎng)基本將儲(chǔ)集層完全控制，加密井很難再鉆遇新的儲(chǔ)集層，新井增產(chǎn)較低，采收率已達(dá)到利用井網(wǎng)加密手段所能達(dá)到的極限。根據(jù)滲流試驗(yàn)?zāi)M和建模、數(shù)值模擬，蘇里格致密氣田通過(guò)井網(wǎng)加密所能達(dá)到的技術(shù)極限采收率為63%[15]。

圖5 采收率隨井網(wǎng)密度變化的4個(gè)階段

4.1.4 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)評(píng)價(jià)法

低滲—致密氣儲(chǔ)集層物性差，有效儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)難度大，儲(chǔ)集層改造技術(shù)工藝要求高、投入大，單井產(chǎn)量低，開(kāi)發(fā)效益差，降低成本、追求經(jīng)濟(jì)有效性是致密氣儲(chǔ)集層開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。前文所述的3種方法多是從地質(zhì)或氣藏角度切入，對(duì)經(jīng)濟(jì)因素考慮有所欠缺。經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)評(píng)價(jià)法是以開(kāi)發(fā)效益為導(dǎo)向，以?xún)?nèi)部收益率為核心評(píng)價(jià)參數(shù)來(lái)確定井網(wǎng)密度的綜合方法。內(nèi)部收益率是國(guó)際上評(píng)價(jià)投資有效性的關(guān)鍵指標(biāo)，指資金流入現(xiàn)值總額與資金流出現(xiàn)值總額相等、凈現(xiàn)值（NPV）等于零時(shí)的折現(xiàn)率，可理解為項(xiàng)目投資收益能承受的貨幣貶值、通貨膨脹的能力。內(nèi)部收益率為0對(duì)應(yīng)盈虧平衡點(diǎn)。近年來(lái)，天然氣處于蓬勃發(fā)展期，國(guó)內(nèi)油氣行業(yè)將致密氣開(kāi)發(fā)的內(nèi)部收益率由之前的12%調(diào)整到8%，目前正在積極申請(qǐng)開(kāi)發(fā)優(yōu)惠政策，未來(lái)3年內(nèi)部收益率標(biāo)準(zhǔn)有望下調(diào)到6%。按照固定成本8.0×106元，銀行貸款45%，利率6%，操作成本1.2×106元、折舊10年，并綜合考慮城市建設(shè)、資源稅等相關(guān)稅費(fèi)，研究了在不同氣價(jià)條件下，氣井滿足內(nèi)部收益率為8%，6%，0時(shí)開(kāi)發(fā)所對(duì)應(yīng)的最低EUR（估算單井最終累計(jì)產(chǎn)量）。氣價(jià)越高，達(dá)到內(nèi)部收益率標(biāo)準(zhǔn)所需的氣井EUR越低（見(jiàn)圖6）。氣價(jià)為1.15元/m3時(shí)，氣井滿足內(nèi)部收率為8%，6%，0時(shí)對(duì)應(yīng)的EUR下限分別為1 396×104，1 289×104及1 073×104m3。未來(lái)隨著技術(shù)進(jìn)步、氣價(jià)上漲或者內(nèi)部收益率標(biāo)準(zhǔn)下調(diào)，氣田的開(kāi)發(fā)效益有望進(jìn)一步提高。

圖6 不同氣價(jià)條件下氣井效益開(kāi)發(fā)所對(duì)應(yīng)的EUR下限

確定適宜井網(wǎng)密度，需要平衡采收率、單井產(chǎn)量和開(kāi)發(fā)效益。井網(wǎng)稀，儲(chǔ)量得不到有效動(dòng)用，采收率低；井網(wǎng)密，受控于地質(zhì)條件和產(chǎn)能干擾，影響開(kāi)發(fā)效益。本文提出“采收率顯著提高，所有井整體有效益，新鉆加密井能夠盈虧平衡”3條加密調(diào)整基本原則：①較大程度地提高采收率，可接受一定程度的井間干擾，根據(jù)上述分析，確定可調(diào)整加密的井網(wǎng)密度為1.6～8.4口/km2；②區(qū)塊內(nèi)所有井平均達(dá)到8%內(nèi)部收益率標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)應(yīng)井均最終累計(jì)產(chǎn)量不小于1 396×104m3，井網(wǎng)密度小于等于6.3口/km2；③每口加密井均不虧本，滿足內(nèi)部收益率為0，加密井起到提高采收率的作用，可以達(dá)不到8%內(nèi)部收率，但不能虧本，即加密井增產(chǎn)氣量不小于1 073×104m3，合理井網(wǎng)密度小于等于4.2口/km2。

綜合上述分析，當(dāng)前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，滿足3條加密調(diào)整基本原則，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)骨架井網(wǎng)分布，認(rèn)為井網(wǎng)調(diào)整的適宜密度為4口/km2。模型中應(yīng)用600 m×800 m井網(wǎng)模擬蘇里格氣田平均單井最終采氣量為2 420×104m3，加密后平均氣井產(chǎn)量約1 920×104m3，仍滿足開(kāi)發(fā)方案要求的經(jīng)濟(jì)效益，加密井增產(chǎn)氣量為1 110×104m3，高于內(nèi)部收益率為0對(duì)應(yīng)的氣井增產(chǎn)氣量，加密后采收率約為50%（見(jiàn)圖5）。

考察不同經(jīng)濟(jì)條件下適宜的井網(wǎng)密度。從地質(zhì)條件和氣藏動(dòng)態(tài)角度分析，若滿足大幅提高采收率的要求，氣田適宜的井網(wǎng)密度應(yīng)保持在1.6～8.4口/km2且不隨氣價(jià)變化；從經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的角度分析，若滿足井均達(dá)到8%內(nèi)部收益率并考慮加密井不虧本的原則，隨著氣價(jià)升高，適宜井網(wǎng)密度逐漸增大。在氣價(jià)為1.0～1.1元/m3時(shí)，氣田適宜井網(wǎng)密度為3口/km2；氣價(jià)為1.1～1.5元/m3時(shí)，適宜井網(wǎng)密度為4口/km2；當(dāng)氣價(jià)達(dá)到1.5～2.0元/m3，適宜井網(wǎng)密度為5口/km2（見(jiàn)表3）。

表3 不同氣價(jià)條件下適宜井網(wǎng)密度

4.2 直井與水平井聯(lián)合井網(wǎng)提高采收率技術(shù)

直井與水平井聯(lián)合井網(wǎng)提高采收率技術(shù)適用于主力氣層較為明顯的區(qū)塊（主力氣層剖面儲(chǔ)量占比大于60%），可有效發(fā)揮水平井突破阻流帶、層內(nèi)采收率較高的優(yōu)勢(shì)，節(jié)約開(kāi)發(fā)投資，獲得更高經(jīng)濟(jì)收益。實(shí)際布井采用網(wǎng)格化形式，首先將布井區(qū)域按照水平井井距劃分網(wǎng)格單元（蘇里格氣田網(wǎng)格單元為600 m×1 600 m），然后通過(guò)儲(chǔ)集層精細(xì)描述確定每個(gè)網(wǎng)格單元的儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)，最后根據(jù)儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)部署對(duì)應(yīng)井型。典型區(qū)塊分析顯示，蘇里格氣田適合水平井部署的網(wǎng)格單元約占30%，其余約70%的區(qū)域需要采用直井開(kāi)發(fā)。

在蘇6區(qū)塊150 km2區(qū)域內(nèi)按照基礎(chǔ)井網(wǎng)（600 m×800 m直井井網(wǎng)）、直井加密井網(wǎng)（1 km2加密到4口直井）、聯(lián)合井網(wǎng)（1 km2鉆1口水平井或4口直井）設(shè)計(jì)3套開(kāi)發(fā)方案開(kāi)展數(shù)值模擬對(duì)比試驗(yàn)。采用直井加密方案，由600 m×800 m基礎(chǔ)井網(wǎng)加密到400 m×600 m加密井網(wǎng)，單井累計(jì)產(chǎn)量下降21.9%，采收率由31.94%提高至49.89%，提高了約18%，且井均能達(dá)到經(jīng)濟(jì)有效。采用直井與水平井聯(lián)合井網(wǎng)方案，采收率指標(biāo)與直井加密井網(wǎng)基本相當(dāng)，但考慮到蘇里格地區(qū)水平井井均投資約為直井的3倍，水平井井網(wǎng)密度約為直井井網(wǎng)的1/4，即布水平井的區(qū)域內(nèi)每平方千米節(jié)省了1口直井的開(kāi)發(fā)投資。與直井加密方案相比，采收率由49.89%提升至50.70%，開(kāi)發(fā)投資由49.14×108元降為45.61×108元，節(jié)省了約7%（見(jiàn)表4）。近年來(lái)，長(zhǎng)慶油田提出“二次加快發(fā)展”戰(zhàn)略，根據(jù)規(guī)劃，3年內(nèi)氣田須新部署5 000口以上的直井及1 000口以上水平井。該研究成果可為油田現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)能建設(shè)提供有力支撐。

表4 聯(lián)合井網(wǎng)與直井加密井網(wǎng)指標(biāo)模擬結(jié)果對(duì)比

5 致密氣儲(chǔ)集層提高采收率配套技術(shù)

針對(duì)致密氣儲(chǔ)集層4種類(lèi)型的剩余氣，直井加密井網(wǎng)與直井-水平井聯(lián)合井網(wǎng)2項(xiàng)主體技術(shù)主要挖潛井間未動(dòng)用型剩余氣，將富集區(qū)采收率從32%提高到50%左右。其余類(lèi)型剩余氣需通過(guò)相關(guān)配套技術(shù)挖潛改善儲(chǔ)集層滲透性、提高氣井泄流能力，進(jìn)一步提高采收率，在已開(kāi)發(fā)的富集區(qū)，主要形成了老井挖潛、新井工藝技術(shù)優(yōu)化、合理生產(chǎn)制度優(yōu)化、排水采氣、降低廢棄產(chǎn)量5種提高采收率配套技術(shù)措施，以增加非主力剩余氣的有效動(dòng)用，預(yù)計(jì)可提高采收率約5%。

5.1 老井挖潛

老井挖潛技術(shù)措施主要包括老井新層系動(dòng)用、老井側(cè)鉆水平井、老井重復(fù)改造3種。其中老井新層系動(dòng)用通過(guò)開(kāi)展老井含氣層位復(fù)查，由當(dāng)前盒8段、山1的主力層段向上拓展到盒6段，向下拓展到馬5段，評(píng)價(jià)未動(dòng)用層位潛力，實(shí)施遺漏層改造增產(chǎn)。老井側(cè)鉆水平井主要針對(duì)氣田有利區(qū)塊的Ⅱ、Ⅲ類(lèi)氣井，評(píng)價(jià)氣井井況，對(duì)滿足側(cè)鉆條件的氣井開(kāi)展三維井間儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)，分析與生產(chǎn)井間的連通性，并通過(guò)數(shù)值模擬預(yù)測(cè)側(cè)鉆水平段的累計(jì)產(chǎn)量，對(duì)符合經(jīng)濟(jì)有效開(kāi)發(fā)的氣井進(jìn)行剩余氣挖潛，增加井間遺留儲(chǔ)量的有效動(dòng)用。老井重復(fù)改造的對(duì)象主要是在動(dòng)態(tài)、靜態(tài)評(píng)價(jià)方面有較大差異的氣井，分析原射孔層位壓裂及完井施工情況，同時(shí)對(duì)比氣井與周?chē)鷼饩男箟呵闆r，評(píng)價(jià)重復(fù)改造的可行性，動(dòng)用因工程因素導(dǎo)致的剩余儲(chǔ)量，同時(shí)復(fù)查漏失層位。

5.2 新井工藝技術(shù)優(yōu)化

經(jīng)過(guò)近10年的探索發(fā)展，基于儲(chǔ)集層壓裂改造技術(shù)的不斷優(yōu)化和升級(jí)，蘇里格氣田實(shí)現(xiàn)了規(guī)模有效開(kāi)發(fā)，成為中國(guó)最大的天然氣田，同時(shí)如大牛地氣田、登樓庫(kù)氣田等致密氣田也獲得了成功開(kāi)采[16-18]。直井或定向井改造已由機(jī)械封隔器向連續(xù)油管分層壓裂技術(shù)發(fā)展，該技術(shù)集成精確定位、噴砂射孔、高排量壓裂、層間封隔4大功能為一體，在增加改造層數(shù)、大幅提高致密氣縱向儲(chǔ)量動(dòng)用程度的同時(shí)，井筒條件更便于后期措施作業(yè)，解決了蘇里格氣田多層系致密氣直井分層壓裂工藝排量受限、井筒完整性差、叢式井組作業(yè)效率低等問(wèn)題。水平井段內(nèi)多縫壓裂技術(shù)取得突破，通過(guò)研發(fā)不同粒徑可降解暫堵劑和纖維組合材料，使承壓性能和降解時(shí)間等技術(shù)指標(biāo)均接近國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品水平，大幅提高了致密氣水平井有效改造體積，解決了蘇里格氣田水平井裸眼封隔器分段壓裂工藝封隔有效性差和橋塞分段壓裂工藝分段多簇改造程度低等問(wèn)題。

5.3 合理生產(chǎn)制度優(yōu)化

低孔滲、強(qiáng)非均質(zhì)性、次生孔隙發(fā)育且喉道細(xì)小、氣水關(guān)系復(fù)雜等致密氣儲(chǔ)集層特征，導(dǎo)致了地下流體滲流機(jī)理的復(fù)雜性，生產(chǎn)上通常表現(xiàn)為氣井壓力波及范圍小，壓力下降快，自然產(chǎn)能低、遞減率高[19-21]。要保證氣井長(zhǎng)期有效開(kāi)采，合理制定生產(chǎn)制度對(duì)于提高單井累計(jì)產(chǎn)量及延長(zhǎng)相對(duì)穩(wěn)產(chǎn)期至關(guān)重要。低滲—致密砂巖氣儲(chǔ)集層放壓和控壓開(kāi)采動(dòng)態(tài)物理模擬試驗(yàn)表明，放壓開(kāi)發(fā)采氣速度快，采氣時(shí)間短，但累計(jì)產(chǎn)氣量和采收率相對(duì)較低；控壓開(kāi)采能有效利用地層壓力，單位壓降采氣量和最終采收率也更高。對(duì)于氣水同產(chǎn)氣井，如蘇里格氣田西區(qū)氣井普遍產(chǎn)水，儲(chǔ)集層水體對(duì)氣相滲流能力影響顯著。氣體通過(guò)釋壓膨脹，擠壓水體流動(dòng)，在壓力梯度的影響下，氣相滲流能力降低，水相滲流能力升高[22-25]。此時(shí)，需綜合考慮控壓程度和氣井?dāng)y液能力，設(shè)置合理的產(chǎn)量，以達(dá)到氣井的平穩(wěn)開(kāi)采和較高的采收率。李穎川等[26]提出的動(dòng)態(tài)優(yōu)化配產(chǎn)方法綜合考慮物質(zhì)平衡原理、氣井產(chǎn)能、井筒溫壓分布及連續(xù)攜液理論，在氣井投產(chǎn)初期保持所配氣量略高于井口臨界攜液流量，充分發(fā)揮氣井的攜液潛能，降低排水采氣量，降低開(kāi)采成本的同時(shí)提高氣井最終采收率。將其應(yīng)用于蘇里格氣田西區(qū)產(chǎn)水氣井配產(chǎn)，連續(xù)攜液采氣井約占90%，排水采氣井僅有10%左右，保證采收率的同時(shí)提高了開(kāi)發(fā)效益。

5.4 排水采氣

致密氣井通常產(chǎn)量低、攜液能力弱，地層水相對(duì)活躍，幾乎沒(méi)有真正意義的純氣富集區(qū)[27]，自投產(chǎn)開(kāi)始產(chǎn)水且產(chǎn)水量不斷上升，氣井不具備依靠自身能量排除井底積液的能力，截至2018年底，氣田積液井?dāng)?shù)比例超過(guò)60%。為確保最大限度發(fā)揮氣井產(chǎn)能，延長(zhǎng)氣井有效生產(chǎn)期，提高氣井最終累計(jì)產(chǎn)氣量，蘇里格氣田開(kāi)展了大量研究及應(yīng)用試驗(yàn)，形成了適合氣田地質(zhì)及工藝特點(diǎn)的排水采氣技術(shù)系列。

在產(chǎn)水井助排方面，形成了以泡沫排水為主，速度管柱、柱塞氣舉為輔的排水采氣工藝；在積液停產(chǎn)井復(fù)產(chǎn)方面，形成了壓縮機(jī)氣舉、高壓氮?dú)鈿馀e排水采氣復(fù)產(chǎn)工藝[28-30]。其中，泡沫排水采氣通過(guò)將井底積液轉(zhuǎn)化為低密度易攜帶的泡沫狀流體，提高氣流攜液能力，達(dá)到將水體排出井筒的目的，適用于產(chǎn)氣量大于0.5×104m3/d的積液氣井，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、施工容易、不影響氣井正常生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì)；速度管柱排水采氣通過(guò)在井口懸掛小管徑連續(xù)油管作為生產(chǎn)管柱，提高氣體流速，增強(qiáng)攜液生產(chǎn)能力，依靠氣井自身能量將水體帶出井筒，適用于產(chǎn)氣量大于0.3×104m3/d的積液氣井，具有一次性施工，無(wú)需后續(xù)維護(hù)的優(yōu)勢(shì)；柱塞氣舉排水采氣將柱塞作為氣液之間的機(jī)械界面，利用氣井自身能量推動(dòng)柱塞在油管內(nèi)進(jìn)行周期舉液，能夠有效阻止氣體上竄和液體回落，適用于產(chǎn)氣量大于0.15×104m3/d的積液氣井，具有排液效率高、自動(dòng)化程度高、安全環(huán)保等優(yōu)勢(shì)；壓縮機(jī)氣舉排水采氣利用天然氣的壓能排出井內(nèi)水體，氣舉過(guò)程中，壓縮機(jī)不斷將產(chǎn)自油管的天然氣沿油套環(huán)空注入氣井，注入的天然氣隨后沿油管向上從井筒采出，經(jīng)過(guò)分離器分離處理后再由壓縮機(jī)壓入井筒，循環(huán)往復(fù)排出井筒積液；高壓氮?dú)鈿馀e是將高壓氮?dú)鈴挠凸埽ɑ蛱坠埽┳⑷?，將井?nèi)積液通過(guò)套管（或油管）排出，達(dá)到氣井復(fù)產(chǎn)的目的。

5.5 降低廢棄產(chǎn)量

氣井廢棄產(chǎn)量是氣田開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)重要經(jīng)濟(jì)和技術(shù)指標(biāo)，是評(píng)價(jià)氣田最終采收率的主要依據(jù)[31]。廢棄產(chǎn)量的確定取決于氣價(jià)的高低和成本費(fèi)用，致密氣井投產(chǎn)后短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入遞減期，產(chǎn)量不斷下降，最后結(jié)合地層、井筒及外輸管線壓力系統(tǒng)匹配關(guān)系，以定壓生產(chǎn)方式進(jìn)行更大幅度的遞減生產(chǎn)，直至生產(chǎn)井的年現(xiàn)金流入與現(xiàn)金流出持平，氣井生產(chǎn)到達(dá)廢棄，對(duì)應(yīng)產(chǎn)量即為氣井廢棄產(chǎn)量。氣井最終廢棄產(chǎn)量的大小對(duì)氣井、氣田采收率具有較大影響，蘇里格氣田廢棄產(chǎn)量從0.14×104m3/d降至0.10×104m3/d，單井累計(jì)采氣量可增加150×104m3，提高采收率2%左右。目前氣田主要通過(guò)井筒排水采氣和井口增壓來(lái)降低氣井廢棄壓力，進(jìn)而降低氣井廢棄產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)提高氣井最終累計(jì)產(chǎn)量和采收率的目的。

6 結(jié)論

儲(chǔ)集層非均質(zhì)性強(qiáng)、滲流能力差、存在氣水兩相流是導(dǎo)致致密氣儲(chǔ)集層技術(shù)極限采收率（60%～70%）低于常規(guī)氣藏（80%～90%）的3大因素。結(jié)合儲(chǔ)集層地質(zhì)和氣藏開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)分析，將蘇里格致密氣田剩余儲(chǔ)量劃分為井網(wǎng)未控制型、水平井漏失型、射孔不完善型和復(fù)合砂體內(nèi)阻流帶型4種類(lèi)型。其中，井網(wǎng)未控制型和復(fù)合砂體內(nèi)阻流帶型皆為井間未動(dòng)用剩余儲(chǔ)量，占總剩余儲(chǔ)量的82%，是剩余氣挖潛的主體，井網(wǎng)調(diào)整優(yōu)化是提高該類(lèi)儲(chǔ)量動(dòng)用程度和采收率的主體技術(shù)。

針對(duì)提高氣田采收率和氣井開(kāi)發(fā)效益，提出直井井網(wǎng)加密及直井與水平井聯(lián)合井網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整方法。建立井均最終累計(jì)產(chǎn)量、加密井增產(chǎn)氣量、井間干擾程度隨井網(wǎng)密度變化的關(guān)系圖版，提出采收率隨井網(wǎng)密度變化的4階段，并明確了各階段對(duì)應(yīng)的井網(wǎng)密度。蘇里格致密氣在現(xiàn)有氣價(jià)1.1～1.5元/m3條件下合理的井網(wǎng)密度為4口/km2，在氣價(jià)1.5～2.0元/m3條件下，適宜井網(wǎng)密度可達(dá)5口/km2；聯(lián)合井網(wǎng)與直井加密井網(wǎng)提高采收率幅度相當(dāng)，但可節(jié)約7%的開(kāi)發(fā)投資?？傮w上，直井加密井網(wǎng)和直井與水平井聯(lián)合井網(wǎng)2項(xiàng)主體技術(shù)可將富集區(qū)采收率從當(dāng)前的32%提高到50%左右。

針對(duì)水平井漏失型、射孔不完善型層間未動(dòng)用型剩余氣，形成了老井挖潛、新井工藝技術(shù)優(yōu)化、合理生產(chǎn)制度優(yōu)化、排水采氣、降低廢棄產(chǎn)量等提高采收率的配套技術(shù)系列，預(yù)計(jì)可在井網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整的基礎(chǔ)上再提高采收率約5%。