代金友,張爭航,王 瑞,林立新,王 洋
(1.中國石油大學(xué)(北京)石油工程學(xué)院,北京 102249;2.中國石油長慶油田分公司第一采氣廠,寧夏銀川 750006)
在氣田開采過程中,一般將產(chǎn)能小于某一界限(產(chǎn)能界限因氣田不同而異)的井稱為低產(chǎn)井。低產(chǎn)井在氣田開采過程中普遍存在,尤其是低滲致密氣田的低產(chǎn)井比例更高,有的甚至達60.0%以上,如蘇里格氣田達61.9%[1]。氣井低產(chǎn)一直是氣田開采過程中面對的重要問題之一。
近年來,國內(nèi)外學(xué)者對低產(chǎn)井開展了廣泛研究,特別在低產(chǎn)井有效開采技術(shù)和管理方面較為深入,并取得了較好的應(yīng)用成果。低產(chǎn)井有效開采技術(shù)方面,目前主要集中在排水采氣方法、提產(chǎn)帶液措施和工作制度優(yōu)化等研究[2-6]。低產(chǎn)井管理方面,主要 集中在低產(chǎn)井細(xì)化分類、差異化管理等研究。低產(chǎn)井分類依據(jù)多側(cè)重于儲層物性、氣井產(chǎn)氣量、產(chǎn) 水量和生產(chǎn)狀態(tài)等指標(biāo)[7-11]。如郝玉鴻等[10](2010)將榆林氣田南區(qū)低產(chǎn)井分為物性較好、產(chǎn)能較高的A 類井和物性差、產(chǎn)能低的B 類井,并提出了對應(yīng)的開發(fā)管理對策,明顯改善了低產(chǎn)井的開發(fā)效果;馮強漢等[11](2016)結(jié)合蘇里格氣田儲層地質(zhì)認(rèn)識、生產(chǎn)動態(tài)特征分析和現(xiàn)場試驗的成果,提出“蘇中控壓穩(wěn)產(chǎn)、蘇西控水開發(fā)”的技術(shù)思路,將蘇中氣井分為高產(chǎn)井、中產(chǎn)井和低產(chǎn)井,蘇西氣井分為連續(xù)帶液井、間歇帶液井和積液井,分類評價了氣井的生產(chǎn)動態(tài),并提出了各類氣井的差異化管理對策,措施有效率明顯上升。
上述分析表明,低產(chǎn)井細(xì)化分類是低產(chǎn)井有效開采和差異化管理的基礎(chǔ)。但很多學(xué)者對低產(chǎn)井分類多側(cè)重于儲層物性、氣井產(chǎn)氣量、產(chǎn)水量和生產(chǎn)狀態(tài)等指標(biāo),而對低產(chǎn)氣井的遞減特征研究不足。為此,本文以靖邊氣田為例,從低產(chǎn)井遞減角度提出了一類特殊低產(chǎn)井(生產(chǎn)異常低產(chǎn)井),通過對生產(chǎn)動態(tài)資料的綜合分析,初步探討了生產(chǎn)異常低產(chǎn)井的特征及其開采意義。
靖邊氣田位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡中部的靖邊橫山一帶,勘探面積約3×104km2,儲量超過 4 000×108m3。該氣田主產(chǎn)層為奧陶系馬家溝組頂部碳酸鹽巖風(fēng)化殼儲層,平均孔隙度5.5%,滲透率0.29×10-3μm2,整體屬于特低孔-超低滲氣藏[12]。截至2018 年3 月,該氣田投產(chǎn)井974 口,其中日產(chǎn)氣量低于1.00×104m3的井469 口,占48.2%,且這些低產(chǎn)井中30.0%的井在井口壓力降至系統(tǒng)壓力(井口最低外輸壓力)后,產(chǎn)氣量在短時間內(nèi)下降40.0%~60.0%,其遞減率遠(yuǎn)大于老井正常的遞減率。為了便于研究,本文將這部分低產(chǎn)井定義為生產(chǎn)異常低產(chǎn)井,其他低產(chǎn)井統(tǒng)稱為一般低產(chǎn)井。因此,靖邊氣田氣井分為正常井(中產(chǎn)井、高產(chǎn)井)、一般低產(chǎn)井和生產(chǎn)異常低產(chǎn)井三類(圖1)。
從圖1 可以看出,一般低產(chǎn)井是正常井自然遞減形成的低產(chǎn)井。實際上,隨著生產(chǎn)時間的延長和地層壓力的降低,氣井產(chǎn)能會不斷減小,開采后期正常井會逐步過渡為一般低產(chǎn)井,即正常井和一般低產(chǎn)井可以視為氣井連續(xù)生產(chǎn)過程中的兩個不同階段。一般低產(chǎn)井經(jīng)歷了較長的開采時間,儲量動用程度較高,進一步開發(fā)的潛力相對有限,開發(fā)重點為盡量提高采收率。生產(chǎn)異常低產(chǎn)井為正常井異常遞減形成的低產(chǎn)井,相對于一般低產(chǎn)井而言,該類井遞減時間往往提前且遞減率非常高,為正常井開采前期突然產(chǎn)能大幅度降低而形成的低產(chǎn)井,這類井的低產(chǎn)不是因為其儲量基礎(chǔ)不好,而是在生產(chǎn)過程中產(chǎn)能受到了抑制不能正常發(fā)揮。生產(chǎn)異常低產(chǎn)井經(jīng)歷的正常開采時間較短,儲量動用程度往往不高,進一步開發(fā)的潛力相對較大,開發(fā)重點是最大限度的發(fā)揮產(chǎn)能,從而提產(chǎn)增效。 由上述分析可知,一般低產(chǎn)井與生產(chǎn)異常低產(chǎn)井有著顯著區(qū)別,兩者不能一概而論。目前,低產(chǎn)井細(xì)化分類中對“遞減特征”研究不足,相關(guān)文獻對“一般低產(chǎn)井與生產(chǎn)異常低產(chǎn)井”缺乏有效區(qū)分和明確界定,這對氣田低產(chǎn)井差異化管理不利。
圖1 氣井分類示意圖
利用氣井生產(chǎn)動態(tài)資料,分析生產(chǎn)異常低產(chǎn)井特征。G22-25 井為靖邊氣田典型的生產(chǎn)異常低產(chǎn)井,該井于2006 年12 月投產(chǎn),初期日產(chǎn)氣量約為3.00×104m3,套壓21.4 MPa。圖2 為該井的采氣曲線,整個生產(chǎn)過程可分為3個階段:2017 年7 月以前,產(chǎn)能相對穩(wěn)定,日產(chǎn)氣量約為2.00×104m3;2017年8 月至2018 年4 月,產(chǎn)氣量突然大幅度下降,之后產(chǎn)能穩(wěn)定在較低水平;目前日產(chǎn)氣量維持在0.40×104m3,套壓7.5 MPa,年遞減率達72.40%。產(chǎn)量不穩(wěn)定法[13]核實該井可動儲量為2.06×108m3,目前累計產(chǎn)氣量為0.69×108m3,剩余可動儲量還有1.37×108m3,儲量基礎(chǔ)較好。
按照上述思路,分別統(tǒng)計了靖邊氣田正常井、一般低產(chǎn)井和生產(chǎn)異常低產(chǎn)井的日產(chǎn)氣、累計產(chǎn)氣、可動儲量和年遞減率等指標(biāo)參數(shù)(表1)。由圖2、表1 分析可知,生產(chǎn)異常低產(chǎn)井具有以下兩個特征:
(1)具有較高的剩余可動儲量。靖邊氣田正常井平均可動儲量2.63×108m3,累計產(chǎn)氣1.65×108m3,剩余可動儲量0.98×108m3;一般低產(chǎn)井平均可動儲量2.32×108m3,累計產(chǎn)氣1.92×108m3,剩余可動儲量0.36×108m3;生產(chǎn)異常低產(chǎn)井平均可動儲量1.87×108m3,累計產(chǎn)氣0.66×108m3,剩余可動儲量1.21×108m3。從剩余可動儲量來看,生產(chǎn)異常低產(chǎn)井要高于正常井和一般低產(chǎn)井;從目前產(chǎn)氣量來看,生產(chǎn)異常低產(chǎn)井要遠(yuǎn)低于正常井和一般低產(chǎn)井。這說明了相對于正常井和一般低產(chǎn)井,生產(chǎn)異常低產(chǎn)井呈現(xiàn)出剩余可動儲量高而產(chǎn)能低的特點。
(2)存在明顯異常遞減階段。生產(chǎn)異常低產(chǎn)井存在異常遞減階段且該階段產(chǎn)能呈現(xiàn)突然大幅度遞減,年均遞減率高達54.50%。而正常井不存在異常遞減階段,且年遞減率整體相對較低,平均為12.97%。
圖2 靖邊氣田G22-25 井采氣曲線
表1 靖邊氣田生產(chǎn)異常低產(chǎn)井動態(tài)特征統(tǒng)計對比
綜上所述,生產(chǎn)異常低產(chǎn)井是具有較高剩余可動儲量和存在明顯異常遞減階段的低產(chǎn)井。這類井的產(chǎn)氣量低不是儲量基礎(chǔ)不好,而是因為在生產(chǎn)過程中產(chǎn)能受到抑制而不能正常發(fā)揮。生產(chǎn)異常低產(chǎn)井產(chǎn)能受到抑制的原因可能是某種特定因素,如積液、堵塞、干擾等,也可能是幾種不同因素的耦合作用,這些因素導(dǎo)致生產(chǎn)異常低產(chǎn)井的遞減時間大大提前,其儲量動用程度不高。
相較于一般低產(chǎn)井,生產(chǎn)異常低產(chǎn)井具有更大的開發(fā)潛力,應(yīng)作為氣田低產(chǎn)井管理和提產(chǎn)增效的重點井。建議根據(jù)不同氣田實際地質(zhì)特征和生產(chǎn)條件差異,針對性加強生產(chǎn)異常低產(chǎn)井的成因理論研究和差異化管理對策研究。
(1)低產(chǎn)井可分為一般低產(chǎn)井和生產(chǎn)異常低產(chǎn)井:一般低產(chǎn)井是自然遞減形成的剩余可動儲量明顯不足的井;生產(chǎn)異常低產(chǎn)井是異常遞減形成的剩余可動儲量充足而產(chǎn)能明顯受到抑制的井,也是氣田后續(xù)低產(chǎn)井管理和提產(chǎn)增效的重點井。
(2)生產(chǎn)異常低產(chǎn)井具有較高的剩余可動儲量和明顯的異常遞減階段,其產(chǎn)氣量低不是其儲量基礎(chǔ)不好,而是生產(chǎn)過程中受到某些因素作用,使其產(chǎn)能受到了抑制而不能正常發(fā)揮。
(3)生產(chǎn)異常低產(chǎn)井獨特的生產(chǎn)特征和開采價值決定了其管理目標(biāo)為最大限度地發(fā)揮產(chǎn)能,提產(chǎn)增效。建議低產(chǎn)井開發(fā)管理細(xì)化分類過程中將生產(chǎn)異常低產(chǎn)井單獨考慮,針對性加強生產(chǎn)異常低產(chǎn)井的成因研究和差異化管理對策研究更具有實踐意義。